시멘트에 물을 혼합하면 수화 반응이 진행되어 처음에는 유동성을 가지지만 시간이 지나면서 점성을 잃고 굳어지기 시작한다. 이 유동성 상실의 초기 현상을 응결이라고 하고, 이후 강도가 발현되는 과정을 경화라고 구분한다.
응결시간 측정시험에서는 침강침(길모어침 등)을 이용해 시멘트 풀의 상태 변화를 관찰한다. 시험 결과는 시멘트의 종류와 분말도, 혼합수의 온도, 실내 습도 등 시험 환경에 따라 달라지므로 표준화된 조건을 유지해야 신뢰할 수 있는 값을 얻는다.
특히 시험 중 장치나 시험대를 움직여 진동이 발생하면 침강침의 깊이가 달라져 응결시간이 왜곡되므로 시험 중에는 장치를 고정하고 정치해야 한다. 또한 혼합수 온도는 23±1.7℃로 유지하고 실험실 습도는 50% 이상을 확보하여 시멘트가 지나치게 빨리 건조되지 않도록 관리해야 한다.
시멘트의 분말도는 입자 표면적을 증가시켜 수화 반응을 촉진하므로 분말도가 높을수록 응결시간이 짧아지는 경향을 보인다. 따라서 분말도, 시멘트 종류(예: 알루미나 시멘트의 조기 강도 특성) 등을 고려하여 응결 거동을 해석해야 한다.
예제
시멘트 응결시간 측정시험에서 가장 흔히 출제되는 내용은 시험 중 장치 고정의 중요성과 온·습도 기준의 숫자이다. 예컨대 시험 중 진동으로 측정값이 왜곡될 수 있으므로 장비를 고정하고 정치해야 한다는 지문은 옳다. 또한 혼합수 온도는 23±1.7℃, 실험실 습도는 50% 이상이어야 한다는 조건을 먼저 확인해야 한다.
분말도가 높은 시멘트는 표면적 증가로 수화 반응이 빨라져 응결시간이 짧아지는 점도 대표적인 판단 포인트이다. 알루미나 시멘트는 조기 강도가 커 해중공사나 한중 콘크리트에 적합하다는 특성도 관련 문항에서 자주 활용된다.
대표 기출 3문항
해중공사 또는 한중 콘크리트 공사용 시멘트로 적당한 것은?
고로 시멘트
실리카 시멘트
알루미나 시멘트
보통 포오틀랜드 시멘트
정답과 해설 보기
정답 ③ · 알루미나 시멘트는 조기 강도가 매우 크고 발열량이 많아 한중 콘크리트 시공에 유리하며, 화학적 내구성이 뛰어나 해수나 황산 등의 화학 작용에 대한 저항성이 큽니다. 따라서 해중공사나 한중 콘크리트 공사, 화학 공장 등 내화학성 및 조기 강도가 필요한 곳에 적합합니다.
해중공사나 한중 콘크리트에는 조기 강도가 크고 내화학성이 뛰어난 알루미나 시멘트가 적합합니다.
시멘트 응결시간 측정 시험의 주의사항 중 옳은 것은?
실험실의 상대습도는 40% 이하가 되도록 한다.
습기함이나 습기실은시험체를 50%이상의 상대습도에서 저장할 수 있는 구조이어야 한다.
혼합하여 주는 물의 온도는 15± 1.7℃의 범위에 있도록 한다.
시험 동안에는 모든 장치를 움직이지 않도록 한다.
정답과 해설 보기
정답 ④ · 시멘트 응결시간 시험 규격에 따라 비커를 시험대에 올려놓은 후 시험 동안에는 모든 장치가 흔들리지 않도록 고정하고 정치해야 한다. 상대습도는 50% 이상, 혼합수 온도는 23±1.7℃를 유지해야 하므로 다른 보기들은 기준에 어긋난다.
시멘트 응결시간 시험 시 가열장치나 시험대를 움직여 진동이 생기면 측정값이 왜곡되므로 장치를 고정하고 정치해야 한다.
시멘트 분말도 시험에서 비표면적의 단위는?
gf/cm²
gf/sec
cm²/gf
㎝
정답과 해설 보기
정답 ③ · 시멘트의 분말도는 단위 질량당 표면적로 나타내며, 통상적으로 블레인 공기투과도 시험법을 이용하여 측정합니다. 이때 비표면적의 단위는 넓이를 질량으로 나눈 cm2/g 혹은 m2/kg을 사용합니다.
비표면적은 단위 질량당 표면적이므로 넓이(cm²)를 질량(g)으로 나눈 cm²/g가 올바른 단위입니다.