시멘트

1 시멘트 개요
 1) 개요
   - 시멘트란 석회석과 점토등의 광물을 혼합분쇄 후 1450℃ 소성로를 거쳐 생산된 건설재료
   - 시멘트는 화학적 성분의 조합에 의해 생성된 4대 조성광물의 비율에 따라 포틀랜드 시멘트를 5가지 종으로 분류하고 있다.

 2) 시멘트의 화학적 성분
  ① 주성분
   - CaO : 석회(60%)
   - SiO2 : 실리카(20~25%)
   - Al2O3 : 알루미나(5%)
  ② 부성분
   - Fe2O3 : 산화철
   - MgO : 마그네시아
   - SO3 : 아황산
   - 알칼리성분 : K2O, Na2O...

2 시멘트의 종류
 1) 포틀랜드 시멘트(Portland Cement)
  ① 1종(보통) 포틀랜드 시멘트
   - 일반적으로 사용, 국내 사용량의 90% 이상
  ② 2종(중용열) 포틀랜드 시멘트
   - 댐, 방사선차폐용, 매스 콘크리트
   - 수화열이 보통 시멘트보다 적음
  ③ 3종(조강) 포틀랜드 시멘트
   - 수화열이 크기때문에 단면이 큰 콘크리트 구조물에 부적합, 긴급공사용으로 사용
   * 보통시멘트의 재령28일 강도를 재령 7일에 나타냄.
   - 보통시멘트보다 크리프가 작다
   - 조기강도가 크기때문에 거푸집회전율이 좋고 양생기간 공기단축이 가능
   - 수화열이 크고 초기 발현이 좋아 동절기 공사에 유리
  ④ 4종(저열) 포틀랜드 시멘트
   - 수화열이 중용열 시멘트보다 적다
   - 매스콘크리트용 
  ⑤ 5종(내황산염) 포틀랜트 시멘트
  * 수화열 : 물과 석회의 반응으로 발생하는 반응열로 빨리 굳게만들어 초기강도는 강해지나 초기 팽창으로인한 크랙으로 거대구조물에는 부적합하다.

 2) 혼합시멘트
  ① (고로) 슬래그 시멘트(Slag cement)
   - 워커빌리티가 우수하고 블리딩이 적다
   - 잠재 수경성으로 초기강도는 작으나 장기강도 우수
   - 건조수축은 큼
   - 수밀성이 좋고 내화학성이 좋다
  ② 실리카 시멘트(Silica cement)
   - 시멘트 수화물과(Ca(OH)2) 포졸란과의 2차반응
   - 초기 강도는 작으나 장기강도 우수
   - 수밀성 좋고 내구성 풍부
   - 보통 포틀랜드보다 화학저항성 큼
  ③ 플라이-애시 시멘트(Fly ash cemet)
   - 워커빌리티가 양호
   - 수화열이 적고 건조수축도 크다(포졸란반응)
   - 장기강도가 증가하고 건조 습윤에 따른 체적변화와 동결융해에 대한 저항성이 향상
   - 수밀성이 좋으므로 수리구조물에 적합
​
 3) 특수시멘트
  ① 알루미나 시멘트(Aluminous ce-)
   - 보크사이트와 석회석을 혼합하여 분말로 만든 시멘트
   - 화학작용의 저항성이 크다
   - 재령1일이 보통포틀랜드의 28일 강도를 나타냄(초조강성)
  ② 초속경 시멘트(Regulated set cemet, jet cement)
   - 응결시간이 짧고 경화시 발열이큼(수화열 큼)
   - 알루미나시멘트의 전이현상이 없음
  ③ 백색시멘트 : 미장용, 타일용
​
3 혼화재료의 사용과 종류
 1) 개요
  - 혼화재료는 콘크리트의 성능개선을 목적으로 사용하는 재료

 2) 종류
  ① 혼화재(Mineral Admixture) : 사용량 5% 이상
   - 포졸란 : Fly-ash, Silica fume
   - 잠재수경성 : slag 분말
   - 고강도화 : 실리카 흄, 메타카올린
  ② 혼화제(Chemical Admixture) : 사용량 5% 이하
   - 경화시간 조절제
   - 계면활성제
    * 동결융해 저항성 향상, 워커빌리티 향상, 경화시간 조절
    *  AE제, 감수제등
   - 기포작용 : 기포제, 발포제

  참고) 포졸란 : 화산재를 시작으로 석회와 물 간의 반응성을 개선하는 촉매역할 수행, 포졸란반응을 만들며(Ca(OH)2와의 2차반응) 수화열을 감소시키고, 장기강도를 증진한다. 인공포졸란(Fly ash)가 있다.

  참고) 매스콘크리트 : 구조물 및 부재의 치수가 커서 시멘트의 수화열을 고려하여 시공하는 시멘트로 구속된 벽체등은 50cm이상, 슬라브나 매트등 타설높이가 80cm이상일 경우 매스콘크리트로 관리해야한다.

  참고) 매스콘크리트 발열온도 저감 및 균열제어 대책 - 부재 단면 치수 작게, 보강철근 시공, 중용열/고로시멘트 사용, Fly-ash, 감수제사용, 단위시멘트량 저검