铁路工程现浇结构混凝土具有截面构造复杂、不同结构间相互约束、中高强度等级混凝土水化放热高等特点,高水化温升混凝土在约束作用下易出现温度致裂现象。铁路工程现浇结构混凝土的开裂不仅会影响混凝土结构的力学性能和耐久性能,高速铁路无砟轨道道床混凝土的开裂还会引发轨道电路绝缘等问题,因此,迫切需要针对铁路工程现浇结构混凝土温度致裂问题开展水化温升抑制剂的研究。本文以降低混凝土水化温升为目的,以内掺水化温升抑制剂为技术途径,基于不同作用机理选择了三类水化温升抑制剂,围绕水化温升抑制机理和掺水化温升抑制剂水泥基材料热力学性能、工作性能、力学性能、耐久性能、收缩性能变化规律展开研究,得出主要结论如下:(1)水化温升抑制剂可以显著降低水泥水化72h累积放热,降低幅度为24.6%~62.2%、降低水泥水化放热速率,降低幅度为29.7%~77.6%、推迟水泥水化放热速率峰值出现时间,推迟范围为3.2h~16.4h。蛋白质类水化温升抑制剂通过羟基与水分子缔合形成一层稳定的溶剂化水膜包裹在水泥颗粒表面,阻碍水泥水化反应。氨类水化温升抑制剂通过吸热反应吸收水泥水化放出的热量,抑制水泥水化。(2)水化温升抑制剂会降低水泥水化程度,最高降低水泥7d水化程度3.1%、28d水化程度2.8%。由水泥水化放热速率曲线和水化产物物相分析可知,水化温升抑制剂不会改变水泥水化放热进程,且对水化产物的种类与形貌没有影响。氨类水化温升抑制剂会提高水泥水化产物中碳酸钙的含量,这是因为氨类水化温升抑制剂与水反应生成的碳酸会与水泥水化产物氢氧化钙反应生成碳酸钙。(3)水化温升抑制剂具有一定减水作用,掺水化温升抑制剂水泥净浆标准稠度用水量可降低1.5%~37.3%。氨类水化温升抑制剂减水作用最为明显,最高可降低净浆标准稠度用水量37.3%;水化温升抑制剂会推迟水泥净浆凝结时间,掺水化温升抑制剂水泥净浆初凝时间推迟范围为33min~267min,终凝时间推迟范围为48min~238min。复合型和蛋白质类水化温升抑制剂对净浆凝结时间推迟效果相当且相对较大,氨类水化温升抑制剂对净浆凝结时间影响最小;水化温升抑制剂会增大水泥净浆塑性粘度,这是因为净浆中掺入水化温升抑制剂会导致其介质水粘度增大。(4)水化温升抑制剂会不同程度降低水泥胶砂早期(3d、7d)抗压强度与抗折强度,28d龄期时,掺5%~10%氨类水化温升抑制剂胶砂的抗压强度能达到基准组胶砂抗压强度,抗折强度能达到基准组胶砂抗折强度的90%。氨类水化温升抑制剂对胶砂各龄期抗压强度和抗折强度的影响最小。综合考虑水化温升抑制剂对水泥水化放热以及胶砂强度的影响,复合型、蛋白质类和氨类水化温升抑制剂的建议掺量分别为0.8%~1.0%、0.05%~0.10%和5%~10%。(5)水化温升抑制剂可大幅度降低混凝土绝热温升值,降低幅度为3.02℃~15.75℃,掺水化温升抑制剂混凝土各龄期干燥收缩值均比基准组小。水化温升抑制剂能够改善混凝土的工作性能,表现为增大混凝土坍落度,增大幅度为2.7%~5.4%,但对混凝土含气量没有影响。水化温升抑制剂能够提高混凝土抗氯离子渗透性能和抗冻性能,可将基准组混凝土的氯离子迁移系数等级由RCM-I提高至RCM-V,抗冻等级由F450提高至F500以上。水化温升抑制剂会推迟混凝土凝结时间、降低混凝土早期抗压强度,工程应用中应选择适宜的水化温升抑制剂掺量以及混凝土脱模时间。