无水硫铝酸钙矿物是硫铝酸盐水泥熟料的主要矿物，具有快硬、早强和微膨胀的水化特性，其性能与晶体结构密切相关，研究无水硫铝酸钙晶体结构对于了解和改善其性能具有重要的意义。无水硫铝酸钙水化的主要产物有钙矾石和铝胶，钙矾石的结构不稳定，结构中含有大量结晶水，一定条件下可转化为单硫型水化硫铝酸钙。对钙矾石晶体结构的研究，对于了解和控制钙矾石形成及分解，从而改善水泥混凝土制品的性能，具有重要意义。本文探索了无水硫铝酸钙粉晶和单晶的制备工艺、并用溶液合成法和无水硫铝酸钙单矿水化法制备了钙矾石。对制备的单矿物进行XRD测试，用TOPAS、DIAMOND等软件对测试结果的进行结构分析和计算。比较了实验室合成钙矾石与天然钙矾石的结构差异，结合钙矾石晶体结构对其稳定性进行了分析，结果表明：（1）无水硫铝酸钙存在两种晶型，分别属于正交晶系和立方晶系。正交晶系的无水硫铝酸钙，空间群标记为Pcc2，其晶体的单胞体积Ｖ=1552.6943。晶胞参数为a0=13.0318，b0=12.9638，c0=9.1907，α=β=γ=90°，Z=4。立方晶系的无水硫铝酸钙空间群标记为I43m，其晶体的单胞体积Ｖ=777.9103。晶胞参数为a0=b0=c0=9.2048，α=β=γ=90°，Z=2。造成二者晶体结构不同的原因是无水硫铝酸钙的生长环境。正交晶系的无水硫铝酸钙生长环境为固相环境。其制备方法是，将原料在水中湿混，在1320℃下保温1h；原料的最佳配合比为二水石膏37.0597g，碳酸钙44.0568g，氢氧化铝76.6713g。立方晶系的无水硫铝酸钙生长环境为液相环境，其制备方法是将制得的正交晶系无水硫铝酸钙单矿物与PbCl2混合。助熔剂与溶质最佳配比为PbCl2与C4A3S质量比150:1至200:1。无水硫铝酸钙在750℃和850℃生长均可长成较大的单晶。（2）溶液合成法与无水硫铝酸钙单矿物水化法制备的的钙矾石均属于三方晶系，均为空间群P31c。溶液合成法制备钙矾石的单胞体积Ｖ=2335.8143，晶胞参数a0=b0=11.2112，c0=21.4589，α=β=90°，γ=120°，Z=2。单矿水化制备的AFt单胞体积Ｖ=2336.3723,晶胞参数a0=b0=11.2123，c0=21.4596，α=β=90°，γ=120°，Z=2，与天然钙矾石单晶相比，其晶胞体积和晶胞参数a、b、c均较小。溶液法合成AFt结晶比单矿水化制备的AFt好，主要衍射峰的强度比高于单矿物水化AFt。这是由于合成方法不同的。溶液法合成AFt，依靠溶液中各离子的重新排列组合。水化法制备的AFt，构成钙矾石骨架结构的铝元素来自于无水硫铝酸钙。钙矾石的形成是在破坏无水硫铝酸钙矿物的晶体结构基础上的，其结构无法像溶液法合成钙矾石一样，有序的进行排列，因此其结晶较差。钙矾石晶体的[Ca3(OH)6Al]骨架结构中，溶液合成法AFt和天然单晶AFt各键长的差异小于单矿水化AFt，溶液法合成的钙矾石键长较小于天然单晶，水化合成钙矾石则长度不一。连接配位水的Ca-O键。单矿水化AFt的键长总体较另外两种钙矾石长，配位水结合更不牢固，结构稳定性差。