Doświadczalne przesłanki

Istnieją doświadczalne przesłanki, uzasadniające pogląd, że tlenki akcesoryczne, wchodzące w sieć przestrzenną mineralnych składników cementu (klinkieru), wpływają w istotny sposób na właściwości produktów reakcji minerałów klinkierowych z wodą, co z kolei wywiera specyficzny wpływ na użytkowe właściwości cementu (program uprawnienia budowlane na komputer). W ostatnich latach zagadnieniu temu poświęca się coraz więcej uwagi. Świadczą o tym m.in. sprawozdania z międzynarodowych kongresów chemii cementu.

Każdy z procesów chemicznych, zachodzących kolejno w czasie ogrzewania mieszanki surowcowej, ma specyficzną dla siebie charakterystykę termochemiczną. Niektóre z tych procesów są egzotermiczne, a więc przebiegają z wydzielaniem określonych ilości ciepła, inne zaś są endotermiczne i dla ich uruahofmienia konieczne jest nie tylko ogrzanie substratów do odpowiedniej temperatury, ale także doprowadzenie dodatkowej ilości ciepła niezbędnego do realizacji procesu endotermicznego.
Pierwsze prace dotyczące termochemii omawianych zjawisk wykonał Dyckerhoff. Jego dawne badania traktowane są do dziś jako klasyczne (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Jedna z krzywych odwzorowuje wzrost temperatury pieca w czasie jego rozgrzewania z regulowaną szybkością, druga zaś równocześnie notowaną temperaturę mieszanki surowcowej umieszczonej w tymże piecu. Początkowo obie krzywe biegną równolegle; próbka mieszanki nagrzewa się z pewnym opóźnieniem w stosunku do temperatury pieca, ale z taką samą szybkością (uprawnienia budowlane).
Począwszy od ok. 850 C krzywe zaczynają rozchodzić się; nagrzewanie próbki opóźnia się, ponieważ ciepło dostarczane jej przez piec zużywa się w znacznej mierze na wysoce endotermiczny rozkład węglanu wapniowego. Dopiero po zakończeniu dysocjacji całej ilości znajdującego się w próbce węglanu temperatura ogrzewanego materiału szybko się podnosi i dalej próbka ogrzewa się z taką samą szybkością jak piec.

Synteza klinkieru

Po osiągnięciu temperatury ok. 1250 C obserwuje się zjawisko samo- ogrzewania się próbki, które jest na tyle intensywne, że materiał spontanicznie rozżarza się przejściowo do temperatury wyższej niż temperatura pieca. Jest to wynikiem egzotermicznych reakcji tlenku wapniowego z tlenkami kwaśnymi (opinie o programie).
Na tym samym wykresie, którego oś odciętych przedstawia czas trwania doświadczenia, badacz przedstawił również zmiany zawartości wolnego tlenku wapniowego w próbce.

Zgodność temperatur, w których występują charakterystyczne odcinki obu krzywych jest łatwa do wyjaśnienia i wnosi istotne uzupełnienie do interpretacji wyników doświadczenia.
Łatwo spostrzec, że dokonany przez Dyckerhoffa jednoczesny zapis temperatur pieca i próbki dał w wyniku różnicowy termogram przebiegu ogrzewania próbki. Obecna technika badań termicznych posługuje się aparatami, które umożliwiają bardzo dokładne przedstawienie wyników termicznej analizy różnicowej (DTA) za pomocą jednej krzywej różnicowej.

Przykłady różnicowych termogramów przemysłowych mieszanek surowcowych. Przebieg tych krzywych rozpatrywany jakościowo jest analogiczny. Duży efekt endotermiczny, występujący w zakresie ok. 900-M100cC, a zaznaczający się już od ok. 600 C, dotyczy termicznej dysocjacji węglanu wapniowego. Stosunkowo niewielki, ale wyraźny efekt egzotermiczny zanotowany w temperaturze ok. 1250 C wiąże się z zachodzącymi w tej temperaturze z dużą szybkością i z wydzielaniem ciepła reakcjami tlenku wapniowego z kwaśnymi produktami rozkładu minerałów ilastych (segregator aktów prawnych). Brytyjscy autorzy obliczają ten efekt na 420-500 kJ/kg klinkieru, co teoretycznie umożliwia podniesienie temperatury ogrzewanego materiału o przeszło 300 C.

Niektórzy autorzy odnoszą ten efekt do „ciepła tworzenia klinkieru”. Określenie takie jest skrótowe i nieprecyzyjne; synteza klinkieru nie może zakończyć się w tej temperaturze. Wskazują na to rozpatrywane termogramy, na których bezpośrednio po omawianym efekcie egzotermicznym zaznacza się niewielki, ale również wyraźny efekt endotermiczny sygnalizujący pochłonięcie przez ogrzewany materiał określonej ilości ciepła, które jest utajonym ciepłem topienia eutektyku, czyli pojawiającej się w zakresie 1250^-1300°C fazy ciekłej (promocja 3 w 1).