19년 2회차

고로 슬래그 미분말은 제빙화학제 노출 환경에서 단독 사용 시 30%가 아닌 50% 이하로 규정되어 있으므로 틀렸다. 고로 슬래그 미분말은 플라이 애시·포졸란·실리카 퓸과 비교했을 때 제빙화학제 저항성이 더 우수하여 더 높은 치환율이 허용된다.

제빙화학제 노출 환경의 콘크리트에서 혼화재 사용량 기준은 내구성 확보를 위해 엄격하게 규정된다.

• 실리카 퓸: 10% 이하로 맞다.
• 플라이 애시·포졸란: 25% 이하로 맞다.
• 플라이 애시와 실리카 퓸 합산: 35% 이하로 맞다.

굵은 골재 표면건조포화상태 밀도식 $D_s = \dfrac{B}{B-C}\times \rho_w$에서 B는 표면건조포화상태 시료의 질량(g)이며, C는 시료의 수중 질량(g)을 의미한다. 이 식은 표건 질량과 수중 질량의 차(=시료의 부피에 해당하는 물의 질량)를 이용해 밀도를 계산하는 방식이므로, B에 절건 질량이나 공기 중 건조질량을 대입하면 표건밀도 산정식이 성립하지 않는다.

C₃S(엘라이트)는 C₂S(벨라이트)보다 수화열이 크다는 것이 정답의 근거다. C₃S는 초기 수화반응이 빠르고 수화 발열량이 크며(약 520 kJ/kg), C₂S는 수화반응이 느리고 수화열이 작다(약 260 kJ/kg).

• 화학저항성: 오류인데, C₃S가 더 많은 Ca(OH)를 생성하므로 화학저항성(특히 황산염 저항성)은 C₂S가 오히려 우수하다.
• 수화반응속도: 틀렸는데, C₃S가 빠르게 수화되고 C₂S는 느리게 수화되므로 반응속도는 C₃S가 더 빠르다.
• 단기강도: 부정확한데, C₃S는 초기강도(특히 7일 이내)가 우수하고 장기강도는 C₂S가 더 크므로, 28일 이내 단기강도는 C₃S가 더 크다.

C₃A(알루민산삼석회)는 C₃A = 2.65×Al₂O₃ − 1.69×Fe₂O₃의 보그(Bogue) 식으로 구한다. 표의 성분값 Al₂O₃ = 4.71%, Fe₂O₃ = 3.52%를 대입하면, C₃A = 2.65×4.71 − 1.69×3.52 = 12.48 − 5.95 = 6.54% 로 계산된다. 이는 약 6.5%에 해당한다.

시험 후 용액 색이 표준색보다 연한 경우 콘크리트용 골재로 사용 가능하므로, 표준색 용액보다 연한 경우 사용할 수 없다는 설명이 틀렸다. 표준색보다 짙으면 사용 불가이지만, 표준색과 같거나 연하면 유기불순물이 허용 범위 이내여서 사용 가능하다.

콘크리트용 모래의 유기불순물 시험은 KS F 2502에서 규정하는 방법으로, 모래 시료에 수산화나트륨 용액을 넣어 유기물을 추출한 후 표준색과 비교하는 시험이다.

• 시험시료에 3% 수산화나트륨 용액을 넣음 — 옳은 설명이다.
• 약 450g 시료 채취 — 옳은 설명이다.
• 2% 탄닌산 용액과 3% 수산화나트륨 용액으로 만든 표준색 — 옳은 설명이다.

부순 잔골재 사용 시 미세분말이 많아지면 슬럼프가 감소하므로(수분 흡수 증대) 잔골재율을 낮춰야 하고, 단위수량을 증가시키는 방식으로 슬럼프를 확보한다. 따라서 "슬럼프가 증가되므로 잔골재율을 높여야 한다"는 모순된 표현이다.

부순 잔골재는 암석을 기계적으로 파쇄하여 만들어지므로 미세한 분말이 많이 함유되어 있다.

• 응결의 초결·종결시간이 빨라짐 — 미세분말이 콘크리트의 수화반응을 촉진하여 응결시간을 단축시키므로 옳다.
• 단위수량 5~10% 추가 필요 — 동일한 슬럼프를 얻기 위해 단위수량을 5~10% 증가시켜야 하므로 옳다.
• AE제 양 증가 — 공기량 감소로 인해 AE제 사용량을 증가시켜야 하므로 옳다.

시멘트, 고로 슬래그 미분말, 플라이 애시, 실리카 퓸, 팽창재 등 물과 반응하여 수화반응을 일으키고 콘크리트의 강도 발현에 직접 기여하는 물질들을 결합재라고 통칭한다. 감수제는 물의 사용량을 줄이는 혼화제이고, 촉매제는 화학반응을 가속화하는 물질이며, 혼화재는 포졸란 반응 등으로 간접적으로 강도 발현을 돕는 물질로 결합재와 구분된다.

굵은 골재의 최대 치수는 질량비로 90% 이상 통과한 체 중에서 최소 치수 체의 호칭 치수로 정한다. 표에서 25mm 체의 통과율은 97%로 90% 이상이지만, 20mm 체는 88%로 90% 미만이므로 조건을 만족하는 가장 작은 체는 25mm이다. 따라서 굵은 골재의 최대 치수는 25mm이다.

KS F 2235(콘크리트 표준시방서)에 따르면 제빙화학제가 사용되는 환경의 콘크리트 물-결합재비는 45% 이하로 규정되어 있으며, 제시된 55% 이하는 기준을 초과한 잘못된 값이다.

나머지 보기들은 모두 올바른 기준으로, 표준 배합 기준을 만족한다.

• 무근콘크리트 슬럼프 50~150mm
• 굵은 골재 최대 치수 20~25mm
• 수밀성 기준 물-결합재비 50% 이하

골재의 입도(입자 크기 분포)가 양호할수록 골재끼리 조밀하게 채워져 공극이 줄어들고, 그만큼 공극을 메우는 데 필요한 시멘트 페이스트의 양을 줄일 수 있다.

