Максимальным количеством крупных зерен кварца, которое позволяет сырьевым смесям сохранить еще удовлетворительную спекаемость, Т. Гейльман считает: при величине зерен 90-200 мк - до 1% и при величине зерен более 200 мк - до 0,5 %. При обжиге шихт с пониженным коэффициентом насыщения можно несколько превысить эти пределы. Крупные зерна кварца за принятое время обжига (20 мин при 1400-1500° С) успевали прореагировать с СаО лишь с образованием смеси C2S и силикатов меньшей основности. Средняя основность получающегося агрегата составила 1,5. В результате этого 1 % кремнезема, слишком крупного для нормального участия в реакциях силикатообразования, вызывает повышение содержания свободной СаО в клинкере на 1 - 1,5%, а 2% кремнезема - на 2-3%. Степень усвоения СаО возрастала при понижении КН смеси, увеличении температуры и продолжительности обжига.

Это свидетельствует о сложном характере взаимодействия СаО с Si02 в диффузионной области. Реакция СаО с зернами Si02 не ограничивается только поверхностным слоем последних, а довольно быстро распространяется на значительную глубину. Образующиеся в зерне кварца силикаты кальция (CS, C2S, C3S2) имеют вначале в среднем пониженную основность, кристаллы их невелики и неравномерно распределены.

При наличии крупных зерен кварца структура клинкеров, как показали К- К. Хазанович и С. Д. Макашев, оказывается неравномерной - наблюдается зональное скопление кристаллов C2S, СаО и алита. Вместе с тем авторы, как и Т. Гейльман, указывают на довольно быстрое превращение даже очень крупных сырьевых смесей в растворимые силикаты кальция. И если крупные зерна кварца в бинарной смеси не реагировали с СаО при 1400° С, то в составе нормальной портландцементной смеси их взаимодействие с окисью кальция начинается при 1300° С. Причина этого - взаимодействие Si02 не только с СаО, но и с А1203, Fe203: в выделенных из крупных зернах кварца обнаруживалось несколько процентов А1203. И в этом случае характерным является быстрое распространение фронта реакции от периферии зерна к его центру.