20년 3회차

AE제는 온도가 높아지면 동일한 공기량을 얻기 위해 필요한 사용량이 늘어나는 경향이 있어, 여름철에는 겨울철보다 AE제 사용량이 증가하는 경향을 보인다.

• 감수제와 AE제를 병용해도 AE제에 의한 연행공기는 그대로 발생하므로 기포가 발생하지 않는다는 것은 옳지 않다.
• AE제의 일반적인 사용량은 시멘트 질량의 매우 작은 비율에 불과하므로 5%라는 서술은 과도하다.
• 양질의 AE제·감수제라도 규정량의 5~10배를 사용하면 콘크리트 물성에 큰 악영향을 줄 수 있으므로 영향이 없다는 것은 옳지 않다.

KS F 2564에서 강섬유의 평균 인장강도는 700 MPa 이상이어야 하므로 800 MPa는 틀렸다. 표면에 유해한 녹이 없어야 하고, 각각의 인장강도는 650 MPa 이상이어야 한다. 인장강도 시험은 5 t마다 10개 이상의 시료를 무작위로 추출해 시행한다.

고성능 AE감수제를 쓴 콘크리트는 물-결합재비와 슬럼프가 같을 때, 일반 AE감수제를 쓴 경우보다 잔골재율을 1~2% 정도 크게 하는 것이 좋다. 따라서 3~4% 작게 한다는 설명은 틀렸다. 잔골재율은 소요 워커빌리티 범위에서 단위수량이 최소가 되도록 시험으로 정한다. 펌프 시공 시에는 펌프 성능·배관·압송거리를 고려한다.

콘크리트의 압축강도를 기준으로 물-결합재비를 정할 때는 재령 28일 압축강도와 물-결합재비의 관계를 시험을 통해 정하는 것을 원칙으로 한다.

즉 특정 비율을 일률적으로 정하지 않고, 실제 사용 재료로 시험 배합을 실시해 강도-물결합재비 관계식을 구한 뒤 목표강도에 맞는 값을 채택한다.

콘크리트용 잔골재 표준입도 기준에서 0.3mm 체와 0.15mm 체 통과량이 부족할 경우, 양질의 광물질 분말(실리카분·플라이애시 등)로 보충하면 그 최소 통과질량 백분율을 감소시킬 수 있다. 따라서 "감소시킬 수 없다"고 단정한 설명은 틀렸다.

나머지는 모두 정확하다.

• 연속된 두 체 사이 통과량이 45%를 초과하지 않아야 한다는 표준입도 기준에 부합한다.
• 입도 조정 방법으로 두 종류 이상 혼합이 인정되는 표준 관행이다.
• 조립률 편차 ±0.20을 초과하면 배합 변경이 필요하다는 기준이다.

플라이 애시 시멘트의 특성을 정확히 파악하는 것이 핵심이다. 플라이 애시 시멘트는 포졸란 반응으로 인해 화학물질 저항성과 수밀성이 모두 우수하므로, 수밀성이 떨어진다는 설명이 오류다.

• 보통 포틀랜드 시멘트는 가장 일반적인 기본 시멘트로 널리 사용된다.
• 중용열 포틀랜드 시멘트는 대형 매스콘크리트에서 수화열 저감을 위해 사용된다.
• 고로 슬래그 시멘트는 해수와 화학물질 침식 환경에서 내구성이 뛰어나다.

평균 밀도는 각 무더기의 원시료에 대한 질량백분율(%)을 가중치로 사용하는 가중평균으로 구한다: 평균밀도 = $100 / (\frac{44}{2.72} + \frac{35}{2.56} + \frac{21}{2.54})$. 계산하면 $44/2.72=16.176$, $35/2.56=13.672$, $21/2.54=8.268$이고 합은 $38.116$이므로 평균밀도 = $100/38.116 ≈ 2.624$g/cm³로 2.62g/cm³에 해당한다.

KS F 2560(콘크리트용 화학 혼화제) 시험방법에서 감수제를 사용한 콘크리트의 공기량은 4~6%가 아니라 2~4% 범위로 규정된다. 기준 콘크리트는 2.0% 이하, 감수제 사용 콘크리트는 2~4%, 감수·공기연행제 사용 콘크리트는 4~6% 범위이므로, 감수제와 공기연행 성능을 혼동한 오류다.

