시멘트클링커 실험 보고서

소개글

시멘트클링커 실험 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적

2. 실험이론

3. 실험방법

4. 실험결과분석

5. 비고 및 고찰

본문내용

진다. alite는 시멘트 성질을 가장 좋게 하는 성분이기 때문에 LSF를 높여야 좋은 시멘트를 생산할 수 있다. )
3. 실험방법
① 시료의 분쇄: 시료의 입경이 크면 peak의 강도의 재현성이 불량해 지기 때문에, 충분히 분쇄할 필요가 있다. 보통 44㎛ sieve 전통의 정도가 좋으며, 평균입경이 5㎛정도 되면 회절강도의 상대표준편차가 1.4% 정도로 매우 양호해 진다. 시료는 보통 1~2g 정도면 충분하며, 막자사발을 준비하여 분쇄하고, 손가락의 감촉으로 분쇄정도를 가늠한다.
② 현미경시편작성: 분쇄된 시료에 소량의 물을 넣은 후 뭉치기 좋은 상태가 되면 직경이 1~2cm 이내의 구 형의 시편을 만든다.
③ 소성: 1000℃에서 하루정도 소성한다. (소성이 잘 되지 않을 경우 기공이 많이 생긴다. 승온 및 냉각 속도가 느려짐에 따라 alite와 belite는 성장하였으며, 특히 냉각 속도는 belite의 성장에 큰 영향을 주었다. 또한 최대 소성온도에서의 유지 시간이 20분 증가함에 따라 alite와 belite가 약 5fm정도 성장하는 것을 확인하였으며, 최대 소성 온도가 1400℃인 경우, belite의 크기는 양호하나 alite는 제대로 성장하지 않은 10~l5㎛ 수준 이었다.)
④ 연마: 한 쪽 면만 연마하며, 완전 mirror 면이 되도록 함.(시편을 잘 관찰하기 위해서는 표면을 편편하게 연마해야 한다. 불충분할 경우 고 배율관찰이 어려움)
⑤ X선 회절분석: Hanawalt법 보통 이 방법을 이용하여 정성분석을 하며, 경험이 많으면 반 정량적 결과 예측도 가능하다.
①시료의 회절 패턴으로부터 각 피크의 회절각도와 상대강도를 정리한다. 강도는 back-ground를 제외한 피크의 높이로 측정해서 가장 강도가 강한 회절선의 강도와의 비로서 상대강도를 구한다. 회절 각으로부터 d값을 환산표를 이용하여 구한다.
②우선 가장 강도가 강한 3개의 피크를 선정하여 그 d값과 표준광물들의 데이터와 비교하여 가능성이 큰 광물을 선정한다.
③표준광물의 데이터로부터 다른 회절선도 비교하여 그 광물의 존재여부를 판정한다.
④동정된 광물의 회절 선을 제외한 나머지 회절 선을 사용하여 ①, ②를 반복 행하여 다른 광물의 존재여부를 판정한다.
*화학조성을 알고 있거나 가능성이 있는 광물의 정보가 있을 때
가능성이 있는 광물의 특징 선을 이용하여 존재여부를 확인하고, 가능성이 높을 경우는 그 광물의 data와 전체
회절 선을 비교하여 확인한다.
이용
⑥ etching: 수증기, 불산증기, HNO3용액 등 많은 방법이 개발되어 있으나, HNO3용액법이 가장 많이 사용된다. 0.2% HNO3 용액에 10~20초 정도 담그고,
알코올에 헹군 다음 흡수성 종이 등에 흡수건조 후 관찰한다.
처음에는 10초 정도 애칭하고 상태를 보아 추가로 애칭하는 것이 좋다.
⑦ 현미경 관찰: 광학현미경(색깔을 볼 수 있음)을 이용
4. 실험결과분석
① X선 회절분석
①-1. 내용
