1. 개요
粒 度어떠한 혼합물에 포함된 입자의 평균적인 크기를 이르는 말.
"입자"가 큰 경우에는 콘크리트에 혼합된 자갈의 크기를 이를 때에도 사용할 수 있으며, 작게는 사포에 포함된 연마립의 크기나 페인트에 포함된 색소 입자 크기[1] 등 크고 작은 입자의 크기를 나타낸다.
입자의 크기가 크고 거친 것을 "저입도" 또는 "입도가 낮다"고 하며, 입자의 크기가 작고 고운 것을 "고입도" 또는 "입도가 높다"고 한다. 거칠수록 숫자가 낮고 고울수록 숫자가 높아지는 사포의 방수를 생각하면 편하다.
일반적으로 입도가 높은 혼합물은 입자가 고르게 분산되어 있는 상태로 보아 고급품으로 여겨진다. 페인트의 경우 색소의 입도가 높을수록 색소가 고루 분포되어 있어 난반사가 적고 발색이 일정하여 색이 맑고 아름다우며 투명도가 좋다[2][3].
물론 사포처럼, 그 용도에 따라 입도가 낮은 고급품이 존재하는 경우도 있다. 콘크리트의 경우 입도가 너무 높아도, 낮아도 곤란하며 적정 크기의 자갈을 적정 비율로 섞어 사용해야 한다.
2. 골재의 입도
골재의 입도란 모래, 자갈 등 골재의 입자들의 크고 작은 입자와 그 혼합 정도의 비율을 말하며, 콘크리트의 워커빌리티, 유동성, 강도, 내구성에 영향을 주는 중요한 요소이다.입도가 적절치 못한 골재를 콘크리트에 사용하게 되면 콘크리트의 재료가 분리되거나 곰보, 균열 등의 현상이 발생할 수 있다. 적절한 입도의 골재는 이러한 재료분리의 현상을 감소시킬 수 있고, 소요 품질의 콘크리트를 상대적으로 적은 양의 시멘트를 사용할 수 있다.
골재의 입도는 체가름 시험을 통해 분석할 수 있는데, 이는 KS F 2502에 규정되어 있으며 입경의 분포를 나타내는 입도분포곡선으로 표현할 수 있다. 대표적인 입도 지표로 조립율이 사용된다.
2.1. 조립률
골재 입도를 수량적으로 표현하는 방법으로 골재 크기를 개략적으로 표현하는 지표로써 사용된다. 건축공사 표준시방서에는 0.15mm(No. 100), 0.3mm(No. 50), 0.6mm(No. 30), 1.2mm(No. 16), 2.5mm(No. 8), 5mm(No. 4), 10mm, 20mm, 40mm로 9개 체를 한 조로 하여 체가름 후 각 체에 남아있는 중량 백분율(누적 잔류율)의 합을 100으로 나눈 값으로 정하고 있다.콘크리트에 적합한 잔골재의 경우 F.M 값은 2.3~3.1, 굵은 골재는 6~8정도 된다.
실재 잔골재와 굵은 골재 등 골재를 혼합하여 사용하는 경우는 각 골재의 혼합비만큼의 조립률을 계산할 수 있다.
2.2. 입도분포 곡선
체분석 또는 비중계분석 등을 통해 입경과 그 분포에 관한 곡선을 분포그래프로 입경과 통과중량백분율에 따라 도시한 것이다.이 그래프는 용도 토질의 양부에 대한 적합성 판정을 하는 지표로 사용된다. 특히 조립토에서 그 의미가 중요하다. 흙의 입도는 강도, 압축성, 투수성과 관계가 있기 때문이다.
3. 안료의 입도
안료의 입도란 색을 내는 제품 속에 들어 있는 안료 입자의 크기를 뜻한다.일반적으로 생각되는 것과 달리 페인트나 잉크 등은 "색을 띄는 액체"가 아니다. 용제 혹은 신나 등으로 불리는 액체 속에 아주 미세한 안료 입자가 분포되어 색을 내고 있는 것인데, 이러한 입자들이 서로 뭉쳐 있을 경우 도장면에 고르게 분포되지 못하게 된다.
