『 시멘트의 비중 시험 』Testing Method for Specific Gravity of Hydraulic Cement《시멘트 비중에 관한 실험》○ 시 험 목 적(1) 시멘트의 비중은 소성 불충분, 혼합물의 첨가, 화학성분 등에 의해 변화되므로 이를 고려 하여 풍화의 정도를 알 수 있으며, 미지의 시멘트의 종류를 어느 정도 추정할 수 있다.(2) 시멘트 비중은 시멘트의 성질을 판정하는테 큰 역할을 한다.(3) 콘크르트의 배합, 및 단위용적 중량계산 등에 필요하므로 시멘트비중을 측정한다.○ 시험기구 및 재료(1) 보통 포틀랜드 시멘트, 초조강 시멘트(2) 르샤틀리에 비중병(Le Chatelier flask) 3EA(3) 깔때기 2EA(광유용, 시멘트용)(3) 저울 (칭량 200g, 감량 0.2g)(4) 철사 및 마른걸레(5) 광유{비중 약 0.83인 완전 탈수한 등유나 경유 또는 나프타(naphtha)}(6) 항온수조(20+-2oC의 일정한 온도유지 가능한 것)(7) 기타 온도계, 숟가락(spoon) 등○ 시 험 방 법(1) 시험에 필요한 시험기구를 준비한다.(2) 시험실의 온도와 습도를 파악하여 기록한다.(3) 르샤틀리에 비중병을 깨끗이 닦아내고 안에 이물질이 없게끔 준비한 다음 깔때기를 이용 해 비중병 입구에 광유가 묻지 않게끔 조심하면서 비중병의 눈금 0~1cc사이까지 광유를 넣는다.(4) 위와같은 방법으로 르샤틀리에 비중병 3개를 만들고 손이 닿지 않게끔 가만히 두고, 눈금 은 미니스커스의 최저면을 읽어 기록한 후, 시험에 사용될 시멘트를 고운체로 걸러 충분히 준비한다.(5) 시멘트를 소수점 이하 첫째자리까지 정확히 저울에 달아 64g씩 3개를 준비한다.(6) 시멘트를 넣기전 비중병에 온도계를 넣고 광유의 온도를 파악한다.(7) 깔때기를 이용하여 시멘트를 조금씩 조심스럽게 비중병으로 밀어넣는다.(8) 시멘트를 다 넣고 비중병 안에 공기가 더 이상 발생하지 않을 때까지 비중병을 툭툭치거 나 약간기울여 돌려준다.(9) 다시 비중병을 제자리에 놓고 약 30분 정도 시간이 흐른뒤에 비중병내부의 온도를 측정하 고 비중병의 눈금을 읽는다.(10) 다음의 식에 의해 비중을 산출하고 소수점 넷째자리에서 반올림하여 셋째자리까지 구한 다.{⇒ 시멘트의 비중 =시료 시멘트의 중량(g)비중병 눈금의 차(cc)(11) 실험결과를 기록하고, 르샤틀리에 비중병은 이후 다른조가 사용하는데 지장이 없게, 광유 를 이용하여 깨끗이 씻어 원래의 자리에 보관하고 시험을 끝마친다.○ 시 험 결 과포틀랜드 시멘트 비중시험 결과표{시멘트의 비중 시험시 험 일2003년 9월 15일 월요일시 료 명보 통 포 틀 랜 드 시 멘 트측 정 번 호123광유표면의눈금 읽기처음 읽기 (cc)0.50.50.5마지막읽기 (cc)21.421.521.230분후 읽기 (cc)20.821.520.7시멘트의 중량 w (g)64.064.064.0비 중 ρ= w/v3.153.123.16평 균 비 중3.14초조강 시멘트 비중시험 결과표{시멘트의 비중 시험시 험 일2003년 9월 15일 월요일시 료 명초 조 강 시 멘 트측 정 번 호123광유표면의눈금 읽기처음 읽기 (cc)0.50.50.5마지막읽기 (cc)22.121.92230분후 읽기 (cc)21.421.121.2시멘트의 중량 w (g)64.064.064.0비 중 ρ= w/v3.063.103.09평 균 비 중3.08○ 고 찰보통 포틀랜드 시멘트는 비중이 약 3.05∼3.15정도, 초조강 시멘트는 비중이 약 3.05∼3.11정도 이다. 