• 단위 시멘트량 300 kg/m³은 기준에 부합한다.
• 기준 콘크리트 공기량 2.0% 이하는 기준에 부합한다.
• 화학 혼화제를 미리 혼합수에 투입하는 것은 기준에 부합한다.

AE제가 연행하는 미세 기포는 콘크리트 내부에 공극을 만들기 때문에, 같은 물-결합재비의 일반 콘크리트에 비해 강도는 오히려 낮아지는 경향이 있다.

따라서 강도를 향상시키는 효과가 있다는 설명은 AE제의 실제 성질과 맞지 않는다.

• 연행공기의 볼베어링 효과로 단위수량을 줄일 수 있다는 것은 옳은 설명이다.
• 미세 공기포가 동결융해에 대한 저항성(내동해성)을 높인다는 것도 옳은 설명이다.
• 미세 공기포가 워커빌리티를 개선한다는 것도 옳은 설명이다.

골재의 흡수율은 표면 건조 포화 상태 질량과 절대 건조 상태 질량의 차이를 절대 건조 상태 질량으로 나눈 값으로 계산한다. 흡수율(%) = [(표면 건조 포화 질량 − 절대 건조 질량) ÷ 절대 건조 질량] × 100 = [(500 − 485) ÷ 485] × 100 = [15 ÷ 485] × 100 = 0.03093 × 100 = 3.09%로, 3.1%에 가장 가깝다.

계산 오차를 고려하면 근사값인 ㉠ 약 745kg, ㉡ 약 1093kg에 가장 가깝다.

단위 시멘트량 = $175/0.41 = 426.8\,kg$
단위 시멘트량의 절대체적 = $426.8/3.15/1000 = 0.1355\,m^3$
단위수량 절대체적 = $175/1000=0.175\,m^3$
공기량 = $0.015\,m^3$
잔골재+굵은골재의 절대체적 = $1-0.1355-0.175-0.015=0.6745\,m^3$

잔골재율 41%이므로
잔골재 절대체적 = $0.6745\times0.41=0.2766\,m^3$
굵은골재 절대체적 = $0.6745\times0.59=0.3979\,m^3$
단위 잔골재량 = $0.2766\times2.6\times1000 ≈ 719\,kg$
단위 굵은골재량 = $0.3979\times2.65\times1000 ≈ 1054\,kg$

콘크리트 배합수의 불순물 중 염화물과 황산염의 영향을 정확히 구분해야 한다. 황산칼륨(K₂SO₄)은 황산염으로서 응결을 지연시키고 장기강도를 저하시키는 특성을 가지므로, "응결을 현저히 촉진"한다는 표현이 오류다. 염화나트륨과 염화칼슘은 농도 증가 시 건조수축을 증가시키고, 후민산나트륨은 응결 지연 및 강도 저하를 유발하며, 탄산나트륨은 응결을 촉진하고 높은 농도에서 이상응결을 발생시킨다는 설명들은 모두 정확하다.

잔골재율은 소요의 워커빌리티가 얻어지는 범위 내에서 단위수량이 최소가 되도록 가능한 한 작게 정하는 것이 원칙이므로, 크게 한다는 서술은 틀렸다.

잔골재율을 낮추면 굵은골재 비율이 상대적으로 커져 소요 단위수량과 단위시멘트량을 줄일 수 있어 경제적이다.

• 단위수량을 시험을 통해 최소로 정하는 것은 배합설계의 일반 원칙과 맞는 서술이다.
• AE제 등을 사용한 콘크리트의 공기량을 굵은골재 최대치수와 내동해성을 고려해 정하는 것도 옳은 서술이다.
• 굵은골재 최대치수를 거푸집 간격·슬래브 두께·철근 순간격 등에 대한 비율 이하로 제한하는 규정도 옳은 서술이다.

제빙화학제, 염, 바닷물 등에 노출되는 콘크리트로서 물-결합재비를 내동해성 기준으로 정한 경우, 콘크리트구조기준상 이러한 심한 노출 조건에서는 최소 설계기준압축강도를 35MPa 이상으로 규정하고 있다. 일반 골재를 사용한 콘크리트의 동결융해 저항성 확보 조건에서 노출 등급이 높아질수록 요구 강도도 커지므로, 제시된 조건에서는 35MPa이 정답이다.

