골재는 콘크리트 용적에 70~80%를 점유함으로써 건설공사의 양과 질을 좌우하는 주요 건설자재라 할 수 있다. 인간 생활에서는 물, 공기 다음으로 많이 이용하는 현대인의 생활에 없어서는 안 될 필수 불가결한 자재이다.
그동안 콘크리트용 골재는 양질의 골재 원에서 생산되어 품질에는 문제점이 거의 없었다. 그러나 최근 들어 골재원이 고갈되고, 생산이 제한되는 규제조치 등으로 절대량이 부족하고, 저품질 골재 사용 등으로 콘크리트 품질저하가 사회적으로 문제되고 있다.
남한에서 한동안 북한의 바닷모래를 수입하여 사용한 적이 있으나, 입도 불량과 함께 조개껍질 등 불순물이 다량 포함되어 콘크리트 품질이 저하되었다는 보고가 있었다.
이와 같이 남한과 북한은 골재의 품질뿐만 아니라 관련 규격도 큰 차이가 있는 것으로 알려져 있기 때문에 북한산 골재를 사용할 경우를 대비하여 콘크리트 재료 중에서 가장 많이 사용되는 골재에 대해서 남북의 규격의 비교와 연계 방안에 대해 논의하고자 한다.

2.1 남북한 규격 비교

[표 1]은 남북한 잔골재의 규격 비교 결과이다. 남한에는 천연･부순･슬래그･순환･경량･혼합 잔골재 등 다양한 잔골재에 대해 단일 규격으로 규정되어 있으나, 북한은 건설용 모래가 단일 규격으로 규정되어 있다. 남한은 밀도와 흡수율에 대해 규정되어 있으나, 북한은 밀도와 흡수율이 규정되어 있고, 대신 부피질량으로 규정하고 있다. 잔골재의 밀도는 콘크리트 배합설계 시 필수적으로 필요한 특성이고, 흡수율은 잔골재의 품질에서 가장 중요한 항목이다. 잔골재의 유해물질과 화학적 특성 관련 항목 규정에 차이가 있으며, 염화물(NaCl) 규정은 남북한 모두 있으나, 북한이 남한보다 염화물 값이 크게 규정되어 있다. 특히 [그림 1]과 같이 잔골재의 입도분포곡선은 남북의 차이가 크게 발생하고 있다. 북한은 남한에 비해 가는 모래와 굵은 모래를 많이 사용하고 있어 콘크리트의 재료분리, 강도 저하 등이 우려가 있다.

2.2. 연계방안
○ 잔골재 종류
최근 남한에는 잔골재 수급 상황과 함께 품질도 악화되고 있으며, 남북 협력이 시작되어 북한 골재를 수급하여 사용할 경우, 골재 수급 상황은 어느 정도 해결 가능할 것이다. 한반도에는 다양한 암석 종류가 분포하고 있으며, 암종에 따라 골재의 물성은 차이가 발생한다. 협력초기에는 북한의 천연모래 사용을 기본으로 하고, 필요에 따라 다른 골재원도 발굴하여 사용하며, 중장기적으로 남한과 같이 천연･부순･슬래그･순환･경량･혼합 잔골재 등 다양한 잔골재에 대해 단일 규격으로 규정해야 하고, 이를 위해 골재의 양과 품질 등에 대한 체계적인 조사가 필요하다.

○ 잔골재의 밀도와 흡수율
잔골재의 밀도와 흡수율은 반비례 관계가 있으며, 밀도가 작으면 흡수율이 크다. 즉, 흡수율이 크다는 것은 골재 내부에 미세한 공극이 많음을 의미한다. 밀도와 흡수율이 낮은 골재를 사용하면 콘크리트는 강도와 탄성계수의 저하, 건조수축 증가, 수밀성과 내구성이 저하되므로 양질의 콘크리트를 제조하기 위해서는 밀도는 크고, 흡수율은 작은 골재 사용이 필요하다. 협력초기에는 남한 규격의 밀도와 흡수율에 따라 품질관리하고, 북한 규격의 부피질량도 동일하게 품질관리가 필요하다. 중장기적으로 북한 잔골재의 밀도와 흡수율을 체계적으로 조사하고, 북한 규격 또는 남북한 공동 규격에 밀도와 흡수율을 포함하고, 국제규격도 고려할 필요가 있다.

