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贝利特-硫铝酸钡钙水泥是一种低钙、低碳、低能耗的新型水泥,实现该水泥的工业生产和应用具有深远意义。由于优质石灰石资源日益紧缺,工业废渣及低品质高镁石灰石的利用变得尤为重要,这些原料中所含的微量组分对水泥烧成和性能可能有很大的影响。本文主要研究了微量组分(Na2O、K2O和MgO)复合掺杂对水泥熟料各矿相形成机制及对水泥水化和性能的影响,为进一步优化和控制该水泥熟料矿相组成和制备技术,以及低品位高镁石灰石的拓展利用提供重要的理论支持和技术参考。主要结论如下:对于硅酸二钙而言,复掺SO3和BaO,以及复掺SO3、BaO和MgO均使其在1000℃形成量降低,但并不影响C2S的大量形成温度。复掺SO3、BaO和SrO对C2S形成进程影响不大,但使C2S在1350℃时的形成量稍有降低。相比之下,复掺SO3、BaO和K2O以及复掺SO3、BaO和Na2O都能够促进C2S的早期形成,并且明显加快C2S的形成进程,其中Na2O存在时其促进作用最为显著,使C2S在1000℃的形成量达到了84.99%,使反应完全的温度降低到1300℃。此外,MgO或K2O可以稳定β-C2S和α’L-C2S,Na2O或SrO可以稳定β-C2S。同样的微量组分体系对硅酸三钙的作用规律与硅酸二钙相似。复掺SO3、BaO和K2O以及复掺SO3、BaO和Na2O可以促进C3S的形成,Na2O的作用效果最明显,煅烧温度为1450℃时,含有Na2O的试样中C3S的形成量达到了73.31%。此外,复掺SO3、BaO和MgO同样可促进C3S在低温下形成,但是使其在1450℃时的形成量稍有降低。各微量组分体系可以稳定M3-C3S。通过微量组分K2O、MgO和Na2O对C2.75B1.25A3 S矿物的形成过程和水化活性的影响研究发现,随着微量组分掺量的增加,C2.75B1.25A3 S矿物的分解温度逐渐降低,但是其大量分解温度仍然都高于1380℃。当K2O掺量为0.5%~0.8%,合成的C2.75B1.25A3S的纯度较高,并且此时C2.75B1.25A3 S水化速率和水化放热总量都高于空白样。掺入3.0%~4.0%MgO有利于C2.75B1.25A3S矿物的形成和生长,MgO(2.0%~5.0%)能够促进C2.75B1.25A3S的水化进程,其中掺入4.0%MgO时其作用效果最好。与K2O和MgO相比,Na2O的促进作用相对较弱,反而当Na2O掺量高于0.6%时,C2.75B1.25A3 S的水化活性降低。在低碱条件下,掺入3.0~5.0%MgO有利于水泥熟料中C3S和C4AF的形成,当MgO掺量为5.0%时,水泥水化效果较好,水泥各龄期强度提高。当MgO掺量高达9.0%时,水泥安定性仍合格。在高碱条件下,掺入3.0%MgO可以促进水泥熟料中C3S的形成,此外高掺MgO(>5.0%)仍有利于水泥熟料煅烧和水泥强度的发展,掺入7.0%MgO时水泥各龄期强度均较高,其3d、7d和28d的抗压强度分别为45.1MPa、66.8MPa和103.2MPa,并且高掺MgO的水泥安定性均合格。在水泥熟料中MgO可以稳定M3-C3S和R-C3S,以及α’L-C2S和β-C2S。贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料烧成过程中阿利特的大量形成温度为1300℃,C3A和C4AF的充分形成温度为1100℃,C2.75B1.25A3 S的大量形成温度为1300℃,水泥熟料的合成温度在1350℃左右;MgO、Na2O和K2O复掺对上述形成温度影响不大,但是能够促进阿利特在低温下的形成,并且形成的阿利特尺寸较小(3.5~14μm)。特别是当掺杂7.0%MgO和1.290%Na2O.eq(Na2O当量)时,C3S在1000℃时的形成量达到了18.37%,1350℃时形成量达到了35.88%。