硫铝酸盐水泥具有凝结时间短、早强高强、高抗渗、良好耐久性等优点,基于原材料的限制,硫铝酸盐水泥成本较硅酸盐水泥高,凝结时间不易控制,掺合料引入到硫铝酸盐水泥中易降低其力学、抗渗等性能,限制了其推广使用。论文依托国家自然科学基金项目(51178363),通过大掺量引入矿物掺合料(粉煤灰、矿粉),降低硫铝酸盐水泥的成本,使其达到一定的经济效益(掺合料掺量达40%),研究不同掺合料对硫铝酸盐水泥基本工作性能、力学性能、干缩的影响。根据化学激发效应、超细粉体效应、结晶诱导效应、外加剂调节、优势互补原理等对低成本硫铝酸盐水泥基胶凝材料进行改性,综合考虑基本工作性能、力学性能、微观性能、耐久性能等,调配出最佳改性配比,使体系成本降低的同时,性能得到提高。其中,化学激发是最重要的改性方法,论文中把抗压强度作为改性效果最重要指标。主要研究结果如下:1、矿粉、硅灰对硫铝酸盐水泥凝结时间作用效果较小,粉煤灰具有一定的缓凝作用;粉煤灰与矿粉对硫铝酸盐水泥的标稠用水量及流动度具有积极作用,硅灰掺量少于5%时,具有积极作用;引入粉煤灰与矿粉后,硫铝酸盐水泥各龄期抗折、抗压强度均降低,当硅灰掺量不超过5%时,对抗压强度具有促进作用;三种掺合料对硫铝酸盐水泥的干缩均具有明显的抑制作用。2、筛选出一种改性效果较好的碱性激发剂M,引入M后,体系2h、3d、7d、28d、1年抗压强度最高分别提高了134%、93%、62%、61%、63%。M促进了硫铝酸盐水泥体系早期钙矾石及凝胶的生成,使其具有较高的早期强度,激发了粉煤灰的活性,使其参与水泥的后续水化,提高了浆体密实度。M可能易使钙矾石早期结晶程度变差,当累积至7d时,易出现强度倒缩,随养护时间延长,这种现象消失。3、与体系相容性排序依次是聚羧酸KH-5减水剂>KH-6减水剂>氨基磺酸系减水剂>萘系减水剂。对粉煤灰-硫铝酸盐水泥体系强度影响排序依次是纳米二氧化硅(1%-2%)>超细碳酸钙(1%-3%)>硅灰(≤10%),正交试验表明对矿粉-粉煤灰-硫铝酸盐水泥强度影响排序依次是激发剂>硅灰>超细碳酸钙,最佳掺量分别为4%、6%、3%。4、矿粉与粉煤灰以2:1复合比单掺粉煤灰的效果好,体系2h、3d、7d、28d、90d抗压强度分别提高7%、16%、23.7%、20%、40%;确定最佳组分及改性配比后,粉煤灰组2h、3d、7d、28d、90d抗压强度分别提高了17.5%、42.8%、51.8%、61.0%、66.7%,矿粉与粉煤灰复合组分别提高了12.3%、14.8%、13.8%、26%、15.4%。在20%浓度硫酸钠、20%浓度氯化钠溶液中侵蚀90d后,各组抗压强度不但没有降低,反而有不同程度的提高,矿粉-粉煤灰-硫铝酸盐水泥组提高的最明显。