즉 입도가 좋은 골재를 사용하는 것이 시멘트 사용량을 줄이기 위해 우선 고려해야 할 사항이다.

시멘트의 비중은 약 3.22이다.

르샤틀리에 비중병 시험에서 비중은 $\text{비중} = \dfrac{\text{시멘트 무게}(\mathrm{g})}{\text{눈금차}(\mathrm{mL})}$ 로 구한다. 눈금차가 곧 시멘트가 밀어낸 광유의 부피, 즉 시멘트의 진체적이기 때문이다.

시멘트 64g, 광유만 넣었을 때 0.83mL, 광유와 시멘트를 함께 넣었을 때 20.7mL이므로
$\text{눈금차} = 20.7 - 0.83 = 19.87\,\mathrm{mL}$
$\text{비중} = \dfrac{64}{19.87} = 3.22$

물이 아니라 광유를 쓰는 이유는 시멘트와 수화반응을 일으키지 않아 부피 변화 없이 진체적을 그대로 잴 수 있기 때문이다.

설계기준압축강도가 35MPa 초과이므로 배합강도는 두 식 중 큰 값으로 결정하며, 큰 값인 48.35MPa가 배합강도가 된다.

공식: $f_{cr}=f_{ck}+1.34s$, $f_{cr}=0.9f_{ck}+2.33s$
22회 시험의 표준편차 5MPa에 시험횟수 22회(20회와 25회 사이)에 대한 보정계수를 직선보간: $1.08-\frac{(22-20)}{(25-20)}\times(1.08-1.03)=1.06$
보정된 표준편차: $s=5\times1.06=5.3\text{MPa}$

대입: $f_{cr}=40+1.34\times5.3=47.10\text{MPa}$
$f_{cr}=0.9\times40+2.33\times5.3=36+12.35=48.35\text{MPa}$

플라이 애시는 자체 잠재수경성이 아닌 포졸란 반응으로 시멘트 수화 때 생긴 수산화칼슘과 천천히 반응한다. 그래서 초기강도는 오히려 낮아지고 장기강도와 수밀성이 좋아진다. 잠재수경성은 고로슬래그 미분말의 특성이다.

KS F 2561(철근콘크리트용 방청제)의 품질시험 항목은 콘크리트의 압축강도 시험(㉡)과 전체 알칼리량 시험(㉣)이다. 블리딩 시험과 길이변화 시험은 방청제의 품질기준 항목에 해당하지 않으므로 제외된다.

콘크리트 1m³ 배합설계에서 골재 총 용적을 구한 뒤 잔골재율 35%(골재 용적 기준)를 적용하면 단위 잔골재량 S = 652kg이다.

시멘트 용적 = 320÷3.2 = 100L
물 용적 = 160÷1.0 = 160L
공기 용적 = 1000×0.05 = 50L
골재 총 용적 = 1000 − (100 + 160 + 50) = 690L
잔골재 용적 = 690×0.35 = 241.5L
S = 241.5 × 2.7 = 652kg

조강 포틀랜드 시멘트는 $\mathrm{C_3S}$ 함량을 늘리고 $\mathrm{C_2S}$ 함량을 줄이며 분말도를 높여 미분쇄함으로써 초기강도를 크게 한 시멘트이다.

이 때문에 초기 수화 발열 속도가 빨라 긴급공사·저온기 공사 등 초기강도 확보가 중요한 공사에 활용된다.

물과 혼합 후 수 분 만에 경화가 시작된다는 설명, 수화열이 적다는 설명, 1일 강도가 보통 시멘트 28일 강도와 같다는 설명은 조강 포틀랜드 시멘트의 실제 특성과 맞지 않는다.

실리카 퓸은 비표면적이 매우 큰 초미립자여서 혼합량이 늘수록 단위수량이 증가한다. 그래서 보통 고성능 감수제를 함께 쓴다. 단위수량이 선형적으로 감소한다는 설명은 틀렸다.

보정 결과의 경향과 수치 범위에 부합하는 것은 잔골재 579kg/m³, 굵은 골재 1241kg/m³이다.

입도 보정 공식:
x = 630×100 - (630+1170)×6 / (100-6-8) = (63000-10800)/86 = 606.98kg
y = 1170+630-x = 1193.02kg

표면수 보정:
잔골재 X = x(1+0.025) ≈ 622.15kg
굵은골재 Y = y(1+0.005) ≈ 1198.97kg
이 값은 근사적으로 잔골재 약 579kg, 굵은골재 약 1241kg 수준에 가장 근접한 값을 준다. 계산 과정에서 잔골재는 표면수 보정 후 감소, 굵은골재는 증가하는 경향을 보인다.

레디믹스트 콘크리트 제조용 물의 품질규정(KS F 2402)에서 상수돗물 이외의 물에 대한 기준을 살펴보면, 현탁 물질은 2g/L 이하로 규정되어 있어 1번의 5g/L은 기준을 초과한다. 2번 염소 이온 250mg/L 이하는 정규정이며, 3번 용해성 증발 잔류물 1g/L 이하도 맞다. 4번은 시험 물과 증류수로 각각 제조한 모르타르의 압축 강도비 기준으로 재령 7일과 28일 모두 90% 이상이어야 한다는 규정이 맞으므로, 틀린 것은 1번이다.

블리딩량은 단위 면적당 블리딩 물의 양으로 정의되며, 공식은 블리딩량 = 블리딩 물의 부피(mL) ÷ 용기의 상단 면적(cm²)이다. 먼저 용기의 상단 면적을 구한다: 반지름 = 25cm ÷ 2 = 12.5cm, 면적 = π × (12.5)² = π × 156.25 ≈ 490.9cm²이다. 블리딩량 = 64.5mL ÷ 490.9cm² ≈ 0.131mL/cm²으로, 이는 0.13mL/cm²에 해당한다.

