시멘트의 품질 시험 - 비중, 강열 감량

포틀랜트 시멘트의 품질을 확인하기 위해서는 밀도, 강열 감량 등 몇 가지 시험을 실시해야 합니다. 

 

비중(KS L 5110)

대부분의 물질은 고유의 비중값을 나타냅니다. 따라서 시멘트 종류별로 비중값은 달라집니다. 품질 측면에서는 시멘트를 제조할 때 소성과정 등에 문제가 있다면 비중이 저하될 수 있습니다. 따라서 비중 시험으로 소성의 정도를 판단할 수 있습니다. 또 이물질 섞이면 밀도가 저하되기 때문에 비중을 측정해서 혼화재 혼입의 유무나 풍화여부를 판단할 수 있습니다. 

 

▶ 고로 슬래그 시멘트

 

비중은 르샤틀리에 플라스크를 사용해서 측정합니다.

비중은 무게(g)를 부피(㎖)로 나누어서 구합니다. 액체라면 부피를 쉽게 구할 수 있지만 시멘트는 분말로 되어 있기 때문에 부피를 구하기가 어렵습니다. 그래서 일정한 부피의 액체 속에 시멘트 분말을 부어 넣어서 증가하는 부피를 측정해야 합니다. 그런데 물을 사용하면 시멘트와 반응하기 때문에 시멘트와 반응하지 않는 액체를 사용해야 합니다.

 

따라서 완전히 탈수된 등유나 나프타를 사용합니다. 이 광유는 비중이 약 0.73 이상인 것을 사용하도록 규정하고 있으며, 온도 23±2℃에서 사용합니다.

 

실험 방법은 1. 광유를 비중병에 넣어서 가운데 오목한 부분의 0∼1㎖ 사이까지 오도록 채웁니다. 윗부분에 묻어 있는 광유를 닦거나 말립니다. 비중병을 실온으로 일정하게 되어 잇는 물중탕에 넣어 광유의 온도차가 0.2℃ 이내로 되었을 때의 눈금을 읽어냅니다. 온도에 따른 부피변화 오차때문에 온도차이는 0.2도 이하가 되게 해야 합니다.

 

2. 포틀랜드 시멘트 64g을 달아 광유와 동일한 온도에서 조금씩 밀도병 안에 넣습니다. 비중병 윗부분이나 액면 윗부분의 비중병 내부에 묻지 않도록 주의합니다. 시멘트가 비중병 안에 잘 들어가도록 적당히 흔들어 줍니다. 시멘트를 다 넣은 다음에 비중병 마개를 막고 공기 방울이 나우지 않을 때까지 병을 조금 기울여 굴리면서 시멘트 안의 공기를 없앱니다. 비중병을 물중탕 안에 넣어 광유 온도차가 0.2℃ 이내로 되었을 때 눈금을 읽습니다. 지금 읽은 값에서 1번의 눈금값을 빼면 시멘트의 부피를 계산할 수 있습니다.

 

3. 비중은 시멘트의 무게(g)/시멘트의 부피(㎖)로 계산합니다.

 

르샤틀리에 플라스크

 

강열 감량(Ignition loss: ig. Loss)

시멘트를 950∼1000(975±25)℃ 정도로 가열을 반복했을 때 중량이 감소하는 중량을 재는 것입니다. 15분간 강열을 가하고 데시케이터 안에서 냉각한 후 질량을 재는 과정을 15분씩 반복합니다. 이 과정을 반복하면서 강열 전후 질량차가 0.5mg(시멘트 시료는 1g을 사용) 이하가 되었을 때 감량을 구하게 됩니다. 

일반적으로 강열 감량  값은 0.6-0.8% 정도가 됩니다. 강열 감량 시험을 했을 때 감량이 되는 성분은 주로 시멘트 속에 포함된 물과 이산화탄소입니다. 물과 이산화탄소는 시멘트가 풍화되면서 포함되기 때문에 강열 감량 시험은 시멘트의 풍화정도를 판단할 수 있습니다.

 

불용해잔분(Insoluble residue: insol.)

시멘트를 염산 및 탄산트륨용액에 넣었을 때 녹지 않고 남는 부분입니다.

시멘트를 제조할 때 석회석과 점토를 주로 사용합니다. 이 점토분은 염산 등 산에 녹지 않지만 시멘트의 소성과정을 거치게 되면서 산에 용해됩니다. 따라서 불용해잔분 시험을 하면 시멘트의 소성과정이 완전하게 진행되었는지 판단할 수 있습니다. 

 

시멘트에 대해 정리한 내용입니다.

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■ 시멘트의 제조와 화학성분

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■ 시멘트의 표준 주도(Consistency) - 반죽 질기

■ 시멘트의 응결 시간 - 비카트

■ 시멘트의 분말도 측정 - 블레인 공기 투과 장치

 

■ 시멘트의 수화반응(Hydration)

■ 시멘트의 풍화(Aeration)

 

 

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