摘要:
本研究系统探讨了纳米SiO2、纳米Al2O3和纳米TiO2三种纳米组分对碱激发胶凝胶砂的工作性能、力学性能与水化产物形貌的影响机理。结果表明：纳米SiO2因其强亲水性和高比表面积，在浆体中形成氢键和静电作用的三维网络结构，导致流动度显著下降，同时水玻璃当量模数升高使体系pH降低，初、终凝时间延长，抗压强度下降而抗折强度提升；纳米Al2O3具有更高的水分和离子吸附能力，并释放活性铝源作为异质成核位点，加速水化反应并细化孔隙，显著缩短凝结时间并同时提升抗压和抗折强度；尽管纳米TiO2化学惰性较强，但其表面羟基可诱导C–S–H异质成核并填充毛细孔，从而提升结构致密性和强度；同时，由于其本身缺乏可参与反应的活性成分，整体水化反应进程略显迟缓，导致凝结时间适度延长。掺入纳米SiO2、TiO2的水化产物均以针棒状C–S–H凝胶为主，其中纳米SiO2与TiO2通过成核诱导和填充作用增强了晶体致密性；而纳米Al2O3组在强碱环境下部分溶解生成铝酸根，优先形成层状钙铝硅酸盐相，呈现片状微观形貌。综合来看，不同纳米组分可以通过各自的化学活性与物理效应，实现对浆体流变性、水化动力学及微观结构的精准调控，为纳米改性碱激发胶凝材料的设计与性能优化提供科学依据。