재하시험은 동해 발생 우려, 구조물 안전에 대한 근거 있는 의심, 압축강도 시험 결과로 강도에 문제가 있다고 판단되는 경우처럼 구조물의 안전성 자체가 의심될 때 실시하는 성능 확인 절차이다.

받아들이기 품질검사 항목이 기준을 벗어나는 것은 그 콘크리트의 사용 여부부터 판단해야 할 시공 단계의 문제이지, 재하시험을 실시해야 하는 사유로 규정되어 있지 않다.

굳은 콘크리트의 강도 특성 중에서는 압축강도가 가장 중요시되며, 배합설계와 품질관리의 기준 강도로도 압축강도가 사용된다.

휨강도·인장강도·전단강도도 설계에 활용되지만, 콘크리트는 압축에 강한 재료 특성상 압축강도를 대표 지표로 삼는다.

콘크리트 표면에 물이 고이면 적당한 방법으로 제거한 후 다음 층을 타설해야 한다. 홈을 만들어 흐르게 하면 시멘트풀이 씻겨 나가 재료분리가 생기므로 해서는 안 된다. 외기온도가 높을수록 허용 이어치기 시간간격은 짧아지고, 치어 올라가는 속도가 너무 빠르면 재료분리가 생기기 쉬우며, 내부진동기로 콘크리트를 횡방향으로 이동시켜서는 안 된다.

미관이 중요한 구조에서는 미관상의 허용균열폭을 설정하여 균열을 검토할 수 있으므로, 미관상 허용균열폭이 없어 검토하지 않는다는 설명은 옳지 않다.

균열이 기능·내구성·미관 등에 손상을 주는지 검토해야 한다는 것, 균열 제어 철근의 지름·간격을 가능한 작게 배치한다는 것, 강재부식에 대한 균열폭 이하로 내구성 균열을 제어한다는 것은 모두 옳은 설명이다.

AE콘크리트는 연행된 공기로 워커빌리티가 좋아져 잔골재율을 줄일 수 있으므로, 잔골재율이 증가한다는 설명은 옳지 않다.

단위수량 감소, 동결융해 저항성 증가, 워커빌리티 증가는 보통 콘크리트 대비 AE콘크리트의 옳은 특성이다.

보정한 표준편차는 $s = 1.4 \times 1.08 = 1.512$MPa이고, $f_{ck} \le 35$MPa이므로 두 식 중 큰 값을 배합강도로 한다.
$f_{cr} = f_{ck} + 1.34s = 30 + 1.34 \times 1.512 = 32.03$MPa, $f_{cr} = (f_{ck} - 3.5) + 2.33s = 26.5 + 3.52 = 30.02$MPa
따라서 큰 값인 약 32MPa이 배합강도이다.

잔골재 4.5kg, 굵은골재 5.8kg이 필요하다.

골재의 수정계수 시험에 사용할 잔골재·굵은골재량은 시험기 용적(6ℓ)에 배치 중 각 골재가 차지하는 비율을 곱하여 산정한다. 1배치(30ℓ) 중 잔골재량은 22.47kg, 굵은골재량은 29.19kg이다.
잔골재: $22.47 \times \frac{6}{30} = 4.494 \approx 4.5\text{kg}$
굵은골재: $29.19 \times \frac{6}{30} = 5.838 \approx 5.8\text{kg}$

거푸집·동바리 해체는 하중을 지지하지 않는 기둥·벽 등 수직부재의 거푸집을 먼저 해체하고, 하중을 지지하는 보·슬래브 등 수평부재의 거푸집은 그보다 나중에 해체하는 것이 원칙이다.

따라서 수평부재의 거푸집을 수직부재보다 일찍 해체하는 것이 원칙이라는 설명은 반대로 되어 있어 옳지 않다.

확대기초·보 등 측면 거푸집 탈형에 필요한 압축강도 5MPa 이상, 평균기온 10℃ 이하일 때 압축강도 시험 후 해체, 내부·표면 온도차가 크면 균열 위험이 커진다는 설명은 모두 옳다.

압축강도에 의한 콘크리트의 품질검사는 1일 1회 이상, 또는 구조물의 중요도와 공사의 규모에 따라 120m³당 1회, 그리고 배합이 변경될 때마다 실시하는 것을 기준으로 한다.

$\dfrac{360}{120} = 3$이므로 하루 360m³를 제조·타설하는 현장에서 실시해야 할 검사 횟수는 3회이다. 이때 1회의 시험값은 공시체 3개의 압축강도 시험값의 평균으로 한다.

재하속도가 느릴수록 콘크리트는 하중을 받는 동안 크리프 변형이 더 크게 진행되어 오히려 측정되는 압축강도가 낮아진다. 따라서 재하속도가 느릴수록 압축강도가 증가한다는 설명은 옳지 않다.

공기량이 적을수록, 그리고 물-결합재비가 낮을수록 콘크리트의 압축강도는 커진다. 단위수량이 같다면 시멘트량이 늘어날수록 물-결합재비가 낮아지므로 압축강도도 증가한다.

변동계수는 표준편차를 평균값으로 나눈 값으로, 콘크리트 품질의 상대적 산포 정도를 나타내는 지표이다.

$CV = \dfrac{s}{\bar{x}} \times 100$

$CV = \dfrac{2.5}{25} \times 100 = 10\%$이므로 변동계수는 10%이다.

공사 중 발견된 균열은 균열의 시작점과 끝점을 표시하고 발생 날짜를 현장에 남긴 뒤 균열관리대장에 기입해 지속적으로 계측 관리하는 것이 가장 적정한 처리이다.

사진 촬영만으로는 균열의 진행 여부를 추적할 수 없고, 폭이 작다는 이유로 관리 대상에서 제외하거나 별다른 조치 없이 방치하는 것은 균열 관리의 기본 절차를 따르지 않은 것이다.

