골재의 종류 골재의 성질 골재의 시험 각종골재의 특성과 사용법

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1 골재의 종류 골재의 성질 골재의 시험 각종골재의 특성과 사용법
콘크리트 골재 골재의 종류 골재의 성질 골재의 시험 각종골재의 특성과 사용법

2 골재에 요구되는 성질 *골재에 포함된 잔 입자(0.08mm체를 통과하는) 시험방법 **골재를 유리병에 130mL 채운다.
골재는 청정, 견경, 내구적인 것으로 유해량의 먼지, 흙, 유기불순물 등을 포함하지 않을 것 골재의 강도는 콘크리트 중의 경화시멘트 페이스트의 강도 이상일 것 (양질골재 2000kg/cm2, 일반골재 800kg/cm2) 골재의 입형은 가능한 구형이나 입방체 잔골재는 씻기시험(KS F 2511*) 손실량이 3.0% 이하 입도는 조립에서 세립까지 연속적으로 균등히 혼합되어 있을 것 (입도 불균형-콘크리트의 점성이 부족하여 골재분리가 발생하며, 타설 후 표면균열이 발생하기 쉬움) 잔골재는 유기불순물시험(KS F 2510**)에 합격한 것 잔골재의 염분허용한도는 0.04%(NaCl)이하일 것 *골재에 포함된 잔 입자(0.08mm체를 통과하는) 시험방법 **골재를 유리병에 130mL 채운다. 3% 수산화나트륨 용액을 가하여 200mL 되게 한 후 24시간 정치한 후 상 부 용액색이 연한지 진한지 비교 골재의 요구성질 공극 100 결합재 90 시멘트 80 물 70 60 잔골재 50 충진재(골재) 40 30 20 굵은골재 10

3 골재의 종류와 명칭 분류방법 골재의 종류 생산방식 천연골재, 인공골재, 부산골재, 순환골재 채취장소
골재의 분류 분류방법 골재의 종류 생산방식 천연골재, 인공골재, 부산골재, 순환골재 채취장소 강자갈(모래), 육지자갈(모래), 산자갈(모래), 바닷자잘(모래), 화산암 치 수 굵은골재, 잔골재 (최대치수 ○○㎜골재, 최소치수 ○○㎜골재) 비 중 보통골재(2.4~2.6), 경량골재(2.0이하), 초경량골재, 중량골재(2.7이상) 용 도 구조용골재, 비구조용골재, 사용목적별(콘크리트용 골재, 도로용 골재)

4 골재의 종류와 명칭 천연골재 – 천연작용에 의해 생긴 모래나 자갈 인공골재 – 쇄석, 쇄사
부산골재 – 고로슬래그, 플라이애쉬, 바텀애쉬 순환골재 – 경화 콘크리트를 깨뜨려 만든 골재 생산방식에 의한 분류

5 골재의 종류와 명칭 잔골재 - 5㎜ 체에 대해 중량비로 85% 이상 통과한 골재
굵은골재 - 5㎜ 체에 대해 중량비로 85% 이상 남는 골재 골재의 최대치수 – 체 분류 시험을 했을 때 중량으로 90% 이상 통과한 체 중에서 최소체의 눈금크기 크기에 의한 분류

6 골재의 종류와 명칭 강자갈과 쇄석의 비중은 보통 2.5전후 초경량골재 – 팽창점토를 이용한 하∙폐수 슬러지를 이용한
유리 폐재료를 이용한 물에 뜨는 소각재로 만듦 비중에 의한 분류 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 초경량골재 경량골재 보통골재 중량골재 화산암 팽창혈암 고로슬래그 강자갈 쇄석 자철광 절건 비중

7 골재의 성질 – 함수와 흡수 콘크리트의 비중을 좌우-골재의 미세한 공극 (골재의 함수상태에 따라 비중값이 변화)
일반적으로 절건비중으로 표시 (콘크리트 배합시 표면건조상태를 기준) 함수상태 절건상태 기건상태 표건상태 습윤상태 기건함수량 유효흡수량 흡수량 표면수량 함수량 표면수

8 골재의 성질 – 함수와 흡수 골재 내부와 표면의 패인 곳이 물로 채워져 표면에 여분의 물을 갖고 있는 않을 때
콘크리트 배합설계의 기준 표건상태 만드는 법 굵은골재: 수중 침궤한 후에 마른 헝겊 위에 굴려 표면의 수막을 딲아 만듬 잔골재: 플로우 콘(Flow Cone)을 사용하여 형상이 흐트러지기 시작할 때 표건상태

