减水剂是制备混凝土时经常用到并对混凝土性能改善有重要作用的外加剂,它的减水增塑作用可使水泥颗粒分散更均匀,可降低混凝土拌合物材料分离的趋势,使硬化混凝土的质量更为均匀,有效提高混凝土的强度、耐久性和抗渗性。目前,工程中常用的减水剂主要有萘系、氨基磺酸系和聚羧酸系高效减水剂等,它们在混凝土中的广泛应用很好地拓展了混凝土工业的应用范围。但是这几类减水剂都是本身有毒或生产过程排放大量有毒废液,不可生物降解,不符合当今“环保经济”的主题。淀粉是天然高分子碳水化合物,来源广泛,本身无毒性,是一类很有改性价值的原料,现在已经有相当多的领域使用淀粉或淀粉衍生物。本文以玉米淀粉为原料进行分子功能结构设计,以期制备出一种具有优良减水性能的减水剂,并探讨验证淀粉类减水剂减水机理,对其缓凝机理进行分析,解决其异常凝结导致的应用问题。本文采用三种不同淀粉进行了制备水泥混凝土减水剂的探索。先以可溶性淀粉为原料确定改性工艺和分子官能团设计的可行性:通过水溶液法,以次氯酸钠作为氧化剂,在碱性催化下制取氧化淀粉,再经溶媒法以环氧乙烷作醚化剂,在无水乙醇溶液中,维持碱性环境,将氧化淀粉醚化,制备出氧化-醚化淀粉（以下简称OES减水剂）,以水泥净浆流动度作为减水效果的考察标准,结果表明:在羧基含量为0.48%时及醚化度（摩尔取代度）为0.5时减水剂能力最好。以一定酸解条件下的玉米淀粉为改性原料,采用相同的改性工艺也制备出了具有良好分散能力的OES减水剂。同时将购自工厂的以过氧化氢氧化的具有同等羧基含量的氧化淀粉经醚化改性也制备出具有良好减水性能的OES,为OES的工业化打下一定的基础。OES减水剂性能测试结果表明:与萘系高效减水剂相比,在掺量0.6%时OES减水剂的减水作用优于萘系;30min后,掺加OES减水剂浆体的流动度不损失,反而增加22.4%且2h内浆体的流动度基本无损失。OES减水剂对水泥浆体具有明显缓凝作用,水化放热峰出现在75h,但不影响后期水化,7d时抗压强度已达国家标准,28d时抗压强度比可达127%,可作为水泥的一种优良的超级缓凝型高效减水剂使用。Zeta电位、吸附量和吸附层厚度测试表明, OES减水剂的减水分散作用是通过吸附在水泥颗粒表面的减水剂分子的空间位阻实现的。OES减水剂通过分子链上阴离子羧酸基团吸附于水泥颗粒表面,其含有众多支链的大分子链段以及醚化引入的醚键易以氢键与水分子结合从而形成溶剂化水膜,大分子链和溶剂化水膜共同提供空间位阻作用。通过对OES对Ca²⁺络合量的测定表明,其缓凝作用主要是由于其分子链上众多的羟基能与Ca²⁺络合,从而阻止了C3A的水化,推迟了水化的进行。而通过对OES与速凝剂TEA和饱和石灰水复配可以有效降低其缓凝作用。