대림골재

골재의 여러 가지 성질

1. 골재의 비중

▣ 콘크리트용 골재는 입경, 생산지, 중량등에 의해 다음과 같이 분류된다.

ㅇ 골재의 비중에는 진비중, 겉보기 비중, 절대건조상태의 비중, 표면건조 포화상태의 비중이 있으나 일반적으로 골재의 비중이라하면 표면건조 포화상태의 비중을 말함.

ㅇ 골재의 비중은 콘크리트의 배합설계, 실적률, 공극률등의 계산에 사용되고 경도, 강도, 내구성 등의 정도를 알 수 있으며 일반적으로 비중이클수록 치밀하고 흡수량이 작으며,내구성과 강도가 크고 충격에 의한 손실이 작음.

ㅇ 골재의 비중은 암석의 석질에 따라 다소차이가 있으나 KS에 의하면 잔골재가 2.50-2.65, 굵은골재가 2.55-2.70의 값을 표준으로 하고 있으며 일반적으로 콘크리트용 골재의 비중은2.60 이상을 표준으로 함.

ㅇ 비중이 2.60 이하인 것은 보통 연질사암, 응회암등과 같은 사석으로 볼 수 있음.

ㅇ 비중에 따른 골재의 성질

① 큰 비중 : 공극률이 적고 흡수율도 적어 동결에 의한 손실도 적으며 내구성도 크다.

② 작은 비중 : 비중이 2.50 이하인 것은 풍화된 골재로 성질이 나쁘다.

2. 골재의 단위중량

ㅇ 단위용적 중량이란 1㎥당의 골재의 무게를 말하며 골재의 비중, 입도, 면 수 및 함수량, 측정기의 모양 및 크기, 계량 및 투입방법등에 따라 달라지나 표준방법에 의한 단위용적중량은 일반적으로 1,600-1,700Kg/ ㎥정도임.

ㅇ 구체적인 단위용적 중량은 잔골재가 1,450-1,700Kg/㎥, 굵은골재가 1,550-1,850Kg/㎥, 혼합골재가 1,760-2,000Kg/㎥ 정도 이며 이 값은 골재의 공극률, 콘크리트의 배합설계 또는 용적배합의 설계에 필요한 것이다.

ㅇ 잔골재는 입도가 클수록 단위무게가 크다.

3. 골재의 표면수와 흡수량

▣ 골재의 함수량에 의하 분류

① 절대건조상태: 로건조상태라고도 하며 건조로(oven)에서 100-110℃의 온도로 일정한 중량이 될때 까지 완전히 건조시킨 상태

② 공기중 건조상태: 기건조상태라고도 하며 골재의 표면은 건조하나 내부에서 포화하는데 필요한 수량보다 작은 양의 물을 포함하는 상태로서 물을 가하면 약간 흡수할 수 있는 상태

③ 표면건조포화상태: 골재의 표면에는 수분이 없으나 내부의 공극은 수분으로 충만된 상태로서 콘크리트 반죽시에 물양이 골재에 의하여 증감되지 않는 이상적인 상태

④ 습윤상태: 골재의 내부가 완전히 수분으로 채워져 있고 표면에도 여분의 물을 포함하고 있는 상태

나. 골재의 흡수량

골재의 함수 상태를 나타낸 것으로 다음과 같이 분류 할 수 있다.

① 흡수량

- 표면건조포화상태에서 골재알에 포함되어 있는 전체수량 (표면건조포화상태-절대건조상태)/(절대건조상태)×100％

- 흡수량의 범위
· 도로용 쇄석(2.5％ 이하)
· 콘크리용 쇄석(2.0％ 이하)
· 굵은골재(자갈)의 평균 흡수량 : 1％

- 흡수량이 3％ 이상되면 콘크리트 강도나 내구성에 악영향을 끼친다.

골재의 종류	흡 수 량 (％)
보통모래	0 - 2
보통자갈, 쇄석, 석회석	0.5 - 1
맥암, 화강암	0 - 0.5
사암	2 - 7

② 유효흡수량

- 공기중 건조상태로부터 표면건조포화상태가 되기에 필요한 수량

③ 표면수량

- 전함수량으로부터 흡수량을 뺀 것으로 일반적으로 골재중량의 1％ 이하이다. (습윤상태-표면건조포화상태)/(표면건조포화상태)×100％

④ 전함수량

- 골재의 입자에 포함되어 있는 전체 수량
※ 모래의 부피는 함수량이 4 -6％ 일 때 최대부피가 된다 (마른모래와 비교하여 15-30％ 정도가 크다)

4. 골재의 실적 백분율과 공극의 백분율(빈율)

▣ 골재의 단위 부피가 차지하고 있는 빈틈과 절대부피와의 비(％)로써 잔골재의 빈율은 표준 계량에 의해서 30-45％, 굵은골재는 27-45％, 혼합골재는 25％이하로 규정하고 있으며 골재에서 빈율이 작아지면 다음과 같은 장점이 있다.

