시멘트(cement, 문화어: 세멘트)는 가장 일반적인 의미로 결합재이며, 단독으로 굳고 단단해지는 물질이자, 다른 재료들과 함께 굳힐 수 있다. 단어 "시멘트"는 콘크리트를 닮은 벽돌공사를 묘사하기 위해 "opus caementicium"이라는 용어를 사용한 로마인들까지 거슬러 올라가며 결합재로서 태운 석회와 조각난 암석으로부터 만들어졌다. 한국어로 '양회'는 시멘트를 가리키는 순화어이다.

수경성(물에 의해 굳어지는 성질)의 결합재를 얻기 위해 태운 석회에 부가되었던 화산재와 가루가 된 벽돌 첨가물들이 후에 cementum, cimentum, cäment, cement로서 불렸다. 시멘트는 수경성(hydraulic cement) 혹은 비수경성(기경성, non-hydraulic cement)으로 구분하며, 수경성 시멘트를 포틀랜드 시멘트(portland cement), 혼합시멘트(blended cement) 및 특수시멘트(special cement)로 분류한다.^[1]

시멘트의 가장 중요한 용도는 모르타르와 콘크리트를 만드는 것이며, 이들은 보통 주변 환경에 잘 버티는 튼튼한 건물을 짓기 위한 골재들을 결합시키는 용도로 쓰인다.

시멘트가 고화하는 원리

시멘트를 물로 반죽하면 돌처럼 굳어지는데, 이것은 시멘트 성분이 물과 반응하여서 새로운 조직으로 되기 때문이다. 포틀랜드 시멘트는 주성분으로서 규산삼칼슘(3CaO·SiO₂)과 규산이칼슘(2CaO·SiO₂)이 들어 있는데, 물이 가해지면 각각 다음과 같은 화학변화를 일으킨다.

2(3CaO·SiO₂) (s)＋6H₂O (l)→CaO·SiO₂·nH₂O＋2Ca(OH)₂

2CaO·SiO₂ (s)＋(n＋1)H₂O (l)→CaO·SiO₂·nH₂O＋Ca(OH)₂

즉 불안정한 규산칼슘이 분해되어 결정성의 안정된 2개의 물질로 된다. 이러한 조직의 결합과 결정화에 의해 시멘트에 강도가 생긴다고 한다. 또 위 반응에 의해 생긴 수산화칼슘(Ca(OH)₂)이 다시 공기중의 이산화탄소를 흡수하여 경화성(硬化性)의 탄산칼슘(CaCO₃)으로 되는 것도 시멘트의 경도를 증가시키는 한 원인이 된다.

콘크리트(concrete)

시멘트는 모래·자갈과 함께 혼합하여 물로 개어 사용하는 경우가 가장 많다. 즉 모래나 자갈을 연결하는 접착제로서의 작용이다 이것이 콘크리트이며, 일반적으로 시멘트 1, 모래 2, 자갈 4의 비율로 섞는다. 콘크리트 혼합공장에서 공사장까지 콘크리트를 운반하는 믹서 차(mixer car)는 회전드럼 속에서 물과 시멘트와 자갈을 혼합하면서 달린다. 콘크리트는 압축하는 힘에 대해서는 강하지만, 꺾거나 잡아당기는 힘에 대해서는 약하다. 이 결점을 보완하기 위해 철근이나 철골을 넣어 굳힌다. 또 교량공사 등에 쓰이는 것으로, 사용할 때의 인장력(引張力)보다 더 강한 장력을 가하여 굳혀, 사용시에 가해지는 꺾임이나 잡아당기는 힘에 대항할 수 있는 장력을 가질 수 있도록 한 PS콘크리트 등이 있다. 이 콘크리트는 몹시 견고하여 철도의 침목으로도 쓰인다.

슬레이트

슬레이트 시멘트에 대해 15∼20%의 중량비로 석면을 가하여 물로 반죽해서 굳힌 것을 석면 슬레이트라 부른다. 시멘트만으로 굳힌 것은 꺾임이나 잡아당기는 힘에 약하지만, 석면이 더해짐으로써 그 섬유의 힘으로 꺾임이나 인장력에 대한 강도가 높아진다. 주로 지붕이나 벽의 재료로 쓰인다.