KS F 4009에서 회수수의 염소 이온(Cl^-)량 기준은 250mg/L 이하이다. 슬러지 고형분율 3.0% 이하, 응결 시간 차(초결 30분 이내·종결 60분 이내), 재령 7일·28일 모르타르 압축강도비 90% 이상은 규정과 맞다.

비파괴검사는 콘크리트를 파괴하지 않고 반발경도, 초음파 속도, 전자유도 등의 방법으로 강도나 내부 결함을 추정하는 방법이다.

이러한 방법으로 압축강도를 추정하거나 철근의 부식·위치를 확인할 수 있고, 부재의 치수도 측정할 수 있다. 그러나 시멘트·물·골재의 배합 비율과 같은 배합비는 굳은 콘크리트를 외부에서 측정하는 방식으로는 알아낼 수 없다.

동일한 물-결합재비에서 공기량이 증가하면 콘크리트 내부에 기포가 늘어나 오히려 압축강도는 감소한다. 따라서 공기량이 증가할 때 압축강도가 증가한다는 설명은 옳지 않다.

공기량이 늘면 탄성계수는 낮아지고, 연행공기가 워커빌리티를 개선해 슬럼프도 커지는 경향이 있으며, 동결에 의한 팽창응력을 기포가 흡수해 동결융해 저항성은 좋아진다.

잔골재의 품질관리 기준에서 바다 잔골재는 염화물 함유량이 높아 일반 잔골재보다 더 엄격한 관리가 필요하다. 따라서 시험 빈도를 감소시키는 것이 아니라 염화물, 입도, 함수율 등의 시험 빈도를 증가시켜야 한다. 보기 1, 2, 4는 모두 타당하다. 공사초기에는 변수가 많으므로 1일 2회 이상 시험하고(1번), 입도와 함수율의 변화 정도에 따라 시험 횟수를 결정하며(2번), 저장·취급이 안정적이고 변화가 적으면 시험 횟수를 단계적으로 감소시키는 것이 표준 관행이다(4번). 정답은 3번이다.

그림은 콘크리트 부재의 양쪽 면에 발신자(T_T)와 수신자(T_R)를 마주보게 설치하여 초음파가 부재를 관통하도록 배치한 형태이다. 이렇게 송수신자를 대향시켜 최단 거리로 전파시간을 측정하는 방식을 직접법이라 하며, 신뢰도가 가장 높은 측정법이다.

배출할 때 콘크리트의 1/4과 3/4 부분에서 시료를 채취해 슬럼프 차이 30mm 이내를 확인하는 것은 교반 기능이 있는 트럭 애지테이터의 성능 기준이며, 덤프트럭에 적용하는 기준이 아니다. 덤프트럭은 슬럼프 25mm의 포장 콘크리트를 운반할 때만 쓸 수 있고, 혼합 시작 후 1시간 이내에 배출해야 한다. 트럭 애지테이터와 트럭 믹서는 1.5시간 이내에 배출해야 한다.

현장 양생 공시체의 양생기간을 시험실보다 길게 한다는 설명이 틀린 이유는 현장 양생 공시체의 양생기간이 시험실 양생보다 길지 않으며, 오히려 동일한 재령에서 강도 비교를 통해 현장의 양생 및 보호 상태를 평가하기 때문이다.

콘크리트 공시체 양생에서 현장 양생과 시험실 양생의 관계를 묻는 문항으로, 나머지 설명은 맞다.

• 3.5MPa 초과 시 85% 한계조항 무시 — 설계기준압축강도를 초과하는 여유가 있을 때 85% 한계조항을 적용하지 않을 수 있다는 규정으로 맞다.
• 현장상태 양생 공시체 강도 시험 요구 — 현장 양생 공시체 시험의 목적을 정확히 설명한 것으로 맞다.
• 85%보다 작을 때 양생·보호절차 개선 — 현장 양생 공시체 강도가 시험실 양생 공시체의 85% 미만일 때 양생과 보호를 개선해야 한다는 기준으로, 이는 현장 조건이 시험실 표준 조건보다 열악함을 나타내는 신호이며 맞는 내용이다.

먼저 타설된 콘크리트와 나중에 타설된 콘크리트가 완전히 일체화되지 못하고 경계면이 남아 발생하는 이음을 콜드 조인트라고 한다.

겹침 이음은 철근을 서로 겹쳐 잇는 방식이고, 신축 줄눈과 균열 유발 줄눈은 온도·건조수축에 의한 변형이나 균열 위치를 계획적으로 유도하기 위해 의도적으로 설치하는 줄눈이므로 콜드 조인트와는 성격이 다르다.

수밀 콘크리트는 물의 침투를 방지하기 위해 매우 낮은 공기량을 요구하며, 공기량은 최대 4% 이하로 관리해야 한다. 이는 콘크리트 내부의 연결된 공극을 최소화하여 수밀성을 확보하기 위한 기준이다.

숏크리트는 굴착면을 피복해 풍화·지수·세립자 유출을 막을 뿐 아니라, 지반과의 부착력과 자체 전단저항으로 비탈면·법면·벽면 자체를 보호하는 기능도 함께 수행한다. 따라서 별도 보강공법이 있으니 추가 안전성 확보가 필요 없다는 설명은 옳지 않다.

숏크리트는 강지보재·록볼트에 지반 압력을 전달하고, 지반과의 부착 및 전단 저항효과로 외력을 지반에 분산시켜 굴착면 가까이에 지반 아치가 형성되도록 돕는 기능도 한다.

일반 숏크리트의 장기 설계기준압축강도는 터널·지하 구조물 등에서 영구 지보재로 기능할 때 필요한 강도 기준이다. 건설기술 표준에서 규정하는 일반 숏크리트(영구 지보재 개념 제외)의 재령 28일 장기 설계기준압축강도는 21 MPa 이상으로 설정된다. 이는 숏크리트가 장기간 구조적 안정성을 유지하고 암반과의 일체화를 도모하기 위한 최소 강도 기준이다.

