1 골재 개요
1) 골재의 정의
① 골재
- 골재는 하천, 산림, 지상, 지하등에 있는 암석, 모래, 자갈로서 건설공사의 기초재료로 쓰이는것을 말함
- 주로 콘크리트나 모르타르를 만들때 쓰이며 아스팔트 포장재료로 쓰임
- 골재는 콘크리트 용적의 60%를 차지하여 콘크리트에 품질에 많은 영향을 줌
② 구분
- 입자의 크기(입경), 밀도, 생산지에 의해 분류됨
2) 골재의 성질
① 입도(Grading)
- 골재의 크고 작은 입자의 혼합된 정도를 뜻함
- KS F 2502 골재 체가름 시험에 의하여 구하며 입도곡선과 조립률(FM)으로 확인 가능하다
* 조립율(Fineness Modulus : FM)
골재의 입도를 정량적으로 산출한 방법으로
80, 40, 20, 10, 5, 2.5, 1.2, 0.6, 0.3, 0.15 10개의 채를 이용함
* 잔골재 FM : 2.3~3.1/ 굵은골재 FM : 6~8
- 적당한 입도를 가진 골재를 사용한 콘크리트는
* 워커빌리티가 우수
* 단위수량 및 단위시멘트량이 적어진다.
* 건조수축이 적어진다
* 강도, 내구성, 수밀성이 증대된다.
② 밀도
③ 단위용적질량 : 1m3의 골재질량(1400~1700kg/m3)
④ 실적률(percentage of soilds)
- 실적률(%)=단위용적질량/질건밀도X100
- 실적률
* (상승시) 골재의 모양이 좋아 입도가 적당하며 시멘트 페이스트 양이 줄어든다
* (상승시)건조수축, 수화열을 줄일수 있음
* 콘크리트의 수밀성,내구성,마모저항성이커짐
⑤ 공극률(percentage of voids)
- 공극률(%)=100-실적율(%)
- 공극률
* (작을시)입형이 좋음
* (작을시)콘크리트의 밀도, 마모저항, 수밀성, 내구성이 증대
⑥ 마모율 : 철구를 이용하여 시험후 체거름에 의한 손실량으로 계산함
- 등급(A,E,F,G) 사용철구(12개) 철구의 총질량(5000g)
2 골재의 종류 및 분류
1) 입경에의한 분류
① 잔골재(Fine aggregate)
- 5mm 체(NO4)를 다 통과하고 0.08mm 체에 다 남은 골재
② 굵은골재(coarse aggregate)
- 5mm 체(NO4)에 다 남는 골재
③ 굵은골재의 최대치수
- 질량의 90% 이상 통과시키는 체중에서 최소치수의 체눈의 공칭치수
- 굵은골재 최대치수가 크면 골재의 혼합이 어렵고 재료분리가 많아지며 취급이 곤란
- 구조물별 굵은골재 최대치수
* 무근콘크리트 : 100mm이하
* 철근콘크리트 : 일반적 20mm~25mm(50 이하), 단면이큰경우 40mm
* 포장콘크리트 : 40mm 이하
* 댐콘크리트 : 150mm 이하
2) 밀도에의한 분류
① 경량골재 : 밀도가 2.50이하인 골재(보통 2.0 이하)
- 일반적으로 많이 쓰임
- 천연 경량골재(화산암, 응회암, 용암)와 인공 경량골재(팽창성 혈암, 팽창성 점토를 소성한것)로 구분됨
- 단위용적 질량
* 잔골재 : 1.12t/m3
* 굵은골재 : 0.88t/m3
* 잔골재+굵은골재 : 1.04t/m3
- 황산나트륨 시험에서 손실중량은 1~5%
② 보통골재 : 밀도가 2.50~2.65인 골재
③ 중량골재 : 밀도가 2.70 이상인 골재
3) 산지 및 제조에 의한 분류
① 천연골재
- 하천
- 바다
- 산
② 인공골재
- 부순모래, 부순자갈
- 슬래그, 동슬래그 골재(부산물 골재)
③ 순환골재
3 골재의 사용
1) 골재의 함수상태
① 골재 함수 상태 분류
- 절건상태 : 절대건조 상태/노(화로 : 爐)건조 상태, 110온도에서 24시간 이상 건조
- 기건상태 : 실내에 방치한 경우, 표면과 내부일부 건조
- 표건상태 : 골재입자의 표면에는 물이 없으나 내부에는 차있는상태
- 습윤상태 : 골자 입자의 내외부에 물이 있는 상태
② 함수상태
- 흡수율 = (표건질량-절건질량)/절건질량x100
- 표면수율=(습윤질량-표건질량)/표건질량x100
- 유효흡수율=(표건질량-기건질량)/기건질량x100
2) 골재의 유해물과 안전성
① 유해물 : 부착력저하, 수화작용저하, 단위수량증가, 레이턴스발생
- 점토
* 콘크리트와 철근 부착강도 저하, 과다시 배합수의 소요에 따른 균열발생
* 점도 함량 규제(잔골재 : 1.0%, 굵은골재 : 0.25%)
- 석탄, 갈탄
- 염분(염화물)
* 철근부식, 철근분해
* 염화물 함유량 제한(잔골재 0.04% 이하)
- 0.08 체 통과량
* 단위수량 과다로 균열 발생
* 굵은골재 1.0%이하, 잔골재 3%이하, 부순잔골재 7%이하 관리
② 안정성(Soundness) : 풍우나 동결융해에 대한 저항성
- 황산타트륨, 황산마그네슘 용액으로 침식시험을 하여 골재의 손실중량 백분율로 판단
③ 알칼리 골재 반응
- 이백석, 규산질, 고로직석회암, 응회암은 알칼리 반응을 일으키는 골재임
- 시멘트속 알칼리 성분이 골재속의 실리카(SiO2)와 화학반응을 일으켜 팽창발생
- 균열 및 열화발생
- 포졸란을 이용하여 억제가능하며, 0.6%이하의 저알칼리 시멘트사용
3) 골재의 필요 성질
① 청정 : 유해물질이 포함되지 않을것
② 내구 : 물리, 화학적으로 안정적이고 내구성이 클 것, 마모에 대한 저항성 클것
③ 형상 : 모양이 이방체 또는 구형일것(부착력증대), 입도가 좋을 것
4) 골재의 이용
- 채취장에서 채취된 골재는 품질이 항상 균일하지 않음
- 사용중 여러 시험을 거치며 관리해야함
- 골재는 콘크리트 기초 및 아스팔트 포장의 기초재료로 사용됨
- 골재는 체적안정성이 크므로 일정 범위내 최대한으로 골재를 사용해야 콘크리트의 품질이 향상된다.
5) 골재의 저장과 취급
- 골재는 별도로 저장하며 이물질 유입이 되지 않도록 보관
- 굵은골재 취급시 크고 작은 입자가 구분/분리되지 않도록 관리
- 굵은골재 최대치수가 60mm 이상일때 2종으로 분리하여 보관