①-2. 분석결과
3조의 시멘트 클링커의 X선 회절 측정결과와 위에 제작된 각 광물의 피크들을 가지고 비교해 보았을 때, 3조의 시멘트 클링커에는 alite와 β-C2S의 함유율이 높음을 알 수 있었다.
② 현미경 관찰
②-1. 내용
← A는 alite
(각진 형태)
B는 belite
(둥근 형테)
<편광 현미경 관찰 사진>
<첫번째- 시편 현미경 관찰 사진>
<두번째- 시편 현미경 관찰 사진>
<세번째- 시편 현미경 관찰 사진>
<네번째- 시편 현미경 관찰 사진>
②-2. 분석
전체적으로 belite가 많이 관찰되고, 기공도 보인다.
연마가 제대로 이루어지지 않아 표면의 높이가 다름을 볼 수 있었다.
벨라이트 시멘트를 제조하기 위해서는 클링커의 제 계수중 LSF를 보통 시멘트와는 달리 80 내외로 크게 낮추고 SM을 상당히 높게 하여 소성해야 하므로 소성 공정에 상당한 어려움을 겪게 될 뿐 아니라, 제조된 클링커는 피분쇄 특성을 나타낸다. 즉, SM이 상당히 높고 IM이 낮으므로, C3A 및 C4AF 등으로 구성되는 간극질의 함량이 적기 때문에 파쇄성은 양호한 반면 클링커의 구성 광물 중 피분쇄특성이 제일 나쁜 C2S 광물의 함량이 높기 때문에 연삭성은 나빠지게 되어 최종적으로 시멘트 밀의 생산성에 악 영향을 미치게 된다.
5. 비고 및 고찰
이번 실험에서 우리가 주위 해야 할 점은 소결과정이다. 소결이 잘 되지 않을 경우 기공이 많이 생겨서 결과적으로 시편을 관찰 할 때 현미경의 배율을 높일수록 기공이 구름모양으로 점점 커져서 보이기 때문에 시편 관찰이 힘들어 진다. 또한 연마과정에서도 표면을 매끄럽게 연마를 하지 않을 경우 높이 차이에 의해 시편 관찰이 어려워진다.
modulus의 계수 중에서 LSF의 값이 낮을 경우 이번 실험에서처럼 belite 함량이 높은 시멘트를 관찰하게 될 것이다. belite 시멘트의 경우 시멘트 밀의 생산성에 악영향을 미치게 된다.
시멘트 밀의 생산성은 시멘트 밀의 생산성은 전체 생산 공정 중의 에너지 소비가 많은 부분이므로 이에 대한 개선은 생산성 향상 및 원가 절감 측면에서 매우 중요한 인자가 되므로, 좋은 시멘트는 LSF의 값이 높은 시멘트라 할 수 있겠다. 하지만 belite 시멘트라고 불리는 이 시멘트는 보통 포틀란드 시멘트에 비해 저발열, 고유동, 장기재령 에서의 고강도 특성 및 치밀한 경화체 구조에 따른 장기적인 내구성의 증진이라는 장점을 가지고 있어 대형 구조물, 초고층 빌딩, 지하철 등 지중 연속구조물, LNG 저장탱크 등 특수용도의 구조물들에 그 사용이 점차 증가하고 있으며 국내 콘크리트 구조물의 기술수준 발전에도 크게 기여하고 있다.
시멘트라는 단어는 우리가 일상생활에서 쉽게 접할 수 있다. 하지만 시멘트가 어떻게 만들어지고, 어떻게 이루어지며, 어떤 조직의 모양을 가지고 있는지는 쉽게 알 수 없었다. 그냥 단순하게 아파트 벽에 발라져 있는 것이 시멘트라고만 생각 했었는데 한 학기 동안 시멘트의 깊은 면을 관찰하고 알아갈 수 있는 시간이 의미 있었던 것 같다.
설계과목이라 한 학기 동안 다른 과목에 비해 부담도 되었지만, 얻은 것도 많은 수업이었다.

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