시멘트 성분 제조과정 종류 및 생산업체

안녕하세요. 오늘은 건축물, 즉 콘크리트 구조체를 만들기 위해서 꼭 필요한 재료인 시멘트, 모래, 자갈 중에서 시멘트에 대한 전반적인 성분 및 제조과정, 종류와 생산업체에 대해서 알아보겠습니다. 감사합니다.

시멘트 목차

▶ ※ 관련사항은 언제라도 댓글 주시면 성실히 답변드리겠습니다. ◀

 

1. 시멘트 성분 및 제조과정

1) 시멘트 성분

CaO (산화칼슘, 석회)	SiO2 (이산화규소, 실리카)	Al2O3 (산화알류미늄)	Fe2O3 (산화제이철)	MgO (산화마그네슘)	SO3 (삼산화황)
60~66%	20~26%	4~9%	2~4%	1~3%	1~2.8%

※ 시멘트의 3대 주성분은 석회, 실리카, 알루미나

 

2) 시멘트 주요 화합물

구분	규산3석회	규산 2석회	알루민산 3석회	알루민산철 4석회
수화반응	빠름	느림	아주 빠름	비교적 빠름
강도	28일 이내	28일 이후	1일 이내	무관
수화열	높음	낮음	아주 높음	낮음
건조수축	중간	중간	크다	적다

 

3) 제조과정 (출처:한일시멘트)

채광	원료생산	소성	시멘트생산/출하

※ 원료배합(석회, 실리카, 알루미나, 산화철) → 고온소성(소성 1,400~1,500℃) → 분쇄(클링커 + 석고, 미분쇄) → 시멘트

 

2. 포틀랜드 시멘트

1) 보통 포틀랜드 시멘트 (Portland Cement,  1종)

① 주성분 : 석회(CaO), 실리카(Sio2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화제이철(Fe2O3), 산화마그네슘(MgO), 삼산화황(SO3)

② 비중 : 3.05~3.15

③ 단위용적중량 : 1,500㎏/㎥

④ 분말도 : 비표면적 2,800㎠/g

⑤ 응결시간 : 길모어시험, 초결은 1시간 이상이며, 종결은 10시간 이하

⑥ 압축강도 : 28일 압축강도 29 MPa 이상

⑦ 특징

  - 원료의 구입이 쉽다.

  - 제조공정이 간단하다.

  - 용도가 광범위하다.

  - 혼화재료를 사용하여 성질을 개선할 수 있다.

  - 건축, 토목 구조물에 가장 많이 사용된다.

 

2) 중용열 포틀랜드 시멘트 (Moderate-Heat Portland Cement,  2종)

① 수화열을 낮추기 위해 보통 포틀랜드 시멘트보다 규산 3 석회(C3S)와 알루민산 3 석회(C3A)의 양을 적게 하여 장기강도를 내기 위해 규산 2 석회(C2S)의 양을 많게 하여 만든 시멘트이다

② 건조수축이 작아 균열방지가 되며, 장기강도를 높일 수 있는 시멘트이다

③ 차폐용 콘크리트와 매스 콘크리트 등에 사용된다

④ 보통포틀랜드 시멘트와 저열 포틀랜드 시멘트의 중간 수준의 수화열을 갖는 시멘트이다

⑤ 특징

  - 수화열이 적다.

  - 조기강도는 보통 포틀랜드 시멘트보다 낮으나 장기강도는 크다.

  - 건조 수축이 작다.

  - 내화학성, 내산성이 크다.

 

3) 조강 포틀랜드 시멘트 (High Early Strenght Portland Cement,  3종)

① 수화속도가 빨라 조기강동가 높은 시멘트이다

② 규산 2 석회(C2S)의 양을 적게 하여 만든 시멘트이다

③ 특징

  - 조기강도가 발현된다 (재령 7일에 보통 포틀랜드 시멘트의 28일 강도가 발현된다)

  - 화학적 저항이 크다.

  - 조기강도 발현으로 양생기간이 짧아 경제적이다.

  - 긴급공사, 한중공사, 수중공사에 적합하다.

 

4) 저열 포틀랜드 시멘트 (Low-Heat Portland Cement,  4종)

① 수화열을 적게 하기 위해 보통 포틀랜드 시멘트보다 규산 3 석회(C3S)와 아루민산 3 석회(C3A)의 양을 적게 한 시멘트이다

② 특징

  - 수화열이 적다.