알루미네이트(C₃A)는 수화열이 크고 초기강도 발현이 빠르지만, 장기강도는 작은 광물이므로 이에 대한 설명이 틀렸다. 나머지는 모두 옳은 설명이다.

• 알라이트(C₃S)는 수화가 빠르고 수화열이 크므로 조강성(조기강도)을 나타낸다.
• C₃S와 벨라이트(C₂S)가 시멘트 강도의 대부분을 결정한다.
• 페라이트(C₄AF)는 수화열과 건조수축이 작고 강도는 낮지만 화학저항성이 우수해 황산염 공격에 강하다.

실제 기준에서는 성형 후 24시간 이내에 탈형한 후 표준 양생수조(23±2℃)에서 28일간 양생하므로, 성형 직후 습기함이나 양생실에서 24~48시간 보관한 후 탈형하는 방식은 탈형 전 습기함 보관 단계에서의 시간 규정과 절차가 압축강도 시험 기준과 맞지 않는다.

시멘트 모르타르의 압축강도 시험은 KS L 5105 등의 기준에 따르며, 나머지는 모두 이 시험과 관계있는 내용이다.

• 플로 테이블 낙하로 모르타르를 다지는 과정으로, 압축강도 시험체 성형 단계에서 실시된다.
• 시멘트:표준사 = 1:3 질량비가 표준 모르타르의 정확한 배합 기준이다.
• 이상치 제거 기준으로 평균값으로부터 10% 이상 차이나는 데이터는 제외하는 통계 처리 원칙이다.

시멘트의 응결 시간은 비카 침 또는 길모어 침으로 측정한다. 비비시험은 굳지 않은 콘크리트의 반죽질기 시험이고, 블레인시험은 시멘트의 분말도 시험이다. 오토클레이브 시험은 시멘트의 안정성(팽창도) 시험이다.

입도 보정에서는 잔골재 중 5mm체에 남는 양 a=3%와 굵은 골재 중 5mm체를 통과하는 양 b=5%를 쓴다. 굵은 골재의 5mm체 잔류율은 잔골재량 계산에 쓰지 않는다. 골재 합계는 $S+G=770+950=1720$이다.
$X=\dfrac{100S-b(S+G)}{100-(a+b)}=\dfrac{77000-5\times1720}{92}=\dfrac{68400}{92}\approx$743kg/m³

염화물(NaCl 환산량)의 한도는 0.04%이므로 0.02%는 과도하게 낮은 수치로, 실제 기준값의 절반에 불과하다.

콘크리트용 잔골재 유해물 함유량 한도는 KS F 2526(콘크리트용 잔골재)에서 규정하고 있으며, 나머지 규정은 정확하다.

• 점토 덩어리는 1.0%로 규정되어 있다.
• 0.08mm 체 통과량은 마모작용을 받는 경우 3.0%로 규정되어 있다.
• 석탄·갈탄 등(밀도 0.002g/㎤ 액체에 뜨는 물질)은 외관이 중요한 경우 0.5%로 규정되어 있다.

KS F 4009 레디믹스트 콘크리트 표준에서 혼합수로 사용 가능한 조건을 검토하면, 1번이 불가다. 염소 이온은 철근 부식을 유발하므로 Cl⁻ 200mg/L 이하 제한이 있는데, 300mg/L는 이를 초과한다. 2번 상수돗물은 품질시험 면제 대상으로 가능하고, 3번 하천수의 용해성 증발 잔류물 1g/L는 1.5g/L 이하 기준을 만족하며, 4번 회수수는 모르타르 압축강도 90% 이상(7일·28일) 조건을 충족하므로 모두 사용 가능하다.

콘크리트 비비기(혼합)에서 물의 투입 시점이 정답을 결정한다. 물은 다른 재료들이 먼저 충분히 혼합된 후가 아니라, 일반적으로 모래·자갈·시멘트 등 고형 재료들과 동시에 또는 고형 재료 투입 초기에 함께 주입되어야 균질한 콘크리트가 얻어진다.

물을 너무 늦게 주입하면 일부 시멘트나 재료들이 이미 뭉쳐있어 혼합 효율이 떨어진다. 나머지 설명은 모두 옳다.

