Zementklinker
Zementklinker (Portlandzementklinker, kurz: Klinker) ist der gebrannte Bestandteil des Zements, der für die Aushärtung unter Beimengung von Wasser zuständig ist. Die Bezeichnung Klinker stammt von der Ähnlichkeit zu gebrannten Backsteinen (Klinkern).
Der Klinker besteht hauptsächlich aus folgenden Phasen:
| Klinkerphase | Chemische Formel | Kurzformel |
|---|---|---|
| Tricalciumsilikat | $ \mathrm {3CaO\cdot SiO_{2}} $ | $ \mathrm {C_{3}S} $ Alit |
| Dicalciumsilikat | $ \mathrm {2CaO\cdot SiO_{2}} $ | $ \mathrm {C_{2}S} $ Belit |
| Dicalciumaluminatferrit | $ \mathrm {2CaO\cdot (Al_{2}O_{3},Fe_{2}O_{3})} $ | $ \mathrm {C_{2}(A,F)} $ Brownmillerit |
| Tricalciumaluminat | $ \mathrm {3CaO\cdot Al_{2}O_{3}} $ | $ \mathrm {C_{3}A} $ Calciumaluminat |
| freies CaO | $ \mathrm {CaO} $ | - Freikalk |
Die für die Aushärtung wichtigste Phase ist das Tricalciumsilikat, das die höchste Anfangshärte besitzt.
Chemisch gesehen besteht der Portlandzementklinker aus folgenden Hauptkomponenten:
| Komponente | Anteil durchschnittlich [Massen-%] |
|---|---|
| $ \mathrm {CaO} $ | 66,5 |
| $ \mathrm {SiO_{2}} $ | 21,5 |
| $ \mathrm {Al_{2}O_{3}+TiO_{2}} $ | 5,5 |
| $ \mathrm {Fe_{2}O_{3}} $ | 2,5 |
Die Hauptkomponente Alit bildet sich im Beisein einer Schmelzphase ab etwa 1250 °C. Um eine ausreichend vollständige Reaktion (Restfreikalkgehalt unter 1,5 % ) zu erzielen, sind Temperaturen von etwa 1450 °C für eine Dauer von 5 Minuten notwendig; dabei sollten im Brennaggregat eine vorwiegend oxidierende Atmosphäre vorherrschen, und die Vorprodukte Belit und Freikalk homogen vorliegen.