Los morteros a base de cal hidráulica natural se utilizan a menudo en la consolidación estructural de viejas paredes de mampostería de piedra, principalmente para restablecer el comportamiento monolítico de las construcciones de mampostería. Para asegurar una operación de enlucido adecuada, es esencial contar con buenas propiedades del mortero fresco y endurecido. La motivación del presente estudio fue examinar las propiedades frescas y endurecidas de los morteros de cal hidráulica natural con nano-sílice (NS) y humo de sílice (SF). Se investigó la contribución de estos materiales y la dosificación de un aditivo reductor de agua de alto rango (HRWR) en las propiedades reológicas, la capilaridad del agua, la porosidad abierta y la resistencia mecánica de los morteros de inyección. Los efectos sobre la reología se analizaron a través de la viscosidad plástica y el estrés de fluencia. Los resultados indicaron que, incluso con un contenido reducido de NS, se produjo un aumento en la viscosidad plástica y el estrés de fluencia, lo que requirió un mayor contenido de HRWR para no comprometer el rendimiento reológico del mortero. Los resultados también mostraron que, cuando se combinaron NS y SF, se produjo un efecto conjunto beneficioso, resultando en un cambio sustancial y positivo en la resistencia mecánica y la microestructura de los morteros de inyección endurecidos. Se utilizó el método de Taguchi para optimizar la formulación del mortero y cumplir con el rendimiento requerido en relación con el estado fresco y endurecido.