1、納米碳酸鈣對工作性的影響

　　由于納米碳酸鈣顆粒細小，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水泥凈漿需水量的影響，結果表明：需水量隨納米碳酸鈣摻量增加而提高；摻量為2%、5%、8%時，其需水量相應增加0.4%、1.8%和3.2%。而當使用納米碳酸鈣中間漿體時，這一效應會有所降低。摻量為2%及5%的時候，需水量僅僅降低了0.3%；摻量達到8%時，需水量基本與基準一致。究其原因，認為是納米碳酸鈣中間漿體更易于均勻分散，可以改善微顆粒級配。

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

　　Camiletti等指出納米碳酸鈣可以通過“提供成核位點”、“提高有效水灰比”、“增加接觸點”等效應加速UHPC的凝結硬化。但是也有研究發(fā)現，如果納米碳酸鈣和粉煤灰復摻，凝結時間則取決于兩者的摻量，當納米碳酸鈣摻量大于20%時，會延長凝結時間。

　　納米碳酸鈣可以改善微細顆粒級配，減少堆積空隙，強化微骨料效應，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過干燥混磨工藝制成），發(fā)現經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作用和晶核作用。Detwiler和Tennis研究發(fā)現，水泥水化的過程中，碳酸鈣粉體顆粒將作為成核場所，增加了水化產物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等主要產物的表面生長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)生水化反應所產生的，并因此可以改善水泥基材料的早期強度。

　　肖佳等通過測定水化產物中Ca（OH）2的含量并進行量熱實驗，發(fā)現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，其早期的水化反應速率越快，如圖2所示。

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