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水泥基材料目前已成为世界上用量最大、使用范围最广的一种基础建筑材料。水泥基材料服役环境复杂,冻融循环、氯离子侵蚀、机械破坏等都会降低材料的耐久性,造成经济损失。纳米材料具有粒径小、比表面积大及高活性等特点,将纳米材料引入到水泥基材料中,可以影响水泥的水化速率、水化产物形貌及水化产物组成,可以有效提高水泥基材料的性能。目前纳米材料在水泥基材料中的研究主要集中在对水泥净浆、砂浆和混凝土的改性上,加入某些纳米材料可以提高水泥基材料的强度,降低浆体孔隙率。水泥基材料具有许多组分和复杂的结构,难以理清纳米材料对水泥性能的影响,纳米材料对熟料矿物水化的影响规律及机理触及不多,因此研究纳米材料对水泥熟料的C3S矿物水化影响很有代表性。本文基于以上存在的问题,以C3S作为研究对象,分别选择纳米Al2O3、氧化石墨烯及多壁碳纳米管这三种纳米材料,探究了纳米材料对C3S凝结时间、标准稠度需水量及硬化体抗压强度等宏观物理性能的影响规律。利用XRD分析、SEM-EDS分析、水化综合热分析及孔结构分析等测试方法,研究了三种纳米材料对C3S水化产物的组成,微观形貌变化,水化放热速率和孔结构的影响,探讨了影响机理。主要研究结论如下:（1）在纳米Al2O3-C3S水化体系中,随着纳米Al2O3掺量增加,C3S初凝和终凝时间明显延长;纳米Al2O3作为一种填充材料,可以填充浆体中的微孔,增加浆体的密度,提高C3S浆体的抗压强度,当纳米Al2O3掺量为1%时,其28d抗压强度为54 MPa,空白试样的抗压强度为46 MPa;纳米Al2O3能够加速C3S初始水化期水化速率,但会延迟加速期的水化,产生的水化产物C-A-S-H不会促进C-S-H的成核,水化后期钝化效应降低,纳米Al2O3的小尺寸及大比表面积会促进C3S水化,随后的3d内累积放热总量及水化速率均高于空白组;TG数据表明纳米Al2O3可明显提高C3S水化产物C-S-H和Ca（OH）2的含量;扫描电镜观察表明,纳米Al2O3的加入使C3S硬化浆体结构致密,浆体水化程度高;孔结构分析表明掺加纳米Al2O3降低了C3S浆体的总孔隙率。（2）在GO-C3S水化体系中,GO的掺加对C3S浆体的需水量和安定性影响较小,C3S浆体的初凝时间和终凝时间随着GO掺加量的增加而降低;GO可以明显提高C3S浆体的抗压强度,当GO掺量为0.2%时,其28d抗压强度为51.23 MPa,空白试样的28d抗压强度为46 MPa;GO表面的羧基与水化产物C-S-H结合,成为C3S的水化的成核点,加速了C3S水化,其水化3d内的累积总放热量及水化速率均高于空白样品,随着GO用量的增加,水化累积释放总量增加;TG数据表明掺加GO可以增加C3S水化产物C-S-H和Ca（OH）2的含量,当GO掺量为0.2%时,28d水化产物Ca（OH）2较空白样品提高26%,C-S-H含量提高5.8%;扫描电镜显示GO的加入使C3S硬化浆体结构致密,水化程度高;孔结构分析表明,GO的加入降低了C3S硬化浆体的总孔隙率。（3）在MWNTs-C3S水化体系中,MWNTs的加入降低了C3S浆体的初凝时间和终凝时间,MWNTs掺量越多,其C3S浆体的凝结时间越短;MWNTs可显著提高C3S浆体的抗压强度,当MWNTs掺量为0.1%时,其28d抗压强度为54.15 MPa,而空白试样的28d抗压强度为46 MPa,C3S浆体的抗压强度增长了17.7%;MWNTs作为一种纳米材料,为C3S水化提供了成核位点,可以提高C3S试样的水化速率和累积放热总量,当MWNTs掺量为0.1%时,3d水化放热累积总量274.28 J/g,而空白试样为252.17 J/g;扫描电镜显示MWNTs的加入使水化产物C-S-H凝胶与纳米管桥接并结合成致密的网络状结构以使浆体更致密;孔结构分析表明加入MWNTs后,C3S水化浆体总孔隙减少,提高了硬化浆体的密实度,改善了浆体结构,提高了C3S浆体的物理性能。