인하대학교 건설재료실험 A+ 잔골재 밀도 실험 보고서( 건설재료학 )

문서 내 토픽

1. 골재의 정의

골재의 사전적 정의는 개별적인 조각들이 하나로 모여져 있는 것을 말하지만, 일반적으로 토목공학적 관점에서 볼 때 골재는 부순돌, 자갈, 모래, 등의 덩어리로 정의한다. 이때, 골재 입자들의 크기를 기준으로 굵은 골재와 잔골재로 분류할 수 있다.
2. 골재의 필요조건 및 성질

골재의 성질은 개별 입자의 특성과 집합상태의 물직특성에 의해 정해진다. 이런 성질은 물리적, 화학적, 역학적 특성으로 볼 수 있다. 물리적 성질로는 입자형상이 구에 가까운 것, 입자크기의 분포가 고른 것, 유해물질을 함유하지 않는 것 등이 있다. 화학적 성질로는 화학적 체적 안정성이 뛰어난 것이 있다. 역학적 성질로는 강도 및 내구성이 클 것, 내마모성이 클 것 등이 있다.
3. 골재의 입자형상

일반적으로 형상이 각진 골재는 원형 골재에 비해 높은 안정성을 가지고 있으며, 대량의 재료를 생산해 낼 수 있다. 그러나 각진 골재는 원형 골재에 비해 타설작업에 불리하며, 각진 형상의 골재끼리는 서로 미끄러지기 힘들기 때문이다.
4. 잔골재의 입자형상

잔골재의 경우 85%이상이 5mm 체를 통과하고 마이크로미터 이하의 고체인 미립자는 적당히 혼합되어야 한다. 또한 굵은 알이 적당히 섞이게 되면 보다 경제적인 골재를 형성할 수 있다. 추가로 조립율의 범위에 따라서도 잔골재를 볼 수 있다.
5. 골재의 청결도 및 유해물질

골재의 청결도는 매우 중요하며, 문제가 생긴다면 골재를 사용하여 제조한 포틀랜드 시멘트나 아스팔트 콘크리트의 균열이 발생할 수 있다. 이때 유해물질로는 유기질 불순물, 점토, 세일 등이 있으며 골재는 천연재료이기 때문에 이런 유해물질에 있어 오염될 가능성이 있다.
6. 골재의 안정성과 내구성

모든 구조물은 안정성에 대해 최우선으로 생각해야하기 때문이다. 예시로는 골재의 공극 내에 존재하는 물이 얼어서 어떠한 힘에 대한 저항력인 응력으로 인해 파괴될 수 있는 것이 있다. 이러한 파괴에 대비하기 위해서는 물리, 화학적으로 내구성이 높아야 한다.
7. 밀도, 단위중량, 비중

밀도는 단위 부피(V)에 대한 질량(m)으로 나타낼 수 있고, 단위는 g / cm^3이다. 단위중량은 단위 부피(V)에 대한 무게(W)으로 나타낼 수 있고, 단위는 kgf / m^3이다. 비중은 표준물질(물)의 밀도에 대한 어떤 물질의 밀도의 비로 나타낼 수 있다.
8. 골재의 함수율

골재의 함수율(%) = (습윤상태의 골재의 중량 – 건조상태의 골재의 중량) / 건조상태의 골재의 중량 X 100
9. 골재의 흡수율

골재의 흡수율(%) = (표면건조상태의 시료의 질량 – 절대건조상태의 시료의 질량) / 절대건조상태의 시료의 질량 X 100
10. 잔골재 밀도 실험 방법

실험 방법에는 시료 준비, 원뿔형 몰드에 시료 담기, 플라스크에 시료와 물 넣기, 기포 제거 등의 과정이 포함된다.
11. 잔골재 밀도 실험 결과 및 고찰

실험 결과 잔골재의 표면건조상태 밀도는 2.46 g/cm^3로 측정되었다. 이는 일반적인 표면건조상태 잔골재의 밀도 범위 내에 있어 큰 오차는 없었던 것으로 보인다. 다만 측정 과정에서 발생할 수 있는 오차 요인들을 고려하여 실험 방법을 개선할 필요가 있다.

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1. 골재의 정의

골재는 콘크리트, 아스팔트 등의 건설 재료를 제조하는 데 사용되는 천연 또는 인공적으로 생산된 무기 입자성 물질입니다. 골재는 콘크리트의 강도, 내구성, 내화성 등 중요한 특성을 결정하는 핵심 구성 요소입니다. 따라서 골재의 정의와 특성을 정확히 이해하는 것은 건설 재료 설계 및 품질 관리에 매우 중요합니다.
2. 골재의 필요조건 및 성질

골재는 콘크리트 및 기타 건설 재료의 주요 구성 요소이므로 다음과 같은 필요조건과 성질을 갖추어야 합니다. 첫째, 충분한 강도와 내구성을 가져야 합니다. 둘째, 화학적으로 안정적이어야 하며 유해 물질이 포함되어서는 안 됩니다. 셋째, 적절한 입도 분포와 입자 형상을 가져야 합니다. 넷째, 내구성과 내화성이 우수해야 합니다. 다섯째, 경제성과 가용성이 확보되어야 합니다. 이러한 필요조건과 성질을 만족하는 골재를 사용해야 양질의 건설 재료를 생산할 수 있습니다.
3. 골재의 입자형상