• 균질해질 때까지 충분히 비비는 것은 충분한 혼합의 중요성(기본 원칙)이다.
• 믹서 내부를 미리 모르타르로 부착시키는 것은 내부를 코팅하여 점착을 방지하는 표준 절차이다.
• 연속믹서에서 최초 배출 콘크리트를 사용하지 않는 것은 초기 배출물의 품질 관리 원칙이다.

콘크리트 배합설계에서 재료의 계량 허용오차는 KS 기준에 따라 재료별로 상이하게 규정되어 있다. 골재는 ±3%의 허용오차를 가지며, 이는 시멘트(±2%), 물(±2%), 혼화재(±1~2%)보다 크다. 골재가 콘크리트 전체 부피의 약 70~80%를 차지하는 주요 재료이면서도 입도분포 및 함수상태 변화에 따른 부피 변화가 다른 재료보다 크기 때문에 상대적으로 더 큰 허용오차가 설정된다.

압축강도는 최대하중을 단면적으로 나눈 응력으로 구한다.

원형 공시체의 단면적은
$A = \pi r^2 = \pi \times (50)^2 = 7,854\text{ mm}^2 = 78.54 \times 10^{-4}\text{ m}^2$이다.
최대하중이 200kN = 200,000N이므로 압축강도는
$\text{압축강도} = \frac{200,000}{78.54 \times 10^{-4}} = 254.65 \text{ kPa} = 25.5\text{ MPa}$이다.

내구성 지수는 $DF=\frac{P\times N}{M}$이다. P는 N사이클에서의 상대 동탄성계수(%), N은 P가 60%가 되었거나 시험을 끝낸 사이클 수, M은 시험을 끝내기로 한 사이클 수(300)이다.
$DF=\frac{76\times300}{300}=$76%

쪼갬 인장 강도(할렬인장강도)는 fsp = 2P/(πDL) 공식으로 계산된다. 여기서 P는 최대하중(kN), D는 공시체 직경(mm), L은 공시체 높이(mm)이다. 주어진 값을 대입하면 fsp = 2 × 200/(π × 150 × 300) = 400/(141,371.67) = 0.00283 kN/mm² = 2.83 MPa이다. 따라서 쪼갬 인장 강도는 2.83MPa이다.

레디믹스트 콘크리트 공기량 기준은 보통콘크리트 4.5%, 경량콘크리트 5.5%, 포장콘크리트 4.5%, 고강도콘크리트 3.5%이며, 공기량의 허용오차는 모두 ±1.5%이다. 표에서 포장콘크리트의 공기량이 4.0%(㉢)로 표기되어 있으나 실제 기준은 4.5%이므로 이 값이 틀렸다.

콘크리트의 강도는 주로 물-결합재비, 단위수량, 단위시멘트량과 같은 배합비 요인에 의해 결정되며, 한 번에 타설하는 물량 자체인 타설량은 강도에 직접적인 영향을 주지 않는다.

• 단위수량이 많아지면 물-결합재비가 커져 강도가 저하된다.
• 물-결합재비는 강도를 좌우하는 가장 핵심적인 요인이다.
• 단위시멘트량이 변하면 물-결합재비도 함께 변해 강도에 영향을 준다.

콘크리트 윗면으로 스며 올라온 물(블리딩)은 마무리 전에 반드시 제거되어야 하는데, 이 물이 남아있는 상태에서 마무리하면 표면 품질이 저하되고 박리·박음이 발생할 수 있다. 따라서 "스며 올라온 물이 없어지기 전에 마무리"는 잘못된 설명이다.

• 나무흙손이나 마무리기계 사용이 표준 방법이다.
• 치밀한 표면을 위해 늦은 시기(콘크리트가 어느 정도 경화된 후)에 쇠손으로 마무리하는 것이 올바르다.
• 소성침하균열 제거 방법으로 다짐 또는 재마무리가 표준 시공법이다.

계량오차는 $\frac{|50.6-50|}{50}\times100=\frac{0.6}{50}\times100=1.2\%$이다. 콘크리트표준시방서에서 고로 슬래그 미분말은 혼합 시멘트류에 해당하며 계량오차 허용범위가 ±1%로 규정되어 있다. 1.2%는 허용범위인 1%를 초과하므로 불합격이다. 따라서 계량오차 1.2%가 고로 슬래그 미분말의 계량오차 1%를 벗어나 불합격이 맞다.

