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聚羧酸系高性能减水剂是继萘系高效减水剂之后的新一代高性能减水剂,具有低掺量、高减水率、高分散性、高保坍性和生产中无污染等优点,可以配制高工作性、高强度、高体积稳定性和高耐久性混凝土,以满足各种使用环境和施工条件下对高性能混凝土的要求。然而,在目前对应用于预拌混凝土的聚羧酸系高性能减水剂的合成研究中,很多只是简单地停留在实验室阶段,很难实现工业放大生产,从而阻碍其在预拌混凝土中的推广与应用。因此,对聚羧酸系高性能减水剂合成的工业放大和其在预拌混凝土中实际施工与应用的研究对推动聚羧酸系高性能减水剂的发展与应用具有重要意义。本论文首先以甲氧基聚乙二醇（MPEG1000）与甲基丙烯酸（MAA）为主要原料,采用直接酯化法合成大单体甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯（MPEGMAA）;再将酯化产物在引发剂过硫酸铵的作用下在水溶液中进行自由基共聚,合成了聚羧酸系高性能减水剂。采用IR和GPC对合成产品进行了结构表征,研究了合成产品在预拌混凝土中的应用。采用直接酯化法合成中间大单体MPEGMAA,主要讨论了阻聚剂品种及用量、酸醇比、催化剂用量、酯化时间及酯化温度对酯化率及掺减水剂复合胶凝材料净浆流动度的影响;使用自制的复合型高性能阻聚剂GXN-1具有良好的阻聚效果,在用量占MAA质量0.45%的较低掺量下,酯化率可达到98.5%;酸醇比在4.0～5.0范围内可达到较高的酯化率,且使得合成聚羧酸系高性能减水剂的减水分散性能以及分散保持性能达到最佳;最佳酯化工艺参数为:酯化温度120℃,酯化时间5h（先冷凝回流2.5h、后常压蒸馏2.5h）;通过L933正交试验,优化了酯化工艺原料配比,其最优配比为:酸醇比nMAA:nMPEG = 5.0,高性能阻聚剂GXN-1的用量为0.45%,催化剂浓硫酸的用量为0.75%。通过L933正交试验,优化了聚合工艺,小试产品PC-XS的最优工艺为:引发剂APS用量为2.5%,反应温度为90℃,反应时间为6h。通过工业中试试验,合成了聚羧酸系高性能减水剂PC-ZS并检测其性能,其净浆分散性能和混凝土性能均优于国内同类产品及萘系高效减水剂,说明工业中试的生产工艺易控制,产品稳定性好,具有较强的生产实用性;PC-ZS在较低掺量（0.18%）条件下的混凝土减水率达到27.6%,各项性能指标完全符合国家标准GB 8076-2008《混凝土外加剂》中高性能减水剂（缓凝型）的指标要求。红外光谱结果表明,聚羧酸系高性能减水剂PC-ZS分子结构是带有聚氧化乙烯基、羧基和酯基等多种官能团的梳形结构共聚物,分子主链上接枝了聚氧化乙烯侧链。GPC测试结果显示,PC-ZS的重均分子量为62787,数均分子量为35182,分散性指数PI仅为1.78, PI值较小,分子量分布范围窄,有利于减水剂分散性能的提高。混凝土工程应用效果表明:应用聚羧酸系高性能减水剂PC-ZS和大掺量矿物掺合料技术优化C30预拌混凝土配合比,保塑性能好,显著提高抗渗性能,混凝土收缩小、体积稳定性好,无肉眼可见裂缝,可以满足高性能混凝土的生产需要;C30混凝土质量稳定,56d平均电通量为831C,混凝土耐久性能指标优异,完全达到设计单位和施工单位的技术要求,取得了良好的工程应用效果。通过比较,掺聚羧酸系高性能减水剂PC-ZS的每m3混凝土的原材料综合成本比掺萘系缓凝高效减水剂CSP-2的低1.271.47元/m3,采用聚羧酸系高性能减水剂PC-ZS配制C30预拌混凝土,综合技术性能优越,经济性是可行的,具有良好的市场推广前景。