9 골재의 성질 – 함수와 흡수 표건상태(표면건조 내부포수 상태)를 콘크리트 배합설계의 기준으로 삼기 때문에 골재의 함수상태는 콘크리트의 품질관리상 극히 중요 절건∙기건상태의 골재를 사용할 경우 콘크리트 제조시 물의 일부를 흡수하여 시공성을 저하시키고 수화반응이 지연 습윤상태의 골재를 사용할 경우 콘크리트 제조 시 단위수량을 증가시키는 역할을 하여 W/C를 상승시켜 원하는 품질의 콘크리트를 얻지 못할 수 있음 골재의 수분함유상태에 따른 콘크리트 품질의 변화

10 골재의 성질 – 비중과 흡수율 골재 품질판정의 지표(석질과 풍화의 정도에 따라 변화) 석질이 치밀할수록 흡수율은 작음
다공질일수록 흡수율이 큼 천연 골재의 비중과 흡수율은 상관관계가 존재 모암의 풍화가 진행되면 내부에 미세한 균열이 생김 비중의 저하, 흡수율 증대 흡수율이 클수록 안정성 저하 흡수율

11 골재의 성질 – 비중과 흡수율 풍화가 진행된 골재 사용시 비중과 흡수율 비중과 흡수율, 안정성, 마모감량의 관계
강도와 탄성계수가 저하 건조수축이 증대 중성화와 동결융해에 대한 내구성이 저하 비중과 흡수율 비중과 흡수율, 안정성, 마모감량의 관계

12 골재의 성질 – 비중 콘크리트 배합설계시 골재량 산정, 콘크리트 단위용적중량 계산, 실적률, 공극률등
진비중 : 골재 입자의 실질적인 비중 (절건상태의 골재중량을 골재 입자 내의 공극을 뺀 체적으로 나눈 값) 겉보기 비중 : 절건비중, 표건비중 절건비중 : 절건상태의 골재 중량을 보통골재에서는 표면건조포수상태, 경량골재에서는 표면건조상태의 용적으로 나눈 값 표건비중 : 표면건조포수상태의 보통골재 또는 표면건조상태의 경량골재의 중량을 그 용적으로 나눈 값 비중 비중 규정값 굵은골재 잔골재 비중(절건) 흡수율 % 안정성 % 마모율 % 2.50 이상 3.0 이하 12 이하 40 이하 10 이하 -

13 골재의 성질 – 단위용적중량 입도, 입형, 함수율, 함수 정도에 따라 변화 단위용적중량 벌킹현상
벌킹(Bulking)현상- 흡수상태에 의해 부푸는 현상 표면수의 대소에 따라 단위용적중량은 변함 표면수의 영향은 가는 입자일수록 가벼울 수록 크다 단위용적중량 기건상태의 중량을 1㎥당 중량으로 표시 용기: 금속형 원통형(3ℓ, 10ℓ, 15ℓ, 30ℓ) 채우기 : 40이하  봉다짐, 40초과  지깅(jigging) 벌킹현상

14 골재의 성질 – 실적률 일정용기 내에 골재입자가 차지하는 실용적의 백분율 쇄석 및 쇄사에 대한 규정 공극의 비율 실적율 공극율
실적율 = (단위용적중량/절건비중) X 100% 입형이 나쁠수록, 각형일수록 실적율은 작다. 실적율이 좋으면 시멘트 페이스트량을 줄일수 있고, 건조수축 및 수화열을 줄일 수 있다. 슬럼프가 좋아진다. 쇄석 및 쇄사에 대한 규정 쇄석 : 20-10㎜와 10-5㎜의 입자를 3:2로 섞었을 때 실적율이 55% 이상 쇄사 : 2.5㎜에서 1.2㎜의 입자의 실적율을 53% 이상 고강도 및 고내구성 콘크리트의 경우 실적율 59%이상 공극의 비율 공극률 = (1 - 단위용적중량/골재비중) × 100(%) = 실적률 실적율 + 공극률 = 100 실적율 공극율

15 골재의 성질 – 강도 골재가 충분한 강도를 가지고 있는 경우 콘크리트의 파괴는 골재와 시메트페이스트 접합면에서 발생
->골재표면에서의 부착 중요 골재의 강도는 콘크리트 압축강도시험후의 파쇄상태, 골재의 파쇄시험, 원석의 강도로 추정 강도 골재 종류에 따른 파괴의 양상 시멘트 페이스트의 파괴 골재 표면에서의 부착파괴 골재 파괴 깬자갈, 강자갈 인공경량골재

16 골재의 성질 – 입형 구형 또는 입방체에 가까운 것이 양호 모난 것보다는 둥근 것이 콘크리트 유동성 양호
세장형과 모진형은 공극율이 크고 마찰이 증대되어 동질의 시공성을 얻기 위해서는 시멘트풀의 양이 증대-비용증대 또한 골재 밑면에 수막과 공극이 생기기 쉬워 콘크리트 강도, 내구성이 나쁘다. 입형