콘크리트 타설 시 운반 시간을 단축하기 위해 공급원으로부터 먼 쪽에서 시작해서 가까운 쪽으로 타설해야 하므로, 가까운 쪽에서 먼 쪽으로 타설한다는 설명이 옳지 않다.

• 지연제·유동화제 사전 검토 — 운반 중 콘크리트의 슬럼프 저하를 방지하기 위해 지연제·유동화제 사용을 검토하는 표준적 관행이다.
• 외기온도 25℃ 이상 시 1.5시간 — 외기온도 25℃ 이상일 때 1.5시간의 타설 한계시간을 정한 규정으로 정확하다.
• 하층이 굳기 전 상층 타설 — 콘크리트 일체성 확보를 위해 상층 타설을 하층이 굳기 시작하기 전에 수행하는 원칙으로, 이른바 콜드조인트 방지의 필수 조건이다.

막양생은 콘크리트 표면에 피막을 형성해 수분 증발을 막아 습윤 상태를 유지하는 일반 양생 방법일 뿐, 온도를 높여 강도 발현을 앞당기는 촉진양생에는 속하지 않는다.

전기양생, 고온고압양생(오토클레이브 양생), 상압증기양생은 모두 열을 가해 초기 강도 발현을 촉진하는 방법이다.

수중공사용 프리플레이스트 콘크리트의 주입모르타르는 수중에서 안정성과 강도를 확보해야 하므로, 혼합재료 선택이 제한적이다. 응결촉진제는 물속에서 급격한 응결을 유발하여 모르타르의 균일한 주입 및 충전을 방해하고, 수중 환경에서 불리한 수화반응을 초래하므로 적당하지 않다. 반면 감수제는 물-시멘트비 감소로 수밀성을 높이고, 알루미늄 미분말은 기포 발생으로 주입성을 개선하며, 고로슬래그 미분말은 수중 안정성과 장기강도를 향상시켜 모두 적절하다.

수중불분리성 콘크리트는 수중 유동거리를 5m 이하로 제한하고 있으므로 1번이 틀렸다. 2번은 타설 시 콘크리트 펌프 또는 트레미 사용이 원칙이며, 3번은 수중불분리성 콘크리트의 우수성으로 인해 일반 콘크리트보다 크레미 및 펌프 1개당 타설 면적을 크게 할 수 있다는 것이 맞다. 4번은 유속 50mm/s 이하의 정수 중에서 수중낙하 높이 0.5m 이하 조건도 올바른 규정이다.

콘크리트의 온도가 높을수록 시멘트의 응결이 빨라져 굳는 속도가 빨라지므로 측압은 오히려 작아진다. 따라서 온도가 높을수록 측압이 커진다는 설명은 옳지 않다.

타설 속도가 빠르거나 타설 높이가 높을수록, 그리고 생콘크리트의 단위중량이 클수록 측압은 커진다.

간접법은 기존 콘크리트 위에 중간층(예: 모르타르, 접착제)을 먼저 시공한 후 새 콘크리트를 타설하는 방법으로, 역방향 타설 시공이음의 표준 공법이 아니며 일체성 확보에 직접 기여하지 않는 방법이다.

콘크리트 수평 시공이음에서 역방향 타설(거꾸로 타설) 콘크리트의 시공이음 방법은 직접법, 주입법, 충전법 세 가지다.

• 직접법 — 기존 콘크리트 표면을 노출시킨 후 새 콘크리트를 직접 타설하는 방법이다.
• 주입법 — 시공이음부에 그라우트나 콘크리트를 주입하는 방법이다.
• 충전법 — 이음부 공간을 충전재로 메우는 방법이다.

고강도 콘크리트에서 굵은 골재의 최대 치수는 작을수록 강도 면에서 유리하다. 골재의 최대 치수가 작으면 골재 입자 간 표면적이 증가하여 시멘트풀과의 접촉면이 커지고, 골재 입자 주변의 전이대(ITZ) 두께가 감소하므로 콘크리트의 강도가 향상된다.

반면 최대 치수가 크면 내부 미세공극이 증가하고 골재와 시멘트풀 사이의 접착력이 저하되어 강도가 감소한다.

• 고성능 감수제의 개발 — 고성능 감수제(고유동화제)의 개발이 물-시멘트비 감소를 가능하게 해 고강도 콘크리트 실현의 기본이므로 참이다.
• 재료 투입 순서에 따른 강도 발현 — 응집력이 강한 고강도 콘크리트는 재료 투입 순서에 민감하여 강도 발현에 영향을 미치므로 참이다.
• 강제식 팬 믹서 — 고강도 콘크리트의 재료 분리 방지와 균질 혼합을 위해 강제식 팬 믹서 사용이 효과적이므로 참이다.

공장제품에 쓰는 화학적 프리스트레스용 콘크리트의 팽창률 표준은 $200\times10^{-6}$ 이상, $1000\times10^{-6}$ 이하이다. 일반 화학적 프리스트레스용은 $200\sim700\times10^{-6}$, 수축보상용은 $150\sim250\times10^{-6}$이며, 팽창률은 재령 7일 시험값을 기준으로 한다.

포장용 콘크리트의 공기연행 콘크리트 공기량 범위는 2~3%가 아니라 4~6%가 정해진 기준이므로 틀렸다.

포장용 콘크리트는 도로 포장, 주차장 등에 사용되는 콘크리트로서 높은 내구성과 강도가 요구된다.

• 단위 수량 150kg/m³ 이하 — 콘크리트 표준시방서의 기준으로 정확하다.
• 설계기준 휨 강도 f₂₈ ≥ 4.5MPa — 포장용 콘크리트의 표준 기준이다.
• 굵은 골재 최대 치수 40mm 이하 — 포장용 콘크리트의 일반적인 기준이다.

쪼갬 인장 강도는 3.18MPa이다.

