3. При якій температурі відбувається процес випалювання портландцементного клінкеру? Які перетоврення відбуваються з сировинними компонентами?

Випалення сировинної суміші проводиться при температурі 1470 ° C протягом 2 … 4:00 в довгих обертових печах (3,6 х127 м, 4 × 150 м і 4,5 х170 м) з внутрішніми теплообмінними пристроями, для спрощення синтезу необхідних мінералів цементного клінкеру. В обпікає матеріалом відбуваються складні фізико-хімічні процеси. При температурах 600 … 1000 ° C відбувається розпад алюмосилікатів на оксиди і метапродукти. декарбонізації (900 … 1200 ° C) відбувається декарбонізація вапнякового компонента, одночасно триває розпад глинистих мінералів на оксиди. В результаті взаємодії основних (СаО, MgO) і кислотних оксидів (Al₂O₃, SiO₂) у цій же зоні починаються процеси твердофазових синтезу нових сполук (СаО ∙ Al₂O₃ — скорочений запис СА, який при більш високих температурах реагує з СаО і врешті жідкофазового синтезу утворюється С₃А), що протікають ступінчасто; екзотермічних реакцій (1200 … 1350 ° C) завершется процес твердофазових спікання матеріалів, тут повністю завершується процес утворення таких мінералів як С₃А, С₄AF (F — Fe₂O₃) і C₂S (S —SiO₂) — 3 з 4 основних мінералів клінкеру; спікання (1300 → 1470 → 1300 ° C) часткове плавлення матеріалу, в розплав переходять клінкерні мінерали крім C₂S, який взаємодіючи з рештою в розплаві СаО утворює мінерал Аліт (С₃S); охолодження (1300 … 1000 ° C) температура знижується повільно. Частина рідкої фази кристалізується з виділенням кристалів клінкерних мінералів, а частина застигає у вигляді скла. Дізнатися даний вид цементу можна за зовнішнім виглядом — це зеленувато-сірий порошок.

4. Проаналізувати та дати порівняльну оцінку сухого, мокрого способів виробництва портландцементу.

Сухий спосіб виробництва полягає у подрібненні й ретельному перемішуванні сухих або попередньо висушених сировинних матеріалів. Використання цього способу є доцільним при застосуванні однорідних за складом та структурою вапняку та глини вологістю від 10 до 50%. Мокрий спосіб доцільно застосовувати, якщо м'яка сировина (крейда, глина) має значну вологість. Вихідні компоненти подрібнюють і змішують з великою кількість води (З6...42% від маси сухої речовини) до утворення рідко текучої маси у вигляді суспензії. Мокрий спосіб дає змогу знизити енергоємність процесу подрібнення, полегшити транспортування й перемішування сировинної суміші, проте витрати на її випалювання в печі в 1,5..2 рази більші, ніж при сухому способі. Портландцементний клінкер отримують у печах сухим способом у вигляді гранул, а в печах мокрим способом - у вигляді грудок неправильної форми (розміри в обох випадках досягають 20мм).

5. Дати оцінку сировинних компонентів і технології виготовлення портландцементного клінкеру, його мінералогічного складу та впливу клінкерних мінералів на властивості портландцементу.

Процес приготування сировинної суміші для отримання портландцементного клінкеру включає: подрібнення (крупне й тонке), дозування, змішування сировинних компонентів, коригування хімічного складу отриманої суміші, її гомогенізацію та випалювання. Склад клінкеру представлений чотирма основними оксидами: СаО - 63...67%; Si02 - 20...24%; АІ203 - 4...9%; Fe203 - 2...4%. Наявність у складі клінкеру СаО обумовлює високу міцність та швидке твердіння цементу. Si02 викликає сповільнення тужавіння та твердіння, такі цементи відрізняються водо- і сульфатостійкістю. Підвищення у складі АІ203 зумовлює тужавіння і прискорене твердіння цементу, але одночасно негативно впливає на сульфато- та морозостійкість.Fe203є не тільки фарбувальним оксидом, але й плавнем, що поліпшує спікання клінкеру. Оксиди калію та натрію впливають на процеси гідратації цементу, призначені до утворення висолів на поверхні виробів.