近些年来,无论是发展中国家或者发达国家,经济和人口的不断增长致使这些国家对基础设施建设的需求越来越大,剧增的基础设施建设导致自然资源的大量消耗。同时,在工业化和城市化的进程中,大量的废旧设施需要更新换代,废旧轮胎和建筑垃圾的产量越来越大。建筑行业面临自然资源匮乏和建筑垃圾剧增的两大难题,而建筑垃圾和废旧轮胎再利用制备砂石骨料成为解决这两个难题的关键之一。然而,当前的再生骨料混凝土（Recycled aggregate concrete,简称RAC）的研究多以再生粗骨料为主,导致在制备再生粗骨料过程中产生的再生细骨料以及废旧轮胎制备的橡胶颗粒在工程领域没有得到充分应用。此外,鉴于当前国内的天然砂石资源的匮乏,只使用再生粗、细骨料其一替代天然骨料制备混凝土已经无法满足当前国情需要,同时掺入两种再生骨料和橡胶颗粒是需要进一步研究的方向。因此,本文采用再生粗骨料、橡胶颗粒和再生细骨料来替代天然砂石制备橡胶-再生混凝土,添加辅助胶凝材料纳米二氧化硅替代水泥对其进行性能改善,研究纳米二氧化硅对水泥基复合材料水化特性的影响规律,以及纳米二氧化硅-橡胶-再生混凝土的流动、力学和抗渗性能的变化规律。同时,采用压汞法（Mercury intrusion porosimeter,简称MIP）、热重和导数热重分析（Thermo gravimetry and Derivative thermal gravimetry analyses,简称TG-DTG）、X射线衍射分析（X-ray diffraction analysis,简称XRD）和场发射扫描电镜（Field emission scanning electron microscope,简称FESEM）对纳米二氧化硅-橡胶-再生混凝土的微结构进行分析,探讨纳米二氧化硅对其性能的改善机理。本研究的主要研究结论如下:（1）通过分析纳米二氧化硅-水泥复合胶凝材料性能可知:纳米二氧化硅加快水泥的初终凝时间,提高水泥胶砂的抗压强度,但会降低水泥基材料的流动性能;纳米二氧化硅提升水泥前期水化反应速率,导致减速期出现第三个放热峰,使得水泥前期水化反应总放热量增加;纳米二氧化硅加快晶核形成与晶体生成,限制晶体的尺寸和多向性,加快相边界（I）阶段和扩散（D）阶段的反应过程。（2）通过分析纳米二氧化硅-橡胶-再生混凝土的流动、力学和抗渗性能可知:经过预湿处理的再生粗、细骨料,对橡胶-再生混凝土的流动性能的负面影响较小,但是纳米二氧化硅对其流动性能负面影响较大;纳米二氧化硅能有效改善橡胶-再生混凝土的力学、抗渗性能,其中当纳米二氧化硅取代水泥掺量为3%时,改善效果相对较优。同时,由于团聚现象,当纳米二氧化硅超过一定掺量时,性能提升幅度降低。（3）通过分析纳米二氧化硅-橡胶-再生混凝土的微结构可知:再生粗、细骨料和橡胶颗粒掺入增大混凝土内部的孔隙率,提高有害、多害孔的含量,抑制水化产物的发育,增加薄弱界面过渡区（Interface transition zone,ITZ）的数量,导致微观结构较为松散;纳米二氧化硅细化、填充橡胶-再生混凝土的孔隙,促使有害、多害孔向无害、少害孔转变,促进水化产物生成与发育,与氢氧化钙（Calcium hydroxide,CH）晶体反应生成水化硅酸钙（Calcium silicate hydrated,简称C-S-H）凝胶,降低CH晶体含量,增强微观结构的密实程度。同时,充当“桥梁”作用,引导C-S-H凝胶修补橡胶-再生混凝土内部的薄弱ITZ,提高ITZ的强度。（4）对于纳米二氧化硅团聚现象分析可知:纳米二氧化硅拥有较高的比表面能,极易产生团聚现象,而团聚在一起的纳米二氧化硅吸附大量的水化产物在其表面成核,使得团聚体周围的水化产物密度增加,离子势垒增强,水化反应速率大幅度降低,导致团聚体周围的水化产物发育不良,最终致使水泥砂浆的性能降低。因此,在无特殊分散手段的情况下,纳米二氧化硅取代水泥的掺量不宜大于3%。（5）结合纳米二氧化硅-橡胶-再生混凝土的各项性能指标可知,当纳米二氧化硅、再生粗骨料、橡胶颗粒和再生细骨料的取代率为3%、60%、3%、70%时,极具工程潜力。