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건설공사원가절감

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부순모래 현장 적용성 검토
한국도로공사
1. 일반현황

천연골재 고갈 및 환경법령 강화로 인한 친환경적 건설과 자재수급, 경제성 등을 고려한 부순 모래의 자체 생산 또는 구입 사용에 대한 현장 적용가능성을 검토코자 함
공사 > 한국도로공사
토공
건설일반
시설물분류>운송 교통시설>도로운송시설>자동차 도로;공종분류>토목공종>토공사

2. 현황 및 문제점



2.1
관련기준 및 시방규정


(1) ‘1983KS F 2558 “부순 모래품질규정 제정


(2) ‘1996콘크리트 표준시방서(건교부)”에 부순 모래 기준 시방 규정


(3) ‘1998고속도로 전문시방서(우리공사)”에 부순 모래 기준 시방 규정


(4) ‘2000보조기층 및 동상방지층 재료용 스크리닝스 적용 기준


(5) ‘20033콘크리트용 부순 모래의 적용성 및 품질관리 기준 검토


(5.1) 부순 모래 배합설계 개선 : 자연사 혼합, 혼화제 혼입, 최적배합비 연구


(5.2) 품질기준 강화 : 시방기준 상향 조정


(5.2.1) 0.08mm체 통과량 7%이하로 KS에 규정 도공 4%이하


(5.2.2) 입형판정 실적율 53%이상로 KS에 규정 도공 55%이상


(5.3) 생산시설의 일반화 및 수급여건이 개설될시 현장 자체 플랜트 설치 등으로 대처


(6) ‘2004고속도로 전문시방서(우리공사)”에 부순 모래 기준 시방 규정


(7) ‘200512부순 모래를 사용한 콘크리트의 최적배합연구보고서, 도로교통연구원


(7.1) 부순모래 입자모양판정 실적율 및 0.08mm 통과율이 콘크리트 단위수량 및 공기량에 미치는 영향요인 평가


(7.2) 부순모래 단독사용시 적정 입자모양판정 실적율 54% 이상


(7.3) 부순모래 단독사용시 0.08mm 통과율 4% 이하


(8) ‘20088월 린콘크리트용 세골재로써 스크리닝스 적용


(8.1) 린콘크리트용 세골재로 스크리닝스 적용 품질기준 제정


 


2.2 현실태


(1) 자연모래 고갈에 따른 수급 곤란으로 일부 현장의 경우 부순 모래를 활용하고 있으나 시방입도기준을 벗어나 자연모래와 혼합 사용하고 있는 실정임


(1.1) 혼합 사용에 따른 명확한 품질기준 부재


(1.2) 현장 생산등 설계 반영 여부 검토 미흡


(1.3) 부순 모래 혼합 사용사례


(1.3.1) 고속도로 : 부산~울산, 전주~남원사업단, 자연 모래와 부순 모래 혼합사용 (부순 모래 30~70%)


(1.3.2) 고속철도 : 자연 모래와 부순 모래 혼합사용 (부순 모래 30~60%)


(2) 세골재원 변경에 따른 운반거리 증가로 공사비 증액
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(3)
부순 모래 특성


(3.1) 부순 모래 경우 일반적으로 시방입도분포기준에 미달


(3.1.1) 조립율이 3.26~4.01로 거친 편임 (자연 모래와 혼합사용)


(3.2) 미립분 과다에 따른 강도 및 내구성 저하와 건조수축의 원인


(3.2.1) 고속도로의 경우 0.08mm체 통과량 4%이하로 적용


(3.3) 입형불량으로 인한 콘크리트 타설 workability 저하 원인


(3.3.1) 고속도로의 경우 입형판정 실적율 55%이상 적용


(3.3.2) KS규정의 경우 53%이상


3. 개선내용



3.1
현장 적용성 검토


3.1.1 부순 모래 현장 적용 가능성


(1) 연구결과 및 관련기준 검토 결과 현장적용 가능하나 품질기준을 만족하기 위해서는 혼합사용 불가피


(1.1) 부순 모래 특성에 따른 품질기준 강화는 필요


(1.1.1) 고속도로 부순 모래 품질및 입도기준 [5.1절 참조]


(1.2) 별도의 알칼리 골재 반응여부 시험 필요


(1.3) 자연 모래 및 부순 모래 품질에 따라 현장별 혼합량 확인 사용


(2) 스크리닝스를 선택층, 보조기층, lean콘크리트에 혼합 사용후 잔량을 성토 및 사토 처리 하였으나 부순모래 재료로 활용


(2.1) 생산설비 반영여부 검토 필요


3.1.2 경제성 비교


(1) 부순 모래 생산 경로
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(2)
생산 효율성
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(3)
자연 모래 및 부순 모래 단가 비교


(3.1) 충주~제천 구간의 경우
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(4)
부순 모래 생산 설비(Sand Plant) 단가


(4.1) C/R에 추가, S/P 설치 (설치해체비 : 1억원 소요)


(4.2) 슬러지 처리 : 성토재료 활용


3.1.3 설계 반영 검토


(1) 동일 운반거리 조건하에서는 자연모래보다 부순 모래 구입이 경제적인 경우


(1.1) 부순 모래 혼합 사용량만큼 대체 구입이 효율적임


(2) 골재 생산 부산물인 스크리닝스를 이용하여 부순 모래를 자체생산(생산설비 설치)하는 것과 자연 모래 구입하는 것에 대한 경제성 비교시 원가절감 가능


(2.1) 자연 모래 구입 운반비 S/P 설치해체비 + 부순 모래 생산비사토및순성비용)


(2.2) 충주~제천구간의 경우 약 40억원 절감 가능


(2.3) 고속도로 실시설계 구간및 사토 현장 적용시 약 200억원 절감 예상


(3) 자연 모래 구입, 부순 모래 구입, S/P설치 등을 토공 유동과 함께 고려하여 가장 경제적인 방안 검토


(3.1) 공구별 또는 사업단 단위 검토 시 추가적 효율성 제고 가능


(4) 실시설계시 혼합 비율 필요성에 따라 우선 현 품질시험 실적 및 참고문헌에 따라 혼합비율 적용하고 정산가능토록 설계 (추후 생산시 별도 검토)


(4.1) 자연모래 60% : 부순모래 40%


(4.2) 부순모래 혼합사용 연구자료 [5.3절 참조]

4. 결론



4.1
향후 추진계획


(1) 부순 모래의 현장적용은 가능하나 부순모래 품질, 경제성 등을 고려 콘크리트 종별로 자연모래와의 혼합범위를 결정하여 사용하는 것이 바람직


(1.1) 일반적인 경우 부순모래를 50%이하로 활용하고 있는 실정으로 현장 품질시험후 혼합량 결정


(1.2) 고강도(40, 45Mpa), 포장, 슬라브의 경우 균열 등 내구성확보에 유의하여 혼합율 결정


(1.2.1) 50Mpa 이상의 경우는 별도의 현장적용성 연구시험후 적용 필요


(1.2.2) 부순모래 생산시설을 필히 사전점검하고 품질확인후 적용


(2) 부순 모래 사용은 각 공구별로 구입비 및 생산비를 검토하여 가장 경제성 있는 방안을 적용


(2.1) 실시설계구간 : 본 방침이후부터 검토 후 적용


(2.2) 공사중인구간 : 현장여건에 따라 검토 후 적용


(3) 부순 모래 세척 중 발생하는 슬러지는 관련 법령에 의거 폐기물재활용 신고 후 성토재로 활용


(3.1) 환경부 질의 답변 내용 [5.2절 참조]

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