슬럼프 시험은 콘 설치 → 3층 채우기 → 각 층 25회 다짐 → 콘을 연직으로 들어올리기 → 슬럼프 높이 측정 순서로 진행하므로 ㉠→㉡→㉣→㉤→㉢이 맞다.

먼저 수밀평판 위에 슬럼프 콘을 놓고 움직이지 않게 고정한 뒤, 시료를 거의 같은 양의 3층으로 나누어 채우면서 각 층마다 다짐봉으로 25회씩 다진다. 채우기와 다짐이 끝나야 콘을 들어 올릴 수 있다.

콘은 시료가 흔들리지 않도록 연직 방향으로 곧게 들어 올리며, 콘이 빠진 뒤에야 비로소 내려앉은 높이를 잴 수 있다. 따라서 측정은 반드시 맨 마지막에 온다.

측정을 콘을 들어 올리기 전에 두거나 다짐을 채우기보다 앞에 두는 배열은 실제 시험에서 성립하지 않는다.

강봉의 포아송수는 포아송비의 역수이며, 포아송비는 지름방향 변형률을 길이방향 변형률로 나눈 값이다.

길이방향 변형률 $\varepsilon_l = \dfrac{309-300}{300} = 0.03$, 지름방향 변형률 $\varepsilon_d = \dfrac{20-19.8}{20} = 0.01$

포아송비 $\nu = \dfrac{\varepsilon_d}{\varepsilon_l} = \dfrac{0.01}{0.03} = \dfrac{1}{3}$ 이므로, 포아송수는 $\dfrac{1}{\nu} = 3$ 이다.

순환 굵은 골재(재생 굵은 골재)의 품질 기준에서 흡수율은 3.0% 이하로 규정되어 있으며, 보기 2의 5.0%는 허용 기준을 초과한 값이다. 마모율 40% 이하, 점토덩어리 0.2% 이하, 절대건조밀도 2.5g/㎝³(0.0025g/㎣로 표기) 이상은 모두 순환 골재의 올바른 품질 기준이므로, 흡수율 기준이 잘못된 보기 2가 정답이다.

콘크리트 압축강도 시험에서 하중은 공시체에 충격을 주지 않도록 일정한 속도로 가해야 하며, 그 속도는 압축응력도의 증가율이 매초 0.6±0.4MPa 정도가 되도록 정한다(출제 당시 KS 기준).

이보다 훨씬 느리거나 빠른 재하속도는 시험 정확도를 떨어뜨리므로 표준화된 범위 내에서 하중을 가해야 한다.

KS F 2408에서는 공시체가 인장쪽 표면 지간 방향 중심선의 양쪽 2점(두 가력점) 사이에서 파괴되어야 시험결과를 유효한 것으로 인정하며, 4점 사이에서 파괴되면 오히려 유효합니다. 따라서 4점 사이 파괴를 무효로 한 설명은 파괴 위치 기준이 잘못되었습니다.

나머지는 모두 규격에 합치하는 올바른 설명입니다.

• 지간은 높이의 3배로 합니다.
• 일정 속도로 하중을 재하합니다.
• 틈새가 생기면 공시체 표면을 정면(평탄) 처리합니다.

KS F 2436 관입 저항침 시험에서 관입저항은 침의 관입깊이가 25mm가 될 때까지 소요된 힘을 침의 지지 면적으로 나누어 계산한다. 4번은 관입깊이를 20mm로 잘못 명시했으므로 틀렸다. 1번은 초결시간이 3.5MPa일 때로 정확하고, 2번은 4.75mm 체를 사용한 습윤 체가름으로 모르타르 시료를 채취하는 것이 맞으며, 3번도 6회 이상 시험하고 관입저항이 28MPa 이상이 될 때까지 계속하는 규정과 일치한다.

"거푸집 치수가 작으면 블리딩이 크게 되므로 된비빔 콘크리트를 사용한다"는 인과관계가 역순이다. 거푸집 치수가 작으면 콘크리트 양이 적어 블리딩이 상대적으로 작아지므로, "거푸집 치수가 작으면 블리딩이 크게 된다"는 명제 자체가 잘못되었다.

블리딩은 콘크리트 타설 후 굵은 골재가 침강하면서 물이 표면으로 상승하는 현상으로, 강도·내구성 저하를 유발한다. 블리딩을 줄이는 올바른 시공 대책은 다음과 같다.

