콘크리트에 사용되는 골재의성질
흡수율
골재의 흡수율은 표건상태의 골재에 함유되어 있는 전수량을 절건상태의 골재중량으로 나누어 백분율로 나타낸 값이다. 골재알속의 모세공극의 양은 흡수율과 직접적인 관계가 있고, 비중과 똑같이 콘크리트용 골재의 품질을 나타내는 지표가 된다. 보통골재의 경우, 절건비중이 2.5미만이고, 흡수율이 3% 이상인 것은 풍화된 골재를 많이 포함하고 있는것이며, 골재로서는 저품질의 골재이다.
경량골재 중에는 공극량이 50% 정도의 것이 있지만, 공극의 총량분 만큼 흡수하는 것은 아니다. 경량골재의 내부에 독립기공이 분포되어 있거나 표면이 치밀하면, 겉보기 비중이 작은 편인데도 흡수율이 작으면서도 강하다. 단 펌프압송시 압력 등에 의해 흡수율이 변동하기 때문에 배합관리를 철저히 하여야 한다. 일정시간 동안 흡수시켯을 때의 흡수율과 실제 사용시의 흡수율이 다른 골재의 경우가 있으므로 세심한 주의가 필요하다.
강도
골재는 일반적으로 여러가지 종류의 암석으로 구성되어 있다. 양질의 것은 1000kgf/cm2 이상의 압축강도를 갖는 심성암, 반심성암, 안산암, 현무암 등의 화강암이 있고, 또한 경질인 사암,석회등의 퇴적암이 있다.
골재가 충분한 압축강도를 갖고 있는 경우, 콘크리트내부의 국부적인 파괴는 골재와 시멘트페이스트와의 접합면에서 일어나기 때문에, 골재표면에서의 부착이 매우 중요하다. 콘크리트의 강도를 높이기 위해, 시멘트페이스트의 강도를 높이면 골재파괴가 일어나며, 특히, 경량골재에서 많이 발생한다. 골재의 강도는 큰크리트 압축강도시험후의 파괴상태, 골재의 파쇄시험, 원석의 강도로부터 추정 할 수 있다. 그 중에서 파쇄시험은 일정 크기의 용기속에 채워넣은 골재를 가압하여, 파쇄율(%) 또는 파쇄율 10%로 되었을때의 파쇄하중값에 의하여 골재의 강도를 표시하는 방법이다. 파쇄값과 압축강도와의 사이에는 수학적인 관계는 없지만, 정상적으로 양자의 관계는 일치한다.
입형
골재입자의 형상이 입방체이거나 구형에 가까운 다면체상이면, 충전성이 좋아지기 때문에 콘크리트를 만들때에 시멘트와 물의 양을 감소시킬 수있다. 골재의 입형이 나쁘면 아직 굳지 않은 콘크리트의 워커빌리티를 나쁘게하고, 벌집같은 구멍이 생겨 경화 후에 발생하는 제 결함의 원인이 되기 쉽다
또한 입자가 각이 있거나, 표면에 심한 요철이 있으면, 골재사이에 마찰이 심해져 콘크리트의 유동성을 저하시키고, 동일한 작업성을 얻기 위해서는 여분의 페이스트량을 필요로 한다. 쇄석은 이와 같은 성질을 갖고 있다는 점에서 하천자갈에 비해 불리하지만, 반면에 시멘트페이스트와 부착이 좋아지기 때문에 강도상은 유리하게 된다.
입형을 판정하는 실용적인 방법으로는 실적률에 의한 비교가 있으며, 또한 영국규격에서는 골재의 형상을 구별하여 분류하는 방법에 대해 규정하고 있다.
입도,조립률, 골재의 최대치수
골재의 입도란 골재의 크고 작은 알 들이 섞여있는 분포상태를 말한다. 입도는 체가름 시험의 결과, 표준입도, 혹은 입도 분로를 그림으로 표시한 표준입도분포곡선, 조립률 등에 의해서 나타낸다. 조립율이란 0.15, 0.3, 0.6, 1.2, 2.5, 5, 10, 20 및 40mm의 채에 남은 골재의 양을 100으로 나눈 값이며, 모래의 경우 굵은 모래는 3.0이상, 중간크기의 모래는 2.5~3.0, 가는모래는 2.0정도의 값을 갖는다. 즉 골재크기의 대략적인 값을 나타낸다. 입도가 적절하면, 소요의 품질을 갖는 콘크리트를 만들 수가 있다. 즉,경제적인 콘크리트를 만들 수가 있는 것이다.
최적의 입도는 입형과 배합조건 등에 의해서 상대적으로 결정되기 때문에 획일적으로 규정할 수는 없다. 규준에서는 배합상의 최적조건을 상징해서 표준입도범위를 나타내고 있으며, 이들에 적당한 입도를 얻기 위해서는, 수종의 골재를 혼합해서 조정하는 경우가 종종 행하여지고 있다.
골재의 최대치수는 중량비로 90% 이상을 통과시키는 체중에서 최소 치수의 체눈의 호칭치수를 나타낸 굵은 골재의 치수를 말한다. 콘크리트 제조시, 골재의 최대 치수가 큰 것을 사용하면 시멘트 페이스트량을 적게 쓸 수 있어 경제적이다. 그러나 건축공사에서는 거푸집이나 철근의 배근상태가 비교적 좁기 때문에, 이들의 조건에 대응시켜 충전성을 우선시 해서 최대 치수를 선정하여야 한다.