포틀랜드 시멘트

규산염 시멘트 숙성 재료, 0~5% 의 석회석 또는 입화 용광로 슬래그, 적당량의 석고를 갈아 만든 수경성 접착재는 규산염 시멘트가 된다.규산염 시멘트는 두 가지 유형으로 나뉘는데, 그 중 Ⅰ형 규산염 시멘트는 혼합재료를 섞지 않고 코드명은 P·Ⅰ이다.Ⅱ형 규산염 시멘트는 시멘트 질량의 5%를 초과하지 않는 석회석을 섞거나 입화 용광로 슬래그를 혼합한 재료로 코드명은 P·Ⅱ이다.예: P·Ⅰ 42.5, P·Ⅱ 42.5R.

일반 규산염 시멘트나 일반 포틀랜드 시멘트는 규산염 시멘트에 활성 혼합재가 5∼20% 함유된 것을 말한다.더 높은 혼합재 함량 (20% 이상) 의 규산염 시멘트, 시멘트 명칭에는 광재 규산염 시멘트, 분말 석탄재 규산염 시멘트, 화산재 규산염 시멘트, 복합 규산염 시멘트 (두 가지 이상의 혼합재 포함) 와 같은 혼합재 명칭이 포함되어 있다.

규산염 시멘트 숙성 재료의 주요 성분은 규산삼칼슘3CaO·SiO2, 규산이칼슘2CaO·SiO2, 알루미늄산삼칼슘3CaO·Al2O3와 철알루미늄산사칼슘4CaO·Al2O3·Fe2O3이다.물과 섞일 때 복잡한 물리적, 화학적 반응을 일으키는데 이를 하이드레이트(hydrate)라고 한다.시멘트에 물을 넣고 섞은 후 가소성을 가진 물진흙이 되고, 물진흙이 점차 걸쭉해져 가소성을 잃지만 아직 강도를 가지지 않는 과정을'응결'이라고 한다.그 후 뚜렷한 강도가 생겨 점차 단단한 시멘트석으로 발전하는데, 이 과정을 경화(harden)라고 한다.응결과 경화는 인위적으로 구분되는 것으로 사실상 연속적인 물리 화학 변화 과정이다.

포틀랜드

• 포틀랜드 시멘트: 수경성 규산 칼슘류를 주요 성분으로 하는 숙성 재료를 연마하여 얻은 수경성 시멘트로, 보통 한 가지 또는 한 가지 이상의 다른 형태의 황산 칼슘을 첨가물로 공동으로 연마한다.

• 일반 포틀랜드 시멘트: 이 시멘트의 응용은 광, 철도, 전력, 도로, 교량, 군사 및 일반 건축 등 공사에 모두 사용된다.기타 각종 시멘트 가공 제품, 예를 들면 전신주, 침목, 시멘트 파이프, 석면 기와 등도 많이 사용한다.시멘트 사용량의 약 9할 이상을 차지한다.

• 포틀랜드 제2형 시멘트: 이 시멘트는 발생하는 수화열량이 비교적 적고 중도 황산염의 침식작용에 저항할 수 있지만 강도가 발생하는 초기에는 *종 시멘트보다 느리다.이 시멘트는 중형 거적 콘크리트에 적합하다.예를 들면 교각 및 대형 댐 등의 용도이다.

• 포틀랜드 제3형 시멘트: 3~5일 사이에 발전할 수 있는 강도는 일반 시멘트가 28일 동안 발전한 사람과 맞먹는다.그러므로 무릇 군사공사, 도로 및 수중공사의 수요는 단시일내에 준공되여야 하거나 될수록 빨리 틀을 해체하기를 희망하는 콘크리트는 모두 극히 적용된다.몇몇 예비 콘크리트 시공자들도 기꺼이 채용한다.

• 포틀랜드 제4형 시멘트: 그 특성이 경화될 때 발생하는 수화열은 일반 시멘트의 70% 정도에 불과하며, 이 시멘트의 수화열 발전 속도는 항상 1zui 낮은 한도 내에 유지되어 콘크리트 붕괴의 위험을 줄일 수 있지만, 그 강도의 진전은 비교적 느리고, 용도는 제한을 피할 수 없으며, 건축 대수댐 공사 등의 거대한 부피의 콘크리트가 매우 적용된다.

