골재의 분류와 최대 치수 그리고 보통골재의 품질과 사용

콘크리트는 30%의 시멘트 페이스트와 70%의 골재로 구성되어 있다. 이번 글은 콘크리트 절대용적의 70%를 차지하고 있는 골재에 관한 것으로 절건 밀도 및 크기에 따른 골재의 분류와 보통 골재의 품질과 사용에 대한 내용이다.

골재의 분류

골재의 크기에 따라 조골재와 세골재로 나뉘며 하천이나 산 등 일반적으로 채취하는 절건밀도 2.5~2.8g/㎤ 범위의 골재를 보통골재라고 하고 보통골재보다 밀도가 작은 골재를 경량골재, 밀도가 큰 골재를 중량골재라고 한다.

절건밀도에 의한 골재의 분류

· 보통골재

절건밀도 2.5~2.8g/㎤ 범위의 골재를 보통골재라고 한다.

· 경량골재

보통골재보다 가벼운 골재를 경량골재라고 한다.

· 중량골재

보통골재보다 무거운 골재를 중량골재라고 한다.

조골재와 세골재

콘크리트 절대용적의 70%를 차지하는 골재는 크기에 따라 조골재와 세골재로 구분하며 시멘트 페이스트와 함께 서로 상호보완하며 공극 없는 밀실한 콘크리트를 형성하게 된다.

· 조골재

굵은 골재라고도 하며 질량의 85% 이상이 5mm 표준망체를 통과하지 못하고 남는 골재를 말한다. 조골재의 치수가 클수록 콘크리트 단위수량을 감소시킬 수 있다.

· 세골재

잔골재라고도 하며 10mm 표준망체를 전부 통과하며 질량 85% 이상이 5mm 표준망체를 통과하는 골재를 말한다.

조골재의 최대 치수

조골재의 치수가 클수록 콘크리트 단위수량을 감소시킬 수 있어 양질의 콘크리트를 만들어내는데 유리하지만 철근이 배근되어 있는 복잡한 형상의 부재에 과다하게 큰 조골재는 작업성에 영향을 미치며 밀실한 타설에 방해가 되기 때문에 사용 가능한 최대 치수가 규정되어 있다.

사용 장소에 따른 조골재의 최대 치수

조골재의 최대 치수는 철근 간격의 4/5 이하 및 피복두께 이하로서 사용 장소에 따라 다음 치수의 범위 내에서 결정해야 한다.

· 기둥, 보, 슬래브, 벽(단위 : mm)

자갈 : 20, 25
쇄석 및 고로슬래그 : 20

· 기초(단위 : mm)

자갈 : 20, 25, 40
쇄석 및 고로슬래그 ; 20, 25, 40

보통골재의 품질

규정에 적합한 품질 좋은 골재를 사용해야 한다. 밀도가 작고 흡수율이 큰 골재를 사용한 콘크리트는 건조수축이 커지고 영계수가 작아지며 원하는 강도를 얻기 위해서 단위 시멘트량 및 그에 따른 단위수량을 증가시켜야 하기 때문에 콘크리트 품질에 좋지 않은 영향을 끼친다.

절건밀도

조골재 및 세골재 모두 2.5g/㎤ 이상의 절건밀도를 가진 골재를 사용해야 한다.

흡수율

흡수율은 가능한 작아야 하며 조골재는 3.0% 이하, 세골재는 3.5% 이하의 보통골재를 사용한다.

점토괴량

조골재는 0.25% 이하, 세골재는 3.0% 이하의 보통골재를 사용한다.

미립분량

조골재는 1.0% 이하, 세골재는 3.0% 이하의 보통골재를 사용한다.

세골재의 유기불순물

진흙이나 숯 등 유해한 유기불순물을 함유하지 않아야 하며 표준색액이나 색견본보다 진하지 않아야 한다.

세골재의 염화물

세골재는 염화물을 함유하지 않아야 하며 최대 0.04% 이하를 한도로 한다.

골재의 실적률과 조립률

콘크리트 품질에 영향을 미치는 또 다른 요소는 골재의 실적률과 조립률이 있다.

골재의 실적률

실적률이란 골재를 용기에 담았을 때 용기의 용적에 대한 골재의 용적을 나타낸 것으로 실적률이 큰 골재를 사용하면 콘크리트 단위수량을 저감시키는 것이 가능하기 때문에 건조수축 및 균열 등을 억제하는 것이 가능하다.

실적률 = 골재의 용적 / 용기의 용적

골재의 조립률

골재를 호칭치수 40, 20, 10, 5, 2.5, 1.2, 0.6, 0.3, 0.15mm의 망으로 체거름하여 골재의 입도를 나타내는 지표로서 세골재의 적정 값은 2.3~3.1이며 조골재의 적정 값은 6~8이다.

입도가 좋은 골재를 사용해야 골재의 실적률이 커지며 건조수축 및 균열 등 콘크리트 품질 저하를 유발하는 요소를 억제할 수 있다.

기타 콘크리트 재료