시멘트 편집하기

'''시멘트'''(cement)란 토목·건축 재료로 쓰는 접합제. 물에 이긴 것을 말리면 돌처럼 단단해지는 회색의 가루로서, 보통 진흙이 섞인 석회석을 주원료로 하여 여기에 소량의 석고를 넣어서 가루로 만든 것이다.

시멘트는 일반적으로 건축을 위해서 사용되며 토목 및 건춘용 무기질의 결합 경화제를 나타내며, 크게 포틀랜드 시멘트, 특수 시멘트. 모르타르 제품 등으로 나눌 수 있다. 이중 일반적으로 사용되고 있는 시멘트는 포틀랜드 시멘트이고, 석회, 실리카, 알루미나, 산화철 등을 일정 비율로 혼합하여 용융, 소성된, 클링커에 적당량의 석고를 가하여 분말형태로 만든다. 시멘트 공업은 석회석을 채광하고 이를 소성 가공하여 제품을 생산하는 장치산업으로, 타 제조업에 비해 생산과정이 고도화되어 있지 않으며, 원재료 확보에 대한 입지가 제한적이다. 최근에는 새로운 기능을 가진 시멘트가 차례로 연구 개발되어 실용화되고 있다. 즉 고강도용 시멘트로서 DSP 재료 (Densified System Containing Homogeneously Arranged Ultra-Fine Particles), 포틀랜드시멘트-고로슬래그계와 초저발열시멘트, 지반주입용의 초미분 시멘트인 콜로이드 시멘트, 롤러 전압콘크리트 포장(RCCP)용 시멘트 등이다. 또한 로이(Roy) 등에 의해서, 화학결합 세라믹스라는 새로운 개념이 제안되어, 시멘트 화학의 대상분야는 수화반응에서 산-염기의 중화반응으로, 규산염과 알루민산염에서 인산염과 유해폴리머 결합의 이용으로, 확장되고 있으며, 시멘트 사용대상 분야는 건설재료에서 엔지니어링 [[콘크리트]]로 넓혀지고 있다. 시멘트에 대한 개념도 변화가 되었으며, 앞으로 새로운 성능, 기능을 가진 시멘트가 출현될 것으로 보인다.<ref name='한화'></ref><ref>삼표시멘트 - http://www.sampyocement.co.kr/kor/default.htm</ref>

인류가 석회를 사용하기 시작한 기원은 정확지는 않으나 결합재로서 석회 사용은 신석기 시대 유적지 제리코(Jeriko) 발굴중 기원전 7000년전의 것으로 추정되는 석회콘크리트가 발견되고, 이프타헬에서의 석회콘크리트의 발견 등을 고려하면 1000년 이전까지도 거슬러 올라간다. 사람들이 시멘트를 사용하여 만든 구조물 중에서 현존하는 최고의 것으로는 기원전 2500년경에 건설된 이집트 쿠퍼왕의 피라미드로 외장석재표면에 몰탈(Mortar)이 도포되어 있음을 볼 수 있으며 이에 사용된 시멘트는 석회석을 구워서 만든 생석회와 석고를 구워서 만든 소석고로 이것 모두는 기경성(氣硬性)시멘트이다. 이러한 석회의 원시적 사용이 18C 과학의 발달과 함께 발전하게 되는데 1756년 영국의 에디스톤(Eddystone) 등대를 건설하면서 존 스미톤(J. Smeation)은 점토분을 다소 함유한 석회를 소성하면 수경성을 갖는다는 사실을 발견하고 수경성석회(Hydraulic Lime)를 만들게 되고, 이어 1796년 파커(J. Parker)가 같은 방법으로 로만시멘트(Roman Cement)를 발명하였고 1818년 프랑스의 비카(L.Vicat)가 석회석과 점토질 암석을 혼합, 소성하여 천연시멘트(Natural Cement)를 발명 하였다. 특히 비카는 인공포졸란 제조시 석회질 점토의 성분과 소성온도에 대한 적정 기준을 발표하여 오늘날 보통(포틀랜드) 시멘트 제조법의 토대를 마련하였다. 이렇게 적당한 점토분을 가지는 석회질 암석인 시멘트암(Cement Rock)을 원료로 하여 제조된 로만시멘트 또는 천연시멘트는 그후 1825년 완공된 테임즈강 터널 공사 및 국회의사당 재건공사에 사용되는 등 널리 보급되고 개량되어 갔다. 1824년 영국에서는 벽돌공이던 애스프딘(J. Aspdin)이 석회석을 구워 생석회를 만들고 이것에 물을 가해 미분말의 소석회를 만든 다음 점토를 혼합하고 다시 석회로에서 800℃까지 소성, 크링카를 생산한 후 미분쇄하여 시멘트를 제조하는 방법을 개발하였는데 이 제조법은 이중소성방식을 이용함으로써로만 시멘트보다 품질이 우수하여 영국특허국에 특허를 얻었으며 현재 가장 일반적으로 사용되는 포틀랜드 시멘트의 시초가 되었다. 애스프딘이 특허를 받은 후 200여년간의 계속된 시멘트 제조법의 연구는 계속되어져 1845년 존슨(I. C. Johnson)이 석회석과 점토의 배합비율, 소성온도등의 제조조건을 밝히는등 시멘트제조학의 기반을 마련하였고 이렇게 하여 오늘날 쓰이고 있는 포틀랜드 시멘트가 탄생 되었다. 경화한 시멘트의 색깔과 경화현상 등 이 당시 건축재료로 사용되던 포틀랜드산 천연석과 유사하여 유래된 포틀랜드시멘트는 1850년경부터 영국, 프랑스, 독일, 미국 등에 제조공장이 건설되고 제품생산이 이루어지면서 크게 사용되기 시작되어 현재까지 이르고 있다.