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알루미늄산 칼슘의 수화와 그 이용

전문가 제언: ○ 시중에서 흔하게 사용하는 시멘트의 기능을 더 높일 목적으로 개발한 알루미늄 산 칼슘의 구성성분에 대한 구조적인 내용을 언급하고 있다. 획기적인 개발의 내용은 없고 다만 알루미나를 시멘트에 풍부하게 이용할 경우 종래의 시멘트의 경화능력을 향상할 가능성이 있는 시멘트가 생산될 것으로 내다보고 있다.

○ 시멘트는 오래전부터 인간과 밀접한 관계를 맺어 온 구조물 제조재료로 이용되어 왔다. 일반적으로 이용하는 시멘트는 규산칼슘을 주성분으로 하고 있다. 그 화학조성은 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, SO₃로 되어 있다. 여기서 SiO₂가 20~25%, CaO가 62~66%로 주성분을 이루고 있다. 이 논문의 내용은 Al₂O₃, CaO의 농도를 올려서 시멘트의 품질을 높일 수 있는 아이디어를 제공하여 주고 있다.

○ 시멘트의 품질은 작업성과 강도의 지속시간으로 평가한다. 작업성은 시멘트성분에 함유한 SO₃로 조절한다. 즉 석고(CaSO₄)를 사용한다. 석고는 시멘트성분 3CaO·Al₂O₃에 들어가서 복염을 형성하여 응결의 속도를 조절한다. 구조물은 강도와 함께 오래도록 지속되어야 한다. 이것을 결정하는 인자가 결정수라고 할 수 있다.

○ 결정수(crystal water) 또는 결합수(bond water)는 화합물에서 일정한 비로 존재한다. 시멘트에 나타나는 결합수는 배위수, 음이온 수, 격자수, 구조 수 등이 존재한다. 이 가운데 강도를 높이는 결합수는 음이온 수와 구조 수(OH기)라고 볼 수 있다. 음이온 수는 한 분자의 물이 SO₄²-와 수소결합에 의하여 강하게 결합되어 탈수되기 힘들다.

○ 논문의 내용은 새로운 것을 언급하고 있지는 않다. 기존의 시멘트물성을 보다 더 향상시키는 첨가제 또는 단독시멘트 제품으로서 알루미늄 산 칼슘을 기대해 보는 수준이다. 우리나라도 시멘트에 대한 연구는 상당한 수준에 와 있다. 고속, 고강도 시멘트의 제조에 관심이 있는 사람에게는 참고로 권장할 만하다.

저자: Etsuo SAKAI
자료유형: 학술정보