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混凝土作为迄今为止全世界应用最广泛的人造建筑材料,其制造主要依赖于水泥工业。水泥工业CO2的排放量占总排放量的5%-8%,成为全世界CO2第三大来源。另一方面,Taylor在20世纪90年代初证实了水泥浆体中纳米水化硅酸钙凝胶（C-S-H）的存在,为在纳米尺度改性水泥基材料奠定了基础。常用的纳米材料包括纳米二氧化硅（NS）纳米颗粒、纳米氧化铝、纳米石墨烯,纳米二氧化钛和碳纳米管等,在所有改性纳米材料中,NS纳米颗粒的火山灰活性,晶核效应及填充效应,使其成为最广泛应用于水泥基材料中的纳米材料。然而,即使溶胶二氧化硅也部分以团聚体的形式存在。因此,为了分散NS纳米颗粒需要加入合适的外加剂或更多的水,然而,聚羧酸超塑化剂与NS纳米颗粒存在不相容性。此外,水泥孔溶液呈现高pH和高离子强度状态。NS纳米颗粒直接与水泥浆体发生作用,不仅自身团聚在一起形成凝胶,而且吸附自由水,降低了水泥浆体流动性。基于以上原因,本文分别探究了两性型聚羧酸超塑化剂（APCS）和硅烷化聚羧酸超塑化剂（KPCE）接枝到NS纳米颗粒之后,形成的NS/APCS及NS/KPCE纳米颗粒对水泥性能的影响。并提出了APCS分子改性NS纳米颗粒机理,通过Zeta电位测试不同条件合成的NS/APCS及NS/KPCE纳米颗粒分散性提高的作用机理,通过流体力学半径测试APCS及KPCE分子在NS纳米颗粒表面的吸附形态,并探究了NS/APCS及NS/KPCE纳米颗粒对水泥浆体流动度及水泥早期水化的影响。同时探究了聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDDA）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）接枝到NS纳米颗粒之后,形成的NS/PDDA及NS/DMC纳米颗粒对水泥性能的影响,并提出了NS/PDDA及NS/DMC纳米颗粒在水泥表面的吸附机理。改性NS纳米颗粒在水泥基材料中的应用还比较少,与水泥浆体的作用机理还不是十分清楚,因此,本文所研究的四种方法改性NS纳米颗粒,能够为以后的研究者探究改性NS纳米颗粒在水泥基材料中的应用提供一定的理论基础。研究表明:（1）提出了NS/PDDA纳米颗粒在水泥颗粒表面存在的吸附原理:当NS/PDDA纳米颗粒掺量为0.3%时,主要是表面PDDA控制水泥水化,结果与PDDA对水泥水化的影响一致;当其掺量增加到1%时,主要是NS纳米颗粒控制水泥水化,结果与NS纳米颗粒对水泥水化的影响一致,但此时会出现团聚现象,NS/PDDA纳米颗粒团聚体占主导作用,当掺量进一步增加到3%时,更加严重的团聚现象导致促进水泥水化作用不明显。（2）DMC小分子单体与NS纳米颗粒以短距离电子对发生作用,当NS/DMC纳米颗粒质量分别为水泥质量的0.3%,1%和3%时,NS/DMC纳米颗粒壳DMC的疏水性能够延缓水泥水化,均有表面DMC控制水泥水化。当NS/DMC纳米颗粒掺量为0.3%时,掺量较低,分散性较好,DMC的疏水性能够明显延缓水泥水化,掺量为1%时,分散性大大降低,团聚现象增加,降低了对水泥水化的延缓效应,掺量为3%时,团聚现象更加严重,进一步降低了对水泥水化的延缓效应。（3）PDDA和DMC分子与NS纳米颗粒的作用方式不同,导致改性NS/PDDA和NS/DMC纳米颗粒对水泥早期水化的影响不同。（4）提出了APCS分子通过静电自组装接枝到NS纳米颗粒表面的作用机理,形成了具有核壳结构的NS/APCS纳米颗粒;KPCE分子接枝到NS纳米颗粒表面,形成了具有核壳壳结构的NS/KPCE纳米颗粒。APCS（或KPCE）分子作为NS/APCS（或NS/KPCE）纳米颗粒壳,不仅提高了NS纳米颗粒本身的分散性,还提高了其在饱和氢氧化钙溶液中的分散稳定性。（5）APCS（或KPCE）分子和NS纳米颗粒的平均粒径尺寸表明,不同酸醚比,DMC（或KH570）和TGA含量下,APCS（或KPCE）分子在NS纳米颗粒表面发生蜷缩,并不能完全伸展。（6）对于NS/APCS纳米颗粒,在不同酸醚比,TGA和H2O2含量及聚合温度下,在提高NS纳米颗粒本身分散性方面,空间位阻效应与静电斥力作用两者共同发挥作用;但在不同DMC含量条件下,DMC含量小于1.2时,空间位阻效应与静电斥力两者共同发挥作用,DMC含量大于1.2时,在提高NS纳米颗粒分散性方面空间位阻效应起主要作用;对于NS/KPCE纳米颗粒,在不同酸醚比,KH570,TGA和H2O2含量及聚合温度下,在提高NS纳米颗粒本身分散性方面,空间位阻效应与静电斥力作用两者共同发挥作用。（7）APCS（或KPCE）分子的添加总量（包括NS/APCS（或NS/KPCE）纳米颗粒表面的APCS（或KPCE）和额外添加的APCS（或KPCE）分子）为水泥质量的2‰条件下,相比于NS纳米颗粒,NS/APCS（或NS/KPCE）纳米颗粒中APCS（或KPCE）壳既提高了NS纳米颗粒与聚羧酸超塑化剂的相容性,又提高了NS纳米颗粒在水泥孔溶液中的分散稳定性,更多的APCS（或KPCE）分子可以用来分散水泥颗粒,故相比于添加NS纳米颗粒的水泥浆体,具有更高的流动度。（8）NS/APCS（或NS/KPCE）纳米颗粒的掺量为水泥质量的1%时,均延缓了水泥早期水化,但对3d水化程度影响不大,且具有较高流动度的水泥浆体由于密实度的提高导致其3d抗压强度的增加。