시멘트 분류별 특징별로 살펴보기

시멘트는 이집트에서 최초로 사용되었습니다. 그 당시에는 천연산의 화산회를 구워서 그 수경성을 이용하였으며, 주로 피라미드 외장용 모르타르로 사용하였습니다. 시멘트의 원어는 '접합'이라는 뜻으로 물과 혼합하여 반죽해 두면 시간이 지남에 따라 경화되는 성질을 가진 무기질의 접착 물을 말하는데, 통칭 포틀랜드 시멘트의 약칭입니다. 

 

포틀랜드 시멘트는 1824년에 영국의 조셉 애스프딘 (Josepe Aspdin) 이 발명하였습니다. 

도면상에 표시되는 시멘트의 약어는 'CEM'이며, 1포의 체적은 약 0.028㎥입니다. 모르타르 또는 콘크리트를 만들 때 골재를 결합하며, 포대 단위는 일본 독일의 경우에는 1포당 50kg이고, 국제 규격은 포당 42.637kg이며, 한국은 포당 40kg입니다. 시멘트의 성능이나 품질, 종류에 관한 규정은 한국 공업규격에 정해져 있습니다. 한국 공업규격에 따른 시멘트 분류에 대해 알아보겠습니다. 

 

한국 공업규격에 의한 시멘트 분류

KS L 5201에 의한 포틀랜드 시멘트의 분류는 3 가지로 나뉘게 됩니다. 첫 번째는 1종 시멘트로 보통 포틀랜드 시멘트(normal portland cement)입니다. 두 번째는 2종 시멘트로 중용 열 시멘트(moderate-heat portland cement)입니다. 마지막으로 3종 시멘트는 조강 포틀랜드 시멘트(high-early strength portland cement)로 분류됩니다.

 

KS L 5204에 의한 분류는 백색 포틀랜드 시멘트가 있습니다. KS L 5401에 의한 분류는 포졸란 시멘트가 있습니다. KS L 5405에 의한 분류로는 플라이 애쉬 시멘트가 있습니다. 

 

각 시멘트의 특징

제1종 시멘트인 보통 포틀랜드 시멘트는 석회석과 점토를 혼합하여 용융하여 소성한 클린케어 소량의 석고를 혼합하여 만듭니다. 이 시멘트는 시멘트 생산량의 90% 이상을 차지하고 있고, 제조 공정이 간단합니다.

 

제2종 시멘트인 중용 열 시멘트는 용적이 큰 대규모 공사를 할 경우에, 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하게 되면 다량의 수화열 발생으로 인해 균열이 발생할 우려가 있습니다. 이러한 수화열 발생을 억제함으로써 구조물의 균열을 방지하는 시멘트입니다. 그렇기 때문에 도로포장용 콘크리트나 교량, 댐 공사, 옹벽 등의 대용량 콘크리트로 쓰입니다. 

 

제3종 시멘트인 조강 포틀랜드 시멘트는 긴급 공사용 시멘트로 쓰입니다. 수화 속도가 빨라 초기 강도가 높습니다. 초기 강도가 높기 때문에 도로 및 수중 공사 등 긴급 공사에 사용되고, 일반적인 공사에서는 공사 기간 단축을 위해서 사용합니다. 

 

내황산염 시멘트는 알칼리 함량이 낮고 황산염에 강하며 수화율이 낮은 시멘트입니다. 초기 강도는 보통 시멘트에 비하여 약간 떨어지지만, 90일 이후의 장기 재령에서의 강도는 보통 시멘트와 비슷해집니다. 폐수나 기타 산성용액에 의한 침해 반응이 일어날 우려가 있는 원자력 발전소, 화력 발전소, 해안구조물, 화학약품 생산공장, 폐수처리장 등에 적당한 시멘트입니다. 

 

백색 포틀랜드 시멘트는 강도가 약하여 구조용으로는 부적당하며, 미장재 및 치장재용 또는 인조석 원료 등으로 사용됩니다. 

 

고로 시멘트(slag cement)는 광재를 포틀랜드의 시멘트의 클링커와 혼합하여 만들며, 비중이 작고 내해수성이 큰 것이 특징입니다. 또한 장기 강도가 크고, 수화율이 낮고 수축률이 낮으며, 풍화에 용이하기 때문에 댐 공사에 쓰입니다. 그렇기 때문에 고로시멘트에 쓰이는 염기도는 1.4 이상이어야 합니다.   

 

실리카 시멘트(silica cement)는 클린케어 실리카 성분의 혼화제를 섞어 만들며, 초기 강도는 약하고 장기 강도는 큽니다. 또한 비중이 작고, 저온에서는 응결이 늦어지고 수화열이 작은 것이 특징입니다. 화학적 저항성이 크기 때문에 주로 단면이 큰 구조물, 해안 공사, 하수구, 설치공사에 주로 사용이 됩니다. 

 

플라이 애쉬 시멘트(fly ash cement)는 실리카 대신에 플라이 애쉬를 혼화제로 사용한 시멘트를 말합니다. 플라이 애쉬는 화력발전소와 같이 미분탄을 연소할 때 석탄재가 고온 때문에 녹아 냉각 때 구상이 된 미립분을 말합니다. 

콘크리트의 내구성을 늘리며 화학적으로 저항성을 증대시키고 콘크리트의 수축성을 적게 하는 것이 특징입니다.