시멘트화학

소개

시멘트화학(Cement Chemistry)

목차

1 시멘트의 화학반응
1.1 시멘트의 성분
1.2 시멘트의 수화(水和)
1.3 응결과 경화
(1) 유도기
(2) 가속기
(3) 감속기
2 시멘트 경화체의 강도
2.1 시멘트 경화체의 강도에 영향을 미치는 인자
2.2 시멘트 경화체내의 공극과 강도
2.3 시멘트 수화생성물에 의한 강도 발현
3. 에트링가이트의 특성
3.1 에트링가이트의 구조 및 성질
3.2 에트링가이트의 특성을 이용한 시멘트
(1) K형 팽창 시멘트
(2) M형 팽창 시멘트
(3) S형 팽창 시멘트
3.3 시멘트 응결과정과 에트링가이트

본문내용

1 시멘트의 화학반응
1.1 시멘트의 성분
포틀랜드 시멘트를 구성하는 주요 화학성분은 Fig. 1과 같이 산화칼슘(CaO), 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화제2철(Fe2O3)이며 4종류의 산화물을 합친 함유량은 시멘트 중량의 거의 90%를 차지하고 있으며 이들을 보통 주요화합물(major oxides)라 한다.

이러한 화학성분은 상호결합하여 화합물을 구성하게 되는데, 클링커의 4개 주요 화합물은 규산제3칼슘(3CaO․SiO2), 규산제2칼슘(2CaO․SiO2), 알루민산제3칼슘(3CaO․Al2O3), 알루민산철제4칼슘(4CaO․Al2O3․Fe2O3)이다. 여기에서 주요 조성광물은 4종류이며, Table. 1.1과 같이 각각 다음과 같은 성질을 갖고 있다.

C3A 및 C2S는 시멘트 강도의 대부분을 저해하는 것으로 그 합이 포틀랜드 시멘트에서 70~80%의 범위이다. C3S의 량이 많을수록 조강성을 나타내고 또 C3S는 수화에 의한 발열이 C2S에 비해 크므로 조기발열성을 가진다. 반대로 C3S가 적고 C2S가 많으면 강도의 발현은 늦지만 1년 이상의 장기재령에서 C3S가 많은 것보다 강도가 높고 수화열의 발생도 적다.
C3A는 수화속도가 빠르고 발열량도 크며 수축도 크다. 시멘트 중에 좋지 않은 성질의 대부분은 이것에 기인하기 때문에 이 양은 가능한 한 적은 것이 좋으나 시멘트 소성상 어느 정도의 양이 필요하다.
C4AF는 수화열이 적고, 수축도 적으며, 강도도 적다. Table. 1.2는 포틀랜드 시멘트 화합물의 특성과 함유량과의 관계를 설명한 것이다.

1.2 시멘트의 수화(水和)
시멘트에 약간의 물을 첨가하여 혼합시키면 가소성있는 페이스트가 얻어지나 시간이 지나면 유동성을 잃고 응고하며(이 현상을 응결이라고 한다) 그후 시간이 경과함에 따라 경도를 더하여 간다.(이것을 경화라고 한다) 이것은 시멘트중의 각 조성광물이 물과 화학반응(수화)하여 수화생성물을 형성하여, 반응이 진행함에 따라 페이스트중의 물이 소비되어, 수화물 조직이 차차로 치밀하게 되는 것에 기인한다. 즉 수화반응이 개시된다.

참고자료

· 없음