17 골재의 성질 – 입도분포 골재의 대소립이 혼합되어 있는 정도 골재의 입형과 입도분포 표면성상 골재의 입형과 입도분포가 양호
콘크리트의 배합과 유동성에 영향 표면성상 표면이 거칠면 골재표면과 시멘트풀의 부착력이 증대 골재의 입형과 입도분포가 양호 콘크리트가 균질하게 되어 재료분리 감소 실적률이 크고, 동일 슬럼프를 얻기 위해 단위수량 감소 건조수축이 감소되어 내구성 향상 입도분포

18 골재의 성질 – 입도분포 시험에 사용되는 체의 크기 시험방법
잔골재 : 0.15, 0.3, 0.6, 1.2, 2.5, 5 ㎜ 굵은골재 : 2.5, 5, 10, 15, 20, 25, 40 ㎜ 시험방법 시료를 완전건조한 상태에서 시험 2회 이상 실시하여 평균치를 구함 0.15, 0.3, 0.6, 1.2, 2.5, 5, 10, 20, 40, 80 ㎜의 10개 체의 누가 잔류량의 중량 백분율 합계를 100으로 나눈 값 골재의 입경이 클수록 커짐 세골재는 , 조골재에서는 6-8이 적당 잔골재의 크기 및 거칠기의 간이 표현 FM > 3 : 굵은 모래 2< FM < 3 : 중간 모래 FM < 2 : 가는 모래 체가름시험 조립율(FM)

19 골재의 성질 – 입도분포 입도분포곡선 골재가 클수록 오른쪽으로 큰 입자가 많은 것은 아래로 볼록

20 골재의 성질-굵은골재의 최대치수 중량으로 90% 이상 통과시키는 체 중에서 가장 작은 체의 크기로 골재를 호칭
굵은골재 최대치수 (건축공사에서는 20mm 이하가 적당) 중량으로 90% 이상 통과시키는 체 중에서 가장 작은 체의 크기로 골재를 호칭 굵은 골재의 최대치수가 클수록 소요품질의 콘크리트를 얻기 위한 단위수량 및 시멘트량이 일반적으로 감소되어 경제적 굵은 골재가 너무 크면 콘크리트 비비기와 다지기가 곤란, 재료분리가 되기 쉬우며, 철근과 철근사이 및 철근과 거푸집의 사이를 자유로이 통과하기 어려움 철근간격의 4/5이하 및 최소피복두께 이하 잔골재에 0.3mm이하의 가는 입도가 많으면 단위수량과 단위시멘트량이 증가하여 경제성이 낮아지고 건조수축이 큰 콘크리트가 됨

21 골재 중의 유해물 식물이 땅속에 부식하여 생긴 것 KS F 2510(콘크리트용 모래에 포함되어 있는 유기불순물 시험방법)
시멘트의 석회와 반응을 일으켜 유기석회염을 생성하여 시멘트의 수화반응을 저지시켜 콘크리트의 강도 및 내구성 저하 KS F 2510(콘크리트용 모래에 포함되어 있는 유기불순물 시험방법) 일정농도의 탄닌산을 첨가한 표준액을 만들고 이것과 사용하는 잔골재를 첨가한 용액의 색을 비교 유기불순물 색 적부 7일 및 28일 압축강도 저하 (1:3 모르터) 무색 내지 담황색 농황색 적황색 담적갈색 암적갈색 좋은 콘크리트에 사용할 수 없다. 사용할 수 있다. 콘크리트 강도가 작을 때 사용할 수 있다. 사용할 수 없다. 10-20% 15-30% 25-50% 50-100%

22 골재 중의 유해물 암석이 풍화∙분해되어 만들어진 실트∙점토 등의 미세한 광물입자 니분이 많은 경우
물을 흡수해서 팽창 건조되면 수축 발생 수화생성물과 반응하여 용적변화 발생 바닷모래속에 함유되어 있는 NaCl 무근콘크리트에서는 수화반응을 약간 촉진 시킴 철근콘크리트에서는 철근을 부식시킴 철근의 녹발생 및 부식은 염분에 의해 촉진 되지만 콘크리트속의 수한화석회의 알칼리성에 의해 억제 된다. 상쇄성을 고려하여 염분의 허용한도 잔골재 0.02%이하 단위수량 증가 레이턴스층 형성 강도저하 및 균열발생 골재와 시멘트의 부착저해 염화물 보통골재의 염분 허용한도 : 0.04%

23 골재 중의 유해물– 반응성광물 하천자갈 등은 일반적으로 불활성 재료
쇄석 사용 시 시멘트와 반응하여 팽장착용을 일트켜 콘크리트의 팽창균열, 폽아웃(Popout) 등을 방생시키는 유해물질 함유 알칼리 골재 반응 알칼리 실리카반응 알칼리 탄산염암반응 알칼리 실리케이트반응 시멘트중의 알칼리 금속(Na, K)과 골재 중이 실리카(SiO2)와 반응하여 알칼리규산염겔을 만들고, 이것이 물을 흡수하여 팽창하는 반응 이 팽창압으로 폽아웃 발생 이때 수산화이온(OH-)이 필수 알칼리골재반응 알칼리실리카반응

