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混凝土的耐久性直接决定混凝土的安全服役寿命,近些年,如何提升混凝土的耐久性,得到了人们的广泛关注。纳米改性混凝土是为增强耐久性能提供了一个非常有效和可行的解决思路。混凝土耐久性是一个综合性能,而抗氯离子渗透性和抗冻性是耐久性中十分重要的两个方面。目前,矿物掺合料在混凝土中广泛应用,不仅降低了成本,改善了工作性,并一定程度上提高了混凝土的耐久性。但是,像矿粉、粉煤灰这种反应活性较低的矿物掺合料也存在着水化缓慢、粒径较大、水化不充分等不利方面。本课题所采用的纳米SiO2是粒径在7-40 nm的极小尺寸的细微颗粒,比表面积大,反应活性高,填充性能好,在一定程度上能够弥补矿物掺合料的缺点并取得更好的改善效果。而且,纳米SiO2的活性效应、填充效应、晶核效应能在微观尺度上调控凝胶的结构,细化晶粒,降低孔隙率,改善混凝土的密实度,在宏观上的表现就包括改善了混凝土的抗氯离子渗透性能和抗冻性能。因此,本课题研究纳米SiO2与矿物掺合料协同改善混凝土耐久性,增加混凝土结构的使用寿命具有重要意义。本文主要研究和探索纳米SiO2与矿粉、粉煤灰协同改性混凝土的工作性、强度、抗氯离子渗透和抗冻性能,分析不同掺量纳米SiO2与适当掺量的矿粉、粉煤灰以适当的加料方式和拌和方式配制成混凝土后性能的改善与影响。通过对改性混凝土试样进行坍落度和流变性测试、抗压强度分析、抗氯离子渗透能力、抗冻融循环、孔结构分析以及扫描电镜照片分析等研究,证明了纳米SiO2与矿粉、粉煤灰优势互补、取长补短,从而协同改善了混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能。取得主要结论如下:（1）采用150 W功率超声分散纳米SiO2,萘系粉末减水剂调节工作性,同时与30wt%掺量的粉煤灰、矿粉协同作用,能较好的分散纳米SiO2,保持一定的坍落度,并获得最佳的混凝土强度;（2）纳米SiO2掺量增加,水泥浆的流变性变差,新拌混凝土的坍落度降低;当1 wt%掺量的纳米SiO2改性高水胶比的普通混凝土和0.8 wt%掺量的纳米SiO2改性低水胶比的高强混凝土时,对水泥浆流变性能的影响相对较小,新拌混凝土坍落度不低于100 mm;而继续增加纳米SiO2的掺量将严重影响混凝土的工作性;（3）纳米SiO2与粉煤灰、矿粉协同改性普通混凝土的抗压强度最大增加值达10MPa;协同改性高强混凝土的抗压强度最大增加值达20 MPa;协同改性最大石子粒径16 mm的高强混凝土早期强度比最大石子粒径20 mm的早期强度高,但最大石子粒径20 mm的混凝土后期强度更高;改进拌和方式成型的纳米SiO2改性高强混凝土的强度与常规拌和成型的相比,早期强度提高5 MPa以上,后期强度提高10 MPa以上;（4）纳米SiO2协同粉煤灰、矿粉改性高强混凝土的氯离子扩散系数比改性普通混凝土的氯离子扩散系数小,其中与矿粉协同改性的高强混凝土的扩散系数最小,为1.12×10-12 m2/s;纳米SiO2与矿粉协同改性最大石子粒径为16 mm的高强混凝土的氯离子扩散系数最小,为1.11×10-12 m2/s,比空白组的下降了69.59%,而纳米SiO2与矿粉协同改性最大石子粒径为20 mm的高强混凝土的氯离子扩散系数最小为1.12×10-12 m2/s,比空白组的下降了75.55%;采用改进拌和方式成型的纳米SiO2协同粉煤灰、矿粉改性高强混凝土氯离子扩散系数明显低于常规拌和方式混凝土的氯离子扩散系数;（5）纳米SiO2改性普通混凝土抗冻性的最佳掺量为1 wt%,此时,与粉煤灰协同的抗冻耐久性指数比空白组的提高幅度最大,提高了10.71%,与矿粉协同的抗冻耐久性指数最高,为46.47%;纳米SiO2改性高强混凝土抗冻性的最佳掺量为0.8 wt%,此时,与矿粉协同的抗冻耐久性指数最大,为89.55%,比空白组的提高了18.34%;纳米SiO2改性最大石子粒径16 mm高强混凝土的抗冻耐久性指数普遍高于最大石子粒径为20mm的,但最大粒径20 mm的改性高强混凝土抗冻耐久性指数相对空白组的提高幅度更大,为18.34%;通过改进拌和方式成型的纳米SiO2改性高强混凝土的抗冻性明显提高,最佳纳米SiO2掺量为0.8 wt%时,与粉煤灰协同改性混凝土的耐久性指数为89.7%,而常规拌和下的抗冻耐久性指数仅为82.67%;而与矿粉协同改性混凝土的抗冻耐久性指数由常规拌和下的89.55%提高到了95.5%;（6）由于纳米SiO2比矿物掺合料具有更高的活性和更小的尺寸,所以它的填充能力和晶核诱导能力更强,从而能在更加微观的尺度改善混凝土的孔结构,填充大孔,细化微孔;改进拌和方式能使纳米SiO2更好的分散,并且改善了界面过渡区结构,减少了混凝土中的缺陷,降低了孔隙率,使有害孔减少;纳米SiO2的引入也改善了混凝土的微结构,消耗了氢氧化钙,增加了凝胶的密实度,而且,改进拌和方式后的效果更明显。