○ 잔골재의 입도와 조립률
잔골재의 입도는 콘크리트의 유동성, 강도 등 품질에 큰 영향을 준다. 입도가 좋은 골재를 사용하면 동일 슬럼프를 얻는데 요구되는 단위수량 또는 감수제의 양이 적다. 조립률(Fineness Modulus: FM)이 큰 골재를 사용한 콘크리트는 재료분리가 발생하기 쉽고, 조립률이 작은 골재를 사용한 콘크리트는 워커빌리티 개선에는 도움이 되지만, 단위수량 증가 또는 감수제 사용량 증가 등의 문제점이 발생한다. 협력초기에는 남한의 규격으로 관리하는 것이 적절하며, 북한의 중간모래(2.2<FM≥2.8)는 남한의 모래(FM：2.3∼3.1)와 유사하므로 콘크리트 배합설계를 통해 적용이 가능하고, 가는모래(1.9<FM≥2.2)와 굵은모래(2.8<FM≥3.4)는 입도 조절한 혼합골재로 사용이 가능하다. 중장기적으로 북한 잔골재의 밀도와 흡수율을 체계적으로 조사하고, 북한 규격 또는 남북한 공동 규격에 밀도와 흡수율을 포함하고, 국제규격 적용도 고려할 필요가 있다.

○ 0.08mm체 통과량
잔골재의 0.08mm체 통과량은 콘크리트의 배합설계에 중요하고, 유동성, 강도, 수축특성, 내구성에 많은 영향을 미친다. 0.08mm체 통과량이 증가하면 미립분의 증가로 콘크리트의 점성이 증대되어 잔골재율에 영향을 주고, 배합수와 감수제의 흡착으로 단위수량, 감수제 사용량에도 많은 영향을 준다. 협력초기에는 북한 규격에 0.08mm체 통과량에 대한 항목이 규정되지 않으므로 남한의 규격으로 관리하는 것이 적절하다. 중장기적으로 북한 잔골재의 0.08mm체 통과량에 대해 체계적으로 조사하고, 북한 규격 또는 남북한 공동 규격에 0.08mm체 통과량을 포함하고, 국제규격도 고려할 필요가 있다.

○ 염화물
잔골재의 염화물은 주로 바닷모래에 관련된 사항이고, 주로 철근부식을 유발하고 공기 중의 수분을 흡수하여 백화현상을 발생시킨다. 협력초기에는 잔골재의 염화물 함유량은 남한 규격으로 관리하고, 북한 잔골재에서 염화물 함유량이 0.04% 이상의 잔골재에 대해 혼합골재, 세척에 의한 염분제거 등을 통해 사용하는 것이 적절하다. 중장기적으로 북한 잔골재의 염화물 함유량에 대해 체계적으로 조사하고, 북한 규격 또는 남북한 공동 규격에 염화물 함유량을 포함하고, 국제규격도 고려할 필요가 있다.

○ 유기불순물
유기불순물은 주로 토양 중에 함유되어 있는 식물의 분해 생성물로 시멘트 수화반응의 진행을 방해하고, 주로 육지 모래에 많이 포함된다. 협력초기에는 잔골재의 유불순물 함유량은 기준이 강화된 남한 규격으로 관리가 필요하고, 잔골재를 사용하기 전에 콘크리트 시험배합을 통해 검증되어야 한다. 중장기적으로 북한 잔골재의 유기불순물 함유량에 대해 체계적으로 조사하고, 북한 규격 또는 남북한 공동 규격에 유기불순물 함유량을 포함하고, 국제규격도 고려할 필요가 있다.

3.1 남북한 규격 비교

[표 2]는 남북한 굵은골재 규격을 비교한 결과이다. 남한에는 천연･부순･슬래그･순환･경량･혼합 굵은골재 등 다양한 굵은골재에 대해 규정되어 있으나, 북한은 장자갈과 부순골재만 규정되어 있다. 남한은 밀도･흡수율･마모율 등 물리적 특성을 규정하나, 북한은 공극용적, 부피질량, 흡수율로 규정하고, 콘크리트의 강도에 따라 흡수율을 다르게 규정하고 있다. 남한은 점토덩어리, 0.08mm체 통과량, 연한석편, 석탄･갈탄 등 유해물질에 대해 규정하고, 북한은 진흙･니토･먼지, SO₃ 함유량, 유기물질, 연약한 알갱이에 대해 규정되어 있다. 남북한 모두 안정성과 동결융해의 규정은 있으나, 시험방법과 기준의 차이가 있다. 알칼리골재반응의 경우, 남한은 규정이 있으나 북한은 규정이 없다.

