건축재료 골재의 정의와 구비조건, 종류, 요구성질

 

 건축재료 골재의 정의와 구비조건, 종류와 요구성질에 대해 말씀 드리겠습니다. 시멘트처럼 골재는 콘크리트를 구성하는 중요한 요소입니다.

 

 

건축재료 골재의 정의, 구비조건, 종류, 요구성질

 

 

골재의 정의

 

 골재의 정의는 콘크리트를 제조할 때 시멘트, 물과 함께 굳어지는 모래, 자갈, 부순 돌 등입니다. 골재는 콘크리트의 70%를 차지합니다. 따라서 골재의 성질이 콘크리트에 크게 영향을 끼치게 됩니다.

 

 시멘트 만으로도 충분히 형태를 만들 수 있지만 시멘트 만으로 형태를 제작할 경우 시멘트의 사용량이 굉장히 커지기 때문에 가격도 비싸지고 작업의 편의성도 떨어질 수 있습니다. 또한 시멘트는 굳으며 수축하는 성질이 있습니다. 이러한 단점들을 보완하기 위해 골재를 섞어서 사용합니다. 골재를 섞어 사용하면 이처럼 시멘트와 물, 골재를 섞어 만든 콘크리트는 시멘트의 재료비를 줄일 수 있습니다.

 

 골재의 마찰력을 이용하여 시멘트가 마르면서 부피가 줄어들어 생기는 균열을 최소한으로 만들기 위해 시멘트의 사용량도 절약할 수 있으면서 골재를 최대한 사용할 수 있는 방법을 선택하는 것이 중요합니다. 각각의 골재 크기를 다양하게 섞어 큰 골재의 사이에 작은 골재가 공간을 채워 골재간의 간격을 줄이면 사용되는 시멘트의 양을 줄일 수 있습니다.

 

 골재는 강모래, 강자갈등이 가장 사용하기 좋다고 알려졌지만 지속된 대규모의 건설사업들과 환경훼손에 대한 문제 때문에 기존에 사용되던 강모래, 강자갈들이 고갈 혹은 채취가 금지되어 최근에는 파쇄석, 깬 모래, 바다모래, 고로슬래그 골재, 경량골재 등의 골재를 주로 사용합니다.

 

 

골재의 구비조건

 

 콘크리트용 골재의 구비조건은 일정하게 잘 가라앉을 수 있도록 물리적으로 안전해야 합니다. 또한 시멘트와 섞이게 되므로 알칼리와의 반응이 있을 경우 균열이 갈 수 있습니다. 따라서 화학적으로도 문제가 없어야 합니다.

 

골재의 성분이 무르지 않고 흡수율이 낮아서 물을 많이 흡수하지 않을 수 있도록 치밀하고 단단해야 합니다. 흡수율이 좋은 골재의 경우 비율을 맞추어 시멘트와 물, 골재를 넣었지만 그 비율이 달라질 수 있기 때문입니다.

 

 실질적으로 사람이 생활해야 하기 때문에 위험한 유해물질도 포함되지 않아야 하고 시멘트 반죽이 부착 잘 되는 형태를 가진 것이 좋은데 형태는 둥글거나 다면체인 것이 좋습니다. 또한 시멘트 반죽이 잘 부착되는 표면과 조직을 가진 것이 좋습니다.

 

 건축물이 불에 탈 경우 쉽게 붕괴되지 않도록 내화성도 있어야 하며 골재의 품질이 자주 변하지 않는 것이 좋습니다. 이러한 모든 성질이 들쑥날쑥하지 않고 큰 차이 없이 품질의 편차가 일정한 것 역시 중요합니다.

 

 

골재의 종류

 

 골재의 종류로는 강자갈, 강모래, 파쇄석 등이 있습니다. 골재는 입자의 크기, 생산 및 제조방식, 골재의 비중 등에 따라 분류됩니다.

