硫铝酸盐水泥(简称SAC)在性能上具有早强、快硬、低碱度、微膨胀等特点,广泛应用于各种特种工程,但该水泥存在生产成本较高、水泥水化后期强度增长缓慢等问题。贝利特-硫铝酸盐水泥(简称BCSA)与SAC相比,贝利特矿物含量增加,硫铝酸钙(C4A3S)含量减少,降低了对铝质原材料的要求,因此可以考虑将工业废渣代替原材料来制备BCSA。但由于贝利特主要以β-C2S形式存在,水化活性较低,导致水泥水化后期强度较低,从一定程度上限制了 BCSA的应用。在SAC烧成过程中,通常会出现一种过渡矿物-硫硅酸钙(简称C5S2S)。最新研究表明,当C5S2S和C4A3S两种矿物共存时,C5S2S表现出了比贝利特矿物更高的水化活性。因此,本文通过研究含铝矿物和养护条件对C5S2S水化活性影响以及微量元素对C5S2S单矿和水泥熟料矿物形成的影响,实现C5S2S和C4A3S矿物的低温共存,将C5S2S矿物引入至BCSA中,以期改善BCSA后期强度增长缓慢的问题,形成一种性能良好的硫硅酸钙-硫铝酸钙水泥,这对于新型低碳水泥的开发具有重要的现实意义。本文首先研究了氟化钙对C5S2S矿物合成的影响以及C5S2S矿物的水化活性。选用0.5%氟化钙掺量,采用煅烧温度为1200℃、保温时间为4h,二次煅烧的方式合成的C5S2S纯度约为98%。将含铝矿物掺入C5S2S单矿中,研究含铝矿物对C5S2S水化活性的影响,结果显示,C4A3S和C3A都可以促进C5S2S的水化活性,并且C3A对C5S2S矿物活性激发强于C4A3S。其次,通过改变养护温度和养护湿度测试了 C5S2S矿物的水化。研究表明,在密封条件下提高养护温度对C5SS单矿和掺入含铝矿物体系中C5S2S的水化促进作用不明显。养护湿度的增加促进了 C5S2S单矿和掺入C4A3S体系中C5S2多的水化,但未对掺入C3A体系中C5S2S的水化产生促进作用。然后,本文研究了微量元素对C5S2S矿物形成的影响。结果显示,微量元素磷和微量元素铁对促进C5S2S矿物的形成效果不明显,而微量元素钠促进了 C5S2S矿物的形成,显著降低其充分形成的温度。同时又研究了微量元素对C5S2S与C4A3S矿物共存的影响。结果表明,微量元素磷、微量元素钠和微量元素铁在适宜掺量下均能促进这两种矿物的共存,且在复掺微量元素中,微量元素钠、磷、氟或微量元素铁、磷、氟复掺作用效果不如磷、氟复掺效果好,磷、氟复掺作用效果不如磷单掺效果好。进一步优化硫硅酸钙-硫铝酸钙水泥生料配比和水泥熟料煅烧工艺,获得性能良好的水泥熟料。为保证水泥熟料中C5S2S和C4A3S矿物能够尽可能充分地形成,水泥生料中的石膏配入量选取1 6%;水泥熟料适宜煅烧温度为1150℃和1200℃,保温时间为30min。在此基础上研究了硫硅酸钙-硫铝酸钙水泥的性能,并与BCSA作对比。结果表明,硫硅酸钙-硫铝酸钙水泥熟料的凝结时间比BCSA熟料短。从水泥净浆强度的角度来看,BCSA后期强度增长缓慢,硫硅酸钙-硫铝酸钙水泥后期强度呈持续增长趋势,掺入微量元素钠会降低硫硅酸钙-硫铝酸钙水泥中C5S2S的水化活性,使得水泥净浆早期抗压强度降低。