• 포틀랜드 제5형 시멘트:

  황산염 침식에 저항하는 특성을 가지고 있으며, 산식, 하수도, 지하실, 온천구역 등 특수한 환경에 저항하는 공사에 적합하다

포틀랜드 송기 시멘트

• 송기 브틀랜드 시멘트: 수경성 규산 칼슘류를 주요 성분으로 하는 숙성 재료를 연마하여 얻은 수경성 시멘트로, 보통 한 가지 또는 한 가지 이상의 다른 형태의 황산 칼슘 및 한 가지 송기제를 첨가물로 공동으로 연마한다.융해 방지 특성을 가진 I, II, III형 시멘트의 특징을 가진 송기 시멘트.

• 송기*형: 일반 구조물은 송기자가 필요하다

• 송기 제2형: 항염식 구조물은 송기가 필요한 사람

• 공기 흡입 제3형:

  긴급 공사 에는 송기자 가 필요하다

혼합 시멘트

• 숙성 재료에 석고를 첨가하는 연마 과정 중에 각종 재질, 예를 들면 난로돌, 실리콘, 비회 등을 첨가하면 각종 다른 특성을 가진 시멘트가 되어 댐, 하천, 항만 등의 토목 공사, 건축 공사 등에 적용된다.

• 비회시멘트: 이런 시멘트는 류동이 크며 비회를 섞으면 수합열을 낮출수 있지만 유리석회의 존재가 없으며 구조가 비교적 세밀하고 3개월후의 강도가 일반 부틀란시멘트를 초과하여 본 성의 수리공사에서 많이 채용한다.

• 화산재 시멘트: 화산재를 숙성 재료에 갈아 만든 것으로, 화산재 타입 성분은 10% 이하, 10~20% 또는 20~30% 등 세 가지다.화산재를 섞으면 수합열을 낮출 수 있고 유리석회가 존재하지 않기 때문에 구조가 비교적 치밀하고 내구성이 증가하며 3개월 후에는 강도가 일반 부트란 시멘트를 초과한다.

• 고알루미늄시멘트 (백반토시멘트): 조강시멘트의 하나로서 28일의 내압강도는 1200평방인치파운드에 달하고 28일의 내장강도는 4500평방인치파운드에 달하며 해수침식성zui에 강하고 온도에 강하며 응고할 때 고열이 발생하므로 너무 빨리 바람에 말려서 강도가 손상되지 않도록 방지해야 한다.

• 시멘트 깔기: 전문적으로 재료를 깔는 용도로, 비교적 좋은 점성을 취하며, 시멘트 숙성 재료를 석회석에 섞고, 석회를 제거하는 등 공동으로 연마하여 만든 것이며, 동시에 소량의 송기제를 가한다.이 시멘트는 깔기에 적합하다.

• 팽창 시멘트: 이 시멘트는 경화 과정 중에 약간 팽창하거나 공기 중에 건조할 때 더 이상 수축하지 않기 때문에 비수축 시멘트라고도 부른다.

• 방수 시멘트: 일반 시멘트를 연마 과정 중에 소량의 경지산 칼슘 또는 기타 비누화 유류를 첨가하여 방수 성능을 가지게 한다.

• 유정 시멘트: 유정이나 가스정의 강관과 우물벽의 틈을 메우거나 푸석푸석한 지층을 공고히 하기 위한 용도이다.

• 백시멘트: 시멘트의 일종이지만 일반적인 규산염시멘트보다 표시가 높고 응고가 빠르며 그 주요특징은 광재미분의 사용량이 85~90% 이고 알칼리성첨가물의 사용량이 5% 를 초과하지 않는다는것이다.혼합된 백시멘트의 백도와 강도는 원료인 백시멘트보다 낮지 않을 뿐만 아니라 초기 강도도 뚜렷하게 향상되었다.백시멘트는 주로 타일의 틈새를 보충하는데 사용되며 분백장식으로 강도가 비교적 높다.

  발명 프로세스 편집

  1756년, 영국해협군도의 등대가 갑자기 불이 나 소실되였다.이것은 정말 죽을 지경이다. 이것은 영국해협 남단 zui의 중요한 등대라는 것을 알아야 한다. 그것이 없으면 수많은 선박의 항행에 영향을 주어야 한다.영국 정부는 엔지니어 스미튼에게 Zui의 빠른 속도로 이 등대를 재건하라고 명령했다.

