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摘要
近些年来的研究发现，将一些纳米粒子加入到水泥中，可以为水化产物提供更多形核位点，降低水化产物的形核势垒，加快水泥的水化进程。这些纳米材料包括纳米SiO2、纳米CaCO3、纳米TiO2、碳纳米管、纳米水化硅酸钙(C-S-H)等。其中，人工合成的纳米C-S-H晶种与水泥水化产物C-S-H凝胶具有相似的化学组成，是C-S-H凝胶的良好的形核基质，在众多晶种材料中，对水泥水化的加速作用最为显著，成为近年来的研究热点。到目前为止，众多学者围绕C-S-H微/纳米材料的成核方式、制备方法及对水泥水化的促进机理进行了大量研究，发现采用共沉淀法在聚合物存在的条件下制备的纳米C-S-H晶种成核剂遵循非经典成核方式，其具有纳米级的晶粒尺寸和良好的分散稳定性。将纳米C-S-H晶种以一定掺量加入到水泥中，可以充当水泥水化产物C-S-H凝胶的额外成核位点，极大地降低了C-S-H凝胶的成核势垒，有效地促进了水泥水化速率和早期强度的发展，尤其可以显著提升水泥1 d龄期以内的强度。与常用的早强剂相比，这种纳米C-S-H晶种成核剂除具有掺量低、早强效果好、对水泥混凝土耐久性无不利影响的优点外，还可以在一定程度上弥补辅助性胶凝材料(SCMs)早期强度增长缓慢的问题。因此，纳米C-S-H晶种在低温施工、滑模施工、预制混凝土制品生产等对早期强度要求较高的工程中具有良好的应用前景，有潜力成为水泥混凝土的新型早强剂。本文尝试对众多研究成果进行总结分析，从纳米C-S-H晶种的成核方式、制备方法、与聚合物的作用机理以及对水泥水化过程的影响等方面进行综述，在明确现有的规律和成果的基础上，分析了目前存在的不足，得出尚待继续研究的问题，以期为未来纳米C-S-H晶种的科学研究、工程应用提供理论基础和发展方向。
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单位北京建筑材料科学研究总院有限公司; 北京工业大学
