개념 한 쪽
시멘트는 쓰임에 따라 여러 갈래로 나뉘고, 갈래마다 강도가 오르는 속도와 화학물질에 견디는 힘이 다르다. 같은 시멘트라도 물과 만나 굳는 과정에서 온도와 분말도가 속도를 바꾸고, 공기 중에서 오래 두면 성질이 변한다.
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출제기준 단원 「시멘트의 종류」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 종류별 특성 대조 | 1 | 시멘트 갈래마다의 성질 설명 중 틀린 것을 가리기 |
| 제조 방법 특성 판단 | 1 | 습식법의 물 사용과 열손실 설명 중 옳지 않은 것을 가리기 |
| 경화 속도와 분말도 매칭 | 1 | 빠른 강도 발현과 높은 분말도에 맞는 시멘트를 고르기 |
시멘트의 종류는 각기 다른 성질을 지향한다. 조강 포틀랜드 시멘트는 초기 강도를 높이기 위해 C3S를 많이 넣고 분말도를 높인다. 중용열 포틀랜드 시멘트는 수화열이 적게 나와 대량 콘크리트에 알맞다. 고로슬래그 시멘트는 화학약품에 강하다. 실리카 시멘트는 규산염 성분을 보강하여 내화학약품성과 내구성이 매우 우수하다.
초속경시멘트는 물을 가한 뒤 2~3시간이 지나면 압축강도가 10MPa 정도에 이르고, 입자를 아주 곱게 간 분말도를 지녀 매우 높다. 입자를 미세하게 갈아 수화 반응을 빠르게 진행시키므로 긴급 보수나 터널 시공에 쓰인다.
응결은 시멘트와 물이 반응하는 수화의 결과다. 온도가 높으면 반응이 빨라지고, 분말도가 높으면 물과 닿는 표면적이 넓어져 빨라진다. 반대로 배합수가 많으면 시멘트 입자 사이가 멀어지고 희석되어 응결이 지연된다. 응결 시간은 비카트 장치로 평가한다.
시멘트가 풍화되면 수화물이 생기면서 부피가 팽창하고 비중은 감소한다. 이산화탄소와 반응하여 중탄산염이 생기므로 강열감량은 증가하고, 응결은 지연되며, 강도 발현은 저하된다.
품질규격에서 전 알칼리 함량은 종류에 관계없이 0.6% 이하로 규정된다. 총알칼리량은 Na2O%에 0.658을 곱한 K2O%를 더해 구한다. 제조 방법 중 습식법은 원료에 물을 섞어 슬러리로 분쇄하므로 먼지 발생이 적고 원료의 균일성이 좋지만, 물을 증발시키는 데 많은 열량이 들어 손실이 크다.
시멘트 종류 문제는 각 종류의 대표 성질을 뒤집어 놓는다. 실리카 시멘트의 내화학성이 떨어진다고 하거나, 영화관처럼 용도와 어긋난 설명을 붙이면 틀린다. 응결에서는 배합수가 많을수록 빨라진다고 뒤집는 선지가 함정이다. 풍화에서는 비중이 커진다거나 강열감량이 줄어든다고 하면 인과가 어긋난다. 총알칼리량 계산은 0.658 계수를 빠뜨리거나 곱하는 대상을 바꾸어 놓는다.
보통 포틀랜드 시멘트의 응결에 대한 다음 설명 중 적절하지 않은 것은?
정답 ③ · 보통 포틀랜드시멘트의 응결에 영향을 주는 인자를 묻는 문제이다. 온도가 높을수록 수화 반응이 촉진되어 응결이 빨라지고, 분말도가 높을수록 시멘트 입자가 가늘어 반응 표면적이 커져 응결이 빨라진다.
시멘트 응결은 온도와 분말도가 높을수록 빨라지며, 배합수가 많을수록 응결은 지연된다.
시멘트 제조 방법 중 습식법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ④ · 시멘트 제조 습식법에 대한 설명 중 옳지 않은 것을 고르는 문제이다. 습식법은 원료에 물을 약 30~50% 정도 가하여 슬러리 상태로 만든 후 분쇄하는 방법이다.
습식법은 원료에 물을 섞어 슬러리 상태로 분쇄하므로, 증발에 따른 열량 손실이 크고 먼지 발생이 적다.
물을 가한 후 2~3시간 정도 경과 후 압축강도가 10MPa 정도에 달하며, 분말도가 5,000cm²정도인 시멘트는?
정답 ① · 물을 가한 후 2~3시간 경과 후 압축강도가 10MPa에 달하는 매우 빠른 경화 특성을 보이고, 분말도(블레인 비표면적)가 5,000cm²/g 정도로 매우 높은 특성을 가진 시멘트는 초속경시멘트(Jet cement)입니다. 이 시멘트는 비상 복구나 터널 등 긴급 시공에 주로 사용됩니다.
초속경시멘트는 빠른 강도 발현을 위해 분말도를 극도로 높여 수화 반응을 촉진한다.
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