Портландцемент долгое время изготовлялся на основе практического опыта, накопленного в процессе производства. При сравнении результатов химического анализа портландцемента было установлено, что имеется определенная связь между процентным содержанием извести, с одной стороны, и кремнезема, глинозема и оксида железа — с другой. Эта взаимосвязь оксидов определяется гидравлическим модулем.

Цементы хорошего качества имеют гидравлический модуль, примерно равный 2. Цементы с НМ<с,7 обычно имеют недостаточную прочность; цементы с #7И=2,4 и более чаще всего не обладают постоянством объема.

Как видно из формулы, гидравлический модуль цемента характеризуется отношением содержания СаО к сумме «гидравлических факторов» Si02, А1203 и Fe203. Обычно НМ находится в пределах 1,7—2,3. Установлено, что с увеличением НМ требуется больше тепла для обжига клинкера, возрастают прочность цемента (особенно начальная) и теплота гидратации и снижается химическая стойкость. Гидравлический модуль используют еще и сейчас. Позднее для лучшей оценки цемента ввели силикатный и глиноземный модули, которые до некоторой степени дополняют гидравлический модуль.

1.7.3. Кремнеземный модуль. Отношение Si02/Al203 названо Мусгнугом кремнеземным модулем. При обжиге клинкера во вращающихся печах в зоне спекания создаются благоприятные условия для образования обмазки, когда указанное отношение находится в пределах 2,5—3,5 и одновременно величина глиноземного модуля лежит в интервале 1,8—2,3. Кремнеземный модуль нельзя смешивать с силикатным модулем, рассмотренным выше.

Обычно глиноземный модуль находится в пределах 1,5—2,5. Цементы с высоким содержанием глинозема имеют ТМ, равный 2,5 и более. Глиноземный модуль цементов с низким содержанием глинозема не превышает 1,5 (так называемые ферроцементы). Глиноземный модуль имеет решающее значение при определении содержания жидкой фазы в клинкере. Если ТМ = = 0,637, то выдерживается молекулярное соотношение между обоими оксидами и в клинкере может образоваться только четы-рехкальциевый алюмоферрит 4CAO-Al203-Fe203; поэтому, по расчету, клинкер не может содержать трехкальциевого алюмината ЗСаО-А1203. Такой случай имеет место в так называемом цементе Феррари, который отличается низкой теплотой гидратации, медленным схватыванием и малой усадкой. Высокий глиноземный модуль при низком силикатном модуле характерен для быстросхватывающихся цементов, в которые приходится добавлять значительное количество гипса для регулирования сроков схватывания.