Характер процессов клинкерообразования и их сущность в принципе не зависят от типа кальцинатора и определяются температурой, действующей на сырьевую заготовку в процессе  обжига. На примере обжига сырьевого шлама в длинной вращающейся печи можно определить процессы образования клинкера и влияние способа обжига на его фазовый состав и структуру как факторы, влияющие на основные характеристики и свойства портландцемента.

Обжиг сырьевой смеси и получение клинкера сопровождаются сложными физико-химическими, физико-механическими процессами, благодаря которым из двух основных исходных компонентов, состоящих в основном из четырех компонентов, получают спеченные, частично расплавленные зерна нового вещества. клинкерные минералы. .

Жидкий шлам, медленно движущийся к наклону вращающегося барабана печи, подвергается воздействию горячих газов и постепенно нагревается. При температуре 200 градусов из грязи испаряется гигроскопическая влага, а затем при температуре 700 градусов – гидратированная влага. При более высоких температурах известняк, содержащийся в сырьевой смеси, начинает разлагаться и образовывать оксид кальция из карбоната кальция. К моменту появления оксида кальция минералы глинистого компонента становятся активными и приобретают способность химически взаимодействовать с оксидом кальция. Эти реакции протекают в твердых фазах, когда под действием высокой температуры кинетическая энергия элементарных частиц кристаллической решетки вещества становится настолько большой, что частицы вырываются из положения равновесия и перемещаются внутри решетки или в создается решетка другого вещества, создавая новое одно вещество.

Конечными продуктами твердофазной реакции являются двухкальциевый силикат и четырехкальциевый алюмоферрит. Из этого состава можно сделать вывод, что образования цементного клинкера не произошло, так как отсутствует основная фаза, связывающая клинкер – трехкальциевый силикат. Именно его присутствие в портландцементном клинкере отличает портландцемент от всех других гидравлических вяжущих и придает ему наиболее ценные технические свойства.

Образование трехкальциевого силиката происходит в жидкой фазе в процессе спекания. При высоких температурах легкоплавкие минералы образуют жидкую фазу, в которой растворяются оксид и диоксид кальция и при растворении вступают в реакцию с образованием трехкальциевого силиката. Растворимость трехкальциевого силиката намного ниже, чем у двухкальциевого силиката; поэтому он осаждается из расплава в виде крошечных кристаллов, которые в этих условиях могут быстро размножаться.

Растворение силиката кальция и поглощение через него оксида кальция происходит сначала не во всем объёме смеси, а отдельными долями. Для полного поглощения оксида кальция двухкальциевыми силикатами и образования трехкальциевых силикатов необходимо, чтобы материалы выдерживали определенное время при температуре спекания до 1500 градусов. Чем больше время выдержки, тем полнее происходит переход от двухкальциевого силиката к трехкальциевому, кристаллы которого укрупняются, что отрицательно оказывает влияние, в конечном итоге, на качестве портландцемента. Поэтому после образования трехкальциевого силиката клинкер быстро остывает.

Процессы, происходящие при обжиге сырьевой смеси, сопровождаются ее частичным плавлением и кристаллизацией веществ из расплава. Степень кристаллизации зависит прежде всего от скорости его охлаждения на последней стадии выхода из зоны спекания. Скорость охлаждения всегда такова, что расплав не кристаллизуется полностью и часть его остается в виде стеклообразной фазы в клинкере. В результате клинкер состоит из кристаллической фазы и переохлажденной жидкости – клинкерного стекла.

Структура клинкера оказывает большое влияние на физико-механические свойства цемента. Медленно охлажденный клинкер дает в основном менее активный и медленно затвердевающий цемент.

Быстросхватывающийся клинкерный цемент с высоким содержанием стекла обладает высокой сульфатостойкостью и не представляет опасности  для бетонов, работающих в сульфатной среде.