골재의 입자 형상은 콘크리트의 강도, 내구성, 작업성 등에 큰 영향을 미칩니다. 이상적인 골재 입자는 각진 형태로, 표면이 거칠고 입자 간 맞물림이 잘 되어야 합니다. 반면 구형의 매끄러운 입자는 콘크리트 배합의 유동성은 좋지만 강도와 내구성이 떨어집니다. 따라서 골재 입자 형상의 적절한 조합이 필요하며, 이를 위해 체가름 시험, 편장석 함량 시험 등의 골재 품질 관리가 중요합니다.
4. 잔골재의 입자형상

잔골재는 콘크리트의 강도, 내구성, 작업성 등에 큰 영향을 미치는 중요한 구성 요소입니다. 이상적인 잔골재 입자는 각진 형태로, 표면이 거칠고 입자 간 맞물림이 잘 되어야 합니다. 반면 구형의 매끄러운 입자는 콘크리트 배합의 유동성은 좋지만 강도와 내구성이 떨어집니다. 따라서 잔골재 입자 형상의 적절한 조합이 필요하며, 이를 위해 체가름 시험, 편장석 함량 시험 등의 품질 관리가 중요합니다.
5. 골재의 청결도 및 유해물질

골재의 청결도와 유해물질 함량은 콘크리트의 강도, 내구성, 내화성 등에 큰 영향을 미칩니다. 청결한 골재는 콘크리트 강도 발현에 도움이 되지만, 유해물질이 포함된 골재는 콘크리트 열화를 유발할 수 있습니다. 따라서 골재의 청결도와 유해물질 함량을 엄격히 관리해야 합니다. 이를 위해 체가름 시험, 염화물 함량 시험, 유기불순물 시험 등의 골재 품질 관리가 필요합니다.
6. 골재의 안정성과 내구성

골재의 안정성과 내구성은 콘크리트의 내구성과 내화성에 직접적인 영향을 미칩니다. 안정적이고 내구성이 우수한 골재를 사용해야 콘크리트 구조물의 내구수명을 확보할 수 있습니다. 이를 위해 골재의 화학적 안정성, 물리적 내구성, 내화성 등을 면밀히 평가해야 합니다. 또한 골재의 열팽창 계수, 동결융해 저항성, 알칼리-골재 반응 등을 고려해야 합니다. 이러한 골재 특성 관리를 통해 양질의 콘크리트를 생산할 수 있습니다.
7. 밀도, 단위중량, 비중

골재의 밀도, 단위중량, 비중은 콘크리트의 배합 설계와 품질 관리에 중요한 지표입니다. 밀도와 단위중량은 골재의 강도와 내구성을 간접적으로 나타내며, 비중은 골재의 입자 특성을 반영합니다. 이러한 골재 물성은 콘크리트의 강도, 내구성, 작업성 등에 영향을 미치므로 정확한 측정과 관리가 필요합니다. 특히 잔골재의 밀도와 비중은 콘크리트 배합 설계에 중요한 요소입니다.
8. 골재의 함수율

골재의 함수율은 콘크리트 배합 설계와 품질 관리에 매우 중요한 요소입니다. 골재의 함수율이 높으면 콘크리트 배합수량이 증가하여 강도와 내구성이 저하될 수 있습니다. 반면 함수율이 낮으면 배합수량이 부족해져 작업성이 저하됩니다. 따라서 골재의 함수율을 정확히 측정하고 관리해야 합니다. 이를 위해 골재 표면 건조 상태에서의 함수율 측정이 필요하며, 배합 시 함수율을 고려한 보정이 이루어져야 합니다.
9. 골재의 흡수율

골재의 흡수율은 콘크리트의 강도, 내구성, 작업성 등에 큰 영향을 미치는 중요한 특성입니다. 흡수율이 높은 골재는 콘크리트 배합수를 과다 흡수하여 강도와 내구성이 저하될 수 있습니다. 반면 흡수율이 낮은 골재는 배합수 부족으로 인해 작업성이 저하될 수 있습니다. 따라서 골재의 흡수율을 정확히 측정하고 관리해야 합니다. 이를 통해 적절한 배합수량을 결정하고 양질의 콘크리트를 생산할 수 있습니다.
10. 잔골재 밀도 실험 방법

잔골재의 밀도 실험은 콘크리트 배합 설계와 품질 관리에 필수적입니다. 잔골재 밀도 실험 방법으로는 비중병법, Le Chatelier 플라스크법, 수중 밀도법 등이 있습니다. 이 중 비중병법이 가장 일반적으로 사용되며, 정확성과 편의성이 높습니다. 실험 시 주의해야 할 점은 시료 채취, 건조 상태 유지, 온도 보정 등입니다. 실험 결과는 콘크리트 배합 설계와 품질 관리에 활용되므로 정확한 측정이 중요합니다.
11. 잔골재 밀도 실험 결과 및 고찰

잔골재 밀도 실험 결과는 콘크리트 배합 설계와 품질 관리에 중요한 정보를 제공합니다. 실험 결과를 통해 잔골재의 강도, 내구성, 입자 특성 등을 간접적으로 파악할 수 있습니다. 또한 실험 결과와 기준값 비교를 통해 잔골재의 적합성을 판단할 수 있습니다. 실험 결과가 기준을 벗어나는 경우 골재 교체, 배합 조정 등의 대책이 필요합니다. 이처럼 잔골재 밀도 실험 결과 분석은 양질의 콘크리트 생산을 위해 매우 중요합니다.