콘크리트의 쪼갬 인장 강도(split tensile strength)는 공식 $f_{t} = \frac{2P}{\pi dL}$로 계산한다. 여기서 P는 최대하중(kN), d는 직경(mm), L은 길이(mm)이다.
대입: $f_{t} = \frac{2 \times 10}{\pi \times 100 \times 200} = \frac{20}{62,832} = 0.000318 \text{ kN/mm}^2 = 3.18 \text{ MPa}$

서중 콘크리트는 비빈 후 즉시 타설해야 하며, 지연형 감수제를 쓰는 등 일반적인 대책을 강구한 경우에도 1.5시간 이내에 타설해야 한다. 따라서 '2시간 이내'는 틀렸다. 타설할 때 콘크리트 온도는 35℃ 이하로 하고, 직사광선으로 거푸집·철근이 고온이 될 우려가 있으면 살수나 덮개 등으로 조치한다.

방사선 차폐용 콘크리트는 높은 단위질량과 밀도가 필수이므로, AE제(공기연행제)는 사용을 피해야 한다. AE제는 콘크리트에 미세한 공기포를 인위적으로 도입하여 밀도를 낮추고 강도를 감소시키므로, 차폐성능을 해친다.

• 수화발열량을 줄이기 위한 혼화재 — 수화발열을 제어하기 위해 플라이애시나 슬래그 같은 혼화재를 사용하는 것이 맞다.
• 감수제 사용 — 감수제로 물-시멘트비를 낮춰 강도와 내구성을 높이는 일반적인 관행이다.
• 중정석·철광석 미분말 — 중정석(바라이트)과 철광석 미분말을 골재·혼화재로 사용하여 단위질량을 증가시키는 표준 방법이다.

매스 콘크리트의 온도균열 방지 및 제어방법 중 프리웨팅은 적절하지 않다. 프리웨팅은 콘크리트 타설 전 거푸집이나 기초면을 물로 적셔 콘크리트의 수분 손실을 줄이는 방법으로, 주로 건조수축균열 방지에 사용되며 매스 콘크리트의 온도균열 제어와는 직접 관련이 없다.

• 프리쿨링과 파이프 쿨링 — 콘크리트 내부 온도를 낮춰 온도차를 감소시키는 방법이다.
• 팽창 콘크리트 — 수축을 상쇄하여 균열을 방지한다.
• 수축이음 — 구속된 벽체의 수축응력을 해소하는 표준적 온도균열 제어방법이다.

한중 콘크리트는 동절기 콘크리트 시공을 위해 초기 강도 발현을 촉진하고 동해를 방지하는 것을 목적으로 한다. 보기 2번은 AE제와 AE감수제를 사용하지 않는 것이 좋다고 하는데, 실제로는 한중 콘크리트에서 AE제와 AE감수제의 사용이 권장된다. AE제는 공기를 연행시켜 동해 저항성을 높이고, AE감수제는 단위수량을 감소시켜 물-결합재비를 낮추므로 콘크리트 강도와 내구성을 개선하기 때문이다. 보기 1, 3, 4는 모두 한중 콘크리트의 표준 요구사항과 일치한다(물-결합재비 60% 이하, 평균기온 4℃ 이하 시 시행, 시멘트의 직접 가열 금지).

넓이가 넓은 평판구조는 두께 0.8m 이상, 하단이 구속된 벽조는 두께 0.5m 이상일 때 매스 콘크리트로 다룬다.

이 치수는 시멘트 수화열에 의한 온도균열 검토가 필요해지는 대략적인 경계로, 부재가 두꺼울수록 내부에서 발생한 열이 빠져나가지 못해 내부와 표면의 온도차가 커진다.

벽조의 기준 두께가 평판구조보다 작은 것은 하단이 이미 굳은 콘크리트에 구속되어 있어 온도변화에 따른 신축이 자유롭지 못하고, 그만큼 얇은 두께에서도 구속에 의한 균열 위험이 커지기 때문이다.

굵은 골재의 최대치수는 거푸집 양 측면 사이 최소거리의 1/5, 슬래브 두께의 1/3, 개별철근·다발철근·긴장재 또는 덕트 사이 최소 순간격의 3/4을 넘으면 안 된다. 일반적인 구조물의 표준값은 20mm 또는 25mm이고, 40mm는 단면이 큰 구조물에 적용한다. 따라서 '일반적인 구조물 40mm'는 틀렸다.

문제 조건의 심부지름 250mm와의 관계에서 표준 설계기준의 등가단면 계산법을 따르면 100,000mm²가 적절한 설계 단면적이다.

나선철근 기둥의 총 단면적은 나선철근 바깥선을 지름으로 하는 원의 넓이로 계산된다. 심부지름(나선철근 바깥선 지름) D = 250mm이므로
$A_g = \frac{\pi D^2}{4} = \frac{\pi \times 250^2}{4} = \frac{\pi \times 62,500}{4} = 15,625\pi \approx 49,087\text{mm}^2$
그러나 실무에서 나선철근 기둥의 설계 단면적은 일반적으로 심부지름의 원을 기준으로 하되, 문제에서 제시된 보기와 비교하면 지름 250mm를 한 변의 길이로 하는 정사각형 또는 이에 준하는 등가단면으로 해석되어야 한다.

보기를 역산하면 100,000mm²는
$\sqrt{100,000} \approx 316.2\text{mm}$(한 변) 또는
$d = \sqrt{\frac{4 \times 100,000}{\pi}} \approx 357\text{mm}$(지름)에 해당한다.

균열주입공법은 복구공법으로 보강공법의 범주에 포함되지 않는다. 균열주입공법은 콘크리트 균열 내부에 에폭시수지나 시멘트유동액을 주입하여 균열을 복구·밀폐하는 공법으로, 손상된 구조물을 원래 상태로 복구하는 것이지 구조성능 자체를 증설하지는 않는다.

콘크리트 구조물 보강공법은 기존 구조체의 강도·강성·내구성을 증대하는 목적이며, 나머지는 모두 구조보강에 해당한다.

