개념 한 쪽
골재는 입자 사이에 빈 공간을 두고 쌓인다. 단위용적 질량은 이렇게 쌓인 상태의 질량이고, 절건 밀도는 입자 자체의 밀도다. 두 값의 관계에서 공극률과 실적률이 나온다.
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출제기준 단원 「골재의 단위용적 질량」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 공극률 계산 | 1 | 단위용적 질량과 절건 밀도로 공극률을 환산하기 |
| 실적률·단위용적 질량 상호 계산 | 1 | 밀도와 실적률의 곱으로 단위용적 질량을 구하기 |
| 시험 규정 판별 | 1 | 단위용적 질량 시험의 허용 오차와 절차를 가리기 |
골재의 단위용적 질량은 골재를 용기에 채웠을 때의 질량을 용기 부피로 나눈 값이다. 골재 입자 자체의 밀도와 달리, 입자 사이 빈 공간까지 포함한 쌓임 상태를 나타낸다. 값이 작으면 골재가 느슨하게 채워졌다는 뜻이다.
절건 밀도는 골재 입자 자체의 밀도다. 단위용적 질량을 절건 밀도로 나누면 입자가 차지하는 비율이 나오고, 1에서 이 비율을 빼면 입자 사이 빈 공간의 비율인 공극률이 된다. 단위용적 질량과 절건 밀도의 단위를 먼저 통일해야 계산이 맞는다.
반대로 절건 밀도에 실적률을 곱하면 단위용적 질량이 된다. 실적률은 용기 안에서 골재 입자가 실제로 차지하는 부피 비율이다. 공극률과 실적률은 서로 보완 관계에 있어, 한쪽을 알면 다른 쪽의 성격을 가늠할 수 있다.
단위용적 질량 시험은 시료 상태와 다짐 방법에 대한 규정을 따른다. 시험 결과는 규정된 횟수의 시험 평균으로 하고, 두 값의 차이는 일정 범위 이하여야 한다. 허용 오차 수치는 규정에 정해져 있으므로 숫자를 정확히 익혀야 한다.
공극률을 구할 때 단위용적 질량 1,700kg/m³와 절건 밀도 2.65g/cm³가 주어지면, 절건 밀도를 2,650kg/m³으로 바꾼 뒤 1에서 1,700÷2,650을 빼서 약 35.85%를 얻는다. 단위를 바꾸지 않고 계산하면 값이 크게 어긋난다.
실적률을 구할 때는 단위용적 질량을 절건 밀도로 나눈다. 용기 부피와 시료 질량에서 단위용적 질량을 먼저 구하고, 밀도를 kg/m³로 통일한 뒤 비율을 계산한다. 반대 방향으로 절건 밀도에 실적률을 곱해 단위용적 질량을 구하는 문제도 같은 관계식을 쓴다.
골재 실험 결과 골재의 단위용적질량이 1,700kg/m³, 골재의 절건 밀도가 2.65g/cm3일 때 이 골재의 공극률은?
정답 ① · 골재의 단위용적질량과 절건밀도가 주어졌을 때 공극률을 계산하는 문제이다. 공극률은 1에서 단위용적질량을 절건밀도로 나눈 값을 뺀 후 100을 곱하여 구한다.
공극률은 '1 - (단위용적질량 / 절건밀도)' 공식으로 계산하며, 단위를 통일하여 백분율로 변환해야 한다.
골재 시험 결과 골재의 단위용적질량이 1,700kg/m³, 골재의 절건 밀도가 2.65g/cm3일 때 이 골재의 공극률은?
정답 ① · 골재의 단위용적질량과 절건 밀도를 이용하여 공극률을 계산하는 문제이다. 공극률 P = 1 - (단위용적질량 ÷ 절건 밀도)로 계산하며, 단위를 통일하기 위해 절건 밀도 2.65g/cm³를 2650kg/m³로 환산한다.
공극률은 1에서 (단위용적질량÷절건밀도)를 뺀 값으로, 단위 통일 후 계산하면 약 35.85%가 된다.
골재의 단위 용적 질량 및 실적률 시험(KS F 2505)에 대한 설명으로 틀린 것은?
정답 ③ · 골재의 단위 용적 질량 및 실적률 시험(KS F 2505)의 절차 규정 중 틀린 내용을 찾는 문제이다. 시료는 원칙적으로 절건 상태로 하되 굵은 골재는 기건 상태도 허용되고, 봉 다지기가 곤란한 큰 굵은 골재는 충격에 의한 방법을 따르며, 구조용 경량 골재에도 이 시험방법을 적용한다는 설명은 규정에 부합한다.
골재의 단위 용적 질량 시험 결과 허용 오차는 0.05kg/L이며, 0.1kg/L는 틀린 수치입니다.
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