钙矾石是一种纤维状的矿物晶体,作为水泥的水化产物广泛存在于水泥基材料中。钙矾石纤维状结构及其晶体中高结合水含量使其作为晶须在建筑材料和能源领域具有广泛的应用前景。本文采用硫铝酸盐水泥熟料-石膏-氧化钙三元体系、硫酸铝-氧化钙二元体系和硫酸铁-氧化钙二元体系制备钙矾石晶须,研究钙矾石晶须生长过程,分析不同铝质原材料、反应温度和水固比对钙矾石晶须生长速度和形貌的影响,优选钙矾石晶须制备方法;将钙矾石晶须以外掺及自生长两种方式应用于水泥基材料及石膏材料中,研究钙矾石晶须对水泥基材料及石膏材料强度及断裂性能的影响。研究表明:不同铝质原材料制备的钙矾石晶须形貌差异较大,由硫铝酸盐水泥熟料制备的钙矾石晶须尺寸最大,为类木质形貌,由硫酸铝制备的钙矾石晶须尺寸最小且形貌多样,由硫酸铁制备的钙矾石晶须为层状结构;提高反应温度和加大反应水固比均促进反应进行,增大钙矾石晶须尺寸,其中反应温度的影响更为显著;钙矾石晶须应用于硅酸盐水泥及建筑石膏中,均可显著提高材料的抗折强度及折压比,外掺钙矾石晶须的硅酸盐水泥石及自生钙矾石晶须硅酸盐水泥石均在纤维掺量为5%时取得最佳抗折强度增强效果,在建筑石膏中,外掺钙矾石晶须比自生长的钙矾石晶须增强效果更显著。外掺钙矾石晶须与自生钙矾石晶须均显著提高了水泥石的断裂能,发挥了纤维的阻裂增韧作用。本课题突破了钙矾石单纯为水泥水化产物的局限,将其作为纤维材料进行研究,为水泥基材料创新和优化提供思路及理论依据。