1、納米碳酸鈣對(duì)工作性的影響

　　由于納米碳酸鈣顆粒細(xì)小，摻入水泥漿體后引起漿體比表面積顯著增大，從而增大了漿體的需水量。孟濤等研究了納米碳酸鈣對(duì)水泥凈漿需水量的影響，結(jié)果表明：需水量隨納米碳酸鈣摻量增加而提高；摻量為2%、5%、8%時(shí)，其需水量相應(yīng)增加0.4%、1.8%和3.2%。而當(dāng)使用納米碳酸鈣中間漿體時(shí)，這一效應(yīng)會(huì)有所降低。摻量為2%及5%的時(shí)候，需水量?jī)H僅降低了0.3%；摻量達(dá)到8%時(shí)，需水量基本與基準(zhǔn)一致。究其原因，認(rèn)為是納米碳酸鈣中間漿體更易于均勻分散，可以改善微顆粒級(jí)配。

　　在水泥中摻入納米碳酸鈣可以促進(jìn)其水化，提高水化速率，從而縮短凝結(jié)時(shí)間。魏薈薈的研究發(fā)現(xiàn)，水泥漿體的初、終凝時(shí)間隨納米碳酸鈣摻量的增加而減小，當(dāng)摻量從0.44%增加到4.88%時(shí)，初凝時(shí)間從200min縮短至154min，終凝時(shí)間從247min縮短至199min。這一效應(yīng)對(duì)混凝土同樣存在，黃政宇在研究性能混凝土（UHPC）時(shí)亦具有相似的結(jié)果，圖1顯示，5%摻量的納米碳酸鈣會(huì)使UHPC達(dá)到較好的工作性。

　　Camiletti等指出納米碳酸鈣可以通過“提供成核位點(diǎn)”、“提高有效水灰比”、“增加接觸點(diǎn)”等效應(yīng)加速UHPC的凝結(jié)硬化。但是也有研究發(fā)現(xiàn)，如果納米碳酸鈣和粉煤灰復(fù)摻，凝結(jié)時(shí)間則取決于兩者的摻量，當(dāng)納米碳酸鈣摻量大于20%時(shí)，會(huì)延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間。

　　納米碳酸鈣可以改善微細(xì)顆粒級(jí)配，減少堆積空隙，強(qiáng)化微骨料效應(yīng)，在相同水膠比下，有助于提升混凝土的工作性。孟濤等研究了一種納米碳酸鈣改性的復(fù)合礦物摻和料（以納米碳酸鈣中間體與礦粉和粉煤灰按一定比例經(jīng)過干燥混磨工藝制成），發(fā)現(xiàn)經(jīng)過納米碳酸鈣改性后的摻和料，加入到混凝土中可以有效提高其工作性能，在總摻量為15%-30%時(shí)獲得較好的工作性。相比加入其他加速混凝土水化硬化的加速劑而言，加入納米碳酸鈣使混凝土具有更好的工作性。

　　2、納米碳酸鈣對(duì)水化過程的影響

　　納米碳酸鈣改性水泥基材料的作用一般有三種，即化學(xué)作用、晶核作用、填充作用。其中影響水泥水化過程的作用主要為化學(xué)作用和晶核作用。Detwiler和Tennis研究發(fā)現(xiàn)，水泥水化的過程中，碳酸鈣粉體顆粒將作為成核場(chǎng)所，增加了水化產(chǎn)物C-S-H凝膠在石灰石粉顆粒上沉淀的概率，并加快了C3S的水化速度，在C-S-H和Ca（OH）2等主要產(chǎn)物的表面生長(zhǎng)很多水化碳鋁酸鈣顆粒，這種碳鋁酸鈣（CaO?3Al2O3?CaCO3?11H2O）是納米碳酸鈣和C3A發(fā)生水化反應(yīng)所產(chǎn)生的，并因此可以改善水泥基材料的早期強(qiáng)度。

　　肖佳等通過測(cè)定水化產(chǎn)物中Ca（OH）2的含量并進(jìn)行量熱實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)納米碳酸鈣的加入使得C3S水化的一放熱峰明顯變窄、增高和前移，增大了水化放熱量，且摻量越高，其早期的水化反應(yīng)速率越快，如圖2所示。

　　而在粉煤灰和水泥組成的復(fù)合體系中，納米碳酸鈣可以有效降低熟料礦物中C3S的含量，提高水化產(chǎn)物Ca（OH）2的含量，從而促進(jìn)粉煤灰的水化。因此納米碳酸鈣可以與水泥中的C3A發(fā)生水化反應(yīng)，生成新的水化產(chǎn)物，促進(jìn)水同時(shí)，納米碳酸鈣還可以提高粉煤灰體系中水化產(chǎn)物Ca（OH）2的含量，促進(jìn)粉煤灰體系水化。