개념 한 쪽
골재의 체가름 시험은 골재 입도의 굵고 가는 정도를 판단하는 시험이다. 조립률은 체가름 결과를 하나의 수치로 나타내며, 혼합 골재에서는 각 골재의 비율을 반영한 가중평균으로 구한다. 골재의 공극률과 흡수율도 단위무게, 비중, 건조 질량의 관계로 계산한다.
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출제기준 단원 「골재의 체가름 시험」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 혼합 골재 조립률 계산 | 1 | 부피 비율이 다른 두 골재의 혼합 조립률을 가중평균으로 구하기 |
| 골재 흡수율 계산 | 1 | 표면건조포화질량과 노건조질량으로 흡수율을 구하기 |
| 조립률 정의 판단 | 1 | 체가름 결과로 골재 입도를 개략적으로 나타내는 지표를 고르기 |
조립률(F.M)은 표준 체별 시험 결과의 누적 체류량 비율을 바탕으로 골재의 입도 분포를 개략적으로 나타내는 지수이다. 값이 클수록 굵은 골재가 많고, 값이 작을수록 가는 골재가 많다. 조립률은 골재 입자의 평균적인 굵기를 판단하는 지표로 사용한다.
골재의 체가름 시험에 사용하는 시료는 건조기 안에서 105±5℃를 유지하며 질량 변화가 더 이상 없을 만큼 말린다. 25℃는 상온 수준이고, 65℃나 85℃도 표준 건조 온도로 제시되지 않는다. 수분을 제거한 뒤의 질량을 기준으로 골재의 고유한 무게를 판단한다.
혼합 골재의 조립률은 각 골재의 조립률에 혼합 비율을 곱한 값을 모두 더한 뒤 전체 비율로 나누는 가중평균으로 계산한다. 조립률 3.0과 7.0을 무게비 1:3으로 섞으면 (3.0×1+7.0×3)÷4=6.0이 된다. 잔골재 쪽 조립률이 3.0이고 부피가 0.2m³, 굵은 골재 쪽 조립률이 7.0이고 부피가 0.3m³인 혼합물은 (3.0×0.2+7.0×0.3)÷0.5=5.4가 된다.
공극률은 전체 부피 중 빈 공간이 차지하는 비율이다. 단위무게와 비중을 이용하여 [1-(단위무게÷(비중×1000))]×100으로 계산한다. 흡수율은 표면건조포화상태의 질량에서 노건조상태의 질량을 뺀 값을 노건조질량으로 나눈 뒤 100을 곱하여 구한다.
혼합 골재의 조립률은 (3.0×1+7.0×3)÷(1+3)=24÷4=6.0으로 계산한다. 흡수율은 (500-480)÷480×100≈4.17%로 구한다. 조립률이 크면 가는 골재가 많다고 하거나, 혼합 조립률을 단순평균으로 계산하면 틀린다. 흡수율의 분모를 표면건조포화질량으로 잡는 것도 함정이다.
조립율이 3.0인 잔골재 0.2m³와 조립율이 7.0인 0.3m³의 굵은 골재를 혼합한 경우의 조립율은 얼마인가?
정답 ④ · 조립율(FM)이 다른 두 골재를 혼합했을 때의 전체 조립율을 구하는 공식은 (혼합 전체 골재의 각 체 누계 백분율 합) / 100 입니다. 근사적으로 (FM1×V1 + FM2×V2) / (V1+V2)를 사용해 볼 수 있으나, 이 문제는 부피(또는 중량) 가중 평균인 (3.0×0.2 + 7.0×0.3) / (0.2+0.3) = 2.7/0.5 = 5.4 로 계산되어 보기 4번과 정확히 일치합니다.
혼합 골재의 조립율은 각 골재의 조립율에 부피(또는 중량)를 곱한 값을 합산한 후 전체 부피로 나눈 가중 평균으로 계산한다.
표면건조 포화상태의 잔골재 500gf을 노건조시켰더니 480gf였다면 흡수율은 얼마인가?
정답 ② · 문항은 표면건조 상태와 노건조 상태의 질량으로 잔골재의 흡수율을 계산하라는 문제이다. 흡수율은 (표면건조질량 − 건조질량) ÷ 건조질량으로 계산하므로 주어진 수치로는 (500 − 480) ÷ 480 = 20 ÷ 480 = 0.041666...로 약 4.17%가 된다.
흡수율은 '(표면건조질량-노건조질량)÷노건조질량'으로 계산하며, 수분 증발량을 건조질량으로 나눕니다.
조립율(fineness modulus, Fm)이란?
정답 ③ · 문항은 조립율(Fineness Modulus)의 정의를 묻고 있다. 조립율은 표준 체별 체거름 시험 결과의 누적 잔류량 합계를 일정 방식으로 계산해 골재의 입도 분포를 개략적으로 나타내는 지수로, 골재의 평균 입도 성질을 나타낸다.
조립율(FM)은 표준 체별 시험 결과를 바탕으로 골재의 입도 분포를 개략적으로 나타내는 지수이다.
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