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골재를 평가하는 요소는 형태와 입도, 그리고 미세입자의 혼입 여부 등이 있습니다. 골재는 콘크리트 용적에서 큰 비중을 차지하고 있기 때문에, 좋은 골재를 사용해야만 좋은 품질의 콘크리트를 만들 수 있습니다. 골재의 품질을 평가하는 방법으로는 체가름시험, 마모테스트, 반응테스트 등이 있습니다.

골재는 콘크리트의 70~80%를 차지하는 중요한 재료로, 골재 품질이 콘크리트 강도에 큰 영향을 줍니다. 그렇다면 콘크리트 건축물에 사용하는 좋은 골재의 기준은 무엇이고, 어떻게 고를까요?

우수한 골재를 고르는 첫 번째는 형태입니다. 둥근 구 형태를 갖춘 것이 좋은 골재인데요. 가늘고 긴 골재, 편평하고 얇은 골재는 쉽게 부스러질 수 있어 사용하기 적절치 않습니다. 표면 역시 매끄러운 것보다 거친 것을 사용해야 접착이 좋아 콘크리트 강도가 높아집니다.

좋은 골재를 고르는 기준을 검색하면 ‘입도’가 자주 언급되는데요. 입도란 크고 작은 골재 알맹이가 혼합된 비율을 뜻합니다. 잘은 돌멩이와 굵은 돌멩이가 일정한 비율로 섞여 있을 때 콘크리트의 점성이 좋아지는데, 이를 ‘입도가 좋다’라고 표현합니다. 너무 굵은 골재로, 혹은 작은 골재로만 이뤄질 경우 곰보 현상이 나타나고, 콘크리트가 쉽게 깨지거나 갈라질 수 있습니다.

진흙 가루와 같은 미세입자도 골재의 품질을 평가하는 항목입니다. 미세입자는 골재와 시멘트 페이스트 간의 접착력을 약화시키기 때문이지요. 이외에도 바닷모래, 바다 자갈의 염분은 철근을 녹슬게 하므로 건축물에 사용할 경우 반드시 깨끗한 물로 소금기를 제거해야 합니다. 또한 설탕과 같은 당분도 콘크리트가 굳는 것을 막거나 강도를 저하시키므로 주의해야 합니다.

우수한 골재를 판별하기 위해 품질을 검사해야 하는데요. 이를 위해서 입도(조립율), 밀도 및 흡수율, 마모율, 입자모양판정실적률, 단위용적질량, 점토덩어리, 연한석편, 염화물 함량 등의 시험방법을 사용합니다.

대표적인 검사방법 중 첫번째는 체가름시험입니다. 골재의 입도를 확인하기 위한 목적으로, 명칭 그대로 0.15mm, 0.3mm, 0.6mm, 1.2mm, 2.5mm, 5mm, 10mm, 20mm, 40mm, 80mm 순으로 가장 가는 체부터 굵은 체를 겹친 후, 골재 샘플을 넣고 흔들어서 각 체에 걸린 골재의 질량을 측정합니다. 이를 토대로 골재의 입도를 백분율로 수치화하여 표현하는 ‘조립률’을 계산해, 잔골재와 굵은골재의 표준 입도를 확인합니다. 또한 체가름 시험을 통해 굵은 골재와 잔골재를 구분하는데요. 5mm인 No.4체에 거의 다 남은 골재를 굵은 골재로 정의하고, 10mm체를 전부 통과하고 5mm체를 거의 다 통과하며 No. 200체(0.08mm)에 거의 다 남는 골재 또는 No. 4체를 다 통과하고, No. 200체에 다 남는 골재를 잔골재라고 정의하고 있습니다^.* 콘크리트 표준시방서에 의한 KS A5101 규정

마모율 테스트는 로스앤젤레스 시험기라는 기계를 이용해 골재가 닳아 없어지는 양을 측정하는데요. 골재의 크기에 따라 쇠구슬을 넣어 정해진 회전수만큼 돌립니다. 그리고 앞서 사용한 체가름시험의 12개 체로 걸러 남은 골재를 물로 씻고 건조한 후, 원래 골재 무게의 백분율로 계산합니다. 이때 발생한 분말의 비율이 40% 이하로 발생해야 합니다. (단, 포장 콘크리트의 경우 35% 이하)

골재는 외부의 온도와 습도 변화를 겪고 화학적인 요인에 반응을 보일 수 있어 안정성 테스트도 필수입니다. 황산나트륨과 황산마그네슘의 포화용액에 골재를 넣어 붕괴 정도를 보는 테스트에서는 부순 굵은 골재가 125, 부순 잔골재가 10% 이하로 손실되어야 합니다. 화학적 요인에는 골재 중 일부 광물은 시멘트의 알칼리 성분과 만나 화학적 반응을 일으켜 팽창하는 알칼리 골재 반응이 있는데요. 이는 구조물의 균열을 발생시킬 수 있기 때문에 알칼리 잠재 반응성 여부도 반드시 검토해야 합니다.