시멘트의 정의와 역사에 대해서 알아보겠습니다. 그리스/로마 시대부터 시작된 시멘트의 역사에 대해서 알아볼게요. 그리스/로마시대, 중세시대, 18~19세기, 20세기의 시멘트 역사에 대해서 알아보겠습니다.
(1)시멘트의 정의
시멘트는 ‘접합한다. 결합한다’라는 뜻을 가지고 있는 풀(paste)을 의 미한다. 넓은 의미로는 물질과 물질을 결합, 접합시키는 재료를 의미하며, 좁은 의미로는 금속과 유기질을 제외한 무기질의 재료를 말하지만, 더욱 협의로는 보통 포틀랜드시멘트를 말한다. 소석고, 소석회 등은 공기 중에서는 정화하지만 수중에서는 경화하지 않고 불안정한 상태로 있으므로 기경성 시멘트라고 한다. 반면에 포틀랜드시멘트와 같이 물과 반응하며 수 중에서도 안정된 상태로 경화하고 충분한 강도를 발현하는 시멘트를 수경 성 시멘트라고 한다. 수경성 시멘트는 이러한 장점 때문에 건축·토목분야에서 널리 사용된다. 2장에서는 수경성 시멘트에 대해 설명한다.
(2) 시멘트의 역사
시멘트가 석회석 등을 부수고 소성시켜 만들었기 때문에 어원은 라틴어 로 부순돌이라는 뜻을 가진 ‘Caeder’이었지만 현재는 ‘Cement’로 쓰인다.
1) 그리스·로마시대
그리스시대에는 이미 석회석을 소성한 소석회에 화산재를 혼합하여 강도가 높은 수경성 석회(시멘트)를 제조하는 법을 알고 있었다. 이러한 지 식은 그리스에서 로마로 전달되었고, 로마인은 이러한 시멘트를 이용한 내 크리트를 이용하였다. 그 결과 보마건축에서는 구조부재 크기의 축소 및 곡면시공(아치 및 볼트)이 가능하였다. 또한 해 수에도 저항력이 강하여 해양 콘크리트구조물에도 사용되었다.
2) 중세시대
로마시대에 발전된 시멘트, 콘크리트 기술은 중세시대에는 오히려 침 체되었다.
(3) 18세기~19세기(영국산업혁명 시기)
18세기말부터 시작된 산업혁명으로 도로, 운하, 항만시설 등 토목건 설이 활발하여 품질 좋은 수경성 시멘트의 수요가 증가하였다.
존 스미튼(John Smeaton, 1724~1792)은 네덜란드, 벨기에 지방여 행 중 기존의 해양구조물을 분석하여, 점토분을 다량 함유한 석회석이 순 수한 석회석에 비해 고강도의 시멘트 제조에 유리함을 발견하였다. 1796 년에 제임스 파커(J. Parker)는 점토분을 포함한 석회석을 석 회로에서 소성한 후 분쇄하여 시멘트를 제조하는 방법을 확립하였고, 이러한 방법으로 제조된 시멘트를 로만시멘트(roman cement)로 명명하였다. 이때까지 개발된 시멘트는 점토분을 포함한 천연의 석회석을 이용하여 제조하였으므로 천연시멘트라고도 불린다. 그러나 적당량의 점토분을 함유한 석회석을 찾는 것은 어려운 일이었다. 1818년에 비카(Louis Joseph Vicat)는 석회석에 인공적으로 일정 비율의 점토를 배합하여 미분쇄하고 혼합한 후, 소성하여 제조한 고급 로만시멘트(최초의 인공시멘트)를 개발하였다. 1824년 조셉 아스프딘(Joseph Aspdin)은 석회석을 분쇄, 소성한 후 점토 및 수분을 혼합시켜 미분쇄하고 이를 다시 소성, 미분쇄하여 시멘트를 제조하는 방법을 개발하였다. 이 시멘트의 경화체가 영국 남부 포틀랜드 섬에서 산출되는 석재 색깔과 유사하였으므로 포틀랜드시멘트로 명명되었고 이 미영이 현재까지도 사용되고 있다.
찰스 존슨(Isanc Charles Johnson)은 석회질 재료와 점토질 재료의 비 율을 5대 2로 배합하여 반용융상태로 소성 제조한 시멘트를 개발하였고, 이름 포틀랜드시멘트의 이름으로 판매하였다. 이 시멘트 제조과정은 급결 방지를 위한 석고 첨가과정이 없는 것 외에는 원리적으로 현재의 시멘트 제조방법과 유사하다. 1890년부터 시멘트 제조과정에 석고가 첨가되었 다. 1867년에 철근콘크리트가 발명되어 건물의 규모가 커질 수 있었고, 포틀랜드시멘트의 효용성이 더욱 증대되었다.
4) 20세기 이후
20세기 이후, 다양한 용도에 적합한 각종 시멘트가 개발되어 사용되고 있다. 1919년에는 한국에서 처음으로 평양 근방에 시멘트공장이 세워져 연간 6만 톤의 시멘트를 생산하였으며, 그 이후로 꾸준히 발전하게 되었다.
마치며
지금까지 시멘트의 정의와 시멘트의 역사에 대해서 알아보았습니다. 그리스/로마시대, 중세시대, 18~19세기, 20세기의 시멘트 역사에 대해서 자세하게 알아보았습니다.