개념 한 쪽
시멘트는 종류마다 발열 특성과 화학 성분이 달라 용도가 갈린다. 제조 공정의 소성 정도와 저장 상태, 성분 함량이 품질을 좌우한다. 명칭의 접두사와 성분 수치를 연결해 두면 선지 판별이 쉬워진다.
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출제기준 단원 「시멘트의 일반」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 종류별 특성 대조 | 1 | 시멘트 종류와 발열·용도 연결의 옳고 그름을 가리기 |
| 품질 영향 요인 판별 | 1 | 소성·저장·분말도가 품질에 미치는 영향을 가리기 |
| 성분 함량 규제 수치 | 1 | MgO 등 성분별 허용 한계 수치를 가리기 |
시멘트는 종류에 따라 수화열과 강도 발현 속도가 다르다. 중용열 포틀랜드시멘트는 수화열이 보통 및 조강보다 낮아 대량 콘크리트에 적합하다. 조강 포틀랜드시멘트는 초기 강도를 높이기 위해 C3S를 많이 넣고 분말도를 높인다. 고로슬래그 시멘트는 화학약품에 대한 내성이 좋아 공장 폐수 시설에 적합하다.
클링커 화합물의 성질도 구분해야 한다. C3A는 수화 반응이 빠르고 수화열이 많으며 건조수축을 크게 일으킨다. 그래서 건조수축을 줄이려면 C3A 함량이 적은 시멘트를 고른다. 조강시멘트는 C3A 함량이 높아 수화열이 크고 해수저항성이 낮으므로 해안가 구조물에 부적합하다. 해수저항성이 필요한 곳에는 C3A 함량이 낮은 중열이나 고로시멘트가 맞다.
품질은 제조와 저장 상태에 좌우된다. 클링커 소성이 불충분하면 미소성분이 남아 비중이 감소하고 장기강도가 저하된다. 오랫동안 저장하면 수분과 탄산가스를 흡수해 비중이 감소하고 강열감량이 증가한다. 분말도가 크면 표면적이 넓어져 풍화가 쉽고 수화열이 커지며 초기 강도 발현도 커진다.
성분 함량에는 규제 수치가 있다. 마그네시아(MgO)는 과다하면 경화 후 부피 팽창으로 균열을 일으키므로 5.0% 이하로 규제한다. 알칼리 성분은 과다하면 골재와 반응하는 알칼리-골재 반응으로 부피 팽창과 균열을 유발한다. 석고는 급결을 막아 응결을 지연시키는 역할을 한다. 포틀랜드 시멘트는 석회질과 점토질 원료를 혼합해 만든다.
시멘트 문제는 명칭과 성질의 연결을 뒤집어 함정을 만든다. 중용열을 수화열이 높은 시멘트로, 조강을 해수저항성이 큰 시멘트로 서술하면 틀린다. 실리카 시멘트의 내화학약품성이 떨어진다고 하거나, 알칼리가 강도를 증가시킨다고만 하는 선지도 함정이다. 분말도가 적을수록 수화작용이 빠르다는 서술은 비례 관계를 정반대로 뒤집은 것이다. MgO 규제치를 10%나 3%로 바꿔 놓는 수치 함정도 나온다.
시멘트의 일반적 특성과 용도에 관한 다음 설명 중 틀린 것은?
정답 ② · 중용열포틀랜드시멘트의 수화열 특성과 용도의 연결이 맞는지를 묻는 문제이다. 중용열포틀랜드시멘트는 보통포틀랜드시멘트나 조강포틀랜드시멘트보다 수화열이 현저히 낮아 댐과 같은 대규모 매스콘크리트 구조물에 사용되며, 수화열이 중간 정도라는 설명과 한중콘크리트용이라는 용도 연결은 틀렸다.
중용열 포틀랜드시멘트는 수화열이 보통 및 조강보다 현저히 낮아 중대형 구조물에 사용된다.
시멘트의 품질에 영향을 미치는 요인들에 대한 설명 중 옳은 것은?
정답 ④ · 시멘트 품질에 영향을 미치는 요인들에 대한 설명을 평가하는 문제입니다. 시멘트 클링커의 소성이 불충분하면 미반응 성분이 남아 비중이 감소하며, 수화 반응이 충분히 일어나지 않아 안정성이 저하되고 장기 강도 발현이 작아지는 심각한 문제가 발생합니다.
클링커 소성 불충분은 미반응 성분 잔류로 비중 감소와 장기강도 저하를 유발하므로, 충분한 소성이 필요하다는 ④번이 옳은 설명이다.
콘크리트 구조물에 사용된 시멘트 종류별 특성에 대한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?
정답 ② · 시멘트 종류별 특성에 대한 설명 중 옳지 않은 것을 고르는 문제이다. 중용열 포틀랜드시멘트는 수화열이 작아 댐콘크리트에 적합하고, 알루미나 시멘트는 6~12시간에 보통 포틀랜드시멘트의 28일 강도를 발현하여 긴급공사에 적합하며, 고로시멘트는 내화학약품성이 좋아 공장폐수에 접하는 구조물에 적합하다.
조강시멘트는 C3A 함량이 적어 수화열이 크고 해수저항성이 낮으므로 해안가 구조물에는 부적합하다.
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