3.2 연계방안
○ 굵은골재 종류
협력초기에는 북한의 천연골재와 부순골재 사용을 기본으로 하고, 다른 골재원도 발굴하여 사용할 필요가 있다. 중장기적으로 남한과 같이 천연･부순･슬래그･순환･경량･혼합 굵은골재 등 다양한 굵은골재에 대해 단일 규격으로 규정해야 하고, 이를 위해 골재의 양과 품질 등 체계적인 조사가 필요하다.

○ 굵은골재의 밀도와 흡수율
협력초기에는 남한 규격의 밀도와 흡수율에 따라 품질관리하고, 북한 규격의 부피질량도 동일하게 품질관리가 필요하다. 중장기적으로 북한 굵은골재의 밀도와 흡수율을 체계적으로 조사하고, 북한 규격 또는 남북한 공동 규격에 밀도와 흡수율을 포함하고, 국제규격도 고려할 필요가 있다.

○ 굵은골재의 최대크기
굵은골재 최대크기는 콘크리트의 배합설계에서 단위수량, 단위시멘트량, 화학혼화제 사용량 등에 영향을 미치고, 유동성, 펌핑성능, 역학적 특성, 수화열, 수축특성, 내구성, 수밀성 등 다양한 성능에 영향을 주기 때문에 콘크리트의 종류･용도 등에 따라 최대크기를 결정해야 한다. 협력초기)에는 굵은골재 최대크기는 남북한 규격의 병행 사용이 가능하나, 콘크리트 종류･용도 등에 따라 배합설계를 걸쳐 결정해야 한다. 중장기적으로 골재의 종류에 따라 다양한 크기의 굵은골재를 생산하여 공급할 필요가 있고, 이에 맞게 통합규격을 마련해야 할 것이다.

○ 굵은골재의 표면 성상 및 입형
굵은골재의 표면 성상과 입형은 콘크리트의 슬럼프에 큰 영향을 주므로 강도와 내구성에도 영향을 준다. 협력초기에는 북한 굵은골재를 사용하여 콘크리트 배합설계를 통해 성능을 검증한 다음, 골재 종류에 따라 콘크리트 종류･용도를 분류할 필요가 있다. 중장기적으로 북한의 골재 설비를 현대화하여 둥근 입형의 굵은골재를 생산하도록 유도함과 함께 골재 현황도 체계적으로 조사하고, 남북 통합 규격을 마련할 필요가 있다.

주요 건설자재인 골재 규격에 대한 남북한 연계방안을 분석한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다.

(1) 잔골재의 연계방안

• (협력초기): 북한의 천연모래 사용을 기본으로 하고, 필요에 따라 다른 골재원도 발굴하여 사용하며, 밀도, 흡수율, 0.08mm체 통과량, 염화물 함유량 등에 대해 남한의 규격을 따라 품질관리가 필요함
• (중장기): 다양한 잔골재 발굴과 함께 북한의 잔골재의 양과 품질(밀도, 흡수율, 0.08mm체 통과량, 염화물 함유량, 유해물질 함유량 등)에 대한 체계적인 조사, 북한의 골재 조건과 국제규격 등을 고려하여 통합규격 및 연계방안 마련이 필요함

(2) 굵은골재의 연계방안

• (협력초기): 북한의 천연골재와 부순자갈 사용을 기본으로 하고, 필요에 따라 다른 골재원도 발굴하여 사용하며, 밀도, 흡수율, 최대치수, 불순물 함유량 등에 대해 남한의 규격에 따른 품질관리가 필요함
• (중장기): 다양한 골재 발굴과 함께 북한의 굵은골재의 양과 품질(밀도, 흡수율, 최대치수, 유해물질 함유량 등)에 대한 체계적인 조사, 북한의 골재 조건과 국제규격 등을 고려하여 통합규격 및 연계방안 마련이 필요함

북한 인프라 구축은 여러 가지 시나리오를 생각할 수 있다. 북한의 개방 시 국제입찰을 통한 건설시장 진출, 남북한 인프라 협력을 통한 건설시장 진출, 그리고 통일 대한민국 인프라 구축 관점에서 건설시장 진출, 그리고 이런 다양한 시나리오 조합에 의한 건설시장 진출 등으로 구분될 수 있다. 북한 인프라의 다양한 구축 시나리오에 관계없이 기술·가격 경쟁력과 함께 기준·규격은 무엇보다 중요하다. 남북한 건설 기준·규격 연계 방안은 향후 남북한 인프라 협력, 나아가 통일 인프라 관련 논의·수립 과정에서 정부, 건설사, 설계사 등을 위해 참고자료로 활용될 것이며, 더 나아가 남북한 간 건설기술의 격차 해소에 큰 도움이 될 것으로 기대한다.