Особое влияние дисперсности сырьевых компонентов на скорость реакций между ними проявляется при неоднородных сырьевых материалах по химическому и минералогическому составу и крупнокристалличности зерен. При грубом помоле компонентов некоторая часть больших по размеру зерен не успевает полностью прореагировать и остаются в клинкере в свободном состоянии. В данном случае лаборатория обязана контролировать процесс обжига не только по содержанию в клинкере СаОсвоб., но и SiO2своб.
Чем выше содержание крупного кремнезема в сырье, тем тоньше должна быть измельчена сырьевая смесь, чтобы обеспечить удовлетворительное сочетание реакционной способности двух основных сырьевых компонентов при приемлемых температурах обжига.
Крупнозернистый кремнезем также связан с возникновением скоплений относительно крупных кристаллов белита вокруг участков частиц кремнезема. При 1200 – 1300 С вокруг частиц кварца образуется расплав с низким значением Ca/Si, где возникают скопления (кластеры) кристаллов белита. При 1300 С за счет частиц СаО жидкая фаза уже имеет высокий показатель Ca/Si и на границе ее раздела с кластерами белита образуется быстрокристаллизующийся алит. Кластеры белита спекаются, а отдельные кристаллы подвергаются рекристаллизации.
Увеличение содержания в сырьевой смеси зерен кварца размером 90…300 мкм до 1…6% сопровождается возрастанием продолжительности обжига и снижением доли алита в клинкере. Крупные зерна известняка более 90 мкм меньше влияют на скорость связывания СаО, чем зерна кварца соответствующего размера, поэтому их содержание допускается в смесях до 5%.
Обжиг оптимальных по гранулометрическому составу и однородных сырьевых смесей требует меньших тепловых затрат.
Положительное влияние высокой тонкости измельчения сырьевых компонентов на реакционную способность смеси объясняется следующим:
- увеличением поверхностной энергии частиц за счет разрыва химических связей и возрастанием доли слабосвязанных ионов;
- возрастанием количества дефектов в кристаллах;
- увеличением суммарной площади контакта между частицами;
- уменьшением толщины слоя продуктов реакции на зернах кислых компонентов;
- ускорением растворения частиц в расплаве;
- повышением степени однородности состава сырьевой смеси и, возможно, увеличением плотности укладки частиц.
