传统石灰灰浆是古建筑中常用的胶凝材料,但由于固化速度慢、干燥收缩性大、初期强度低和耐水性差等缺点限制着其使用。本文选用三种常见的火山灰材料(硅藻土、硅灰和粉煤灰)和纳米二氧化硅掺加到熟石灰中进行改性,通过基本性能(固化时间、体积收缩率、吸水性等)、机械性能(抗折强度和抗压强度)和耐久性能(耐水性、耐冻融性、耐盐性)的测试,获得最佳改性材料配方;同时通过XRD、FTIR、TG、SEM等方法对改性后的材料进行成分及形貌测试,研究其改性机理。结果表明:(1)当硅藻土掺加量小于15wt.%,硅灰15%-20wt.%,粉煤灰为20wt.%左右时,各改性胶凝材料的效果最佳,其主要通过与熟石灰发生火山灰反应,生成针状和棒状等不同形貌尺寸的水合硅酸钙(CSH)颗粒,改善灰浆内部结构和成分,进而提高灰浆胶凝材料的性能。(2)各改性胶凝材料均可提高砂浆的性能,当胶砂质量比为1:3时,砂浆试样具有最佳使用效果。(3)纳米Si02与火山灰材料按照1:3质量比进行吸附处理时,其吸附量最大,各火山灰材料吸附效果比较如下:硅灰最佳,硅藻土次之,粉煤灰最差。(4)纳米Si02与火山灰材料对熟石灰进行复合改性可进一步提高灰浆胶凝材料的性能,其主要是通过填充和进一步促进火山灰反应而减小浆体的孔隙率并使体系中具有更多的CSH生成而达到进一步改性的效果。