硫铝酸盐水泥因具有快硬早强、可调节膨胀、硬化浆体致密性高等特性,适用于混凝土结构的修补加固工程。硫铝酸钙(C4A3$)是硫铝酸盐水泥中的主要成分,采用Sr2+取代C4A3$中的Ca2+可以合成硫铝酸锶钙(C4-x(?)xA3$),从而烧成性能更为优异的硫铝酸锶钙水泥。本文以硫铝酸锶钙水泥中的主要成分C4-x(?)xA3$为主要研究对象,通过采用XRD、Rietveld方法、TG、SEM-EDS等测试分析方法,对C4-x(?)xA3$的晶体结构、形成过程、水化特性、特征水化产物及胶凝特性进行了系统研究,旨在解决硫铝酸锶钙水泥生产及应用过程中存在的理论问题。在C4-x(?)xA3$晶体结构的研究方面,采用XRD、FTIR、SEM-EDS等实验方法测试了不同Sr2+取代量的C4-x(?)xA3$,确定了基于Rietveld精修分析C4-x(?)xA3$晶体结构的方法,研究结果表明:随着Sr2+取代量的增大,C4-x(?)xA3$系列物相由正交晶系向立方晶系转变,锶的取代不影响C4-x(?)xA3$官能团的种类。C4-x(?)xA3$中Sr2+定向取代C4A3$中的Ca2+,Sr2+的实际取代率接近但略大于理论取代率,熟料中无定形物质含量可以被忽略。随着Sr2+取代量的增大,C4-x(?)xA3$的晶胞参数数值呈现线性增大趋势。在对C4-x(?)xA3$形成过程的研究中,采用XRD测试了不同温度及不同保温时间烧成的C4-x(?)xA3$熟料,通过Rietveld定量相分析的结果确定了熟料中C4-x(?)xA3$物相的含量,基于动力学理论对C4-x(?)xA3$的形成过程进行了分析。研究结果表明:C4-x(?)xA3$的形成过程可以分为原材料的分解、中间相的形成及C4-x(?)xA3$的生成三个阶段。增大的Sr2+取代量会延长C4-x(?)xA3$形成所需的时间。形成C3SA3$及C,S2A3$的固相反应符合三维扩散模型,Jander模型具有最好的拟合效果。C4-x(?)xA3$表观活化能数值大于C4A3$,且随着Sr2+取代量的增大,表观活化能数值增大。在C4-x(?)xA3$水化特性及特征水化产物的研究方面,采用水化热实验测试了不同Sr2+取代量C4-x(?)xA3$单独水化及其与C$·H2复配后水化的放热过程,对不同龄期的水化产物进行了 XRD及TG的测试,基于Rietve]d定量相分析确定了水化产物中各物相含量,同时分析了含锶钙矾石的晶体结构特征与热稳定性,得到的主要结论有:随着Sr2+取代量的增大,C4-x(?)xA3$单独水化的速率逐渐降低;与C4A3$相比,Sr2+的取代改变了水化产物的种类,C4-x(?)xA3$水化生成的主要晶相产物为AFt,同时伴随少量的CAH10与SrSO4,当Sr2+取代量增大时,水化产物中CAH10与SrS04的含量增多。与C4-x(?)xA3$单独水化相比,C4-x(?)xA3$-C$·H2体系具有更快的水化速率;与C4A3$相比,C4-x(?)xA3$在水化过程中可以消耗更多C$-H2,且随着Sr2+取代量的增大,C$·H2接近完全消耗所需的时间减少;C4-x(?)xA3$-C$-H2体系水化生成的主要晶相产物为AFt与SrS04,当C$·H2接近完全消耗时,水化产物中出现AFm。W/C主要影响各龄期水化产物的含量,较大W/C条件下水化初期生成的晶相产物较少,但当反应趋于完全时会生成更多的晶相产物。C4-x(?)xA3$水化生成的AFt与C4A3$水化生成的AFt在升温及等温条件下均具有相似的分解过程,Sr2+的掺入未改变AFt的热稳定性。在对C4-x(?)xA3$胶凝机理的研究中,测试了不同Sr2+取代量C4-x(?)xA3$硬化浆体在不同龄期的抗压强度,通过XRD、Rietveld定量相分析及TG确定了硬化浆体的组成,采用SEM及MIP分析了硬化浆体的微观结构,相关结果表明:Sr2+的取代会降低C4-x(?)xA3$单独水化形成的硬化浆体早期强度,但随着Sr2+取代量的增加,C4-x(?)xA3$硬化浆体在28d龄期的强度先增大再减小,其中C2S2A3$的硬化浆体在28d龄期强度最大;C$·H2的掺入会提高C4-x(?)xA3$-C$·H2硬化浆体的早期强度,但会降低浆体的中后期强度。C2S2A3$单独水化形成的硬化浆体微观结构中AFt呈紧密堆积状态;与C$·H2复配水化形成的AFt晶体尺寸变大,堆积状态变得松散,从而导致浆体中出现较多的毛细孔。