안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
시멘트는 물이 증발하며 마르는 것이 아니라, 물과 만났을 때 일어나는 화학 반응인 수화 반응을 통해 돌처럼 단단해지는 수경성 자재입니다. 이와 관련하여 설명해 자세히 설명해 드릴게요.
시멘트는 석회석과 점토 등을 고온에서 구워 만든 클링커에 석고를 섞어 미세하게 빻아 만듭니다. 석회석은 전체 원료의 약 80%를 차지하는 핵심 성분으로, 칼슘을 공공하며, 점토는 규소, 알루미늄, 철분을 공급합니다. 석고는 시멘트가 물과 반응할 때 너무 순식간에 굳어버리는 급결 현상을 막고, 작업 시간을 확보해 주는 응결 조절제 역할을 합니다.
시멘트 가루에 물을 부으면 화학 결합이 시작되며 인공 암석화 과정이 진행되어 단단해 집니다.
먼저, 시멘트 속 화합물이 물과 만나면 규산칼슘수화물과 수산화칼슘이라는 새로운 화학 물질이 생생하고, 새로 생긴 젤은 현미경으로 보아야 할 만큼 미세한 바늘 모양으로 뻗어나갑니다. 이 바늘들이 시간이 지나면서 서로 그물망처럼 복잡하게 얽히고 설킵니다.
그리고 바늘 모양의 결정 구조들이 주변의 모래, 자갈, 시멘트 입자 사이의 빈공간을 촘촘하게 메우며 모든 재료를 강력하게 접착시킵니다. 이 때문에 시멘트는 공기가 통하지 않는 물속에서도 물만 있다면 지속적으로 화학 반응을 일으키며 단단하게 굳어질 수 있습니다.