입도분석기 및 Hydrometer법을 활용한 골재의 점토함유량 평가 방법 개발 :Development of Test Method of the Clay Contents of Aggregates by Applying the Particle Size Analyzer and the Hydrometer Method

신세준

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자료유형: 학위논문

저자정보: 신세준 (청주대학교, 청주대학교 대학원)

지도교수: 한민철

발행연도: 2021

저작권: 청주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수21

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2021

입도분석기 및 Hydrometer법을 활용한 골재의 점토함유량 평가 방법 개발

신세준 건축공학과 2021.01 학위논문

2019

Hydrometer법을 이용한 골재 토분함유량 판정 가능성

신세준 , 최윤호 , 한준희 외 3명 대한건축학회 학술발표대회 논문집 2019.10 학술대회자료

입도분석기를 이용한 골재 토분함유량 판정 가능성

신세준 , 현승용 , 박경택 외 3명 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2019.10 학술대회자료

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국내 건설공사 현장에서는 콘크리트용 골재자원의 고갈대책으로 다양한 대체 골재가 활용되고 있다. 그러나 이러한 대체 골재 중 최근 사용량이 증가하고 있는 선별파쇄골재의 경우는 점토함유량 판정이 중요하지만 정확한 시험방법이 존재하지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 골재의 토분함유량 관련 규정여부를 조사하고, 메틸렌블루와 입도분석기 및 Hydrometer법을 이용한 점토함유량 시험을 진행하며 이를 분석한 다음 정량적이고 효율적인 점토함유량 평가 방법을 개발하고자 하는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
먼저, KS표준, 골재채취법 및 콘크리트 표준시방서에서 골재품질 중 천연골재에 대한 점토덩어리 함유량 시험방법만 존재할 뿐, 부순 골재의 점토함유량 시험방법 및 함유량에 관한 규정을 조사하였으나, 별다른 규정은 존재하지 않고, EN 및 ASTM의 경우는 메틸렌블루를 활용한 시험방법 만이 제안되어 있는 것으로 조사 되었다.
메틸렌블루 시험방법은 EN등에 규정되어 있는 방법으로 메틸렌블루 용액이 골재 중에 함유된 점토의 미세구조에 흡착되어 나타나는 고리형태의 환으로 판정하는 원리로서 MBV 값은 암질과 광물조성 등에 영향을 받아 정확한 추정하기에는 어려움이 있었다.
입도분석기 시험방법은 MIE 산란을 이용한 레이져 회절을 통해 토분의 입도분포, 누적입도분포 등을 확인 할 수 있으며, 0.08mm체 통과량 중 건식보다는 습식으로 실시할 때 5㎛이하의 점토량을 양호하게 추정할 수 있었다. 또한 30회의 동일 실험을 반복하여도 편차가 매우 작은 것으로 나타나 정밀도 측면에서 양호한 시험방법임을 알 수 있었다.
Hydrometer법은 액체 중 낙하하는 물체의 경우 입자크기의 4r/3에 비례하여 점토입자 현탁액의 밀도가 초기 및 후기까지 크게 나타나는 것을 측정하여 토분 중 점토함유량을 추정하고자 하는 원리로 레미콘공장 등의 인수검사시 간이적인 방법으로 채택 할 수 있을 것으로 사료된다.
이상을 종합하면, 메틸렌블루 시험법은 골재 성분에 영향을 받아 정확한 정량분석에 어려움이 있어 사용하기 곤란한 반면, 입도분석기는 정확하기는 하지만 고가이므로 특별히 정확한 데이터가 요구될 때 실시하고, 일반 실무조건에서는 골재 품질관리의 간이적 방법으로 Hydrometer법을 활용하는 것이 효과적일 것으로 판단된다.

The aim of the research is to suggest the evaluating method of clay content of the concrete by methylene blue, particle size analyzer, and hydrometer. As a solution of exhaust of natural aggregate resources, a various aggregate from the various sources has been used for concrete manufacturing. In the case of selected crushed aggregate, which currently the usage has been increasing, adequate test method for clay content was not introduced while the importance of clay content is crucial. Therefore, in this research, the clay content evaluation standard was checked and an efficient evaluation method for the clay content was tested. The results of the research can be summarized as follows.

1) There was no specific standard or testing method about the evaluating method or content of clay among the crushed aggregate on KS standard, aggregate mining act, and concrete standard specification while there is the test method for evaluating the amount of clay lump among the natural aggregate. In the case of EN and ASTM standards, only the evaluating method using methylene blue was provided.

2) The test method using methylene blue was provided on EN. The mechanisms of the test is determining the clay content by occurrence of circle by absorbed ethylene blue on microstructure of clay among the aggregate. On the other hand, since the MBV value can be influenced by quality or component of mineral, it has a difficulty of accurate evaluation.

3) The test method of using particle size analyzer can confirm the particle size distribution and cumulative particle size of soil particles by diffraction of laser, and the clay content smaller than 5 ㎛ particle can be measured more accurate with wet-measuring method rather than dry-measuring method. Additionally, from the thirty times test results, a relatively less deviation was obtained, and thus the particle size analyzer test method was confirmed as an efficient method.

4) The hydrometer method measures the density difference of clay suspension by measuring the falling particles related with 4/3 radius of the particle and measure the clay content among the soil, and it can be used in ready mixed concrete plant as a temporary test method for acquisition test of aggregate.

In summary, the methylene blue method has a difficulty of accurate quantitative analysis of clay content, and the clay content measuring method using particle size analyzer is expensive to operate while it provides a favorable result. Therefore, as a temporary method for determining the clay content among the aggregate, hydrometer method can be recommendable.

#점토함유량 #평가 방법 개발

1. 서론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구범위 및 방법 3
1.3 연구동향 6
2. 이론적 고찰 8
2.1 골재의 수급현황 및 제조 8
2.1.1 골재의 수급현황 8
2.1.2 골재의 제조 10
2.1.3 입자크기에 따른 구분 11
2.2 골재 토분함유량 관련 국내·외 규정 12
2.2.1 국내의 규정 12
2.2.2 국외의 규정 17
2.3 골재의 점토함유량 평가 방법 20
2.3.1 메틸렌블루 20
2.3.2 입도분석기 21
2.3.3 Hydrometer법 22
3. 골재의 점토함유량 평가 방법 분석 25
3.1 메틸렌블루를 활용한 방법 25
3.1.1 실험계획 25
3.1.2 사용재료 26
3.1.3 실험방법 26
3.1.4 실험결과 및 분석 27
3.2 입도분석기를 활용한 방법 29
3.2.1 실험계획 29
3.2.2 사용재료 29
3.2.3 실험방법 31
3.2.4 실험결과 및 분석 36
3.3 Hydrometer법을 활용한 방법 48
3.3.1 실험계획 48
3.3.2 사용재료 49
3.3.3 실험방법 50
3.3.4 실험결과 및 분석 51
4. 골재의 점토함유량 평가 방법 개발 54
4.1 종합분석 54
4.2 평가 방법 개발 55
4.2.1 표준적인 방법 55
4.2.2 간이적인 방법 55
4.2.3 시험방법 개발 56
5. 결론 58
▣ 참고문헌 60
▣ ABSTRACT 64

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