굵은골재의 밀도 및 흡수율 시험

목차

● 굵은골재 (coarse aggregate)
1. 시험의 목적
2. 시험용 기계기구 및 재료
3. 시험방법
4. 주 의 사 항
5. 참 고 사 항
6. 고 찰
7. 참 조 문 헌

본문내용

.
13) 굵은골재의 밀도와 흡수율의 관계는 그림 2-1과 같다.
14)시료를 여러 개의 무더기로 나누어서 시험하였을 때의 비중, 표면건조 포화상 태의 비중, 겉보기 비중, 흡수량의 평균값은 다음 식에 따라 각각 구한다.
① 밀도의 평균값
G
:
평균비중
G1, G2, …, Gn
:
각 시료 무더기의 밀도
P1, P2, …, Pn
:
원 시료에 대한 각 무더기의 질량백분율(%)
② 흡수량의 평균값
A
:
평균 흡수율 (%)
A1, A2, …, An
:
각 무더기의 흡수율
P1, P2, …, Pn
:
원 시료에 대한 각 무더기의 질량백분율(%)
6. 고 찰
굵은골재의 밀도라고 하는 것은 실제 밀도가 아니라 내부의 미세한 금과 표면이 가늘게 패인 것을 포함한 상태의 밀도를 말한다. 그래서 골재의 함수상태에 의해 밀도의 값이 바뀐다. 그림1은 골재의 함수 상태를 도식적으로 나타낸 것으로 수분을 전혀 갖고 있지 않은 절건상태에서부터 기건상태, 표건상태, 습윤상태의 차례로 함수량이 많은 상태로 나타낸다. 이중에 표건상태라고 하는 것은 골재내부와 표면의 패인 곳이 물로 채워져, 콘크리트의 배합설계에 있어서 기준의 상태가 되고 있는 값이다. 골재의 밀도이라 하면 일반적으로 표면건조 포화 상태의 밀도를 말하는데 굵은 골재의 경우 그 비중은 2.50~2.70 정도인데 본 실험에서 구한 밀도값은 2.635g/㎤로 이에 속하므로 밀도값과 흡수율의 대소에 따라 콘크리트의 배합설계, 실적률, 공극률 등의 계산에 사용되고 수분에 의한 팽창정도, 동결융해에 대한 내구성, 강도, 경도의 정도를 알 수 있다. 구한 밀도값이 이에 속하므로 보통의 토목, 건축구조물에 이용되는 일반적인 사용에 있어서 무난하다고 판단된다. 댐 콘크리트용 굵은골재의 밀도는 2.50g/㎤ 이상인데 이 값 또한 만족하므로 이 골재는 댐 콘크리트용으로 사용하여도 된다. 일반적으로 비중이 클수록 치밀하고 흡수량이 작으며 내구성과 강도가 크고 충격에 의한 손실이 작다. 하지만 밀도가 큰 것일수록 치밀하고 양질이라는 극히 일반적인 경향이 있으나 흡수율만큼 밀접한 관련은 없으며 재질평가의 척도로 이용하기는 어렵다.
그림1
실험결과 흡수율은 0.79%로써 3%를 넘지 않아 그 값을 만족한다. 흡수율은 표면건조 포화상태의 골재에 포함되는 물량으로써 골재의 절건중량에 대한 백분율로 나타낸다. 표면수율은 골재의 표면에 부착되어 있는 물의 양으로 표건상태의 골재의 중량에 대한 백분율로 나타낸다. 흡수율은 골재의 내부공극율에 가까운 것(모관작용에 의해 골재 속에 침투된 물량이며 반드시 골재의 전공극량을 나타내지 않는다)이기 때문에 보통 골재의 품질의 양부를 판단하는 좋은 척도가 된다. 흡수율이 3%를 초과하면 불합격율은 급격히 증가되어 50%가 넘는데 이는 흡수율과 골재의 내동해성과의 사이에 밀접한 관계가 있다는 것을 표시한다. 또한 콘크리트용 부순돌의 흡수율은 2.0%이하이어야 한다(KS F 2527). 0.79%라는 흡수율은 2%미만의 값을 만족하고 그 값 또한 크지 않아 이 골재를 사용할 경우 동결에 대한 내구성이 좋을 것으로 예상된다. 일반적으로 밀도가 2.5g/㎤ 미만, 흡수율이 3%이상인 굵은골재는 건설재료로 부적합한 것이 많으므로 주의할 필요가 있으나 시험한 골재는 일반적인 값을 만족하므로 건설재료로 사용하여도 무난하다.