같은 무게의 안료가 들어간 페인트더라도 입도가 낮고 분산이 고루 되지 않은 제품을 사용할 경우 덩어리지는 입자들 때문에 색을 반사하는 입자의 표면적이 적어져 발색이 좋지 못하며, 입자의 크기가 일정하지 못해 도장면의 색이 탁하게 되는 등의 문제가 발생하여 최종적으로는 의도한 색과 전혀 다른 색이 나오게 된다. 따라서 원하는 색을 내기 위해서는 교반 및 압축, 충격, 마찰 등의 공정을 통해 입자가 고르게 퍼지도록, 즉, 입도가 높아지도록 해야 하는데, 이것을 안료 분산이라고 한다.
3.1. 측정법
입도계를 사용하여 측정을 하게 된다.입도계는 도료, 인쇄잉크, 안료, 화장품 등 안료가 들어가는 대부분의 제품들의 입도를 측정하는 데 사용되는 기구로, 깊이가 계속해서 바뀌는 경사면 위를 스크래퍼라 불리는 날 끝으로 그어 입자들이 모인 위치를 육안으로 확인하는 방식이다.
측정 방법은 아래와 같다.
1. 입도계 본체(이하 베이스라 한다)와 날(이하 스크래퍼라 한다)를 깨끗히 닦는다. 안료보다 입자가 큰 먼지 등이 들어갈 경우 측정에 방해가 될 수 있으니 꼼꼼히 닦는 것이 중요하다.
2. 베이스를 평평한 곳에 놓고 경사면의 깊은 쪽 끝부분에 액체 상태의 시료를 충분히 얹는다. 시료가 넘칠 경우에는 어차피 스크래퍼에 의해 밀려나게 되나, 부족할 경우에는 제대로 측정되지 않을 수 있다. 어차피 대부분의 입도계의 경우 한 두 방울이면 충분하지만.
3. 스크래퍼를 직각으로 세운 뒤 깊이가 깊은 쪽에서 얕은 쪽으로 긁어내며, 시료가 경사면을 따라 밀려나도록 한다.
4. 3mm의 폭 내에 입자가 5-10개 이상 포함된 곳을 찾아 그곳의 눈금을 읽는다(측정 기준은 제조사에 따라 달라질 수 있으니 설명서 참고).
4-1. 이 때 적절한 각도에서 빛을 비추면 입자를 더 잘 관찰할 수 있으나, 읽는 데 시간이 너무 오래 걸릴 경우 시료에 포함된 용제가 증발하여 결과값이 달라질 수 있으니 주의한다.
5. 적절한 용제를 사용하여 깨끗이 청소한다.
6. 필요에 따라 이와 같은 과정을 여러 번 반복하여 평균값을 구한다.
7. 측정이 환료된 후에는 깨끗하게 청소된 입도계를 먼지와 습기가 없는 곳에 보관한다.
입도계는 미세한 입자들을 다루는 기구이니만큼 작은 흠집이나 이물질로 인해서 측정값이 크게 달라질 수 있으므로 사용 및 보관시 각별한 주의를 요한다. 간단해 보이지만 그 생산에 매우 정밀한 가공을 요하는 입도계는 가격이 보통 수십만 원씩 하고, 종류에 따라 백만 원이 넘는 제품들도 있는데, 단 하나의 기스만으로 못 쓰게 되어 버릴 수도 있으니.
[1]
마이크로미터 단위까지 내려간다.
[2]
무광 페인트의 경우 입도가 낮은 것이 아니라 소광제라 불리는 별도의 화학품을 사용하여 표면이 거칠게 굳도록 하여 난반사를 만든 것이다. 무광 제품도 색소 입도가 높은 편이 발색이 좋다.
[3]
이 색소 입자는 서로 뭉치려는 성질이 있기 때문에 입도를 올리기 위해서는 위해서는 더 오랜 시간동안 녹이고, 필요에 따라 열과 압력을 가해 분산시키는 공정이 추가적으로 필요하기 때문에 그만큼 가격이 비싸다.