尽管与普通硅酸盐水泥相比,硫铝酸盐水泥熟料的煅烧温度更低、易磨性更好、消耗的固废更多、配制的混凝土干缩更小,同时生产过程中二氧化碳排放量更少,但是在实际使用中也存在一些问题。本研究针对硫铝酸盐水泥的工程应用问题,开展了不同强度等级硫铝酸盐水泥混凝土的配制,收缩调控以及相关机理研究。研究由两部分构成,第一部分集中在水泥浆体性能及其改性研究,尝试解决硫铝酸盐水泥凝结快、早期水化放热剧烈、新拌混凝土工作性不佳、硬化浆体孔隙粗大等诸多问题;第二部分以第一部分性能优化后的胶凝材料构成为基础,研究由其配制的硫铝酸盐水泥混凝土的收缩及其调控,以及收缩调控机理,尝试解决硫铝酸盐水泥混凝土较大早期自收缩问题的同时,探明预吸水陶粒大幅减小硫铝酸盐水泥混凝土收缩的规律和机制。与普通硅酸盐水泥相比,硫铝酸盐水泥水化的第一、第二反应放热峰值分别放大16.8和3.1倍;新拌水泥浆体的塑性粘度增加1.32倍,并且呈现出剪切稠化的行为;硬化水泥浆体粗孔体积增多。通过配合比的优化,硫铝酸盐水泥的水化放热峰值降低,累积放热量减少;新拌硫铝酸盐水泥浆体的塑性粘度大幅降低,并且均变成剪切稀化流体;硬化硫铝酸盐水泥浆体的中位孔径细化,大于100 nm的有害孔和大于1000 nm的气孔大幅减少。与普通硅酸盐水泥混凝土相比,硫铝酸盐水泥混凝土的收缩主要发生在湿度饱和阶段,浇筑后初始2小时的收缩占干燥条件下28 d总收缩的85%以上。不论是高强、超高强,还是中、低强普通硫铝酸盐水泥混凝土,湿度下降期的干燥收缩值非常小,28 d时干燥收缩占比均小于5%,水灰比、强度和内部相对湿度等因素的影响很小。钙矾石和CSH凝胶在湿度变化下的体积稳定性差异可能是导致硫铝酸盐水泥混凝土干燥收缩远小于普通硅酸盐水泥混凝土的主要原因。少量的预吸水陶粒就可以大幅降低硫铝酸盐水泥混凝土的收缩,混凝土的抗压强度越高,收缩率降低值越大。通过石蜡浸入替代预吸水进行硫铝酸盐水泥混凝土的陶粒内养护试验证实陶粒模量对硫铝酸盐水泥混凝土早期收缩的影响很小。陶粒内养护硫铝酸盐水泥混凝土中,预吸水陶粒内部水释放与混凝土收缩及减缩同步进行。通过与玻璃管相连的陶粒模拟试验发现,水泥浆体中预吸水陶粒内部初始空气含量越大,水从陶粒移出的越多;水泥浆体水胶比越低,水从陶粒中移出的越多。结合理想气体状态方程初步解释了陶粒内部水释放规律的机制。