  스미턴은 석회를 태워 섬에서 나는 돌을 붙여 등대를 다시 쌓을 수 있도록 등대가 있는 작은 섬으로 석회석을 운반하라고 즉시 통지했다.스미턴은 여러 차례 비슷한 공사를 마쳤기 때문에 재건 임무를 기한 내에 완수할 자신이 있다.

  2주 후에 석회석이 도착했고, 스미튼은 신나게 하역 부두로 달려갔다.그는 산을 넘어 바다를 가로질러 보내온 이 석회석들을 보았을 때, 자신도 모르게 비명을 질렀다."정말 재수 없다. 이 돌은 왜 검은색을 띠고 있느냐?그것은 너무 많은 토질이 섞여 있다. 이런 불량품 원료로 높은 표준의 등대를 만드는 것은 농담이 아니다."그러나 시간이 이미 그가 다시 우수한 품질의 석회석을 조달하는 것을 허락하지 않았다. 스미턴은 어쩔 수 없이 이 불량품 원료로 소제할 수밖에 없었다.

  뜻밖에도 스미튼은 화로 인해 복을 얻었다.이 석회석으로 태운 석회는 뜻밖에도 성능이 기이하여 돌멩이를 여태껏 본 적이 없는 단단하게 붙였다.감독관이 이 예상 밖의 결과를 스미튼에게 통지했을 때, 그는 놀라서 껑충껑충 뛰었다.그러자 그는 다시 냉정해졌다."이 석회에는 명당이 있다. 조사해야 한다."스미튼은 즉시 이 석회들을 검사한 결과 이 석회들은 확실히 불순하다. 그중에는 약 20% 에 달하는 점토가 함유되여있다.

  "불순물로 간주되는 이 점토들이 좋은 역할을 한 것 같다." 스미턴은 나중에 의식적으로 점토와 석회석을 적당히 배합하여 단화시켰는데, 이런 석회의 성능은 과연 이상적이었다.스미턴은 즐겁게 사람들에게 그의 경험을 이야기했다.

  스미튼의 방법은 곧 유럽 각국에 퍼져 많은 사람들의 흥미를 끌었고, 사람들은 이 방법을 본받아 단소하는 것도 모두 성공을 거두었다.1820년을 전후하여 로씨야건축가 첼리예브는 모스크바지역에서 건축시공에 종사할 때 이런 방법으로 석회를 태우고 많은 건축물을 건설하였는데 그중 zui *는 그것으로 크렘린궁의 담장을 복원하였다.

  "그것의 성능을 좀 더 좋게 할 수 있을까?" 아스푸딘이라는 영국 장인이 스미튼의 발명을 개선하려고 했다.그는 고대 로마인들이 석회의 접착력을 강화하기 위해 석회에 화산재를 넣는 방법을 연상하여 새로운 생각을 하게 되었다: 화산재는 암석이 고온으로 녹은 후의 산물이다. 그렇다면 도자기, 벽돌과 기와의 부스러기를 갈아 고운 가루를 만드는 것도 화산재와 차이가 많지 않은가?

  아스푸딘이 시도해 봤는데 과연 효과가 좋았어요.후에 그는 또 이로부터 석탄이 고온으로 연소된 석탄재, 제철용광로에서 흘러나오는 고온으로 제련된 광재도 비슷한 기능이 있을 수 있다는 것을 생각했고, 실험을 통해 그의 생각이 옳다는 것을 실증했다.

  1824년, 야스푸딘은 반복적인 실험을 기초로 석회, 점토, 광재 등 각종 원료간의 비례와 이런 혼합재료를 생산하는 방법을 총화해냈다.아스푸딘은 그의 이 발명을 위해 신청했는데, 이 제품으로 생산된 것이 바로 오늘날 우리가"시멘트"라고 부르는 건축 자재이다.야스푸딩의 시멘트는 딱딱하게 굳은 후의 색깔과 강도가 모두 당시 영국 포틀랜드 섬에서 생산된 석재와 차이가 많지 않기 때문에 사람들은 그것을"포틀랜드 시멘트"라고 부른다.

  "포틀랜드 시멘트"zui의 이전 대규모 응용은 템즈 강 바닥을 통과하는 터널을 건설한 것입니다.그 후, 그것은 세계 각지에서 빠르게 보급되었고, 프랑스와 독일은 각각 1840년과 1855년에 시멘트 제조 공장을 건설했다.이제 시멘트는 현대 인류의 생활 속의 물자가 되었다.