由于减水剂优异的减水效果和分散性能,使其在现代混凝土工程领域被公认为是重要的一类化学品外加剂。减水剂的主要功能是在降低水灰比的同时又能使混凝土具有良好的分散性和耐久性。聚羧酸系减水剂通过主链吸附、侧链分散,具有减水率高、分散性能好、分子结构可设计等优点。本文基于对聚羧酸系减水剂的分子结构设计的思路,引入带有不同官能团的功能单体,开展了不同性能的减水剂的研究,并致力于建筑工业领域的广泛应用与推广。论文首先成功地引入磷酸基团和季铵盐合成了不同电荷分布的聚羧酸系减水剂PCE-P,PCE-N,通过调节参加反应的单体的比例来调控分子主链的电荷密度和侧链分布。利用FT-IR、水泥净浆流动度测试、保坍性能测试、Zeta电位分析以及流变仪进行了表征。结果表明PCE-P在相同的水灰比和掺量下与水泥颗粒的表面正电荷具有较强的静电吸附作用,掺量为0.3%时,流动度可达到300mm,并且在120min内仍可以保持流动度在280mm以上,而其他两种减水剂在40min之后浆体流动度就会损失至180mm。加入减水剂,颗粒平均直径由16.98 μm降至11.88 μm,颗粒表面电位更负。应用在混凝土体系中可以使混凝土的施工性能得到改善。本研究中合成的三种聚合物可以不同程度地缓解混凝土泌水问题。而添加PCE-P的混凝土材料更加丰满稳定,有利于混凝土施工和泵送。为了进一步设计综合性能更加优异的聚羧酸系减水剂,采用同样方法制备出三种不同单体比例的高性能缓释型聚羧酸系减水剂。聚合物通过丙烯酸(AA)、烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)和甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEG400MA)共聚得到。对比醚类减水剂的流动度发现,酯醚共聚类减水剂具有一定的缓释作用,替代比为30%的聚合物,水泥净浆初始流动度只有253,120min流动度达到303mm;将减水剂加入到水泥净浆中,测试水泥颗粒表面电位和水和动力学半径。颗粒粒径减小,表面电位更负,替代比为40%的聚合物,在掺量为0.2%时,电位降到-15.63mv,表现出良好的分散性能。通过总有机碳吸附测试(TOC),减水剂掺量为0.2%时,吸附量为0.521 mg/g,掺量为0.8%时,吸附量增加到4.05mg/g。