聚羧酸系减水剂具有高减水率和优异的控制塌落度损失等优点,尤其是环保,且分子结构可调控,已经成为了今后混凝土减水剂发展的重要方向,在现代混凝土工程中的应用也日渐普及。而随着现代水泥混凝土技术的发展,辅助性胶凝材料在混凝土中的应用也日益广泛,且种类繁多,掺量越来越大。随之而来由于混凝土拌合物中的各类原材料的相容性引起的混凝土早期工作性的问题逐渐突显,特别是各种胶凝组分和外加剂之间的相容性。混凝土早期流动性差、凝结硬化不正常、减水剂过掺等问题逐渐增多。虽然,现有的研究已开始重视外加剂和水泥基材料之间的相容性问题,并且针对该问题开展了大量研究,但由于实际应用中外加剂的分子结构为商家机密,且难以表征,致使人们对外加剂与水泥基材料相容性问题的研究,主要从外加剂影响水泥水化的角度去理解,处理相容性的方法主要是通过更换外加剂种类和使用一些缓凝组分去调整,而对外加剂分子结构与胶凝组分之间的匹配关系缺乏深入的认识。因此,本文围绕聚羧酸减水剂分子结构的表征及其与辅助性胶凝材料相互作用两个方面开展研究,以期掌握聚羧酸减水剂外加剂分子结构与不同种类胶凝组分之间相互作用的基本规律,并指导聚羧酸减水剂的分子结构调控以及混凝土配合比的优化设计。利用红外光谱(IR)、凝胶色谱(GPC)和核磁共振(NMR)各自的优势,通过IR确定聚羧酸减水剂分子结构中的基本基团、GPC确定分子结构的分子量及分布,NMR确定分子结构基团的相对比例。综合三种测试方法的数据,提出解析和表征聚羧酸减水剂分子结构的方法。采用该方法对自行设计的聚羧酸减水剂分子结构进行分析,获得了与合成数据基本吻合的聚羧酸减水剂分子结构构象。通过自由基共聚合的方法,在分子结构中引入羧基、磺酸基以及PEO长侧链,合成功能性聚羧酸减水剂。考察了单体的比例、引发剂的加入量和加入时间等合成条件对聚羧酸减水剂的分子结构的影响。结果表明,聚羧酸系减水剂分子结构可设计性强,各类基团的搭配以及对整体结构分子量的控制决定了聚羧酸减水剂的各类性能。研究了具有不同分子结构特征的聚羧酸减水剂对水泥基胶凝材料水化过程的影响,以及在不同胶凝材料上的吸附分散行为;各胶凝材料对聚羧酸减水剂的饱和吸附量大小关系为:水泥>粉煤灰>矿渣,辅助性胶凝材料的掺入可以降低聚羧酸减水剂的饱和点;通过对各浆体流变行为的研究,发现矿渣浆体在极低的减水剂掺量下变化较大,容易引起泌水,而粉煤灰与水泥浆体相容性较好,根据水泥初始浆体模拟孔溶液中的辅助性胶凝材料浆体对聚羧酸减水剂的吸附行为研究,阐明了外加剂在应用中出现过掺等问题的原因。