수경성 시멘트 종류 - 포틀랜드 시멘트

포틀랜드 시멘트는 대표적인 수경성 시멘트입니다. 주성분으로서 실리카, 알루미나, 산화철 및 석회를 포함하는 원료(보통, 석회석, 점토 또는 연규석, 황철광 신터를 사용)를 적당한 비율로 충분히 섞고, 그 일부가 용융하기까지 소성한 클링커에 적당량의 석고를가하여 분쇄해서 분말로 제작한 것 입니다. 포틀랜드 시멘트의 종류로는 1종~5종까지 있으며 보통 포틀랜드 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트, 중용열 포틀랜드 시멘트, 저열 포틀랜드 시멘트, 내황산염 포틀랜드 시멘트 등이 있습니다. 

 

1. 보통 포틀랜드시멘트 1종

보통포틀랜드시멘트 1종의 주성분은 실리카, 알루미늄, 산화철 및 석회 등을 포함한 원료를 이용합니다. 각각의 재료를 적당한 비율로 혼합하고 소성해 얻은 것을 클링커에 적당한 양의 석고를 더해 분말로 한 것입니다.  보통 포틀랜드시멘트 1종은 가장 일반적으로 널리 사용되는 시멘트입니다.  

 

토목에서부터 건축, 구조물 등과 같은 모든 콘크리트 제품에서 다양하게 사용됩니다. 세계에서 사용하는 전체 시멘트의 약 90%가 보통 포틀랜드 시멘트라고 할 수 있다. 또 어느 곳이든 다량으로 산출되는 원료이기 때문에 제조가 쉽고 품질이 우수해 가격이 저렴하기 때문에 경제적입니다.

 

2. 중용열 포틀랜드 시멘트 2종

 

중용열포틀랜드시멘트 2종의 주성분은 석회, 알루미나, 마그네시아의 양은 낮으며 실리카, 산화철의 양이 다소 많습니다. 이는 큰 덩어리 모양의 구조물을 건축 시 수화열을 적게 할 목적으로 만들어진 시멘트이기 때문입니다. 여기서 말하는 수화열이란 시멘트가 수화반응 할 때 발생하는 열을 뜻합니다.

 

2종은 다른 포틀랜드 시멘트와 비교 시 1년 이상의 장기강도는 높은 편이며, 건조 수축은 다른 포틀랜드시멘트 중 가장 적고 화학양이 크며 내산성이 우수해 내구성이 뛰어나다는 것이 특징입니다. 수화열을 증용열로 억제해 이런 성질로 댐이나 두꺼운 콘크리트 공사, 도로포장, 지하 구조물의 콘크리트, 원자로 차폐용 등 광범위한 곳에 사용됩니다.

 

3. 조강 포틀랜드 시멘트(3종)

조강포틀랜드시멘트의 주성분은 보통 포틀랜드시멘트 원료와 거의 같은 편이고 비교 했을 때 규산이 낮고, 석회분, 규산 2석회, 규산 3석회 등의 함류량이 높은 것이 특징입니다. 원료를 정선하고 조합을 엄밀하며, 분쇄-혼합-소성-클링커의 냉각을 과학적으로 관리함으로써 급경성질을 가지고 있는 고가의 시멘트가 조강포틀랜드시멘트 3종입니다.

 

보통 포틀랜드 시멘트에 비해 장기 강도는 크지 않으며 응결시 발열이 많습니다. 저온에서의 강도의 저하는 작기 때문에 이런 성질을 이용해 빠른 시일내 고강도를 요하거나 공사기간을 앞당기거나 겨울철, 물속에서의 작업과 같이 수중공사를 필요로 할 때 용이한 특징을 가지고 있습니다.

 

4. 저열 포틀랜드 시멘트 4종

저열 포틀랜드 시멘트 4종은 중용열 포틀랜드 시멘트와 달리 더욱 경화에 따른 발열량이 작게 나오도록 규산 3석회와 알루민산 3석회의 양을 아주 적게 배합한 시멘트입니다. 그렇기 때문에 보통 포틀랜드 시멘트와 달리 수화열이 25~30% 정도 낮은편이고, 거대한 구조물에서 시멘트 수화에 의한 발열로 균열 방지를 위한 소재로 사용됩니다.

 

5. 내황산염 포틀랜드 시멘트 5종

내황산염 포틀랜드 시멘트 5종은 보통 포틀랜드 시멘트의 문제에 대한 대책으로 제조된 시멘트 입니다.보통 포틀랜드 시멘트는 수화반응 및 응결과정 중 불용성 칼슘설퍼 알루메이트가 생성됩니다. 이때 경화된 시멘트 중 칼슘 알루미네이트 수화물은 콘크리트 외부에서 침투하는 황산마그네슘과 항산염에 의한 침식을 받아 시리카겔 등을 생성하며 결합력이 떨어지게 되며 체적증가가 생겨 콘크리트를 서서히 붕괴시키게 됩니다. 이런 문제를 개선한 것이 바로 내황산염 포틀랜드 시멘트입니다.

 

5종은 알칼리의 함량이 낮고 황산염에 강하며 수화열이 낮은 시멘트로서, 폐수 및 기타 산성용액에 의한 침해반응이 일어날 우려가 있는 원자력 발전소, 화력발전소, 화학약품 생산 공장, 폐수 처리장 등에 적합한 시멘트입니다. 초기 강도는 보통 시멘트에 비교하면 약간 떨어지나, 90일 이후의 장기 재령에서의 강도는 보통 시멘트와 비슷해지는 것이 특징입니다.

 

1종~5종 포틀랜드 시멘트의 특징