시멘트를 제조할 때 2∼3% 의 석고를 넣는 이유는?
- 분말도를 높이기 위하여
- 강도를 높이기 위하여
- 방습용으로
- 응결시간을 조절하기 위하여
정답과 해설 보기
정답 ④ · 시멘트 클링커만으로는 응결이 너무 빨라 시공이 어렵습니다. 따라서 시멘트 제조 시 응결 조절제인 석고(CaSO4)를 약 2~3% 혼합합니다.
시멘트 제조 시 석고를 첨가하는 주된 목적은 시멘트의 급결을 방지하고 응결 시간을 적절히 조절하기 위함입니다.
개념 한 쪽
건설재료시험기능사 기타 시멘트관련 시험 — 분말도·석고·중용열
시멘트 시험에서 자주 다루는 개념으로는 분말도, 석고의 첨가 목적, 그리고 수화열을 낮춘 중용열 포틀랜드 시멘트의 용도가 있다. 이들은 시멘트의 작업성·응결성·수화열 및 균열 발생과 직결되므로 출제에서 기초로 삼는 항목이다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「기타 시멘트관련 시험」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 분말도 영향 판정 | 1 | 분말도 증가에 따른 수화속도·강도·균열 특성 구분 |
| 석고 첨가 목적 식별 | 1 | 석고의 주된 기능을 응결 조절로 판단 |
| 중용열 시멘트 용도 구분 | 1 | 수화열·건조수축·장기강도 특성으로 용도 결정 |
뜻
분말도는 시멘트 입자의 미세도를 나타내는 지표이며 입자가 고울수록 비표면적이 증가한다. 비표면적이 커지면 물과 접촉하는 면적이 넓어져 수화작용이 빨라지며 그 결과 조기강도가 증가한다. 분말도와 조기강도는 양의 상관관계를 보인다고 이해하면 문제를 풀기 수월하다.
분말도가 큰 시멘트는 수화열이 커지는 경향이 있어 건조수축과 균열 발생이 쉬워지며 이로 인해 내구성이 저하될 우려가 있다. 또한 입자 표면적이 넓어 공기 중 수분과의 반응(풍화)이 일어나기 쉬우며 블리딩은 줄어드는 특성이 있다. 문제에서는 이러한 인과관계를 바탕으로 옳고 그름을 판별하게 된다.
시멘트 제조 시 소량의 석고를 첨가하는 주된 목적은 급격한 응결(플래시 셋)을 방지하고 적절한 응결 시간을 확보하기 위함이다. 석고는 클링커 중 알루민산3칼슘(C3A)의 반응 속도를 지연시켜 작업 가능 시간을 확보하게 한다. 따라서 석고의 기능을 묻는 문제에서는 '응결 조절'을 떠올려야 한다.
중용열 포틀랜드 시멘트는 C3S와 C3A 등의 조성을 조절하여 수화열을 낮추도록 만든 시멘트로 대형 구조물에 적합하다. 수화열이 적고 건조수축이 작으며 장기강도가 크기 때문에 댐·지하 구조물·도로 포장 등 단면이 큰 콘크리트 공사에 사용된다는 설명을 근거로 문제를 판단해야 한다.
예제
대표 문항 유형은 분말도 관련 옳지 않은 설명 고르기와 석고의 첨가 목적, 중용열 시멘트의 용도 구분이다. 예를 들어 '분말도가 높아 수화작용이 느리고 조기강도가 작다'는 보기는 분말도가 증가하면 수화속도와 조기강도가 증가한다는 설명과 배치되므로 오답으로 판단한다.
석고 관련 문항에서는 '시멘트 제조 시 석고를 넣는 이유는 응결 시간을 조절하기 때문이다'라는 한 문장으로 정답 근거를 제시할 수 있다. 중용열 시멘트 선택 문제에서는 '수화열이 적고 장기강도가 크며 대형 구조물에 적합하다'는 키워드가 만나면 중용열을 고르는 근거가 된다.
대표 기출 3문항
수화열을 적게 하기 위하여 규산삼석회와 알루민산삼석회의 양을 제한해서 만든 것으로 건조수축이 적으므로 단면이 큰 콘크리트용으로 알맞는 시멘트는?
- 조강 포틀랜드 시멘트
- 슬랙 시멘트
- 백색 포틀랜드 시멘트
- 중용열 포틀랜드 시멘트
정답과 해설 보기
정답 ④ · 중용열 포틀랜드 시멘트는 C3S(규산삼석회)와 C3A(알루민산삼석회)의 함량을 줄여 수화열을 낮춘 시멘트입니다. 수화열이 적고 건조 수축이 작기 때문에 대구적 콘크리트(댐, 방파제 등)나 수화열로 인한 균열이 우려되는 구조물에 적합합니다.
수화열을 낮추기 위해 C3S와 C3A 함량을 제한한 시멘트는 중용열 포틀랜드 시멘트이다.
시멘트 분말도에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
- 분말도는 시멘트 입자의 고운 정도를 나타낸다.
- 분말도가 높은 시멘트는 수화작용이 느리고 조기강도가 크다.
- 분말도가 높으면 풍화되기 쉽고 수화작용에 의한 발열이 크다.
- 분말도 시험법에는 블레인(Blaine)법과 표준체에 의한 방법 등이 있다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 시멘트의 분말도가 높다는 것은 입자가 더 고르다는 것을 의미하며, 이 경우 시멘트 입자의 표면적이 넓어져 물과의 반응 면적이 증가합니다. 따라서 수화 반응 속도가 빨라지고 조기 강도 발현이 크며 수화열도 크게 발생합니다.
시멘트 분말도가 높으면 입자가 고워 표면적이 넓어지므로 수화 반응이 빨라지고 조기 강도가 커진다.
자주 묻는 물음
- 분말도가 높으면 콘크리트 성질은 어떻게 변하나?
- 분말도가 높으면 비표면적 증가로 수화속도가 빨라져 조기강도가 커지고, 수화열 및 건조수축이 증가하여 균열 발생 가능성과 풍화성은 커진다.
- 시멘트에 석고를 넣는 주된 이유는 무엇인가?
- 석고는 C3A의 급격한 반응을 지연시켜 시멘트의 급결을 방지하고 적절한 응결 시간을 확보하기 위한 응결 조절제로 사용된다.
- 중용열 포틀랜드 시멘트는 어떤 용도에 적합한가?
- 수화열이 적고 건조수축이 작으며 장기강도가 크므로 댐, 지하 구조물, 도로 포장 등 단면이 큰 콘크리트 공사에 적합하다.
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