水泥基材料的流变性能会显著影响其施工性能以及硬化后机械性能,尤其是具有特殊施工工艺及特殊性能的新型功能水泥基材料,流变性可能被作为评价材料性能的一个新指标。水泥浆体中胶凝材料的颗粒特性、外加剂、液固比等因素会影响絮凝结构的形成过程以及解絮凝过程,而颗粒特性以及颗粒絮凝结构的形成与打破是影响流变性能的重要因素,因此研究颗粒絮凝以及絮凝和流变性能之间的关系具有重要的理论与实际意义。本文的主要研究内容和成果如下:测量矿物组成、形貌、粒径分布等胶凝材料的颗粒特性,不同减水剂和胶凝材料组成的浆体的流动性能,借鉴土力学中塑限与液限的概念计算浆体中的自由水和水膜厚度,并研究颗粒特性对堆积紧密度、水膜厚度及浆体流动性能的影响。建立了适用于不同减水剂掺量和矿物掺合料取代的浆体的水膜厚度-相对流动度关系,发现对于不同胶凝材料组成的浆体的,相对流动度均随水膜厚度增大先线性增长,达到一定值后增长速率减小进入非线性增长阶段。基于碘-碘化钾与聚羧酸分子中乙二醇基团的显色反应,使用分光光度计测量胶凝材料颗粒在不同聚羧酸浓度、温度、时间、液相离子环境下对聚羧酸减水剂的吸附以及解吸附,研究胶凝材料对聚羧酸减水剂的吸附能力及其影响因素。研究发现大部分被吸附的聚羧酸分子不会因为浆体被稀释而发生解吸附,时间的延长和温度的升高使吸附量增大而解吸附率减小。液相离子环境会显著影响矿物掺合料对聚羧酸分子的吸附能力,水泥滤液做拌制液时吸附量远大于去离子水做拌制液。使用超景深显微镜观测稀释浆体中颗粒的絮凝状态并拍摄照片,通过图像处理软件进行分析和统计,以量化研究胶凝材料颗粒的絮凝行为及其经时变化,测量了不同胶凝材料种类、液固比、减水剂掺量、温度、时间下的絮凝尺寸分布。研究结果表明水泥或粉煤灰拌制成的浆体会发生明显的絮凝现象,并且絮凝颗粒的尺寸随时间的延长而增大;而矿渣和石灰石粉颗粒几乎不发生絮凝现象。增大液固体积比和减水剂掺量都会使水泥和粉煤灰的初始絮凝尺寸减小,同时絮凝颗粒尺寸随时间的增长速率减小。温度升高使初始水泥浆体中絮凝颗粒尺寸及其经时增长速率增大。测量了不同胶凝材料组成、液固比、减水剂掺量、温度、时间下浆体的粘度、屈服应力、结构化参数,根据紧密堆积理论分析了各因素对浆体流变性能经时变化的影响。结果表明温度升高使颗粒的堆积紧密度降低,相对粘度增大,初始解结构化率减小而初始屈服剪切应力增大,同时经时变化速率大幅增加。增大减水剂掺量则有相反的效果。增大液固比使浆体初始解结构化率和再结构化率均增大。粉煤灰取代水泥使浆体的初始解结构化率增大,而石灰石粉有相反的效果。通过对比各胶凝材料体系的颗粒特性、絮凝特性和流变参数,建立各参数之间的关系。结果发现水泥浆体的屈服剪切应力实测值随解结构化率的增大而减小,两者有着近似线性的关系;由于不同胶凝材料体系浆体的再结构化率不同,因此测试方法对屈服应力实测值的影响存在差异。水泥浆体中颗粒絮凝的平均粒径减小使浆体的解结构化率增大而屈服应力减小;同时絮凝尺寸经时增长速率的增大也使屈服应力经时增长速率和解结构化率经时损失速率增大。减小胶凝材料的絮凝趋势和屈服应力的经时增长可以有效改善自密实混凝土的分层浇筑质量。