在現(xiàn)代混凝土中，化學(xué)外加劑是重要的組成成分。尤其減水劑的應(yīng)用，使得混凝土的質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍，極大地推動了現(xiàn)代建筑的發(fā)展。但是現(xiàn)代混凝土中普遍使用低水膠比，使得混凝土干燥收縮和自收縮問題日益嚴重，目前有使用各種措施來改善混凝土的早期收縮開裂問題，但是效果仍不盡如人意。聚羧酸減水劑問世以來，就成為備受矚目的新一代高效減水劑，具有高減水率、綠色環(huán)保、功能可設(shè)計性等優(yōu)點，已在各工程中得到廣泛應(yīng)用。

目前有很多學(xué)者利用聚羧酸減水劑的分子結(jié)構(gòu)可設(shè)計性來合成各種功能型聚羧酸減水劑，實現(xiàn)高減水率的同時又能改善混凝土的其他性能。本文依據(jù)聚羧酸減水劑的分子可設(shè)計性，根據(jù)混凝土干燥收縮機理，合成了一種低表面張力型聚羧酸減水劑SRPCE。先通過酯化反應(yīng)合成具有聚合活性的低表面張力單體MD，通過對酯化率的測定，確定了最佳酯化條件：酸醇比為3：1，反應(yīng)溫度為130℃，反應(yīng)時間為4.5h，催化劑用量為4%。然后將MD與甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸等單體通過聚合反應(yīng)合成低表面張力型聚羧酸減水劑。

聚合反應(yīng)通過控制變量，進行單因素分析，確定了最佳聚合條件為反應(yīng)溫度為40℃，滴加時間3h，保溫2h，反應(yīng)物濃度為40%，APS用量為單體質(zhì)量的3%，n(AA)：n(TPEG)：n(MD)=20：5：4。采用紅外光譜儀(IR)、凝膠色譜儀(GPC)對低表面張力型聚羧酸減水劑進行了分子結(jié)構(gòu)表征及分子量分析。結(jié)果表明，產(chǎn)物中有預(yù)期的官能團，表明低表面張力單體成功接枝在了聚羧酸減水劑上，GPC表明分子量在20000左右。對比了自制的低表面張力型聚羧酸減水劑(SRPCE)與減縮劑(SRA)、普通聚羧酸減水劑(PCE)的應(yīng)用性能。SRPCE和PCE的凈漿流動度相差無幾，SRPCE的流動度損失更小。摻加SRPCE的膠砂28d減縮率為28.6%，具有良好的減縮效果。SRPCE與混凝土適應(yīng)性良好，具有較好的工作性能，對膠砂、混凝土的強度均無不良影響。摻加SRPCE可以減少孔徑為2.5～50nm的孔體積，減少了少害孔、有害孔的數(shù)量，優(yōu)化了水泥的孔結(jié)構(gòu)，對減小干縮起到了顯著作用。從溶液的表面張力、Zeta電位、吸附量、蒸發(fā)速率和水泥水化方面對低表面張力型聚羧酸減水劑的作用機理進行了分析。

結(jié)果表明，接枝了MD單體的聚羧酸減水劑可顯著降低溶液的表面張力，濃度為2.0%時，可將水的表面張力從72.1m N/m降至35.6m N/m，且表面張力穩(wěn)定性保持良好;PCE、SRPCE均降低了Zeta電位，并且變化趨勢與流動度變化趨勢、吸附量一致;PCE、SRPCE的加入均降低了溶液的蒸發(fā)速率，減緩了水分的蒸發(fā)，一定程度上起到了減縮的效果;對水泥的水化產(chǎn)物及形貌沒有特別的影響。