1文献综述
1.1非纳米材料对普通混凝土性能上的影响
国内外学者在很早就尝试在制备水泥基材料时添加矿物掺和料等非纳米材料，用于提升水泥基材料的各种性能。
倪倩[2]研究了矿物掺和料对高铝水泥基泡沫混凝土性能的影响，通过性能测试、微观分析等方法研究了四种矿物掺和料(石灰石、石膏、粉煤灰、矿渣)对高铝水泥物理力学性能的影响，同时研究了在最佳掺量下制作的泡沫混凝土的力学性能、保温隔热性能等。实验结果表明：石灰石、石膏、粉煤灰、矿渣这几种非纳米材料均能抑制高铝水泥后期强度倒缩的现象，且它们的最佳掺量分别是10%、15%、5%、5%，其中，石灰石、石膏和粉煤灰在最佳掺量下对高铝水泥各龄期强度提升的作用更为显著。究其原因，在于：(1)石灰石与高铝水泥水化产物发生反应生成稳定的单碳型水化碳铝酸钙，使其强度及导热系数增大，吸水率、干燥收缩值减小。(2)石膏改变了高铝水泥的水化路径，生成稳定的钙矾石(Aft)，使其强度及导热系数增大，吸水率、干燥收缩值减小。(3)粉煤灰的填充效应、火山灰效应以及C-H-S凝胶与高铝水泥水化产物反应生成水化钙黄长石(C2ASHg)，使其强度增大，吸水率、干燥收缩值减小。
李秀[3]在泡沫混凝土中掺入不同配合比的硅灰后测定其力学性能并进行结果分析后得出以下结论：（1）水胶比恒定时，一定量的硅灰替代水泥可以有效提高泡沫混凝土的早期强度。（2）当掺入硅灰过多时，泡沫混凝土会出现结团粉化，强度下降的现象。（3）硅灰的最佳掺入量为 3%，此时泡沫混凝土的早期抗压强度提高效果最佳。（4）另外，泡沫混凝土中掺入硅灰具有节省脱模时间、节省水泥用量和施工方便等特点，硅灰的使用也是循环利用其他产业废物的行为，更为节能环保。李秀[3]表示：硅灰的颗粒粒径小，填充效果较好，能够充分填充水泥颗粒之间的空隙，提高混凝土结构的密实性，对胶凝材料的强度和耐久性有明显的提高作用；硅灰粉状颗粒是无定型球状，能够提高泡沫混凝土浆体拌制过程中的流变性能，使得浆体更加均匀，具有更好的整体性；同时硅灰具有火山灰活性，会与水泥水化产物 Ca(OH)2 发生二次水化反应，更进一步填充了水泥颗粒的空隙，进而改善泡沫混凝土的微观结构，提高其密实度。
2009年，王怀斌等[4]不仅研究了非纳米材料对混凝土力学性能上的影响，还在探究了其提高混凝土强度的作用机理，实验采用不同掺量的高炉钛渣制备混凝土，并采用 XRD、DTA、SEM 和水化结合水量测量等方法来衡量混凝土抗压强度。实验结果如下：掺高炉钛渣混凝土的早期抗压强度均显著低于(纯水泥) 基准混凝土的早期抗压强度, 且早期强度随高炉钛渣掺量的增加而降低；120d时, 掺量为20 %高炉钛渣混凝土的抗压强度高于基准混凝土的抗压强度, 掺35 %高炉钛渣混凝土的抗压强度与基准混凝土基本相同；当使用350 kg/m3的胶凝材料时, 普通混凝土在掺入30 %高炉钛渣和适量激发剂的情况下，其抗压强度可以达到C35混凝土的标准, 而仅仅只有245 kg/m3的水泥用量；掺入适宜的磨细高炉钛渣和高效减水剂, 等量取代20 %~30 %的水泥，普通混凝土可以达到C50以上的高性能混凝土的强度标准。这表明：磨细高炉钛渣可作为普通混凝土或高性能混凝土的矿物掺和料用于提高混凝土的强度等指标。值得一提的是，王怀斌等通过此研究推断出了高炉钛渣提高混凝土强度的作用机理：（1）在水泥水化初期, 高炉钛渣减少了水化产物的成核过程, 起到了晶核作用, 使水泥矿物的水化过程得到加速。（2）加入适量的激发剂可以让高炉钛渣的“二次反应”得到加速，并且，随着龄期的增长, 高炉钛渣表面生成越来越多的片状、针状水化产物，这会让高炉钛渣的潜在水硬性得到充分发挥, 激发高炉钛渣潜在的火山灰效应。（3）高炉钛渣可促进混凝土形成自紧密堆积体系，因为其颗粒尺寸小于水泥的颗粒尺寸。（4）高炉钛渣能减小界面上的CH晶体尺寸, 减弱其定向排列趋势, 改善混凝土中骨料与水泥浆体间的界面结构, 提高混凝土的界面性能。
除了力学性能的影响之外，国内外学者还研究了非纳米材料对混凝土动态弹性模量的影响。
李贞等[5]研究了再生细骨料（RFA）吸水率对水泥基材料收缩性能的影响规律及其作用机制，实验中，采用3种具有不同吸水率(12.41%、10.76%和9.22%)的饱和RFA制备水泥砂浆，分阶段研究RFA砂浆24h前早期自收缩变形和24h后的长期自收缩变形，以及标准养护7d后的干燥收缩行为。结果表明：RFA降低了砂浆24h前的自收缩现象，并随着RFA吸水率的提高，降低幅度增大；但是24h后RFA对砂浆自收缩的缓解作用渐渐降低。RFA增大砂浆的干燥收缩，且随着RFA吸水率的提高，增大幅度有所提高。他们还利用了毛细管张力理论，测试砂浆不同龄期的弹性模量、水分损失、相对湿度和水化程度，揭示了饱和RFA对砂浆自收缩和干燥收缩的正负效应，即密封养护条件下，RFA缓解试件湿度下降，降低弹性模量，提高水化程度；干燥养护条件下，RFA加大试件水分损失，降低弹性模量，降低水化程度。此外，他们还尝试采用CaO膨胀剂和减缩剂来缓解RFA砂浆自收缩和干燥收缩效应，实验结果表明：CaO膨胀剂的缓解效应先于减缩剂，减缩剂在后期效果更好，因此在实际工程中采用RFA时，应掺入适量的膨胀剂和减缩剂缓解混凝土的收缩变形。
1.2 纳米材料对普通混凝土性能上的影响
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