聚羧酸减水剂(PCE)作为第三代高性能混凝土减水剂,具有掺量低、减水率高、分子结构与设计灵活、绿色环保等优点,但聚羧酸减水剂应用也面临许多技术难题,其中对粘土的高度敏感性最为突出。本文从聚羧酸减水剂分子结构设计角度出发,在传统聚羧酸减水剂结构中分别引入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、N,N-二甲基(甲基丙烯酰氧乙基)氨基丙磺酸内盐(DMAPS)和丙烯酰胺(AM)三种带有阳离子基团的功能单体,通过探讨酸醚比、功能单体用量、引发剂用量等因素对聚羧酸减水剂分散性的影响,得到最佳合成配比,在此配比下分别合成了APC1、APC2和APC3三种高性能聚羧酸减水剂。通过GPC对减水剂的分子量和分子量分布进行表征,聚羧酸减水剂的分子量主要集中在2.5-4万,多分散性(PDI)良好。采用~1H NMR和FT-IR对高性能聚羧酸减水剂的分子结构组成和官能团进行表征,结果表明三种减水剂成功制备。通过对自制的高性能聚羧酸减水剂进行常规性能测试,结果表明高性能聚羧酸减水剂比传统聚羧酸减水剂具有较好的分散性、分散保持性及减水性能,且掺加三种高性能聚羧酸减水剂的试件强度要比掺加PCE1和PCE2的试件强度稍高,APC1的性能最佳。掺加钠基膨润土的水泥净浆流动度测试结果表明,自制高性能聚羧酸减水剂具有较好的分散性和分散保持性,其中APC1的分散效果最佳。吸附量试验可以看出自制的高性能聚羧酸减水剂对水泥和粘土颗粒具有可选择吸附性,对粘土具有较好的适应性。通过XRD和TGA试验表明,减水剂均与钠基膨润土发生吸附作用。采用电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ATRP)法,利用基于β-CD的大分子引发剂引发单体DMAPS聚合,得到基于β-CD两性型粘土抑制剂。在纯水泥净浆和掺加1%膨润土水泥净浆中,粘土抑制剂掺量为0.195‰时,具有较好的流动性、流动保持性及抗泥性。