 

1.  입자의 크기에 따른 골재의 종류

 

입자의 크기에 따른 골재의 종류는 잔골재, 굵은 골재로 나눌 수 있습니다.

 

잔골재는 KS에서 규정된 5mm 표준망 체에 85% 이상 통과할 수 있는 골재를 말하고 굵은 골재는 KS에서 규정된 5mm 표준망 체에 85% 이상 남는 골재를 말합니다.

 

2. 생산 제조 방식에 따른 골재의 종류

 

 생산 제조 방식에 따른 골재의 종류는 천연골재, 인공골재로 나눌 수 있습니다. 이 두 가지는 뒤이어 다룰 중량에 따른 분류로 분류하면 보통골재로 불립니다.

 

 천연골재는 원석이 자연현상인 풍화, 침식, 운반 등에 의해 생산된 골재입니다. 생산지에 따라 강자갈, 강모래, 바다자갈, 바다모래, 산자갈, 산모래 등으로 구분됩니다. 강자갈, 강모래는 유기불순물을 가지고 있고 바다자갈과 바다모래의 경우 유기불순물과 염분을 가지고 있으며 산자갈과 산모래는 유기불순물과 흙을 가지고 있습니다. 바다자갈과 바다모래의 염분은 사실 콘크리트에는 크게 영향을 주지 않고 오히려 소금기가 콘크리트를 빨리 굳게 합니다. 산자갈과 산모래의 경우 유기불순물이 가장 많으며 흙 속에 석탄이 함유되어 있을 수 있어 시멘트가 이상응결 될 위험도 존재합니다. 따라서 천연골재는 밀도가 낮고 강도가 작습니다. 따라서 구조용 재료로의 사용은 좋지 않습니다.

 

 인공골재는 원석을 인공적으로 부숴 만든 것으로 깬 모래(쇄사), 쇄석, 그리고 슬래그 굵은 골재와 잔골재가 있으며 혈암이나 플라이애쉬를 더한 인공경량골재가 있습니다. 인공경량골재는 팽창점토, 팽창질석, 퍼라이트가 있습니다.

 

3. 중량에 따른 골재의 종류

 

중량에 따른 분류로 따른 골재의 종류는 보통골재, 경량골재, 중량골재로 나눌 수 있습니다.

 

 보통골재의 경우 앞에서 말했던 천연골재와 인공골재 중 쇄석 등을 말합니다.

 

 경량골재의 경우 가벼운 돌이나 인공경량골재등이 있는데 가벼워야 하는 경량 콘크리트를 제조할 때 사용합니다. 이때 현무암이 사용될 수 있습니다. 

 

 중량골재의 경우 방사선을 막기 위한 목적 등으로 사용되는 중량콘크리트를 만들기 위해 사용하는 골재로 자철광, 중정석, 철광석 등이 있습니다.

 

4. 용도에 따른 골재의 종류

 

 용도에 따른 골재의 종류는 콘크리트용, 경량콘크리트용, 모르타르용, 토목현장에서 많이 사용하게 되는 도로포장 콘크리트용, 보조 기층용, 기층용 골재 등으로 나눌 수 있습니다.

 

 

골재의 요구성질

 

 골재가 일반적으로 요구되는 요구성질은 보통의 구조용 콘크리트에 사용되는 골재에 요구되는 성질과 같습니다.

 

 골재는 시멘트가 굳어진 상태보다 단단하고 내구성과 내화성이 클 것이 요구됩니다. 또한 유해한 불순물과 화학 성분을 함유하지 않아 물리적, 화학적으로 안정된 것이 좋습니다.

 

 또한 너무 매끈한 것은 부착력이 줄어드므로 좋지 않고 각이 동그랗거나 사각형에 가까운 것이 좋습니다. 또한 물을 흡수할 경우 좋지 않으므로 흡수율이 적어야 하며 KS 기준 균일한 품질을 가지고 언제든 대량 공급이 가능하며 가격이 적을수록 좋습니다.