① 콘크리트 반죽시 수량을 줄일 수 있다.

② 콘크리트의 내구성과 강도가 증가한다.

③ 단위 시멘트량을 줄일 수 있다.

④ 콘크리트의 밀도가 커지면 마모저항성이 증가하여 투수성 및 흡수성이 작아진다.

5. 굵은골재의 모양

가. 쇄석은 부착력이 좋아 강도가 높은 콘크리트를 얻을 수 있으나 워 커빌리티(작업성)를 나쁘게 하기 때문에 모르타르양이 증가되어 사용수량이 늘어나 비경제적이고 콘크리트 치기작업이 곤란하다.

나. 자연자갈은 공극이 적고 다짐을 용이하게 하여 밀도가 높은 콘크리트를 얻을수 있고 워커빌리티가 좋아 작업하기가 좋고 경제적이다.

※ 다짐에 신뢰성이 있을때는 쇄석이 부착력이 높아 강도가 높다

6. 굵은골재 최대치수

▣ 전골재 중량의 90％가 통과하는 체의 공칭 치수

① 무근콘크리트 : 100mm 이하이며 부재 최소치수의 1/4 이하

② 철근콘크리트 : 50mm 이하이며 부재 최소치수의 1/5 또는 철근 순간격의 3/4 이하

※ 표준치수 : 일반단면(25mm), 큰 단면(40mm)

③ 포장콘크리트 : 40mm 이하이며 슬래브 두께가 160mm 이하인 경우에는 슬래브두께의 1/4 이하

④ 댐 콘크리트 : 150mm 이하

7. 골재의 입도와 조립율

가. 입 도

① 골재의 입도란 크고 작은 골재입자의 혼합된 정도를 말하며 이를 알기위해서 KS의 골재체가름 시험방법에 의한 체가름을 실시하여 함.

② 입도가 좋은 골재를 사용한 콘크리트는 공극이 작아져 강도가 증가하나 입도가 나쁜 골재를 사용하면 워커빌리트가 나빠지고 재료분리의 증가 및 강도가 저하하며 비경제적인 콘크리트가 됨.

나. 입도곡선

① 입도곡선이란 골재의 체가름 시험결과를 곡선으로 나타낸 것으로 종축은 체를 통과하는 시료의 통과량 혹은 잔류량의 중량 백분율, 횡측은 체눈의 크기를 표시한 것임.

② 골재의 입도곡선으로 점선의 부분을 표준입도곡석이라 하고 잔골재나 굵은골재가 표준입도 곡선내에 들어가야 하며 이것은 골재의 크고 작은 알맹이가 이상적으로 섞이는 것을 의미함

③ 잔골재(모래)의 입도가 고르지 못하면 굵은모래와 잔모래를 서로 혼합하여 표준입도 곡선 내에 들도록 하는데 이를 브렌딩이라 하며 이에 사용되는 잔모래를 브렌딩 모래라고 함.

다. 조립율 (F.M)

① 조립율이란 골재의 입도를 표시하는 계수로서 10개의 표준체(No.100, No.50, No.30,No.16, No.8, No.4 10mm, 19mm, 40mm, 80mm를 이용하여 체가름 시험을 실시했을 때 각체에 남는량의 누가중량백분율의 합을 100으로 나눈 값

② 조립율은 경제적인 콘크리트의 배합과 입도의 균등성을 판단하기 위하여 사용하며 콘크리트용 골재의 조립율은 잔골재에서 2.3-3.1, 굵은골재에서 6.0-8.0 정도가 적당함.

8. 미세립자 함유량 한도(％)

가. 0.008체를 통과하는 전체량을 말함.

① 잔골재
- 강사 : 3.0-5.0％ - 쇄사 : 5.0-7.0％

② 굵은골재
- 자연자갈 : 1％ - 쇄석자갈 : 1.5％
※ 미세립자 한도 초과시 단점
- 사용수량의 증가로 콘크리트의 내구성 및 강도가 저하되고 미세립자의 표면 집결로 건조 수축시 균열발생
- 골재입자와 시멘트풀과의 부착방해로 부착력 저하

9. 골재의 마모한계

가. 보통콘크리트용(자갈, 쇄석자갈) : 50％ 이하

나. 포장콘크리트용(자갈, 쇄석자갈) : 35％ 이하

다. 댐 콘크리트용(자갈, 쇄석자갈) : 40％ 이하