纳尺度二氧化硅和二氧化钛是两种常见的纳尺度颗粒,将其掺入到水泥基材料中可以提高水泥基材料的力学性能。纳尺度二氧化硅为火山灰活性物质,二氧化钛则为非火山灰活性物质,两者对水泥基材料力学性能的影响可能不同。本文以纳尺度二氧化硅和二氧化钛为研究对象,研究不同火山灰活性纳尺度颗粒的粒径、掺量对水泥基材料力学性能和微观结构的影响,本文的主要研究内容如下:首先,研究了不同分散方法下纳尺度颗粒的分散性,在此基础上研究了纳尺度二氧化硅和二氧化钛的粒径、掺量对水泥净浆流动性、抗压强度和断裂能的影响。研究结果表明,掺纳尺度二氧化硅净浆的抗压强度大于纳尺度二氧化钛净浆的抗压强度,且纳尺度颗粒的粒径越小,纳尺度颗粒净浆的抗压强度越高;掺量越大,纳尺度颗粒净浆的抗压强度越高。纳尺度二氧化钛净浆的断裂能大于掺纳尺度二氧化硅的断裂能。其次,研究了不同火山灰活性纳尺度颗粒的粒径、掺量对水泥砂浆流动性、抗压强度和断裂能的影响。当纳尺度颗粒掺量较大时砂浆浆体的流动性很差,调节减水剂掺量改变浆体的流动性,研究了不同流动度下纳尺度颗粒对砂浆力学性能的影响,同时,对掺纳尺度颗粒净浆和砂浆的力学性能进行了对比。研究结果表明,纳尺度颗粒也可以提高砂浆的力学性能,提高的幅度则小于水泥净浆。最后,研究了纳尺度二氧化硅和二氧化钛对水泥基材料的组成、水化程度、孔结构、形貌等微观结构的影响,纳尺度颗粒提高了硬化水泥浆体的水化程度,降低了其孔隙率,提高了无害孔和少害孔所占的比例,同时,有利于形成致密、均匀的微观结构,提出纳尺度颗粒在水泥基材料中的主要作用为促进水泥浆体的水化。