聚羧酸减水剂是一种高性能减水剂,因其掺量低、分散性好、可设计性强等优点,被广泛用于世界混凝土市场。伴随着城市建设和基础设施建设的推进,中国市场也对聚羧酸减水剂提出了新的时代要求,开发新的聚合单体,探究新的减水剂合成方法是我们前进的方向。本论文实验内容依托中国高铁建设的推进,就高铁项目建设中常见的混凝土流动性差、坍落度保持度低和后期强度不足等问题展开研究。通过分子设计路线,在聚羧酸减水剂分子的主链上引入不同数量的羧基、酰胺基、磺酸基等基团,合成出新的聚羧酸大分子,以期改善聚羧酸减水剂的性能。主要研究工作如下:1、通过化学接枝的方法,将衣康酸分子接枝到聚羧酸分子的主链上,分别考察了反应温度、反应时间、反应物摩尔比、引发剂用量对产物性能的影响,并以水泥净浆流动度为考察指标确立了最佳合成条件。还分别考察了衣康酸改性减水剂、市售减水剂和未改性减水剂的混凝土性能,得出衣康酸改性的聚羧酸减水剂由于分子中的多羧基结构,水泥分散性明显优于未改性的聚羧酸减水剂,且已达到市售水平。后期的混凝土强度测试表明,掺加衣康酸改性减水剂的混凝土强度同龄期强度比未改性和市售减水剂高。因此,衣康酸改性聚羧酸减水剂具有很好的市场推广前景。2、通过化学接枝,将2-丙烯酰胺基-2-丙烷磺酸接枝到聚羧酸减水剂分子主链上,通过正交实验设计确定其最佳合成条件。通过水泥水化热测试和zeta电位分析探究了 AMP S改性聚羧酸减水剂的保坍机理—减水剂分子可优先吸附在水泥颗粒表面,有效的屏蔽了水泥水化的活性位点,从而使改性减水剂具有优良的分散保持性。通过混凝土强度测试发现,掺AMPS改性减水剂的混凝土 7d、28d强度比可分别达到80%和120%,比未改性和市售减水剂的强度表现都要好,说明AMPS改性的聚羧酸减水剂不仅可以提高混凝土的分散保持性,而且可以保证混凝土的后期力学性能。3、通过化学接枝将合成的一种新单体蔗糖酯引入到聚羧酸减水剂分子主链上,确定了各反应因素对减水剂性能的影响,得出最佳合成条件。通过zeta电位分析发现,改性后的减水剂分子可以更多的吸附在水泥颗粒表面,获得高减水作用。通过混凝土坍落度分析发现,改性后的减水剂其混凝土坍落度保持性更好。通过SEM分析发现,减水剂分子的掺入有利于针状氢氧化钙的生长,从而获得高强度混凝土。