Для проведения исследований на гетерогенных материалах, таких как клинкеры, требуется знание характерных масштабов длины. Как показано на рис. 3, клинкер представляет собой многомасштабный материал, состоящий из конкреций в макромасштабе (10-1, 10-2 м), характеризующийся пористой текстурой в промежуточном масштабе (10-3, 10-4 м) и состоящий из различных кристаллических фаз в микромасштабе (10-5, 10-6 м). Подробное описание этих характерных масштабов представлено в этой главе вместе с анализом микроструктуры различных клинкеров.
Рис. 3. Характерные масштабы клинкеров: конкреции клинкера в макромасштабе, характеризуются пористой текстурой в промежуточном масштабе и состоят из различных кристаллических фаз в микромасштабе (алит, белит, алюминат, алюмоферрит).
Макроуровень: Конкреции
Конкреции клинкера образуются в зоне обжига и в зоне охлаждения вращающейся печи. Их размер и свойства зависят от условий обжига и охлаждения до температуры 1200-12500С. Клинкерные гранулы могут иметь размеры от мелкого порошка (менее 1 мм) до конкреций диаметром 30-150 мм.
Промежуточный масштаб: Пористость и объемные поверхности
Промежуточный масштаб (10-3, 10-4 м) характеризуется сочетанием пористости и клинкерной матриксы по определению Петиджона. В промежуточном масштабе клинкеры, как правило, являются очень пористыми материалами с доступной массой поверхности, ограниченные пористостью. Общая пористость и распределение пор по размерам могут значительно различаться между различными типами клинкера.
Микроструктура
Согласно классификации твердых тел по структуре портландцементный клинкер относится к скрытокристаллическим твердым телам. Микроструктурные особенности клинкерных гранул хорошо различимы при изучении аншлифов – отполированных срезов гранул.