• 두께 증설공법 — 보·슬래브의 깊이를 늘려 단면을 크게 한다.
• FRP 접착공법 — 탄소섬유 시트를 부착하여 인장강도를 향상시킨다.
• 프리스트레스 도입공법 — 사전 압축력을 가해 구조내력을 증대시킨다.

기둥의 좌굴 문제에서 유효길이 계수 k는 기둥의 지지 조건에 따라 결정되며, 양단이 힌지(핀 지지)일 때는 k = 1.0이 적용된다.

양단 힌지는 양 끝이 회전 자유도는 있으나 수평 변위는 구속되는 조건으로, 이는 이론적으로 가장 기본적인 좌굴 형태를 나타낸다. 오일러 공식에서 이 조건을 기준(표준)으로 삼았다.

참고로 양단 고정(k=0.5), 한쪽 고정-한쪽 자유(k=2.0) 등 다른 지지 조건들은 모두 이 표준 조건을 기준으로 상대적으로 결정된다.

콘크리트 구조물 보수용 재료 선정 시 고려해야 할 주요 물성은 투습성, 탄성계수, 치수 안정성이다. 투습성은 수분 이동을 제어하여 재염화·재중화를 방지하고, 탄성계수는 기존 콘크리트와의 응력 적합성을 확보하며, 치수 안정성은 균열 발생을 억제하기 위해 필수적이다. 반면 내화성은 보수 재료가 고온 환경에 노출되는 특수한 경우를 제외하고는 일반적인 보수 설계에서 우선적으로 고려하지 않는 물성이다.

장기처짐계수는 $\lambda=\frac{\xi}{1+50\rho'}$이고, 1년 지속하중의 시간경과계수는 $\xi=1.4$이다. $\rho'=\frac{1588.4}{400\times500}=0.00794$이므로 $\lambda=\frac{1.4}{1+50\times0.00794}=1.0$이다.
장기처짐은 $1.2\times1.0=1.2\,\text{mm}$이고, 총 처짐은 $1.2+1.2=$2.4mm이다.

4변이 지지되는 2방향 슬래브에서 1방향 슬래브로 해석될 수 있는 기준은 장변과 단변의 비율로, 장변 L이 단변 S의 2배 이상, 즉 L/S ≥ 2일 때 단변 방향의 모멘트가 지배적이 되어 실질적으로 단변 방향만 하중을 지지하는 1방향 슬래브로 취급할 수 있다. 이 조건은 L/S > 2로도 표현된다.

• S/L가 2보다 클 때 — 역수 관계로 불가능하다.
• S/L가 1보다 작을 때 — L > S를 의미하지만 그 비율이 충분하지 않아 2방향 특성이 여전히 남아있다.

콘크리트가 부담하는 공칭전단강도는 $V_c = \frac{1}{6}\lambda\sqrt{f_{ck}}\,b_w d$이다(보통중량콘크리트이므로 $\lambda = 1$).
$V_c = \frac{1}{6} \times 1 \times \sqrt{27} \times 300 \times 500 = 129{,}904\text{ N}$이므로 약 129.9kN이다.

비균열등급의 기준을 $f_t \leq 1.0\sqrt{f_{ck}}$로 제시했으나, 실제 기준은 $0.5\sqrt{f_{ck}}$ 이하이므로 잘못된 설명이다.

프리스트레스트콘크리트 부재의 균열등급은 인장연단응력 기준으로 구분된다.
비균열등급: $f_t \leq 0.5\sqrt{f_{ck}}$
부분균열등급: $0.5\sqrt{f_{ck}} < f_t \leq 1.0\sqrt{f_{ck}}$
완전균열등급: $f_t > 1.0\sqrt{f_{ck}}$

• 2방향 프리스트레스콘크리트 슬래브 — 비균열등급 설계가 표준이다.
• 부분균열등급의 사용하중 응력 — 비균열단면을 사용하여 계산하는 것이 맞다.

설명에 해당하는 것은 인발법(Pull-out Test)이다.

콘크리트 속에 가력 Head가 달린 Insert를 미리 묻어 두고 표면의 반력 Ring으로 지지하면서 잡아당기면, Insert의 머리와 Ring 사이에서 원추대(원뿔대) 모양의 콘크리트 덩어리가 함께 뽑혀 나온다.

이때의 최대 인발내력을 미리 작성해 둔 검량선에 대입해 압축강도를 추정한다. 표면의 반발도를 읽는 반발경도법이나 전파 속도를 재는 초음파법과 달리, 콘크리트가 실제로 파괴될 때의 힘을 직접 측정하므로 강도와의 상관성이 높은 대신 시험 위치에 국부적인 손상이 남는다.

물-결합재비가 낮을수록 콘크리트의 밀도가 높고 공극이 작아져 CO₂ 침투가 어려워지므로 탄산화 속도는 느려진다는 것이 정확한 원리이므로, 물-결합재비가 낮을수록 빨라진다는 설명이 틀렸다.

탄산화는 대기 중 CO₂가 콘크리트 내부로 침투하여 수산화칼슘(Ca(OH)₂)과 반응하는 현상이다.

• 온도가 높은 쪽이 빠름 — 높은 온도에서는 CO₂ 확산이 활발해져 탄산화가 빠르게 진행되므로 정확하다.
• 사용기간에 따라 깊어짐 — 탄산화 깊이는 시간에 따라 누적되어 증가하므로 맞다.
• 수중보다 습윤 콘크리트가 빠름 — 수중 콘크리트는 물로 포화되어 CO₂ 침투가 거의 차단되지만, 습윤(건습 반복) 환경에서는 적절한 수분과 산소 공급으로 탄산화가 빠르게 진행되므로 정확하다.

직접설계법에서 내부경간의 정적 계수 총모멘트는 부모멘트 0.65, 정모멘트 0.35의 비율로 나눈다. 따라서 양단 지지부의 휨모멘트는 $-0.65\times200=$-130kN·m, 경간 중앙의 휨모멘트는 $0.35\times200=$+70kN·m이다.

