161

5-3 알칼리 골재 반응성확인을 위한 골재시험 빈도 적용방안 검토 건설계획처-3122

(2010. 11. 2)

Ⅰ 추진 배경

o 콘크리트의 내구성에 심각한 영향을 미치는 알칼리 골재 반응성 판단이 건설 당시의 KS기준으로는 판별이 곤란함에 따라, 최근에는 신뢰도가 높은 ASTM시험법을 적용하고 있음.

o『포장 관련 특정감사』결과 골재의 반응성 여부 판단을 위한 품질시험 횟수가 현장별로 상이하여 합리적인 기준 마련 필요.

※ 알칼리 골재반응(ASR : Alkali Silica Reaction) : 시멘트의 알칼리 성분이 골재의 실리카 성분과 반응하여 겔을 형성, 외부로부터 유입된 수분에 의해 콘크리트가 팽창하면서 균열 및 박리를 유발하는 현상

【감사지적 내용】

▷ ○○건설사업단 6개 현장

: 알칼리 반응 시험(ASTM C 1260) 1회 시행 → 플라이애시 배합 미적용

▷ △△건설사업단 1개 현장

: 알칼리 반응 시험(ASTM C 1260) 6회 시행 → 플라이애시 배합 적용

Ⅱ 그 간의 경위

 서해안고속도로 알칼리 골재반응 최초 보고 (2002. 9)

 알칼리 골재반응 판별 시험법 제정 (2006. 1)

(KS 시험법 → KS 및 ASTM C 1260 병행 적용)

 플라이애시 콘크리트 포장 배합 설계 심의 (도교연, 2009. 2)

(팽창율 0.1% 이상 골재는 플라이애시 혼합 (시멘트 중량의 20%))

 플라이애시 콘크리트 포장 배합설계 적용 (설계처, 2009. 5)

o 적 용 : 포장콘크리트 전 구간에 플라이애시 배합 적용

- 반응성 골재 : 시멘트 중량의 20%

- 무해한 골재 : 시멘트 중량의 0~20% (배합비율 조정)

162

Ⅲ 현행 기준

 품질시험 빈도 기준

 

구 분	국토부 고시 (건설공사 품질시험기준)	우리 공사기준	콘크리트 표준시방서
시험 방법	KS F 2545 KS F 2546 KS F 2825	KS F 2825 ASTM C 1260	KS F 2545 KS F 2546 KS F 2825
시험 빈도	․골재원마다 ․재질변화시마다	․골재원마다 ․재질변화시마다	1회/6개월 이상
판정 기준	․결과가 무해할 것	․결과가 무해할 것 ․팽창율 0.1%미만	-

 

 

 시험방법 비교

 

 

 

구 분	ASTM C 1260	KS F 2545	KS F 2546
시험방법	촉진 모르타르 봉	화학법	모르타르 봉
시편규격	25.4×25.4×285mm	-	25.4×25.4×254mm
알칼리 함량	1N NaOH 용액	1N NaOH 용액	0.6% 이상 시멘트
시험기간	16일	24시간	6개월~1년
판정기준	길이변화0.1% (80℃ 항온)	도표 (용출된 실리카)	길이변화6개월 0.1% (38±2℃ 항온)

o 국내 암종(29종)별 KS F 2545와 ASTM C 1260 시험결과 유무해 판정 불일치 20건 발생

o KS시험법은 시간 과다소요 및 신뢰도 문제로 ASTM C 1260 시험법 적용

163

Ⅳ 현황 및 문제점

「골재원」에 대한 명확한 기준 부재

o ASR시험시 골재원의 의미를 기관별로 다양하게 해석하여 시험 실시

- 공구 전체를 동일 골재원으로 간주하여 1회 시행 (전체 현장의 30%)

- 터널, 절토부, 구입 골재 등을 골재원으로 간주하여 1~수회 시행

【현장별 시험횟수 】【현장별 빈도 기준 】

 골재 변화에 대한 지속적 관리 미흡

o 다양한 지형을 선형(線型)으로 통과하는 고속도로 공사 특성상

지속적인 암질 특성 확인 필요

o 임의 단면에 대한 1회 시험은 대표성이 부족하고 암질 변화시

확인 및 대처가 곤란

o 구입 골재 또는 레미콘은 골재원 관리가 다소 소홀하여 골재

변화 감지 및 대응 소홀 우려

 설계 계상 시험비 부족(공사기간 내 1회 )

o 설계계상 시험비에 의거 공사기간내 1회 시행 현장 다수

o ASR반응이 의심되는 골재원 추가 발생시에도 규정된 시험횟수의

한계에 따라 시험 미실시 우려

o 1회 시험으로는 현장 특성 반영이 곤란

164

Ⅵ 개선 방안

 「골재원」별 시험기준 수립

o 골재원 적용기준

-「지반조사 보고서」의 암석 종류별로 별도 ‘골재원’으로 간주

o 시험빈도

- 골재원 마다 시행

- 동일 골재원에서 상이한 암질 발생시 추가 시험 시행

o 적용예시

※ 홍적층, 흑운모 화강암, 각섬석 화강암, 흑색 셰일 : 4회 시행

 구입 골재 및 레미콘용 골재 품질관리 강화

o 골재원 선정시 시행

o 골재원별 6개월마다 추가 시행

 추가 시험비 설계 반영

o 시험실적에 따라 정산하고, 설계 변경 시행

Ⅴ 적용 방안

 공사중인 노선 : ASR시험 추가 비용 설계에 반영

 향후 설계 노선 : 설계시 본 방침 적용

165

【붙임】국내 암석 종류별 KS F2545와 ASTM C1260 결과비교

 

 

 

골 재 명		KS F 2545	ASTM C 1260	비 고
화성암	유문암	무해	무해(0.023%)
	안산암	유해	무해(0.005%)
	석영반암	유해	무해(-0.006%)
	휘록암	유해	무해(0.027%)
	화강반암	유해	무해(0.005%)
	흑운모화강암	무해	무해(0.031%)
	복운모화강암	무해	유해(0.133%)
	백운모화강암	유해	무해(-0.001%)
	섬록암	유해	무해(0.017%)
	규장암	무해	유해(0.163%)
변성암	천매암	유해	무해(0.059%)
	점판암(1)	무해	무해(0.000%)
	점판암(2)	유해	유해(0.303%)
	흑운모편마암	무해	무해(0.079%)
	안구편마암	무해	무해(0.042%)
	결정편암	무해	무해(0.045%)
	화강편마암	유해	무해(0.052%)
	규암	유해	무해(-0.028%)
	호른펠스	무해	무해(0.028%)
퇴적암	석회암	잠재유해	무해(0.086%)
	미사암	잠재유해	무해(0.060%)
	섬록반암	잠재유해	무해(0.021%)
	장석사암	잠재유해	유해(0.117%)
	적색사암	잠재유해	유해(0.115%)
	셰일	잠재유해	유해(0.150%)
	이암	잠재유해	무해(0.011%)
광물	덴트라이트	잠재유해	유해(0.458%)
	석영	잠재유해	유해(0.196%)
	장석	무해	무해(0.002%)

* 도로교통연구원(2006)