基础设施的大力建设对水泥等建筑材料的要求越来越高,所需的功能特点也日趋多样化。其中,流变性能是决定水泥基材料施工质量以及耐久性的一个关键指标。水泥基材料的流变性与浆体内部微观结构密切相关,同时又受减水剂锚固基团、掺量、温度以及施工时间等诸多因素的影响。本文研究了不同锚固基团与掺量的减水剂对新拌水泥浆体的流变性及其温度敏感性的影响,并从微观方面着手研究其作用机理。首先,选用了带有羧基、磺酸基、胺基与硅烷等四种锚固基团的减水剂分子,并在不同环境温度下制备了不同减水剂掺量的新拌水泥浆体;分别测定了水泥浆体的扩展度、屈服应力和塑性粘度随减水剂锚固基团、掺量、温度和时间变化的规律;采用光学微流变仪测试了不同减水剂对新拌水泥浆体的弹性指数、粘度指数、固液平衡值、存储模量和损耗模量等粘弹性参数的影响;其次,采用Morphologi G3光学显微镜直接观测了不同减水剂锚固基团、掺量以及环境温度下新拌水泥浆体的显微结构特征,建立了浆体微结构与宏观流动性的关联;之后,通过测试减水剂的吸附量及其对水泥水化放热的影响,探究并明确了不同温度下不同减水剂的吸附行为以及减水剂对水泥水化放热速率的作用机理,从微结构角度建立了吸附、水化、流变的内在关联。主要研究结论如下:(1)新拌水泥浆体的初始扩展度随减水剂的加入先增大而后保持恒定;减水剂中锚固基团的作用效果为:羧基>硅烷>磺酸基>胺基,即减水剂中羧基含量越高,初始扩展度的增幅越显著,达到最大扩展度所需的临界掺量越低。初始扩展度随温度升高而减小;高减水剂掺量或高羧基含量的减水剂会显著削弱浆体初始扩展度的温度敏感性,即初始扩展度几乎不受温度的影响。初始屈服应力与塑性粘度的变化规律与初始扩展度的变化规律完全相符。(2)新拌浆体的流动保持性随减水剂的加入逐渐增强,当达到临界掺量后保持不变;减水剂中锚固基团的作用效果为:羧基>硅烷>磺酸基>胺基;浆体的流动保持性随温度升高而减弱;高减水剂掺量或高羧基含量的减水剂会显著削弱浆体流动保持性的温度敏感性。大部分情况下,屈服应力与塑性粘度随时间的延长而增长,增长幅度随减水剂的加入而降低、随温度升高而增大;减水剂掺量越高或羧基含量越高,增长幅度及其温度敏感性越低。(3)弹性指数随着时间增加而增大,在前期弹性指数增速较快,后期弹性指数的增速变缓;随着时间增加浆体的固液平衡值不断减小,直至接近或等于0,在前期固液平衡值相对稳定,变化幅度不大,而在后期固液平衡值快速的减小;浆体的宏观粘度指数随着时间增加,先稳定增长,再快速增加,最后缓慢增长;对比不同减水剂掺量下的浆体宏观粘度指数,掺量越高,浆体的宏观粘度指数增长愈加缓慢,反之较快;随着温度的升高弹性指数增加,而且温度越高弹性指数达到稳定值的时间越短,掺量高的时候水泥浆体弹性指数随温度升高而增大的较为显著,达到稳定值所需要的时间较长,即减水剂掺量高的时候水泥浆体的弹性指数温度敏感性较强。(4)减水剂掺量较大且羧基含量高的时候,对水泥水化进程的抑制作用较为显著;温度升高能够缩短水泥水化诱导期和提高水泥水化的最大放热速率;减水剂在水泥表面的吸附量随掺量增加而增大;掺量低时增长速率较快,掺量高时增长缓慢;随着羧基含量增加,水泥水化速率的峰值依次降低,达到峰值需要的时间依次增加,水泥水化诱导期依次延长;羧基含量的增加,使得减水剂在水泥颗粒表面的吸附量增大,对水泥水化的抑制增强。在减水剂的抑制作用不断增强的情况下,水化放热速率的峰值降低,水化诱导期延长。(5)新拌水泥浆体的显微结构表明,减水剂的加入能够改变水泥浆体中絮凝结构的尺寸,释放一定量的自由水,进而影响浆体的流变性能和水泥水化进程。随着减水剂中羧基含量的增加,5 min和60 min的水泥浆体的分散程度增加,大尺寸絮凝结构减小;掺入高羧基含量的减水剂时,絮凝结构尺寸随着时间的延长缓慢增长,即絮凝结构的生长受到明显抑制。随着温度的升高,大尺寸絮凝结构增多,小尺寸絮凝结构减少,而且在60 min时,新拌浆体中的絮凝结构的尺寸随温度显著增加。