粉煤灰地聚合物具有许多优于传统胶凝材料的工程技术性能,突出的可持续发展属性,正成为国内外学者的研究热点。然而,这类材料存在诸如泛碱严重、韧性低及强度发展不稳定等缺点,制约了其在道路工程中的大规模应用。随着纳米技术的飞速发展,胶凝材料引入纳米组分,给建材行业带来了崭新的生命力。而有关纳米粒子在粉煤灰地聚合物中的改性作用,国内外鲜见文献报道。本文以粉煤灰为主要原料,成功制备粉煤灰地聚合物,选择两种不同类型纳米材料(纳米SiO2和碳纳米管),开展纳米材料对粉煤灰地聚合物流动度、凝结时间和力学性能等影响研究,并运用XRD、FTIR和SEM等测试手段进行微观结构综合分析,探究其对粉煤灰地聚合物的改性作用机理,主要研究结论如下:1、随纳米SiO2或碳纳米管掺量增加,体系的流动度和凝结时间显著减小。净浆流动度最低分别降为119mm和83mm,砂浆流动度为98mm和71mm;净浆的初终时间分别缩短至62min和65min,终凝时间减少到75min及81min。两种纳米材料均可有效增强粉煤灰地聚合物的抗折和抗压强度,纳米SiO2最佳掺量为2.0%,净浆28d抗折和抗压强度提升74.64%和47.60%。砂浆28d抗折和抗压提升42.20%和42.52%。碳纳米管最佳掺量为0.10%,净浆3d抗折和抗压强度提高127.92%和158.34%;砂浆3d抗折和抗压强度上升59.78%和129.05%。同时,分别在两种材料的最优掺量下,粉煤灰地聚合物的抗裂性能最优,泛碱程度最低,耐久性良好。2、两种纳米材料的掺入均不会对地聚合产物的种类造成显著影响,但纳米Si02会参与粉煤灰地聚合反应并改变地聚合生成物的含量,而碳纳米管则不会,碳纳米管通过纤维桥联和网状填充作用分布于反应物基体当中。3、基于以上研究,结合微观试验分析结果,提出两种纳米材料对地聚合反应的改性机理:纳米Si02颗粒分散于基体相中,为反应体系中凝胶相的形成提供形核位置,在其周围形成的离子富集区域,加速原材料中各相的溶出速率,加剧反应进行;碳纳米管可以很好填充粉煤灰地聚合物的微细孔,极大地密实其整体结构,同时其优异的力学性能和韧性,可以有效地凭其桥联和拔出作用防止和控制基体产生缺陷。