  - 조기강도는 보통 포틀랜드 시멘트보다 낮으나 장기강도는 비슷하다.

  - 건조수축이 적다.

  - 발열량이 중용열 포틀랜드 시멘트보다 적다.

 

5) 내황산염 포틀랜드 시멘트 (Sulfate Resistance Portland Cement,  5종)

① 화학적 침식에 대한 저항성을 크게 하기 위해 알루민산 3 석회(C3A)의 양을 적게 한 시멘트이다

② 특징

  - 황산염에 대한 저항성이 크다.

  - 조기강도는 보통 포틀랜드 시멘트와 비슷하거나 28일 강도는 약 70%이다.

  - 건조수축이 적다.

  - 황산염 및 공장폐수에 접하는 콘크리트에 적합하다.

 

3. 혼합 시멘트

1) 고로슬래그 시멘트 (Blast-Furnace Slag Cement)

① 보통 포틀랜드 시멘트의 클링커와 고로슬래그 + 석고를 혼합, 분쇄하여 제조한다

② 해수, 지하주 등 내수성이 좋은 시멘트이다

③ 고로슬래그는 용광로에서 선철을 제조하면서 발생되는 용융 슬래그를 물에 급랭시켜 미분말 화한 시멘트 혼화재이다

④ 특징

  - 수밀성이 우수하다.

  - 수화열 감소 및 건조수축이 증대된다.

  - 블리딩 및 재료분리 감소 효과가 있다.

  - 하천, 항만, 해안 및 댐 공사 등에 이용된다.

※ 고로슬래그는 일반적으로 건조수축이 크므로 충분히 양생 하여 사용한다.

 

2) 플라이애쉬 시멘트 (Fly-Ash Cement)

① 보통 포틀랜드 시멘트의 클링커와 플라이애쉬 + 석고를 혼합, 분쇄하여 제조한다

② 플라이애쉬 시멘트는 포졸란 시멘트와 성질이 비슷하나 장기강도가 더 크다

③ 미분탄을 사용하여 화력발전소의 연소배기가스 중에 포함된 미세한 석탄재를 집진기로 포집한 시멘트 혼화재이다

④ 특징

  - 워커빌리티가 개선된다.

  - 수밀성 및 화학적 저항성이 증대된다.

  - 수화열 및 건조수축이 감소된다.

 

3) 포졸란 시멘트 (Pozzolan Cement)

① 보통 포틀랜드 시멘트의 클링커와 플라이애쉬 + 포졸란 + 석고를 혼합, 분쇄하여 제조한다

② 실리카 시멘트라고도 한다

③ 특징은 플라이에쉬 시멘트와 유사하다

④ 특징

  - 워커빌리티가 개선된다.

  - 수밀성 및 화학적 저항성이 증대된다.

  - 수화열이 감소된다.

 

4. 특수 시멘트

1) 백색 포틀랜드 시멘트 (White Portland Cement)

① 순백색의 시멘트로 원료인 점토에서 산화철을 제거하거나 백색점토를 사용하여 만들며 성질은 포틀랜드 시멘트와 비슷하다

② 특징

  - 내구성, 내마모성이 우수하다.

  - 수경성이며 강도가 높다.

  - 백색이므로 안료를 넣어 색깔을 낼 수 있다.

  - 착색제, 미장재, 치장줄눈용 및 인조석의 원료 등으로 사용된다.

 

2) 알루미나 시멘트 (Alumina Cement)

① 석회석, 보크사이트를 혼합하 시멘트이다

② 특징

  - 초조강성이다. 재령이 1일의 압축강도가 10~45 MPa이다.

  - 화학적 저항성, 내화성이 우수하다.

  - 발열량이 크며, 알칼리성에 약하여 철근 등이 부식될 우려가 있다.

  - 한중콘크리트, 동절기 공사, 해안공사, 긴급공사에 적합하다.

 

5. 시멘트 생산업체 (한일시멘트, 쌍용 C&E, 아시아시멘트, 성신양회)

1) 한일시멘트 홈페이지

 

2) 쌍용 C&E 홈페이지

 

3) 아시아시멘트 홈페이지

 

4) 성신양회 홈페이지