시멘트의 종류별 성질과 쓰임

핵심 정리

시멘트는 물과 만나 반응하여 굳고 단단해지는 결합재이며, 골재를 서로 붙여 모르타르와 콘크리트를 만드는 것이 가장 중요한 용도다. 시멘트는 포틀랜드 시멘트, 혼합시멘트, 특수시멘트로 나뉘고, 구조물의 규모와 공사 환경에 따라 종류를 골라 쓴다. 같은 콘크리트라도 어떤 시멘트를 쓰느냐에 따라 발열과 강도 발현 속도가 달라지므로, 종류별 성질을 먼저 알아 두어야 한다.

큰 구조물에서 문제가 되는 것은 수화열과 건조수축이다. 수화열이 크면 콘크리트 내부와 표면의 온도 차가 커져 균열이 생기기 쉬우므로, 열이 천천히 나는 시멘트가 요구된다. 수화열이 낮은 시멘트 건조수축이 작고 수화열이 낮아 댐 등 매스콘크리트에 쓰이는 시멘트는 중용열포틀랜드시멘트이다. 이 요건이 중용열 시멘트가 존재하는 이유이며, 큰 덩어리 콘크리트를 치는 현장에서 기본 선택이 된다.

조기강도는 타설 뒤 짧은 기간 안에 나타나는 강도이고, 장기강도는 시간이 지나며 더 늘어나는 강도다. 공사 기간이 짧거나 기온이 낮은 현장에서는 조기강도가 큰 시멘트가 필요하다. 다만 조기강도를 크게 하면 수화열도 함께 커지기 쉬우므로, 두 성질은 따로 떼지 않고 함께 따져야 한다.

특수시멘트 가운데 알루미나시멘트는 알루미나시멘트는 조기강도가 매우 크며 화학적 부식에 저항성이 있다. 부식 우려가 있는 환경에서는 이 성질이 장점으로 작용한다. 조기강도와 내식성이 한 시멘트에 함께 있다는 점이 특수시멘트의 특징이다.

저발열 시멘트는 수화열을 줄인 대신 초기 강도 발현이 늦으므로, 공사 일정과 기온을 함께 고려해 써야 한다. 발열을 낮추는 설계와 조기강도를 얻는 설계는 서로 반대 방향에 있으며, 이 대립이 시멘트 선택 문제의 핵심이다.

자세히

동절기 공사와 시멘트 선택

겨울 공사에서는 콘크리트가 얼기 전에 일정 강도를 얻어야 하므로 조기강도가 큰 시멘트를 고르는 것이 원칙이다. 보크사이트와 석회석을 원료로 하며 조기강도가 커서 동절기 공사에 적합한 시멘트는 알루미나 시멘트다. 원료를 묻는 선지와 적합한 공사 환경을 묻는 선지가 함께 나오므로, 둘을 한 묶음으로 외워야 한다. 같은 겨울 공사 물음에서 조기강도형이 아닌 시멘트를 고르게 하는 선지도 함께 나온다. 중용열 시멘트는 수화열을 낮추는 쪽으로 설계되어 겨울철 조기강도를 기대하기 어렵고, 겨울에는 조강 계열을 쓰는 것이 기본이다. 판별할 때는 '조기강도가 크다'와 '수화열이 낮다'를 따로 떼어 보지 않는다.