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포트랜드 시멘트란?

ASTM C-150에 따르면, 포트랜드 시멘트는 클링커 분쇄를 통해 생성되는 수경성 시멘트를 말한다.
포트랜트 시멘트는 수경성 규산화 칼슘(hydraulic calcium silicates)을 다량 포함하고 1개 이상의 황산칼슘(calcium sulfate) 종류를 부수로 포함한다.

포트랜트 시멘트의 원재료는 규조토(silica), 산화 알루미늄(aluminum oxide)과 산화 제2철(ferric oxide) 적절 비율로 포함하고 있다.
석회의 근원은 석회질 성분의 석회암(limestone) 또는 백암(chalk)이며 규조토와 산화 알루미늄의 근원은 혈암(shales), 점토(clays) 또는 점판암(slates)이다.
철성분의 재료는 철과 황화철광(pyrites)이다. 산화 제2철(ferric oxide) 용매제 역할을 함은 물론 석회와 알루미나와 혼합한다.
원재료에는 소량의 다른 화합물을 보유하며 그 예로는 마그네시아(magnesia), 알칼리토양(alkalis), 인산염(phosphates), 불소(fluorine) 화합물, 산화 아연(zinc oxide)와 황화물등 이다.

시멘트 클링커는 원재료를 부수고, 갈아서 걸러낸 후 회전화로에서 1,300~1,450 정도로 가열함으로써 생성된다. 이 작업에서 대략 1,100~1,400㎉/g정도의 에너지를 소모한다.

반응의 순서는 다음과 같다.
약 100 (drying zone)에서는 수분이 추출된다.
Preheating zone(100~750 )에서는 점토에 결합되어 있는 수분이 모두 증발한다.
Calcining zone(750~1,000 )에서는 탄산칼슘(calcium carbonate)이 분리된다.
Burning zone(1,000~1,450 )에서는 부분적인 C3S, C2S와 클링커로의 융합이 일어난다.
Cooling zone(1,450~1,300 )에서는 aluminate칼슘, calcium alumino ferrite구성의 용해물의 결정화가 이루어진다.

원재료를 지정된 시간동안 가열한 후 생성되는 클링커는 열을 식힌 후 설정된 품질의 4~5% 석고로 연마된다. 분쇄를 용이하게 하기 위하여 이온화 혼합물을 분쇄 시 첨가하는 경우가 많다.