[칼럼] 콘크리트 골재품질 향상 방안

양현민 한양대학교 ERICA 스마트융합공학부 조교수

콘크리트 품질 확보를 위해서는 제조에 사용되는 각각의 원재료가 정해진 기준 이상의 품질을 만족해야 한다. 그러나 안타깝게도 콘크리트를 구성하는 원재료 중에서 가장 큰 용적(약 70%)을 차지하는 골재의 경우 품질 확보 문제가 지속적으로 거론되고 있다.

골재는 건설구조물의 품질 확보 측면에서 건설구조물의 안전과 더 나아가 국민의 안전에 직접적인 영향을 미치는 부분으로, 국가에서 관리해야 할 중요한 건설 재료로 인식돼야 하지만 현실은 품질기준 미달의 골재 유통이 만연하는 등 사회적 문제로 지적되고 있다.

국내 콘크리트 제조에 사용되는 골재 수급량 절반 이상이 공사현장에서 발생하는 토석을 사용해 생산한 골재라는 부분 역시 현재 국내 골재품질 현실을 잘 나타내는 대목이다. 골재 품질은 콘크리트의 품질과 직결되므로 이를 향상시켜 안전한 콘크리트 구조물을 건설할 수 있어야 한다.

건설공사 현장에서 발생하는 토석을 사용해 제조한 선별파쇄 골재는 문제가 되고 있는 토분, 불순물 등을 제대로 선별하지 않은 상태로 무분별하게 레미콘 제조업체로 들어가 건설공사에 사용될 경우 각종 문제를 일으킬 수 있다. 관련 연구결과에 따르면 저품질 선별파쇄 골재는 콘크리트의 압축강도를 크게 저하시킨다고 보고되어 있어, 콘크리트에 선별파쇄 골재를 사용하기 위해서는 그 품질관리가 절대적으로 중요하다.

지금까지 우리나라는 골재 토분에 대한 정의, 품질기준 및 시험방법 부재로 골재 품질 관리가 어려운 실정이었으나 최근 골재에 포함된 토분 품질기준과 시험방법의 국가 연구가 완료돼 국토부에 보고된 만큼 빠른 시행 및 정착이 필요하다.

국내 건설시장은 구조물의 고층화 및 대형화로 고강도, 고유동성 및 고내구성 콘크리트의 요구가 늘고 있다. 이와 함께 기능공의 고령화, 외국인 근로자 증가 등 사회환경 변화로 콘크리트의 시공성 확보가 매우 중요해졌다. 고성능 및 초고성능 콘크리트를 통해 건설구조물의 다양한 요구 성능을 발휘하기 위해서는 품질기준을 만족하는 20㎜의 굵은 골재 사용이 필요하며, 일반 콘크리트의 경우도 시공 부위에 따라 20㎜ 골재의 사용이 필요한 상황이다.

그러나 주로 20㎜ 위주의 골재가 사용되고 있는 일본, 유럽과 달리 국내시장은 콘크리트용으로 수요가 적고, 생산설비 시스템 미흡, 제도의 부재로 25㎜의 굵은 골재만을 사용하고 있다. 이제 콘크리트의 품질 향상이라는 측면에서 굵은 골재 최대치수 20㎜ 적용에 대한 적극적인 검토가 필요한 시점이다.

현재 국내에서 유통되고 있는 골재의 품질기준은 KS F 2527 '콘크리트용 골재'와 골재채취법의 '골재의 용도별 품질기준' 두 가지가 있다. 그러나 이 두 기준에서 정하고 있는 관리항목이 동일하지 않다는 문제점이 있다.

골재의 크기는 작은 것부터 큰 것까지 일정비율로 골고루 구성돼야 해서 KS에서는 '입도'라는 품질기준이 있지만 골재채취법 품질기준에는 이 항목이 없어 이원화 돼 있는 골재 품질기준을 통일시켜야 한다.

또한 과거 양질의 천연골재는 둥근 형상이었던 것에 비해 현재의 골재는 각진 형상을 띄고 있기 때문에 골재의 모양에 대한 품질기준(입자모양판정실적률)을 지금 기준보다 더 둥근 형상으로 상향시킨다면 콘크리트 소요성능을 안정적으로 확보하는 데에 기여할 수 있을 것이다.

골재의 경우 원료품질, 제조공정에 따라 제품의 품질편차가 심하기 때문에 품질에 따라 등급을 구분하여 사용하는 것을 고려할 필요가 있다. 특히 초고층 구조물에서는 이미 고성능의 콘크리트를 구현하기 위해 별도의 고품질 골재를 수급할 정도로 골재는 가장 효과적으로 콘크리트의 품질을 개선하고 구조물의 내구성·안전성에 기여하는 원료로 인식하고 있다.

골재수급 사정, 건설시장 환경의 변화로 콘크리트 성능의 안정적인 확보가 위협받고 있는 상황에서 골재의 품질기준도 변화를 주어야 하는 시기가 왔다. 골재의 품질별 등급화를 통해 초고층 구조물 또는 중요 구조물에는 높은 등급 골재를 사용하는 등 요구 성능에 따라 양질의 골재를 선택 사용할 수 있도록 규정화하면 자발적 경쟁을 유도할 수 있고, 골재 품질향상을 도모할 수 있을 것이다.

콘크리트에 사용되는 골재 품질 문제는 아무리 강조해도 지나치지 않는다. 품질기준을 만족하는 골재의 유통뿐만 아니라 콘크리트용 골재의 등급화로 고품질 골재 사용으로 콘크리트 품질성능 확보를 통해 국민의 안전과 국가의 자산을 보호 할 수 있어야 한다.