文献综述（或调研报告）：
纳米技术是一种新兴的研究途径，对科学和技术的各个领域都有潜在的影响。研究人员给出了纳米技术的许多定义，Drexler[[1]]等人定义为“基于对产品和副产品的分子级控制的物质结构控制”。Rupasinghe R等人[[2]]定义为“理解，控制并制造纳米量级的物质（小于100nm），以创造具有全新性质和功能的材料。”对于建筑部门来说，纳米技术可以被定义为在纳米尺度上控制性能的科学，它可以对块体材料的性能进行革命性的改变。
随着纳米材料的不断发展，人们对纳米材料的认识不断深入，并且将纳米材料应用到现有的各种材料中，改善现有材料的各方面的性能，或者赋予它们新的性能。利用纳米粉体科学技术对水泥进行改性，对改造传统胶凝材料都具有十分重大的意义，进一步推动高性能混凝土技术的发展。
英国著名水泥化学家Taylor从20世纪90年代初就对水泥水化产物中主要水化硅酸钙凝胶的纳米结构进行研究，水泥水化后的硬化浆体中70%为纳米尺度的水化硅酸钙凝胶颗粒凝聚而成的初级纳米材料[[3]]，G Richardson[[4]]、Xiaozhong ZHANG[[5]]等研究发现水化硅酸钙凝胶(C-S-H凝胶)尺寸处于纳米级范围，经测试，该凝胶的比表面积约为180 m2/g，并进一步推出其平均粒径为10nm。因此，水泥基材料进行纳米改性具有良好的基础。从纳米尺度对水泥基材料进行研究，利用先进的纳米技术对水泥基材料进行纳米化改性能进一步改善水泥基材料的微观结构，近而显著提高水泥石物理力学性能和耐久性。
1 纳米二氧化硅在水泥基材料中的作用机理
国内外对纳米二氧化硅在水泥基材料中的作用机理都展开了许多的研究，基于各种宏观试验和微观检测，得到了不少有价值的结论。纳米二氧化硅在水泥基材料中的作用机理主要有：填充效应，火山灰反应，晶核效应，以及改善界面过渡区等。
1.1 填充效应
水泥基材料水化内部微观结构是由未水化的水泥颗粒、水化产物及毛细孔等组成的，而纳米二氧化硅颗粒因尺寸比水泥颗粒或矿物掺合料小数个数级，在水泥基复合材料中可以充当“微骨料”。纳米二氧化硅颗粒能充填10—100 nm的微孔隙，可以填充于水泥基材料内部的毛细孔、气孔或缺陷处，降低水泥基材料中总孔隙率，有效细化孔隙，降低临界孔径，优化水泥基材料孔结构，从而提高水泥基材料的密实度、强度和耐久性[[6]]。图1[[7]]表现了纳米二氧化硅的填充作用。
Lange[[8]]等通过密实度来表征纳米材料填充效应程度，在质量分数相同的情况下，于水泥基材料中加入纳米二氧化硅后，由于纳米二氧化硅微粒比普通硅灰颗粒尺寸更小，在C3S水化过程中，Ca(OH)2与依附于微小孔隙中的纳米二氧化硅进行反应，生成C-S-H凝胶呈网络交织状结构，在微观上起到密实填充作用，提高水泥基材料的密实度，能促进水泥基材料强度进一步发展。
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