硫铝酸盐水泥,是以无水硫铝酸钙为主要矿物的熟料,再掺入适量石膏等共同磨细所得的新型水硬性胶凝材料。硫铝酸盐水泥比硅酸盐水泥具有早强、耐腐、抗冻等性能,比较适合应用在特种工程上。本文在硫铝酸盐水泥的基础上,采用化学试剂及含锶工业废渣,利用钙的同族元素-锶,通过改变组成和煅烧等因素来研究硫铝酸锶钙矿物的结构与性能的关系及变化趋势,借助XRD、SEM和DTA-TG等测试手段研究硫铝酸锶钙矿物及硫铝酸锶钙水泥的各项物理性能,并探讨其水化机理；研究了掺加石膏、CaF2等对硫铝酸锶钙水泥的影响。在实验研究的基础上成功进行了工业化生产。同时还研究了硫铝酸锶钙水泥的耐久性,针对不同侵蚀环境研究分析各种环境对硫铝酸锶钙水泥的侵蚀机理,建立了评估模型。研究了硫铝酸锶钙水泥混凝土的各项物理性能,并将硫铝酸锶钙水泥成功应用到山东沿海海工桥梁的修补和防护工程中。研究表明:　　 硫铝酸锶钙矿物中Sr2+以2.50的摩尔比取代C4A3(S)中的Ca2+离子形成的硫铝酸锶钙Cal.50Sr2.50A3(S)的抗压强度最高,3d和28d抗压强度分别达到了76.6MPa和89.6MPa。硫铝酸锶钙水泥熟料的主要矿物为结晶良好、数量较多的菱形十二面体的C1.50Sr2.50A3(S)矿物,尺寸在1μm左右,晶粒形状较规则,晶界分明；另外还有部分圆形颗粒的β—C2S和形状不规则的C4AF。Cal.50Sr2.50A3(S)水化样中的水化产物为钙矾石(AFt)和Al(OH)3凝胶。随水化时间增长,硫铝酸锶钙水泥的水化产物为钙矾石(AFt)、Al(OH)3凝胶和水化硅酸钙凝胶。　　 掺加适量的石膏可以加快硫铝酸锶钙水泥的水化,促进水化产物的形成,改善浆体的结构,增加密实度,从而提高水泥的早期强度。实验结果表明:石膏的最佳掺量为6％。煅烧时掺加适量的CaF2能促进硫铝酸锶钙水泥的水化,提高抗压强度,CaF2含量为0.2％时强度最大,1d和28d抗压强度分别达到48.2MPa和88.7MPa；超过0.2％时,水泥强度随着CaF2含量的增多而下降。　　 掺合料有助于改善硫铝酸锶钙水泥性能。掺入适量粉煤灰能一定程度改善水泥的抗冻性能。而掺入矿渣粉后水泥的抗冻性能稍差。掺加引气剂的水泥的质量损失均小于其它试样。掺合料还可改善水泥的抗碳化性能。掺合料有助于提高硫铝酸锶钙水泥的抗渗性能,随掺量的增加,渗水高度均减小；掺加粉煤灰的水泥的抗渗性能优于掺加矿渣粉的水泥。　　 硫铝酸锶钙水泥具有良好的耐侵蚀能力。其水泥试块在氯离子侵蚀液和硫酸盐侵蚀液中的各龄期的强度均高于相应的普通硫铝酸盐水泥试块的强度,而且在各种侵蚀液中的强度均随着龄期的增长而增大。但在镁盐溶液中,硫铝酸锶钙水泥的耐侵蚀性能比普通硫铝酸盐水泥稍弱。硫铝酸锶钙水泥试块在侵蚀过程中基本上没有硫酸根离子溶出,而硫酸盐溶液中的硫酸根离子基本上全部进入试块,参与试块的水化反应,且锶离子并未溶出。以硫铝酸盐水泥为依据,利用Fick第二定律获得的氯盐侵蚀模型同样适用于硫铝酸锶钙水泥。　　 在硫铝酸锶钙水泥工业化生产中,以石灰石、铝矾土、含锶工业废渣、石膏为原料,在回转窑1250～1300℃条件下,能够烧成以硫铝酸锶钙、β型硅酸二钙和少量铁铝相为矿物组成的硫铝酸锶钙水泥。其熟料的立升重平均在1100kg／L。工业化的硫铝酸锶钙水泥中石膏最佳掺量为7％,混合材的最佳掺量为13％,熟料最佳用量为80％。试样3d强度可达70MPa。　　 对硫铝酸锶钙水泥混凝土的研究表明,该水泥混凝土具有抗渗性好、抗裂性优良、强度高、耐侵蚀性好、抗冻性好等优点。按C40标准设计混凝土,其抗压强度达到60MPa以上。抗渗实验加压到3MPa时,试件渗透高度5～6cm。其混凝土氯离子扩散系数小,为34.5x10-14m2／s,明显优于硅酸盐水泥混凝土。　　 硫铝酸锶钙水泥混凝土在沿海桥梁的修补工程和防护工程中实践表明,硫铝酸锶钙水泥混凝土按C40设计,水泥用量450kg／m3,砂率为0.42,水灰比为0.33-0.35,外加剂采用聚羧酸系专用外加剂,使用掺量不超过0.2％调凝剂,可配制出物理性能高、施工性能好的混凝土,并取得良好的工程应用效果。