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为了提高实验室自主研发的新型低密度水泥浆技术的高温应用范围,本文首先研究了制约新型低密度水泥浆技术高温应用的影响因素,研究发现其问题关键是新型减轻材料耐温性不足所引起。本文通过分析影响新型减轻材料耐温性能的影响因素,进行了分子结构设计并进行材料的筛选,选择了耐温性能良好的环氧树脂和固化剂,以期制备出耐温性能良好的环氧——固化体系,以此作为基材合成出耐高温活性减轻材料,最终设计出一套高早强的低密度水泥浆体系。(1)通过分子结构的设计与筛选,选择了三种环氧树脂(H-2、S-1、S-2)和两种固化剂(GH1、GH2)作为合成耐高温活性减轻材料的环氧——固化体系的基础材料。利用差示扫描量热仪(DSC)、同步综合热分析仪研究了环氧固化物的热稳定性,研究发现聚合度的大小、可参与交联固化的环氧基团的多少,以及固化剂的自身结构都影响着固化体系的玻璃化转变温度,其中HYJ-6的玻璃化转变温度(Tg)达到了 131℃。利用核磁共振技术(NMR)研究了交联密度和玻璃化转变温度(Tg)之间的关系:对于同一固化体系,当固化条件发生变化时,固化物的网路交联密度发生变化,宏观上直接影响着其玻璃化转变温度(Tg),即固化物的交联密度越大,其玻璃化转变温度(Tg)越高,二者呈现出正相关的规律;同时环氧树脂聚合度的大小也在一定程度上影响着固化体系的交联密度,最终影响着体系的Tg。红外表征发现对于同一个体系,进行更高温度的固化之后,环氧基团完全消失,固化更为充分,这与差示扫描量热仪(DSC)和同步综合热分析仪测试结果相符合:反应更加充分之后,体系表现出更高的玻璃化转变温度(HYJ-6在160℃条件下保温12h之后,玻璃化转变温度提高到了 138℃,且材料的热稳定性得到了提高)。(2)采用界面桥联剂对活性填料进行了改性,红外表征发现填料不仅具有自身的特征吸收峰,还出现了界面桥联剂的伸缩振动峰,而且随着界面桥联剂加量的增加,伸缩振动峰变强,表明界面桥联剂对填料改性成功。并以活化指数为指标,确定了界面桥联剂与无机活性填料的配比为1:11。通过对活性填料的选择及其加量对水泥石抗压强度的影响,最终确定了微硅作为制备活性减轻材料的填料,且其加量为树脂基料的20%。由HYJ-6和微硅制备的活性减轻剂HJG-1的水泥石抗压强度(13.2MPa)相对于HYJ-6的水泥石抗压强度(8.6MPa)明显得到了提高,且HJG-1水泥浆体系浆体稳定,相对于HYJ-6,HJG-1的疏水能力明显得到了改善,其对蒸馏水的接触角为34.7°。(3)以活性减轻材料HJG-1作为制备低密度水泥浆的减轻材料,通过微硅、超细粉煤灰以及外加剂的复配,设计出了密度为1.3～1.5g/cm3的水泥浆配方。综合实验表明,浆体基本性能良好,且具有较高的早期抗压强度。