포틀랜드 시멘트는 다양한 토목 및 건축 공사에 널리 사용되는 시멘트로, KS L 5201 규격에 따라 크게 5가지 종류로 나뉩니다. 

각 종류는 특성과 용도에 따라 구분됩니다.

포틀랜드 시멘트의 종류 및 특성

1.1종 보통 포틀랜드 시멘트 (Ordinary Portland Cement)

특성: 가장 일반적으로 사용되는 시멘트로, 보편적인 강도 발현과 수화열 특성을 가집니다. 28일 정도에 최종 강도가 발현됩니다.

주요 용도: 일반적인 콘크리트 공사, 모르타르 등 광범위하게 사용됩니다. 혼합 시멘트의 모체가 되기도 합니다.

화학 성분: CaO가 약 64.8% 함유되어 있습니다.

물리적 특성: 분말도 2,800 cm²/g 이상, 초결 60분 이상, 종결 10시간 이하, 3일 강도 12.5 MPa 이상, 7일 강도 22.5 MPa 이상, 28일 강도 42.5 MPa 이상입니다.

2.2종 중용열 포틀랜드 시멘트 (Moderate Heat Portland Cement)

특성: 수화열을 저감시킨 시멘트로, 발열량이 적고 건조 수축이 작아 균열 발생 우려가 적습니다. 단기 강도보다는 장기 강도가 우수합니다.

주요 용도: 댐, 터널, 도로 포장 등 매스 콘크리트와 같이 큰 체적의 콘크리트 공사에 주로 사용됩니다. 내화학성도 높습니다.

화학 성분: SiO₂, Fe₂O₃ 함량을 늘려 수화열을 낮춥니다.

물리적 특성: 7일 수화열 290 J/g 이하, 28일 수화열 340 J/g 이하, 3일 강도 7.5 MPa 이상, 7일 강도 15.0 MPa 이상, 28일 강도 32.5 MPa 이상입니다.

3.3종 조강 포틀랜드 시멘트 (Early Strength Portland Cement)

특성: 초기 강도 발현이 매우 빠릅니다. 보통 포틀랜드 시멘트의 7일 강도가 3일 만에 발현될 정도로 수화 속도가 빠르며, 수화 발열량이 큽니다.

주요 용도: 공기 단축이 필요한 긴급 공사, 한중(寒中) 공사, 수중 공사, 고강도 제품 제조 등에 사용됩니다. 저온에서도 강도 발현성이 우수하고 수밀성이 높아 화학 저항성 및 동결융해 저항성이 좋습니다.

화학 성분: CaO, Al₂O₃ 등의 함량을 늘리고 C₃S(규산3석회)를 증대시키며, 분말도를 4,000~4,500 cm²/g 정도로 미분쇄합니다.

물리적 특성: 분말도 3,300 cm²/g 이상, 초결 45분 이상, 1일 강도 10.0 MPa 이상, 3일 강도 20.0 MPa 이상, 7일 강도 32.5 MPa 이상입니다.

4.4종 저열 포틀랜드 시멘트 (Low Heat Portland Cement)

특성: 중용열 시멘트보다도 수화열이 훨씬 낮습니다. 장기 강도가 우수하며 건조 수축이 낮고 내구성이 뛰어납니다.

주요 용도: LNG 탱크, 댐, 매스 콘크리트 등 발열을 최소화해야 하는 대규모 공사에 사용됩니다.

화학 성분: C₂S(규산2석회) 생성량을 늘려 수화열을 더욱 낮춥니다.

물리적 특성: 7일 수화열 250 J/g 이하, 28일 수화열 290 J/g 이하, 7일 강도 7.5 MPa 이상, 28일 강도 22.5 MPa 이상, 91일 강도 42.5 MPa 이상입니다.

5.5종 내황산염 포틀랜드 시멘트 (Sulfate Resisting Portland Cement)

특성: 황산염에 대한 저항성이 강하여 내화학성 및 내구성이 향상된 시멘트입니다.

주요 용도: 해양 공사, 하수 및 배수 시설, 황산염이 많이 포함된 토양에 접하는 구조물, 지하수 및 터널 수로 라이닝 등 화학적 침식에 노출될 수 있는 환경에 사용됩니다.

물리적 특성: 3일 강도 10.0 MPa 이상, 7일 강도 20.0 MPa 이상, 28일 강도 40.0 MPa 이상입니다.

이 외에도 백색 포틀랜드 시멘트와 같은 특수 시멘트도 존재합니다. 백색 포틀랜드 시멘트는 철분 함량을 억제하여 백색을 띠며, 주로 타일 줄눈, 테라조 공사, 교통 관련 표시 등에 사용됩니다.

포틀랜드 시멘트는 이러한 다양한 종류를 통해 각각의 특성과 용도에 맞게 선택되어 최적의 콘크리트 성능을 발휘하도록 합니다.

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