利用外加剂调节混凝土性能是发展高性能、多功能混凝土一种有效的方法。缓凝剂能持久保持新拌混凝土流动性,提高混凝土生产、运输和施工效率。然而,一些缓凝剂不利于混凝土早期强度的形成,在一定程度上降低了施工速度,且目前应用在建筑业的缓凝剂大多是化学缓凝剂,在其生产和使用过程中会产生有害物质,危机人类健康,对环境造成污染。为了克服化学缓凝剂应用在混凝土中存在的问题,一些研究学者提出使用与化学缓凝剂具有类似功效的天然缓凝剂。为此,本研究提出使用咖啡和胡萝卜制备天然缓凝剂,分析咖啡溶液和胡萝卜汁溶液对水泥水化进程的影响机理。包括对新拌砂浆进行凝结时间测试,分析缓凝效果;对砂浆试块进行抗压试验,分析咖啡溶液和胡萝卜汁溶液对砂浆力学性能的影响;使用水化热分析、TGA、XRD、FT-IR、SEM、MIP等表征测试分析这两种溶液对水泥水化特性的影响。研究结果表明:(1)咖啡溶液可以延长水泥凝结时间,且浓度越高,凝结时间越长。咖啡溶液对水泥砂浆中后期强度具有一定的提升效果,最优浓度为0.05%,在28d强度提升18.6%。(2)胡萝卜汁溶液对水泥砂浆具有显著缓凝效果,凝结时间随溶液浓度增加而增加。水泥凝结时间从14小时延长到32小时。胡萝卜溶液浓度为4%时初凝时间为对照组的2.7倍,终凝时间为对照组的2.2倍。胡萝卜溶液使水泥砂浆中后期强度有所提高,随着浓度的不断增加抗压强度呈现先升高后降低的趋势,其中胡萝卜溶液浓度为1%时为最优组,7d和28d龄期时抗压强度比对照组分别提高了11.8%和4.5%。(3)两种溶液均具有缓凝效果,且溶液浓度越高,缓凝作用越强。与空白组相比,咖啡溶液和胡萝卜汁溶液使得砂浆初凝时间分别延长了 31%和166.7%,后者效果更加显著。两种溶液对砂浆抗压强度具有增强效果,咖啡溶液对砂浆中后期强度增强效果较为明显,最优浓度为0.05%时对应28d期强度与对照组相比提升了 18.6%;胡萝卜汁溶液增强效果主要发生在前期,砂浆抗压强度随溶液浓度增大呈现先上升后下降的趋势。3天和7天龄期最优浓度分别为1%和2%,强度分别提高12.5%和14.1%。咖啡溶液和胡萝卜汁溶液在不影响最终水泥水化产物种类的基础上抑制水泥水化,降低水化速率,但可以增加水化产物含量以及降低砂浆孔隙率。本文通过试验研究,初步验证了咖啡溶液和胡萝卜汁溶液作为天然混凝土缓凝剂可以改善水泥水化进程,延长凝结时间,并且对砂浆强度具有积极作用,研究结果为天然外加剂在工程实践中应用提供了理论依据。图[25]表[12]参[107]