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贝利特-硫铝酸钡钙水泥是一种新型胶凝材料。与传统硅酸盐水泥相比，水化产物中Ca(OH)2含成量低，耐久性好；体积稳定性好；长期稳定增长；水泥水化热较低；同时该水泥烧成温度低，能耗低，可使用热值低的燃料；水泥熟料的石灰饱和系数低，可使用低品质石灰石。为了有效控制该新型水泥熟料的生产工艺，调控熟料体系的矿相组成和性能，必须研究该新型水泥熟料体系中熟料矿相的形成机制及形成动力学。本文系统研究和分析了该水泥熟料矿相形成机制，建立该水泥熟料体系的形成动力学模型，为工程应用提供理论和技术指导。主要结论如下：BaO、BaSO4和CaF2均能够促进贝利特矿物的形成，其晶型主要为β-C2S和γ-C2S，对稳定β-C2S有重要作用；当BaSO4和BaO掺量分别为3.0%和5.0%时，还能形成少量高水化活性α’-C2S；纯贝利特矿物的形成活化能为206kJ·mol-1，掺杂0.6%CaF2后形成活化能降为164kJ·mol-1，因此，少量CaF2可降低贝利特矿物形成势垒。当煅烧温度为1450℃时，掺杂BaSO4后阿利特主要晶型为M3-C3S，且存在少量的T3-C3S、R3-C3S和T1-C3S；随着BaSO4掺量的增加，试样中阿利特矿物含量降低，表明BaSO4不利于阿利特矿物形成。CaF2能够促进阿利特矿物的形成，当煅烧温度为1380℃时，阿利特主要晶型为M3-C3S、T3-C3S和R3-C3S；随着CaF2掺量的增加，M3-C3S含量增加，T3-C3S和R3-C3S含量变化不大。C2.75B1.25A3S矿物开始形成的温度为1100℃，大量形成温度为1350℃，分解温度为1370℃。其形成的化学反应方程为：11/4CA+BaSO4+1/4Al2O3+1/4BaO→C2.75B1.25A3S11/48C12A7+BaSO4+67/48Al2O3+1/4BaO→C2.75B1.25A3S1/4CaO+BaSO4+3Al2O3+1/4BaO→C2.75B1.25A3S11/48C12A7+BaSO4+1/4BA+55/48Al2O3→C2.75B1.25A3SC2.75B1.25A3S矿物的形成受扩散机制的控制，符合的动力学模型为：D4=1-2α/3-(1-α)2/3。在1100-1300℃温度范围内，C2.75B1.25A3S矿物形成的反应活化能为227.5kJ·mol-1；在1300-1380℃温度范围内， C2.75B1.25A3S矿物形成的反应活化能为175.9kJ·mol-1。C2.75B1.25A3S矿物的分解受界面化学反应的控制，符合的动力学模型为：R2=1-(1-α)1/3，分解活化能为449.78kJ·mol-1；主要分解产物为C3A、BA和SO3。在C2S-C2.75B1.25A3S系统中，钡、硫元素的存在使贝利特矿物的形成得到促进，其晶型主要为β-C2S；在1300-1350℃的温度范围内，贝利特矿物的存在为C2.75B1.25A3S矿物的形成提供了表面，降低了C2.75B1.25A3S矿物的形核势垒，促进了该矿物的大量形成，而且使其在高温阶段分解受到抑制。在C3A/C4AF-C2.75B1.25A3S系统中，当煅烧温度为1350℃和1380℃时，高铁含量的中间相能够促进C2.75B1.25A3S矿物的形成，当中间相含量为16%时，能够促进C2.75B1.25A3S矿物的形成；此外，中间相粘度和含量对C2.75B1.25A3S矿物的生长发育有重要影响。在水泥熟料中，MgO能够促进f-CaO的吸收，促进阿利特矿物和白色中间相的形成。当煅烧温度为1380℃，并且MgO掺量为1.0%时，贝利特矿物有分解的迹象，此时形成的阿利特矿物尺寸较小；当MgO掺量为3.0%-5.0%时，阿利特矿物的尺寸不均匀，且存在大尺寸矿物；当MgO掺量为7.0%时，贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的安定性不良，这主要是因为形成了MgO矿巢。CaF2能够很好地促进水泥熟料形成，水泥熟料的形成符合的动力学模型为D4=1-2α/3-(1-α)2/3，掺杂0.6%CaF2的水泥熟料的形成活化能为195kJ·mol-1，比未掺水泥熟料形成活化能（250kJ·mol-1）降低了55kJ·mol-1。