골재의 체가름 시험 방법(KS F 2502)

1. 개요

 

흙을 토목재료로 사용하는 구조물 즉, 흙댐이나 하천제방, 도로 또는 비행장 활주로 등에서는 흙의 공학적인 성질을 파악하는데 흙입자의 크기와 그 입도 분포가 대단히 중요한 자료로 사용된다. 따라서 흙의 입도분포를 결정하는 것은 모든 토질시험의 기초로 되어 있다.

흙의 입도분포는 흙의 종류에 따라서 체분석이나 비중계분석을 실시하여 구한다. 즉, 조립토는 체분석을 실시하여, 세립토는 비중계분석을 그리고 혼합토는 체분석과 비중계분석을 병행하여 입도분포를 구한다. 체분석을 통하여 흙의 성질을 파악한다.

 

2. 적용 범위

 

․ 콘크리트에 사용하는 골재의 체1)가름 시험에 대한 규정

․ 구조용 경량골재를 포함하지만 광물질 채움재에는 적용 불가.

 

3. 시험 목적

 

: 골재의 입도, 조립률2), 굵은 골재의 최대치수3) 등을 구하기 위함.

　

4. 시험장비

 

① 체 1세트 (No.4, No.10, No.20, No.40, No.60, No.100, No.140, No.200)

② 저울 : 시료무게의 0.1% 이상의 정밀도를 가진 것

③ 체진동기

④ 건조기 : 105±5℃의 균일한 온도를 유지할 수 있는 적당한 크기의 건조로

⑤ 시료 : ․대표적인 것을 채취하여 4분법 또는 시료 분취기로 거의 정해진 양이 될 때까 지 축분, 그 양은 건조 후 다음과 같다. 단 구조용 경량골재는 이 무게의 1/2로 한다.

 

구 분

잔골재 1.2mm 체(무게비)

굵은 골재 최대치수

치수(mm) 95% 통과 95% 잔류 10 15 20 25 40 50 60 80 100

무게(kg) 0.1 0.5 1 2.5 5 10 15 20 25 30 35

 

5. 시험방법

 

① 현장시료채취

 

실내 토질시험에서 신뢰성 있는 결과를 얻기 위해서는 시료가 현장지반을 대표할 수 있 는 것이어야 한다. 시료는 현장에서 채취하여 운반하고 실내시험을 준비하는 과정에서 그 상태가 달라질 가능성이 있다. 또한 소량의 시료를 취하여 실내 시험을 수행하기 때문에 현장지반을 대표할 수 없는 시료를 취할 가능성이 높다.

 

② 시료의 건조

 

유기질 또는 특수한 점토광물을 함유하여 시료의 성질이 함수비의 변화에 따라 달라질 수 있는 경우에는 습윤상태로 시료를 조제해야 한다. 시료를 공기건조하면 시료를 잘게 부 수기가 쉬워진다. 시료를 공기건조할 때에는 직사광선이 비치지 않고 통풍이 잘되는 그늘진 곳에서 상온상태로 건조시켜야 한다. 조립토는 높은 온도에서도 성질이 변하지 않 기 때문에 노건조해도 되지만 세립토가 많은 흙은 건조시에 온도가 높으면 성질이 변할 수 있으므로 상온 105±5℃에서 일정한 무게가 될 때까지 건조한다.

시료는 본 시험 목적에 맞는 짜맞춤 망체를 사용하여 체가름을 한다.

 

③ 체가름

 

․체에 상하․수평 운동을 주고 시료를 흔든다→ 시료가 체면에 균등하게 운동.

․작업은 1분 동안 각 체에 잔류량의 1%이상 그 체를 통과하지 않게 될 때까지 계속.

․체눈에 끼인 입자는 분쇄되지 않도록 주의하고 다시 빼고 체에 걸린 시료로 간주.

․체가름을 끝낸 후, 저울을 사용하여 각 체에 걸리는 시료의 무게를 단다.

 

④ 체분석

노건조한 시료를 No.4, No.10, No.20, No.40, No.60, No.140, No.200 체로 치고 잔류 무게를 잰다.

체분석 결과를 정리하고 계산한다.

 

⑤ 계산 및 결과정리

 

(1) 체잔류율 결정

각 체의 잔류무게를 투입한 시료의 본래 무게로 나누어 체잔류율을 결정한다.

잔류율 = 잔류무게 / 시료의 본무게 ×100(%)

 

(2) 통과율 결정

체통과율은 100% 에서 체잔류율을 빼서 구한다.

통과율 = 100 - 잔류율 [%]

체분석과 비중계분석을 병행하였을 경우에는 중량백분율을 다음과 같이 수정하여야 한다.

P' = Wl / WS ×P

= No.200체통과시료의 무게/전체건조시료의 무게 ×입자의 중량백분율

여기서, Wl : No.200체를 통과한 건조시료의 무게 (gf) , WS : 전체 건조시료의 무게 (gf)

P : 입자의 중량백분율 (%) , P' : 수정한 중량백분율 (%)

　

(3) 중량백분율

① 각 체에 대한 통과중량백분율을 구하고 이로부터 가적통과중량백분율을 구한다.

② 반대수지상에 입경 - 가적통과율 관계곡선 즉, 입경가적곡선을 그린다.

③ 입경가적곡선에서 다음의 값을 구한다.

- 10%, 30%, 60% 통과 입경(D10, D30, D60) [mm]

- No.10, No.40, No.200 통과 중량백분율 [%]

④ 균등계수(Cu)와 곡률계수(Cg)를 구한다.

Cu = D60/D10

Cg = (D30)2 / (D10×D60)

 

6. 주의사항

 

- 체가름할 때 체에 잔류한 시료편을 손으로 눌러서 통과시켜서는 안됨.

- 시험은 2회 이상으로 하고 그 평균치를 취함.

 

7. 결과의 이용

 

(1) 균등계수 Cu에 따른 판정

 - Cu>15 : 입도분포 매우 불균등

 - 15>Cu> 6 : 입도분포 양호

 - 6>Cu> 0 : 입도분포 균등

 

(2) 곡률계수 Cg에 따른 판정

 - 3>Cg> 1 : 입도분포 양호

 

8. 참고사항

 

1) 굵은골재 ( coarse aggregate )

콘크리트 표준시방서에 의한 KS A 5101의 규정에 따르면 No. 4체(5mm)에 거의 다 남 는 골재 또는 No. 4체에 다 남는 골재를 굵은 골재로 정의한다.

 

2) 잔골재 ( fine aggreagate )

콘크리트 표준시방서에 의한 KS A 5101의 규정에 따르면 10mm체를 전부 통과하고, No. 4체(5mm)를 거의 다 통과하며,No. 200체(0.08mm)에 거의 다 남는 골재 또는 No. 4 체를 다 통과하고, No. 200체에 다 남는 골재를 잔 골재로 정의한다.

 

3) 원추 4분법

i) 분쇄한 대시료를 단단하고 깨끗한 평면위에 원추형으로 쌓아 올린다.

ii) i)의 원추를 장소를 바꾸어 다시 쌓는다.

iii) 원추의 꼭지를 수직으로 눌러서 평평하게 만들고 이것을 부채꼴로 사등분한다.

iiii) 마주 보는 두 부분을 취하고 반은 버린다.

iiiii) 반으로 준 시료를 i) ～ iiii)의 조각을 반복하여 적당한 크기까지 줄인다.

 

 

이상

 

- 골재의체가름시험방법