Получение портландцемента

Согласно ASTM С-150, портландцемент — гидравлическое вяжущее, полученное измельчением клинкера, состоящего в основном из гидравлически активных силикатов кальция.Портландцемент обычно содержит одну или более форм сульфата кальция в качестве порошкообразной добавки.
Сырьевые материалы для производства портландцемента содержат в соответствующих пропорциях кремнезем, оксид алюминия, оксиды кальция и железа. Известь получают из известняка и мела, оксиды кремния и алюминия — из глинистых сланцев, глины и мергелей, железо — из пирита.
Оксид железа не только служит в качестве флюса, но и образует соединения с известью и оксидом алюминия. Сырьевые материалы содержат в небольших количествах такие вещества, как оксид магния, щелочи, фосфаты, фтористые соединения, оксиды цинка и свинца, а также сульфиды.
Цементный клинкер получают, обжигая во вращающейся печи измельченную породу и просеянную сырьевую смесь; температура в печи 1300—1450 °С. На образование 1 г клинкера расходуется около 1100—1400 ккал. Порядок реакции следующий. При температуре около 100 °С (зона сушки) удаляется свободная вода, при 100—750 °С (предобжиговая зона) — устойчиво связанная вода из глины. В окислительной зоне (750—1000 °С) диссоциирует карбонат кальция, в обжиговой зоне (1000—1450 проходит частичное сплавление смеси с образованием C₃S, C₂S и формированием клинкера. В зоне охлаждения (1450—1300 °С) расплав кристаллизуется с образованием алюмината и алюмоферрита кальция. После обжига исходного материала образовавшийся клинкер охлаждается и измельчается с 4—5 % гипса до заданной степени измельчения. Для облегчения помола вводят полярные поверхностно-активные вещества.