표2
암 의 종 류
흡 수 율(%)
암 의 종 류
흡 수 율(%)
석 회 암
0.2~1.6
석 영, 섬록암
0.4-0.8
흑운모, 화강암
0.3~0.6
각섬석, 안산암
0.5-4.6
경 질 사 암
0.3~1.6
분 암
0.6-1.7
일반적으로 밀도가 크고, 또 흡수율이 적은 굵은골재는 알갱이의 강도가 크다고 생각되지만 이와 같은 굵은골재를 사용에도 반드시 고강도를 얻을 수 있다고는 볼 수 없다. 또 굵은골재의 암질이나 기타에 따라 보통의 양생으로 고강도를 얻을 수 있는 것, 증기양생에 알맞은 것, 오토클래브양생에 알맞은 것 등이 있고, 굵은골재의 품질에 관한 통상의 시험결과만으로 고강도콘크리트의 제조에 알맞은 것인가 아닌가를 판단할 수 없는 경우가 있다. 따라서 고강도콘크리트에 사용하는 굵은골재의 경우에는 실제의 제조조건과 거의 같은 조건하에서 콘크리트를 만들어 소요의 강도가 충분히 얻어질 수 있는가를 확인할 필요가 있다.
천연산 골재의 밀도와 흡수율은 모암에 따라 다르지만 밀도와 흡수율 사이에는 그림2-1과 같은 상관관계가 있고, 모암의 풍화가 진행되면 내부에 미세한 균열이 생겨 밀도의 저하와 흡수율의 증대를 초래한다. 이와 같은 골재를 사용한 콘크리트는 일반적으로 강도와 탄성계수가 저하하고, 건조수축이 증대하며 중성화와 동결융해에 대해 내구성이 저하되는 등의 경향을 보인다.
그림 2
그림 2-1 그림 2-2
참고 : 콘크리트의 배합을 나타날 때 골재의 상태를 표면건조 포화상태로 하는
이유는 콘크리트의 강도를 지배하는 원인 중에 가장 큰 요인이 물시멘트비이므로, 골재가 기건상태라면 골재가 물을 흡수하게 되어 혼합용수가 흡수되어 물의 양이 적어지고, 골재가 습윤상태로 되어 있으면 골재의 표면수량에 의해 콘크리트를 반줄할 때 표면수량만큼 물의 양이 많아져서 물시멘트비에 영향을 주기 때문이다.
골재의 각각의 함수상태는 다음과 같다.
● 절대건조 상태 : 노건조 상태라고도 하며 105±5℃의 온도로 건조기 내 에서 항량이 될 때까지 건조시킨 상태로 이론적으로는 수분이 하나도 없는 상태이다.
● 공기중 건조상태 : 기건상태라고도 하며 공기중에서 건조된 상태이며 골재외부는 물론 골재 내부도 일부 건조된 상태이 다.
● 표면건조 포화상태 : 표건상태라고도 하며 골재의 외부에 표면수는 없 으나 골재 내부의 빈틈에는 물로 포화되어 있는 상태이다.
● 습윤상태 : 골재내부에는 물로 채워져 있고 골재 외부에도 표면수가 있 는 상태이다.
7. 참 조 문 헌
건설재료학 (박승범 저 ==>문운당)
건설재료시험 (박승범 저 ==>문운당)
건축재료 (대한건축학회 편 ==>운문당)
콘크리트기술 (강행구 편저 ==>원운사)
건설교통부제정 콘크리트표준시방서 (사단법인 대한토목학회 ==>운문당)
건설재료시험법(도서출판 한일)

키워드

굵은골재,   비중,   밀도,   흡수율