混凝土的耐久性对于混凝土在服役期间的可靠性非常重要,尤对于恶劣环境下服役的混凝土。混凝土的抗渗性能是混凝土耐久性重要的影响因素。最近研究表明,纳米改性是提高混凝土耐久性的有效途径。纳米材料比表面积大、活性高,加入到水泥基材料中能够通过填充效应、晶核效应和火山灰活性（纳米SiO2）,促进水泥的水化、改善界面过渡区和优化孔结构,从而有效的提高混凝土的抗渗性能。现在对纳米材料和粉煤灰协同的研究较多,但纳米材料和粉煤灰在粒度级配和活性等级有较大的差距,因此考虑将硅灰协同掺入混凝土,丰富颗粒级配和活性等级,提高混凝土的抗渗性能。本文研究了纳米材料协同硅灰对混凝土电通量和快速氯离子渗透系数的影响,并测定了纳米改性对水泥早期水化放热速率、非蒸发水含量、水化产物、孔结构和界面过渡区的影响,阐明协同效应对混凝土抗渗性能的影响的机理。主要研究结果如下:（1）纳米材料和硅灰掺入水泥后水泥浆体的流变性变差,塑性粘度和屈服应力增大。在混凝土拌合中加入30%的粉煤灰和萘系高效减水剂可以使混凝土的工作性能满足要求。（2）硅灰能够提高混凝土的抗压强度,最优掺量为9%,28d抗压强度可达到66.31MPa,相对于空白试样提高了22.32%,但在3d提高幅度较小。当1.2%的纳米二氧化硅和硅灰协同时,硅灰掺量为9%时抗压强度最大,28d抗压强度为70.98MPa。在硅灰和纳米二氧化硅协同时,纳米二氧化硅对混凝土3d的强度提高幅度明显高于28d。纳米二氧化硅协同硅灰有效的提高了混凝土的抗压强度。1.8%的纳米二氧化钛对混凝土抗压强度的影响和纳米二氧化硅相似,但因纳米二氧化钛没有火山灰活性,强度提高幅度低于纳米二氧化硅。（3）纳米二氧化硅协同硅灰可以有效的提高混凝土的抗氯离子渗透性能。纳米二氧化硅和硅灰分别掺入混凝土均降低混凝土的电通量和快速氯离子渗透系数。纳米二氧化硅对早期电通量的降低有优势,而硅灰在28d降低幅度较大。最优掺量为纳米二氧化1.2%协同硅灰12%,此时混凝土的氯离子渗透系数和电通量最低,在养护到28d时达到了0.80×10-12m2/s和154.49C。实验数据表明纳米二氧化硅和硅灰协同通过晶核效应和活性效应加速了水泥水化,减少了氢氧化钙含量,增加了非蒸发水的含量,使得水化产物在3d和28d明显增多并更加密实;同时纳米二氧化硅和硅灰粒度协同使总孔隙率下降5.3%,孔结构得到优化。纳米二氧化硅和硅灰在水泥基材料中活性效应和粒度效应的协同提高界面过渡区的粘结强度和微观结构,改善界面过渡区。因此纳米二氧化硅协同硅灰可以有效提高水泥石的致密度和界面过渡区的性能,减少了氯离子侵入混凝土内部的机会,提高了混凝土的抗渗性能。（4）纳米二氧化钛和硅灰协同可以改善混凝土的抗氯离子渗透性能。最优掺量为纳米二氧化钛1.8%协同硅灰12%,在28d时电通量和快速氯离子渗透系数分别为180.83C和0.98×10-12m2/s。在9%的硅灰存在下,纳米二氧化钛可以作为晶核促进水泥的水化,提前水泥的水化,在71h内累积放热量相对于单独掺入硅灰提高了5.09%。同时纳米二氧化钛和硅灰协同相对于硅灰单掺在水化3d后氢氧化钙的含量增多,说明纳米二氧化钛在与硅灰协同可以促进水泥的水化,因此在微观形貌上上水化产物更加致密。同时纳米二氧化钛和硅灰在尺度上协同,降低了孔隙率,优化了孔结构,使得有害孔比例从16.84%降低到3.84%。纳米二氧化钛和硅灰在晶核效应和尺寸效应上协同有效提高了混凝土的抗氯离子渗透性能
