纳米材料的问世及其在诸多工程领域的成功应用 ，为改善传统混凝土 的性能开辟了新途径。纳米 SiO 粉体因其特殊的
表面与界面效应以及来源广泛 、经济性好等特征 ，成为 目前纳米混凝土研究中最常见的纳米改性剂。综述了目前国内外掺纳米 SiO：
高性能混凝土的制备工艺 、工作性能 、力学性能和耐久性等相关研究 ；并结合本研究组 的试验成果 ，分析 了纳米 SiO 粉体掺量对
纳米混凝土强度 的影响规律 以及纳米材料对混凝土强度的改善机理；概述了纳米 si()2对混凝土 自收缩性能、抗氯离子渗透性能 、
抗冻耐久性的影响 ，并对掺纳米 SiO：高性能混凝土的未来研究方向提出了积极建议。
关键词 ： 高性能混凝土 ；纳米二氧化硅；制备方法 ；力学性能 ；耐久性
中图分类号 ： TU528．01 文献标志码 ： A 文章编号： 1002—3550(2013)03—0005—05
Recent progress on high performance concrete w ith nano-Si02 particles
H OU X ue—biao1,2 H UAN G D an ．W AN G W ei ，
(1．State Key Laboratory ofHydrology—Water Resources and Hydraulic Engineering，Nanjing 210098，China；
2．College ofMechanics andMaterials，HohaiUniversity，Nanjing210098，China)
Abstract： The successful application ofnano—materials to various engineering fields shows a promising alternative way of improving the
performan ce of~aditional concrete．Nano—SiO2 is one ofthe most widely used supplements in nano—concrete an d concerned studies because
of its special surface and interface effects，and hi曲 economical efficiency．Recent researches on workability and mechanical prope~ies of
concretewithNano—Si02were reviewed，and studied onpreparationmethod，workability，mechanicalproperties anddurability ofhighper—
forman ce concrete with Nan o—Si02 were introduced．Based on experimental results，the effect of dosage of Nano-SiO2 on the s~ength of
llano—concrete w as analyzed，and the influence ofNan o—SiO2 on the self-shrinkage property，resistan ce against perm eation of chloride ion
and anti—freezing durability of concrete were analyzed．Some valuable advice for the fulther researches into hi曲 perform ance concrete was
also presented．
Key w ords： hi【gh perform an ce concrete；Nano—SiO2；preparation method；mechan ical properties；durability
0 引 言
水泥混凝土是一种传统的建筑材料 ，随着人 口不断增
长和工业化深入发展 ，混凝土的用量也在不断增加 。混凝土
是经济发展和工业建设的重要基础原材料之一 ，在我 国的
需求量为材料之最。目前 ，我国每年建造房屋约 20亿 m ，高
速公路约 5 000km，还有大量的铁路 、桥梁 、港 口等基础建
设 ，仅混凝土就需要 40亿 m3／年 _11。但是 ，普通水泥混凝土
刚性过大而柔性不足 ，以及混凝土材料本身固有 的结构缺
陷 ，使其在使用过程 中不可避免产生开裂 、破坏 ，限制 了它
在许 多领 域中的应用[2-3]。随着科技 的发展 ，制备 和应用技
术也进一步发展 ，采用新科技 、新工艺改造传统材料 ，对提
升性能 、拓展其应用领域具有重要意义。
纳米材料指 颗粒尺寸在纳米 量级(1～100 nm)的超 细
材 料 ，其尺寸大于原子簇 (尺寸小于 l nm 的原子聚集体 )
而小 于通 常的微粉 ，处在 原子簇 和宏观物体的过渡 区域 ，
是一种 典型的介观系统 ，包括金属 、非金属 、有机 、无机 和
生物等 多种颗粒材料 。由于其小尺寸 ，具有特殊 的四种效
应 ：尺寸效应 、量子效应 、表面效应和界面效应 。这 四种效
应使纳米材料在结构 、物理和化学性质等方面具有诱人 的
特 征[4 ，被称为 “21世纪最 有前途 的材料 ”。研究表 明 ，在
混凝土中添加适量 的纳米材料 ，能增强火 山灰反应并 改善
?昆凝土 的微 观结构 ，从而提高其各项性 能。近 四十年来 ，已
有许多研究者对硅粉改善界面结构 、细化界面氢氧化钙晶
粒和降低界面氢氧化钙的取 向程度作了研究 ，取得了一定
的成果 ，但还有进一步研究的余地 。由于纳米 SiO：和硅粉
成分基本相 同，因此 ，通过试 验研究掺加纳米 SiO 混凝土
的制备方法和各项特性 ，具有很重要 的工程 意义。
1 掺 纳米 sio 混凝土的制备 工艺
将纳米材料应用 于水泥基材料 ，尤其是对混凝土进行
收稿 日期 ：2012—10—19

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