Klinker adalah padatan yang hadir sebagai produk intermediet dalam produksisemen portland. Klinker biasanya berupa bongkahan kecil yang berdiameter antara 3 milimeter (0,12 in) hingga 25 milimeter (0,98 in). Klinker dibuat menggunakan prosespenyinteran (memadatkan dan membentuk suatu massa tanpa melalui titik leburnya)batu gamping dan bahan aluminosilikat sepertitanah liat selama tahap pembakaran semen (kiln).
Klinker terdiri atas empat fase mineral: dua jenis kalsium silikat, alit (Ca3Si) dan belit (Ca2Si), serta trikalsium aluminat (Ca3Al) dan kalsium aluminoferit (Ca4AlFe). Fase mineral ini dapat diperoleh dari memanaskanlempung danbatu gamping pada suhu tinggi.[1]
Klinkersemen portland dibuat dengan memanaskan bahan baku dan mencampurkannya secara homogen dalamrotary kiln pada suhu tinggi. Produkreaksi kimia mengalami agregasi pada suhu penyinteran, sekitar 1.450 °C (2.640 °F) .Aluminium oksida danbesi oksida hanya muncul sebagaifluks untuk mengurangi suhu penyinteran, dan memiliki kontribusi kecil padakekukuhan semen. Untuk membuat semen khusus sepertilow heat (LH) dansulfate resistant (SR), trikalsium aluminat yang terbentuk harus dibatasi. Bahan baku utama klnker adalah batu gamping yang dicampur dengan bahan lain yang mengandung lempung sebagai sumber alumino-silikat. Batu gamping tak murni yang mengandung lempung atausilikon dioksida (SiO2) dapat digunakan. Kandungankalsium karbonat (CaCO3) dari batu gamping dapat rendah hingga 80% beratnya. Bahan baku kedua (bahan dalamcampuran mentah selain batu gamping) bergantung kemurnian batu gampingnya. Bahan baku kedua yang dapat digunakan untuk membuat klinker adalah tanah liat,batu serpih,pasir,bijih besi,bauksit,abu terbang, danterak. Klinker dan reaksi hidrasinya telah dikaji secara rinci dengan banyak teknik, sepertikalorimetri, ujikekuatan tekan, difraksi sinar-X,mikroskop pemindai elektron (SEM), danmikroskop gaya atom.[2]
Klinker digiling menjadi bubuk halus dan banyak digunakan sebagai bahan pengikat dalam berbagai produk semen. Sedikitgips (kurang dari 5% berat) harus ditambahkan untuk menghindari pengerasan dengan cepat akibat trikalsium aluminat (Ca3Al2O6), fase mineral yang cukup reaktif dari semen Portland (reaksi hidrasi eksotermis). Dapat dikombinasi dengan bahan aktif lain atau penambahan semen untuk menghasilkanberbagai macam semen termasuk, mengikuti standar EN 197-1 di Eropa:[3]
Kliinker dapat disimpan berbulan-bulan dalam kondisi kering. Karena mudah ditangani oleh peralatan penanganan bahan mineral biasa, klinker diperdagangkan secara internasional dalam jumlah besar. Produsen semen yang membeli klinker dapat menggilingnya sampai halus sebagai tambahan klinker mereka sendiri di pabrik semen mereka. Pabrik klinker pun dapat mengirimkan klinker ke pabrik penggilingan yang terletak di tempat yang tidak melimpah bahan baku semennya.
Gips ditambahkan ke klinker sebagai aditif yang mencegah pengerasan semen, dan sangat efektif untuk mencegah aglomerasi dan pelapisan bubuk pada permukaan bola dan dinding penggilingan saat klinker digiling.
Senyawa organik dapat dijadikan sebagai bahan tambahan untuk menghindari aglomerasi bubuk. Trietanolamna (TEA) digunakan dalam konsentrasi 0,1% berat dan telah terbukti sangat efektif. Aditif lain dapat digunakan, sepertietilen glikol,asam oleat, dan dodesil-benzena sulfonat.[4]
Saat air ditambahkan, mineral klinker mulai bereaksi untuk membentuk berbagai jenis hidrat sehingga terbentuk pasta hidrasi. Hidrat kalsium silikat (C-S-H) (hidrat dari alit dan belit) diibaratkan sebagai komponen perekat dalam pengerasan pasta semen. Setelah pengerasan awal, pasta yang sudah terhidrasi mulai mengeras lalu meningkatkankekuatan mekanisnya. Dua puluh delapan hari pertama adalah titik paling kritis dalam pengerasan semen. Semen tidak kering tetapi mengeras. Semen dianggap sebagai bahan pengikat hidraulis yang hidrasinya membutuhkan air. Air sangat penting dalam proses pengerasannya dan kekurangan air harus diminimalkan saat usiabeton masih muda untuk mencegah retakan.
Hingga 2018[update], produksi semen berkontribusi sebanyak 8% terhadapemisi karbon, yang menberikan kontribusi padapemanasan global. Emisi tersebut dihasilkan terutama dalam proses produksi klinker.[5]