[한천구의 콘크리트 세상] 혼합골재 활용 대안… KS 규격 개선 필요

콘크리트용 골재의 절대량 부족이 심화되는 가운데 저품질 골재 사용 확대에 따른 품질 저하 문제가 제기되고 있다. 이러한 상황에서 골재 수급 불안과 품질 문제를 동시에 완화할 수 있는 방안으로 혼합골재 활용 가능성이 거론되고 있다.

불량 골재를 단독으로 사용할 경우 콘크리트 제조 원가는 낮아질 수 있으나, 품질 결함으로 인해 장기적으로는 더 큰 비용을 초래할 수 있다는 지적이 나온다. 반면 입도가 지나치게 굵거나 가늘어 각각 문제가 되는 골재를 혼합해 KS 규격의 표준입도 범위에 포함시킬 경우, 상대적으로 저렴한 비용으로 품질을 개선할 수 있다는 설명이다.

혼합 방식 자체는 기술적으로 새로운 개념은 아니다. 서로 다른 입도의 골재를 개별 계량해 시멘트 등과 함께 믹서에서 혼합하는 방식은 현행 KS 규격에서도 허용되고 있다. 그러나 골재 혼합공장에서 미리 혼합된 골재를 레미콘 공장으로 반입해 사용하는 방식은 KS 규격에 규정돼 있지 않아 허용되지 않는다.

이는 국내 콘크리트 기준이 목표 성능을 제시하고 그 달성 방법을 폭넓게 허용하는 성능설계 방식이 아니라, 재료와 제조 방법을 구체적으로 규정하는 시방설계 방식을 채택하고 있기 때문이라는 분석이다. 그 결과 동일한 품질을 확보할 수 있음에도 혼합 시점과 장소에 따라 적용 여부가 달라지는 구조적 문제가 발생하고 있다.
 

혼합골재 활용시 입도곡선 및 강도

 
이에 따라 혼합골재를 사전 생산해 사용하는 방식도 KS 규격에 포함할 수 있도록 기준을 개정할 필요성이 제기된다. 이 경우 레미콘 공장에서 직접 혼합할 수 있는 골재의 한계를 넘어 이용 가능한 골재 물량을 확대할 수 있고, 보다 세밀한 품질 관리가 가능해진다는 설명이다. 아울러 골재 취급 설비의 단순화와 일정한 품질 유지 등 부수적인 효과도 기대된다.

이 같은 가능성을 검증하기 위한 연구 사례도 제시됐다. 연구에서는 잔골재 종류와 혼합 방식, 산업 부산물 치환 여부에 따른 강도 변화를 분석했다. 실험 조건과 분석 항목은 다음과 같다.

△입도가 불량한 석산 부순 잔골재(CSb) △입도가 불량한 해사(SS) △혼합잔골재 CBb:SS(6:4) △혼합잔골재 CBb:SS(6:4)에 리젝트애시(Rj) 치환 △잔골재 종류 및 혼합잔골재에 Rj 치환율 변화에 따른 압축강도 △잔골재 종류 및 혼합잔골재에 Rj 치환율 변화에 따른 휨강도

연구 결과에 따르면 입도가 불량한 잔골재를 혼합할 경우 단일 골재 사용보다 강도는 개선되는 경향을 보였으며, 혼합잔골재에 리젝트애시를 일정 비율 이상 치환했을 때 강도 특성이 더욱 향상되는 것으로 나타났다.

골재 고갈 문제가 심화되는 상황에서 양질의 골재만을 고집하는 방식에는 한계가 있다는 지적도 나온다. 서로 성격이 다른 골재를 사전에 혼합하고, 기능성을 가진 산업 부산물을 함께 활용할 경우 골재 수급 문제와 폐기물 처리 문제를 동시에 완화하면서 품질 개선 효과까지 기대할 수 있다는 분석이다.

전문가들은 혼합골재 활용이 제도적으로 뒷받침될 경우, 골재 수급 불안과 콘크리트 품질 문제를 동시에 개선할 수 있는 하나의 대안이 될 수 있다고 보고 있다.