本文针对当前混凝土工程中部分混凝土,主要是水灰（胶）比较低甚至超低的超高强、超高性能混凝土等的新拌混合物过于黏稠,施工操作,特别是泵送施工困难的现实问题,从混凝土外加剂的角度,研究开发降黏型聚羧酸减水剂。本研究利用聚羧酸减水剂具有的极强的分子结构可设计性,选用四丙烯酸异戊四酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯等具有多个丙烯酸酯的单体作为支化单体,通过自由基聚合反应,接枝多个聚羧酸减水剂分子链,制备了具有支化结构的降黏型聚羧酸减水剂（Viscosity-reducing Polycarboxylate Superplasticizer以下简称VR-PCE）,从传统单一的梳形结构向新型拓扑结构转变。本研究采用正交实验和平均值方法研究了合成工艺参数对降黏型聚羧酸减水剂的性能的影响,并确定较佳合成工艺参数为:甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、支化单体、巯基乙酸、过硫酸铵等单体摩尔比为15:50:1.0:2.7:4.2,反应单体浓度为30%,反应温度65℃,滴加时间2.5h后冷却至室温。采用较佳聚合工艺参数,以前述3种支化单体为“核心”制备多支化结构的减水剂分子,以不含支化单体的聚羧酸减水剂为对照组,探究减水剂分子构象对减水剂性能的影响。通过凝胶渗透色谱、红外光谱、核磁共振等测试技术对其分子结构进行识别表征,结果表明A3-PCE与A4-PCE产率均大于80%。参考混凝土外加剂现行国家和行业标准,对掺降黏型聚羧酸减水剂的水泥浆体进行性能检测试验研究。通过水泥净浆流动度及黏度、水泥胶砂减水率及黏性试验、混凝土坍落扩展度综合评价其改善水泥基材料施工性能的能力,并通过砂浆抗折抗压强度、混凝土抗压强度测试其对力学性能的影响。研究得出以下结论:掺降黏型聚羧酸减水剂的水泥浆体具有较好的分散性及分散保持性,胶砂减水率可达30%;用水量相同时,降黏型聚羧酸减水剂的掺入显著降低净浆与砂浆黏度,流动度相同时,浆体用水量急剧减少,浆体黏度增加;降黏型聚羧酸减水剂均能够延两种边界条件下的凝结时间,用水量相同时,缓凝效果更明显,可延长初终凝结时间2h和3h;砂浆的强度与降黏型聚羧酸减水剂的支化程度呈正相关,其中,A4-PCE组力学性能表现较佳,流动度相同时,可使各个龄期抗折抗压强度提高20%。为了探究新拓扑结构聚羧酸减水剂的作用机理,本研究测试了水泥颗粒表面Zeta电位、溶液表面张力、水泥水化热以及水化产物变化情况,得出以下结论:VR-PCEs的掺入会增大水泥颗粒表面Zeta电位的绝对值,在静电斥力、空间位阻、吸附分散、改变固液表面能等多种效应的共同作用下发挥效能;降黏型聚羧酸减水剂延缓水泥水化进程,改变不同龄期水泥石矿物组成,支化减水剂改变水化产物形貌与其致密结构。