본문내용
1. 건축재료로서의 골재
1.1. 골재의 종류와 분류
1.1.1. 자연골재
자연골재는 자연에서 직접 채취되는 재료로, 물리적, 화학적, 기상적 변화를 통해 생성되는 자연적 과정을 통해 형성된다. 자연골재는 그 출처에 따라 강산골재, 해산골재, 자갈, 모래 등으로 분류할 수 있다.
강산골재는 강에서 채취되며, 강물의 흐름에 의해 가다듬어지는 과정에서 부드러운 모양과 표면을 가지게 된다. 이는 일반적으로 품질이 좋고 균일한 입경과 모양을 가지고 있지만, 특정 지역에서만 채취될 수 있어 공급에 제한이 있을 수 있다.
해산골재는 바다에서 채취되는 골재로, 주로 해산 모래와 조약돌로 구성되어 있다. 해산골재는 부드러운 표면과 균일한 입경을 가지고 있지만, 염분 함량이 높을 수 있으므로 사용 전에 염분 제거 처리가 필요하다.
자갈과 모래는 입경에 따라 구분되는데, 일반적으로 입경이 2mm 이하인 경우를 모래, 그 이상을 자갈로 분류한다. 이들 골재는 채취 장소에 따라 강도, 내구성, 작업성 등의 특성이 달라질 수 있다.
종합적으로 자연골재는 양질의 골재원이지만, 공급의 한계, 염분 함량 등의 문제가 있다. 따라서 건설 현장에서는 이러한 자연골재의 특성을 고려하여 적절한 골재를 선택하는 것이 중요하다.
1.1.2. 인공골재
인공골재는 산업적인 제조 과정을 통해 만들어지는 골재로, 철강슬래그, 비철금속 슬래그, 폐유리, 건설 폐기물, 고로차 등을 주 원료로 사용한다. 이러한 인공골재는 천연골재에 비해 그 특성과 성능이 다르며, 건설 현장에서의 활용도가 점점 더 높아지고 있다.
먼저, 철강슬래그 골재는 철강 제조 과정에서 발생하는 부산물로, 적절한 처리를 통해 골재로 사용될 수 있다. 철강슬래그 골재는 강도가 높고, 내화성이 좋으며, 알칼리-실리카 반응을 억제하는 효과가 있어 콘크리트 제조에 유리하다. 비철금속 슬래그 또한 알루미늄, 구리, 니켈 등의 제조 과정에서 발생하는 슬래그로, 철강슬래그와 유사한 특성을 지니고 있다.
다음으로, 폐유리는 재활용 과정을 통해 골재로 사용될 수 있다. 폐유리 골재는 투명성, 무색성, 화학적 안정성 등의 특성을 가지고 있지만, 강도가 낮고 표면이 매끄러워 콘크리트의 작업성에 영향을 미칠 수 있다. 건설 폐기물 또한 재활용 과정을 거쳐 골재로 사용될 수 있으며, 입경과 모양이 다양하고 환경적 이점이 있지만 품질 관리가 필요하다.
마지막으로, 고로차는 제철 과정에서 발생하는 부산물로, 특수한 처리를 통해 골재로 사용될 수 있다. 고로차 골재는 강도가 높고 내화성이 좋으며, 알칼리-실리카 반응을 억제하는 효과가 있어 콘크리트 제조에 유리한 것으로 알려져 있다.
이처럼 인공골재는 다양한 산업 부산물을 활용하여 만들어지며, 천연골재에 비해 특성과 성능이 다르다. 따라서 건설 현장에서는 이러한 인공골재의 특성을 정확히 파악하고 적절히 활용하여 콘크리트와 같은 건설 자재의 품질을 높일 수 있다. 향후 인공골재 기술의 발전과 함께 이들의 활용도가 더욱 증가할 것으로 전망된다.
1.2. 골재의 품질과 일반적 성질
1.2.1. 강도
골재의 강도는 콘크리트의 강도에 직접적인 영향을 미친다. 골재는 콘크리트의 부피의 약 70~80%를 차지하므로, 골재의 강도는 전체 콘크리트 혼합물의 강도에 큰 영향을 미친다. 골재의 강도는 주로 압축 강도 시험, 충격 강도 시험, 핵계수 시험 등으로 측정한다. 이러한 시험은 골재가 고압을 견디고, 충격을 흡수하며, 내구성을 유지할 수 있는지를 평가한다. 일반적으로 큰 입경의 골재는 높은 강도와 연관되며, 이를 활용하면 콘크리트의 강도를 높일 수 있다. 하지만 작업성 등의 다른 요인들도 고려해야 하므로, 골재의 강도와 다른 특성들을 종합적으로 평가하여 최적의 골재를 선택하는 것이 중요하다.
1.2.2. 입경 및 모양
골재의 입경 및 모양은 콘크리트의 작업성, 펌핑성, 내구성 등에 영향을 미친다.
골재의 입경은 그 크기를 나타내며, 일반적으로 입경이 큰 골재는 강도가 높은 것으로 나타난다. 입경이 큰 골재를 사용하면 콘크리트의 강도가 높아지지만, 작업성은 떨어질 수 있다. 반대로 입경이 작은 골재를 사용하면 작업성이 향상되지만 강도가 낮아질 수 있다. 따라서 콘크리트의 설계 목적에 따라 적절한 골재 입경을 선택해야 한다.
골재의...