24 골재 중의 유해물– 반응성광물 반응성 골재를 사용하지 않는다 콘크리트 중의 알칼리량을 감소시킨다. 포졸란사용
0.6%이하의 저알칼리형 시멘트 사용 단위시멘트량 감소 콘크리트 1m3의 알칼리 총량을 Na2O환산으로 3kg/m3 이하로 한다. 포졸란사용 고로시멘트, 플라이애시시멘트 등 혼합시멘트를 사용하여 Ca(OH)2와 반응시켜 불용성 경화체 형성 알칼리 총량을 감소시키거나 조직을 치밀하게 하여 알칼리 금속이온과 수분의 이동을 억제시킴 수분의 침투나 이동방지를 위해 콘크리트표면에 방수성이 있는 마감재를 피복시킴 (건조한 콘크리트에서는 알칼리 골재반응이 억제됨) 알칼리골재반응 대책 포졸란 반응의 효과 경화체가 공극을 밀실하게 채움(강도증가/수밀화) OH-를 소비하여 중성화에 취약 공극 충진효과로 취성파괴 및 폭렬위험증가 동결융해 저항성 저하 볼베어링 역할(시공연도향상, 단위수량 감소효과)

25 각종 골재 – 특성 및 사용법 생성이 오래되어 풍화하여 이분이 많이 포함 세정기 등을 이용하여 충분히 세척
염분의 함유량이 가장 중요 바닷물 속에는 약 3%의 염분이 함유 바닷속에서 채취한 직후에는 % 정도 채취선으로부터 짐을 부릴 때 물을 뿌려 제염하여 사용 산모래 바닷모래(해사)

26 각종 골재 – 특성 및 사용법 바닷모래(해사) 해사의 함수율과 염분함유량

27 각종 골재 – 특성 및 사용법 쇄석의 품질에 대한 규정 쇄석의 특성 사용시 주의사항 쇄석 쇄사는 거의 생산되지 않음
모가 나 있어 실적율이 작고 콘크리트에 사용될 때 시공연도가 저하 동일 슬럼프를 얻기 위한 단위수량은 입도가 좋은 강자갈보다 4%(실적율 1% 저하할 때) 많이 소요 실적율 1% 증감에 대한 잔골재율 1%증감 동일 W/C일 경우 10%정도 높은 강도 사용시 주의사항 실적율은 55% 이상 잔골재율은 하천골재보다 3-5% 이상 사용 쇄석 비중(절건) 2.50 이상 흡수율 % 3.0 이하 안정성 % 12 이하 마모율 % 40 이하 쇄사는 거의 생산되지 않음

28 각종 골재 – 특성 및 사용법 경량골재 비중을 경감시킬 목적 경량콘크리트의 단위용적중량과 재료적 특성 경향

29 각종 골재 – 특성 및 사용법 제주도 이외에는 화산이 없기 때문에 화산자갈의 산출은 거의 없음
원석(혈암)을 적당한 크기로 부수어 고온에서 소성 팽창시켜 제조(굵은골재의 절건비중 1.5미만, 잔골재의 절건비중 1.8미만) 석탄재 또는 슬래그를 급냉하여 만듬 팽창성 혈암, 팽창성 점토 등 특성 자중의 감소, 단면감소가 가능 단열성능이 우수 0.8 ㎉/m‧h ‧℃ 갇힌 공기량이 커져 동결융해에 대한 저항성이 감소 천연경량골재 인공경량골재

30 배합수 배합수 기준 배합수 종류

31 배합수 콘크리트 용적의 약 15% 차지 물은 기름, 산, 유기 불순물, 혼탁물 등 콘크리트나 강재의 품질에 나쁜 영향을 미치는 유해물을 함유해서는 안 된다. 유해물에 대한 함량기준은 없음 수도수에 적합한 것 해수를 배합수로 사용할 수 없다. 지하수, 하천수 등 배합수로서 적합 판정 여부 기준수를 사용한 Φ5X10㎝의 모르타르를 제작하고, 이것과 같은 크기 및 재령 28일 강도를 비교 기준수를 사용한 경우의 90% 이상일 때 혼합수로 사용 일본 토목학회기준 개요 콘크리트시방서 콘크리트시방서

32 배합수-염류와 응결시간 응결시간 지연시킴

33 배합수 염류와 압축강도 초기강도촉진/지연 but 장기강도는 비슷

34 QUIZ 2 1. 시멘트의 응결이란? 그리고 응결의 가속과 지연에 영향을 미치는 인자는? 2. 풍화시멘트의 특징?