Процессы протекающие в печи при обжиге клинкера

70-200 ^0С зона испарения	Высушивание поступившего сырья, при постепенном повышении температуры с 70-80 ^0С. подсушенный материал комкуется, при перекатывании комья распадаются на более мелкие гранулы.
200-700 ^0С зона подогрева	Процесс выгорания органических примесей и дегидратация глинистых минералов. Удаление воды кристализационно получаем 450-500 ^0С безводный каолинит Al2O32SiO2nH2O Al2O32SiO2+nH2O
700-1100 ^0С зона декорбанизации или кальцинирования	Диссоциация карбонатных солей кальция и магния. При этом образуется значительное колличество свободного СаО CaCO3CaO+CO2. Происходит распад дегидратированных глинистых минералов на оксиды SiO2, Al2O3, Fe2O3 Al2O32SiO2 Al2O3+2SiO2, которые вступают в химическое взаимодействие с CaO 3CaO+Al2O33CaOAl2O3 (частично), CaO+Al2O3CaOAl2O3, 2CaO+ SiO22CaO SiO2 (частично). Реакции происходят в твердом состоянии
1100-1250 ^0С зона экзотермической реакции	Происходят твердофазовые реакции образования 3CaOAl2O3, 4CaOAl2O3 Fe2O3 и 2CaO SiO2 3CaO+Al2O33CaOAl2O3, 4CaO+Al2O3+Fe2O34CaOAl2O3 Fe2O3
1300-1450 ^0С зона спекания	Двухкальциевый силикат (2CaO SiO2) растворяется в клинкерной жидкости; заканчивается образование трехкальциевого алюмината и четырехкальциевого алюмоферита при температуре 1450 ^0С 2CaO SiO2+ CaO=3CaO SiO2. в клинкере свободного CaO остается не более 1%.
Зона охлаждения	Температура клинкера понижается с 1300 до 1000 ^0С; здесь полностью формируется его структура и состав.

Три периода твердения портландцемента

В первые три часа после затворения цемента водой тесто пластично и легко формуется. Затем наступает схватывание, заканчивающееся через 5-10 ч. В это время цементное тесто загустевает, утрачивает подвижность, но его механическая прочность не велика. Переход загустевшего цементного теста в твердое состояние означает конец схватывания и начало твердения, которое характеризуется заметным возрастанием прочности. Твердение бетона при благоприятных условиях длится годами – вплоть до полной гидратации цемента.

1. Растворение (подготовительный период). При воздействии воды на поверхности зерен цемента вначале происходит растворение клинкерных минералов.

2(3СаОSiO₂)+6H₂O=3CaOSiO₂3H₂O+3Ca(OH)₂

2(2СаОSiO₂)+4H₂O=3CaOSiO₂3H₂O+Ca(OH)₂

3СаОSiO₂+5H₂O=2CaOSiO₂4H₂O+Ca(OH)₂

2СаОSiO₂+4H₂O=2CaOSiO₂4H₂O

3СаОAl₂O₃+6H₂O=3CaOAl₂O₃6H₂O

4СаОAl₂O₃Fe₂O₃+mH₂O=3CaOAl₂O₃6H₂O+ СаОFe₂O₃nH₂O

2. Образование центров кристаллизации и рост кристаллов

3. Твердение элементов портландцементного клинкера

2 период схватывания и твердения портландцемента. Все новые вещества (гидросиликаты, гидроалюмосиликаты и т.д.) образуют коллоидную систему, которая начинает загустевать. Этот период называют периодом схватывания, т.е. образование центров кристализации или период коллоидизации.

3 период твердения, переход цементного теста в камневидное состояние с повышением его прочности. В этот период Са(ОН)₂ (этрингит) и трехкальцевый гидроалюминат (3СаОAl₂O₃6H₂O) из коллоидного состояния переходит в кристаллическое, образуя кристаллические сростки цементного камня.