시험시 광유에 시멘트를 넣는 과정에서 여러번의 시도를 하였지만 시멘트가 묻거나 손실이 발생하여 어느정도의 오차를 예상했었다. 하지만, 우리 실험의 비중 평균은 보통 포틀랜트 시멘트 3.14와 초조강 시멘트 3.08로써 한국공업규격에 비슷한 비중의 시험결과를 얻어서 만족스럽다.시멘트는 공기중에 노출되면 공기중의 습기 및 탄산 가스를 흡수하여 가벼운 수화를 일으켜 탄산화가 되며, 비중과 강도가 떨어지는 풍화 현상이 일어난다.책에는 항온수조를 이용해서 실험을 했는데, 우리조는 항온수조가 없어 교수님의 말씀대로 일반 수돗물을 햇빛에 20분 정도 두었다가 사용 함으로써 광유의 온도변화에 대한 용적오차범위를 줄였다.실험을 마치고 비중병을 씻을 때, 그냥 물로만 헹궜더니 시멘트가 굳어서 잘 닦이지 않았다. 다음 시험조를 위해서 광유로 비중병안을 깨끗이 닦아야 한다. 물론, 실험을 시작하기 전에도 전조가 실험한 시멘트가 비중병에 묻어있는지 반드시 확인을 하고 깨끗이 닦아야 실험결과의 오차를 줄있 수 있다. 위 실험결과에서 2번을 실험할때, 시멘트를 넣는 과정에서 유실이 많았다는 사실을 비중값이 다른 것 보다 작다는 것에서 알 수가 있다.르샤틀리에 비중병을 보면 가운데가 볼록하게 나왔는데, 시멘트를 넣는 과정에서 그 부분이 자주 막혀 고생을 했다. 특별히 그렇게 만든 이유가 있는지 궁금하다.○ 주 의 사 항(1) 비중병에 시멘트를 넣는 과정에서 막혔을 때는 병 밑바닥을 가볍게 두들기거나 경사지게 해 시멘트가 가라앉도록 한다.(2) 비중병은 시험을 마친 후 반드시 등유를 사용하여 청소하고 깨끗이 되지 않을 때는 건조한 가는 모래와 등유를 사용하여 닦아낸다. (이때 물을 사용해서는 안된다.)(3) 광유는 인화성, 휘발성 물질이므로 화기에 주의 한다.○ 참 고 사 항(1) 시멘트의 비중 시험은 구입자의 요구가 있을 때에 실시한다.(2) 시멘트 클링커의 구성성분과 비중은 다음과 같다.시멘트 클링커의 구성성분의 비중{조성 광물알루민산삼석회(C3A)규산삼석회(C3S)규산이석회(C3S)알루민산철사석회(C4AF)비 중3.003.133.283.77(3) 포틀랜드 시멘트의 비중은 한국공업규격에 3.05 이상으로 규정하고 있으나 보통 포틀랜드 시멘트는 평균 3.15 정도, 조강 포틀랜드 시멘트는 3.12 정도, 중용열 포틀랜드시멘트는 3.20 정도, 초조강 포틀랜드 시멘트는 3.10 정도이다.(4) 시멘트의 비중은 클링커의 소성이 불충분하거나, 석고(비중 2.32)의 양이 많은 경우, 시멘 트가 풍화된 경우 및 저장기간이 길어짐에 따라, 또 혼합시멘트에서 혼합재의 양이 많아지 면 비중이 작아지며, 일반적으로 SiO2, Fe2O3가 많으면 크고 CaO, Al2O3가 많으면 비중이 작다.(5) 시멘트의 저장기간에 따른 비중값 변화의 일례는 다음과 같다.시멘트의 저장기간과 비중 일례{저장기간(월)012369비 중3.143.143.113.093.103.11(6) 혼합시멘트의 혼화재에 따른 비중의 일례는 다음과 같다.