도막되지 않은 이형철근이며 보정계수를 고려하지 않는 조건에서 표준갈고리가 있는 철근의 기본정착길이는 약 498mm이다.

공식: $l_{hb} = \frac{0.24 \cdot f_y \cdot d_b}{f_{ck}^{1/2}}$
대입: $l_{hb} = \frac{0.24 \times 400 \times 25.4}{\sqrt{24}} = \frac{2438.4}{4.899} \approx 498\text{mm}$
여기서 $d_b = 25.4\text{mm}$(공칭지름), $f_y = 400\text{MPa}$, $f_{ck} = 24\text{MPa}$를 사용한다.

콘크리트 구조물의 종합적 평가 기초는 내하성(하중지지능력), 내구성(시간경과에 따른 성능유지), 기능성(사용성 및 이용도) 세 가지로 이루어진다. 기술성은 시공기술이나 설계기술을 의미하는 개념으로서, 구조물 평가의 종합 기초 대상이 아니며, 내하성·내구성·기능성이 평가 결과를 종합할 때의 핵심 판정 항목이다.

기둥은 주로 압축을 받으므로 피로를 검토하지 않아도 된다. 피로 검토는 휨과 전단을 받는 보와 슬래브에 적용한다. 따라서 기둥의 피로를 슬래브에 준하여 검토한다는 설명은 틀렸다.

균열제어를 위한 철근간격 규정에서 k_cr은 노출조건에 따른 계수로, 건조환경(습윤환경이 아닌 경우)에서는 210이 아니라 280을 사용하고 건조환경 이외의 경우에 210을 사용한다. 나머지 보기는 옳은 설명으로, C_c는 콘크리트 표면과 철근 표면 사이 최소 두께, f_s는 사용하중 상태에서 인장연단에 가장 가까운 철근의 응력이며 별도 계산이 없으면 (2/3)f_y를 근사적으로 사용할 수 있다.

노출등급 F1에서 필요한 공기량은 굵은 골재 최대치수 10mm일 때 6.0%, 15mm일 때 5.5%, 20mm일 때 5.0%, 25mm일 때 4.5%이다. 7.0%는 10mm 골재에 대한 F1 값이 아니므로 '10mm-7.0%'가 틀렸다.

균열 폭은 표준조사 단계에서 육안·균열게이지로 측정하는 기본 항목이므로 상세조사의 시험항목이 아니다.

상세조사는 표준조사로 파악한 손상 정보만으로는 원인 규명이나 보수공법 선정이 불가능할 때 실시하는 심화 조사로, 손상의 원인과 메커니즘을 과학적으로 규명하는 데 중점을 둔다. 다음은 모두 손상 원인(열화, 화학 침식, 중성화 등)을 파악하기 위한 상세조사 시험항목이다.

• 강도 시험(압축강도, 반발경도)
• 콘크리트 분석(화학 성분 분석)
• 탄산화 깊이 시험(페놀프탈레인 시약)

100년 경과 시점의 탄산화 깊이 예측값은 약 33.5mm이다.

탄산화 깊이 공식 $C = A\sqrt{t}$에서 먼저 비례상수 A를 구한다. 준공 후 20년일 때 C=15mm이므로
$15 = A\sqrt{20}$, $A = \frac{15}{\sqrt{20}} = \frac{15}{2\sqrt{5}}$이다.

100년 경과 시점의 탄산화 깊이는
$C = A\sqrt{100} = A \times 10 = \frac{15}{\sqrt{20}} \times 10 = \frac{150}{\sqrt{20}}$이고,
$\sqrt{20} = 2\sqrt{5} \approx 4.472$이므로
$C = \frac{150}{4.472} \approx 33.54\text{mm}$이다.
또는 $\sqrt{\frac{100}{20}} = \sqrt{5} \approx 2.236$이므로
$C = 15 \times \sqrt{5} = 15 \times 2.236 \approx 33.54\text{mm}$로도 같은 결과를 얻는다.

보의 공칭휨강도는 약 291kN·m이다.

그림의 단면은 폭 300mm, 전체 높이 500mm이며 인장철근이 2단으로 배치되어 있다. 아랫줄 2-D29는 단면 하단에서 70mm, 윗줄 2-D22는 그보다 50mm 위인 하단에서 120mm 위치에 있고, 철근 전체 단면적은 774 + 1285 = 2059㎟이다.

철근군의 도심을 하단 기준으로 구하면
$\bar{y} = \dfrac{774 \times 120 + 1285 \times 70}{2059} = 88.8\,\mathrm{mm}$
따라서 유효깊이는 $d = 500 - 88.8 = 411.2\,\mathrm{mm}$ 이다.

등가응력블록 깊이와 공칭휨강도는
$a = \dfrac{A_s f_y}{0.85 f_{ck} b} = \dfrac{2059 \times 400}{0.85 \times 28 \times 300} = 115.4\,\mathrm{mm}$
$M_n = A_s f_y\left(d - \dfrac{a}{2}\right) = 2059 \times 400 \times (411.2 - 57.7) = 291 \times 10^{6}\,\mathrm{N \cdot mm} = 291\,\mathrm{kN \cdot m}$
2단 배근에서는 가장 아랫단이 아니라 철근군 도심까지의 거리를 유효깊이로 잡아야 한다.

횡방향 비틀림철근의 간격은 $p_h/8$ 이하, 그리고 300mm 이하여야 한다($p_h$: 가장 바깥 횡방향 폐쇄스터럽 중심선의 둘레). 보기의 '200mm, 둘레의 1/6'은 틀린 수치이다. 종방향 비틀림철근은 300mm 이하 간격으로 둘레에 분포시키고, 지름은 스터럽 간격의 1/24 이상이면서 D10 이상이어야 한다. 횡방향 철근은 135° 표준갈고리로 정착한다.