硅酸三钙（C3S）的固溶体阿利特是硅酸盐水泥熟料的最主要矿物，决定着熟料强度高低。深入研究离子固溶对阿利特结构及水化硬化性能的影响，对提高硅酸盐水泥强度具有重要意义。本文采用XRD结合Rietveld方法、热释光、微量热仪、FTIR、DSC、ICP-OES及SAED等，以合成阿利特单矿为研究对象，研究了Na⁺、Mg²⁺等离子尤其多离子复合效应对阿利特结构及性能的影响及关系。从离子的化学结构出发，归纳并提出结构差异因子D，发现离子取代位置依D值由Ca至Si递变性变化，稳定C3S多晶态范围呈类“几”字形规律；基于此，提出了离子稳定C3S高温型由离子固溶所致晶格扭曲畸变，阻碍原子位移相变所致，且进一步的实验验证了此规律和机制。对Na⁺、Al³⁺等离子单掺的研究发现，C3S晶格常数随离子固溶量线性变化。高掺量Mg和Ba可分别稳定M3和T3型；Al高掺量时取代Si比例增加并稳定T3型。碱金属和Al³⁺离子异价置换形成空位缺陷，显著提高C3S早期水化活性。Na⁺、Mg²⁺等七种典型离子复合掺杂主要稳定阿利特为M3型，Mg²⁺和Al³⁺，尤其P5+对高温型稳定能力最强。不含Mg或Al阿利特以T3型为主；P2O5≥0.5%（质量分数，下同）时，以R型为主。阿利特晶格常数随离子固溶量线性变化，并在晶型相界点、固溶极限或固溶机理改变处存在拐点，符合Vegard固溶体定律。Al约1/3取代Ca，2/3取代Si；Fe2O3＜0.4%时，Fe取代Ca，＞0.4%时，取代Ca和Si。无论取代Ca还是Si，固溶离子均不影响[SiO4]四面体配位价键结构。随阿利特结构对称性提高，[SiO4]四面体对称性提高，自T3型开始，基本达正四面体对称结构。阿利特结构介稳性与晶型及固溶离子种类及含量有关。多离子复合掺杂阿利特活性较纯C3S高，但主水化反应延缓。异价置换离子形成缺陷复杂，对阿利特缺陷特征影响大，对水化动力学过程影响更显著，且缺陷类型比浓度的影响更重要。Fe及P尤其是Fe对水化影响最大，Fe使早期活性显著降低，诱导期延长，水化延缓。在晶型相界处，阿利特原始热释光强度突变，同晶型阿利特原始热释光强度与水化放热活性呈相关性，并主要体现在化学反应控制过程，这与以俘获电子形式亚稳储藏能量向化学能的转化有关。阿利特晶型及活性受煅烧温度及冷却速率影响。经700和800℃热处理M3型阿利特转变为T3型。靠近分解温度煅烧的阿利特活性高，尤其1350℃热处理呈现高活性和热释光性，与1350℃稍高于分解温度，且十分接近泰曼温度有关。MgO≥1%时，阿利特易磨性显著降低，强度下降；若不考虑离子固溶的影响，本研究涉及的R型阿利特强度最高，三斜T2、T3以及单斜M3型强度相近。