골재

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
   - 청정 : 유해물질이 포함되지 않을것 
   - 내구 : 물리, 화학적으로 안정적이고 내구성이 클 것, 마모에 대한 저항성 클것
   - 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