고로슬라그는 용광로중의 용유상태로부터 냉각방법에 따라 급냉슬라그 및 서냉슬래그로 분류되는데, 서냉슬라그는 자연방냉된 것으로서 용융되었던 비금속 무기물의 대부분이 결정화되어 수경성이 낮고 일반적으로는 시멘트용 혼합재로서 사용되지 않는다. 시멘트용 혼합재로서 이용되는 것은 입상화 급냉으로 유리화하여 잠재수경성이 큰 수쇄슬래그이며, 여기에서는 주로 이의 성상과 품질에 대하여 설명하고자 한다.

고로 수쇄슬라그의 화학성분은 철광석중의 불순물, 첨가하는 석회석 또는 돌로마이트의 품위 및 환원제로서 사용하는 코크스중의 회분에 따라 다소 달라질 수 있으나, SiO2,Al2O3, CaO, MgO 의 네가지 성분이 약 97%로서 CaO 와 MgO 를 염기성분으로 하는 알루민산규산염이라 할 수 있다.

슬라그의 일반적인 화학성분을 시멘트와 비교하여 [표 7]에 나타내었다.

급냉된 고로 수쇄슬라그는 용융상태로부터 수백 ℃/sec 의 속도로 급냉되면서 융액 점도의 급상승으로 인하여 원자배열이 채 이루어지지 않은채로 과냉각되기 때문에 냉각후의 조직은 유리질(비정질)로 되며, 결정화 에너지에 해당하는 만큼의 에너지를 내재한 것이 된다.

[ 표 7 ] 슬라그의 및 포틀랜드시멘트의 화학성분

구분	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	K2O
슬라그	33.7	14.4	0.41	41.7	6.4	1.0	0.6
시멘트	22.0	5.1	2.9	63.7	3.0	2.0	0.8

용융상태로부터 입상화 급냉시킨 고로슬라그는 고석회 알루민산규산염의 불규칙한 망목상으로 된 준안정구조의 유리구조로서 잠재수경성과 포졸란작용을 겸비하게 되어 물과 반응하는 성질을 갖고 있다. 따라서 용액내에 수산화캄슘등의 알칼리성분이 존재하면 슬라그에 OH-가 흡착하여 유리질을 구성하는 망목구조가 다수 끊어져 그 망상조직내에 들어 있던 CaO, Al2O3, MgO 등의 성분이 용출, C-S-H계의 수화생성물을 생성하여 응결경화하는 소위 잠재수경성을 발휘한다.

또 액상에 충분한 Ca(2+) 이온이나 SO4(2-)이온이 존재하면 슬라그로부터 실리케이트나 알루미네이트와 같은 산성성분의 용출이 더욱 많아지기 때문에 시멘트 경화체의 모세관 공극내에 있는 액상중에서도 포졸란반응을 일으킬 수 있고 따라서 경화체가 치밀하게되는 효과를 가져와 강도증진과 함께 외부로부터의 침수작용등에 내구성을 발휘하게 된다.

고로슬라그의 반응성(잠재수경성)의 정도를 나타내는 데에는 화학성분의 비율로 계산한 염기도가 자주 사용되는데 염기도는 C/S, (C+M)/S 및 (C+M+A)/S 등의 값으로 나타내고 있다. 염기도가 반응성의 정도를 나타내는 지표로서 반드시 최적은 아니라는 지적도 있지만 잠재수경성을 갖기 위해서는 C/S 의 값이 1.0 이상, (C+M+A)/S 의 값이 1.45 이상일 것이 권장되고 있다.

수쇄슬라그의 잠재수경성을 평가하는 척도로서 염기도외에 유리화율이 자주 사용되고 있다. 유리화율은 현미경 또는 X선회절분석으로 결정화도를 측정하고 있다. 수쇄슬라그의 강한 잠재수경성은 슬라그의 대부분이 유리질로 있기 때문인데 유리상의 수화반응성이 풍부한 이유는 결정화열로서 약 200J/g 에 해당하는 내부에너지를 갖는 것에 기인한다고 설명하고 있다.