Цементный клинкер является промежуточным продуктом, образующимся при нагревании смеси глины и известняка (соотношение этих компонентов 1:3 или 1:4) или других веществ, имеющих сходный состав. Реакция идет при температуре 1450 °C, причем смесь частично плавится, а затем образуются гранулы. Этот процесс впервые описал французский ученый Луи Вика в начале 19 века (1817 год).

Цементный клинкер

Клинкер – промежуточный продукт при изготовлении цемента.

Производство цемента

Полученные после нагревания исходных материалов гранулы применяются для получения цемента. Для этого их смешивают с некоторым количеством гипса (примерно 5%), а затем полученную массу перемалывают в порошок. Точное соотношение компонентов зависти от процентного содержания SO3 в гранулах.

Добавление гипса позволяет управлять скоростью схватывания смеси. Иногда этот материал заменяют другими видами кальциевого сульфата.

При перемалывании исходных компонентов в порошок добавляют другие вещества. Их выбирают в зависимости от требуемых технических характеристик конечного продукта. Что такое клинкер цементный, можно понять, если рассмотреть его типичный состав.

В гранулы входят следующие химические соединения:

  • оксид кальция – 66-67%;
  • диоксид кремния – 21-22%;
  • оксид алюминия – 4-5%;
  • трехвалентный оксид железа – до 3%.

Количество других присадок колеблется в пределах 3-6%.

Четыре главные фазы клинкера

Для получения высокого качества цемента клинкер должен состоять из 4 компонентов, которые войдут в гранулы в нужном процентном количестве.

Соотношение минералов при производстве клинкера

Соотношение минералов при производстве клинкера.

Алит

Наиболее важным компонентом является силикат, состоящий из тройного количества оксида кальция, смешанного с диоксидом кремния. Его процентное содержание в клинкере колеблется в пределах 52-68%. Силикат отличается от подобных ему составов за счет введения в кристаллическую решетку ионов магния, алюминия и железа.

Главное свойство алита – быстрая реакция с водой. Это свойство позволяет резко увеличить прочность цементной смеси на всех ее фазах. Наиболее важный вклад алит вносит при получении 28-суточной прочности образующегося продукта.

Кстати, почитайте эту статью тоже:  Назначение фрезеровальной машины по бетону

Белит

В нормальном клинкере содержание этой фазы колеблется в пределах 14-31%. Она является силикатом, состоящим из двойного количества кальциевого оксида, смешанного с диоксидом кремния. Кристаллическая решетка этого вещества изменена ионами различных металлов до β-модификации.

Белит практически не реагирует с водой, поэтому не может оказать влияние на прочность первые 28 дней, но затем вносит большой вклад в формирование прочностных характеристик продукта.

Алит и белит в чистом виде через 12 месяцев приобретают практически одинаковую прочность.

Алит и белит

Алит и белит в смешанном виде.

Алюминатная фаза

Содержание ее в гранулах составляет 4-11% в нормальном клинкере. Она является силикатом, содержащим утроенное количество оксида кальция, смешанного с оксидом алюминия. В кристаллическую решетку этого соединения вкраплены ионы кремния, калия, железа и натрия.

Алюминатная фаза хорошо взаимодействует с водой. Она может ускорить нежелательное схватывание, если в смесь забыли добавить такой регулирующий элемент, как гипс.

Алюмоферритная фаза

В нормальном клинкере процентное содержание этой фазы колеблется от 5 до 15%.

Она является смесью следующих веществ:

  • учетверенное количество кальциевого оксида;
  • трехвалентный железный оксид;
  • оксид алюминия.

Кристаллическая решетка этого соединения может изменяться в широких пределах при внесении в нее инородных ионов и подборе соотношения Al/Fe. Скорость реагирования этой фазы с водой на начальном этапе достаточно высокая, но ее можно изменять подбором соответствующих компонентов.

В последующий период реакция этой фазы с жидкостью замедляется, достигнув промежуточного значения между скоростями белита и алита.

Вместе с этими фазами в клинкере присутствуют и другие примеси, например, оксид кальция и различные щелочные сульфаты. Но их количество по сравнению с основными компонентами небольшое, поэтому они не могут оказать существенного влияния на прочностные характеристики клинкера.

Кстати, почитайте эту статью тоже:  Почему натяжные потолки в Москве так популярны?

Похожие статьи