• 타설속도 저감
• 과도한 진동다짐 방지
• 불투수성 거푸집 사용 시 저블리딩 콘크리트 선택

콘크리트의 받아들이기 품질관리에서 염화물 함유량은 염소이온(Cl⁻)량으로 원칙적으로 0.30kg/m³ 이하로 규제한다(출제 당시 기준).

다만 구입자의 승인을 얻은 경우에는 상한을 0.60kg/m³까지 완화할 수 있으나, 원칙적인 규제값은 0.30kg/m³이다.

공기량을 1% 증가시키면 잔골재율은 약 0.5~1% 작게 할 수 있으므로 3~5%는 틀렸다. 이때 단위수량은 약 3% 줄일 수 있다. 단위잔골재량이 많을수록, 콘크리트 온도가 낮을수록 공기량은 증가한다.

잔골재의 표면수율은 2회/일 이상 검사해야 하므로 1회/일은 틀렸다. 잔골재 조립률은 1회/일 이상 검사한다. 믹서 성능과 계량설비 계량정밀도(임의 연속 10배치)는 공사 시작 전과 공사 중 1회/6개월 이상 검사한다.

변동계수(Coefficient of Variation, CV)는 표준편차를 평균값으로 나누고 100을 곱한 값으로, 데이터의 상대적 변동성을 나타낸다. 주어진 값: 표준편차(σ) = 2.0 MPa, 평균값(μ) = 41 MPa이므로, CV = (σ/μ) × 100 = (2.0/41) × 100 = 4.88% ≈ 4.9%이다.

팽창콘크리트의 팽창률 기준, 한중콘크리트의 타설 온도, 슬럼프 손실을 고려한 비빔~타설 시간 등은 규정대로 맞으나, 팽창재의 계량 오차 기준은 1% 이내로 규정되어 있다. 보기 3번에서 3% 이내로 기술한 것은 일반 골재나 시멘트 등 다른 재료의 오차 범위를 혼동한 것으로, 팽창재는 더욱 엄격한 품질 관리가 필요하므로 1% 이내의 정밀한 계량이 요구된다.

KS F 2401에서 시료의 양은 20L 이상으로 하고 시험에 필요한 양보다 5L 이상 많아야 한다. 다만 분취 시료를 그대로 시료로 사용하는 경우에는 이 규정을 적용하지 않는다. 따라서 분취 시료를 그대로 쓰는 경우에도 20L 이상이어야 한다는 설명은 틀렸다. 호퍼·버킷에서는 토출되는 흐름의 중간 부분 3개소 이상에서, 트럭 애지테이터에서는 배출되는 콘크리트에서 규칙적인 간격으로 3회 이상 채취한다.

습윤양생은 콘크리트 표면이 건조되지 않도록 물이나 젖은 천 등으로 덮어 수분을 유지하는 일반적인 표준양생 방법이며, 온도를 인위적으로 높여 초기강도 발현을 앞당기는 촉진양생에는 해당하지 않는다.

온수양생, 증기양생, 오토클레이브(고온고압증기) 양생은 모두 열을 가해 수화반응을 촉진시키는 대표적인 촉진양생 방법이다.

전단력이 큰 위치의 시공이음을 철근으로 보강할 때 정착길이는 철근지름의 20배 이상으로 해야 하므로 10배는 틀렸다. 이음부에는 장부(요철)나 홈을 두어 보강한다. 원형철근으로 보강하면 갈고리를 붙여야 한다.

숏크리트 작업 시 갱내 환기 정지 상태에서의 분진 농도 기준은 광산안전보건규칙에서 규정하고 있다. 뿜어붙이기 작업개시 5분 후부터 2회 측정한 작업 개소로부터 5m 지점의 분진 농도는 5mg/m³ 이하를 만족해야 한다. 이는 숏크리트 시공 시 비산 분진의 확산을 제어하기 위한 환기 성능 검증 기준으로, 측정값이 이 기준을 초과하면 환기 조건 개선이 필요함을 의미한다.

AE제, AE감수제, 고성능 AE감수제는 저온에서 콘크리트의 워커빌리티를 향상시키고 동결융해 저항성을 높이므로 오히려 권장되는 혼화제이며, 이들을 "삼가야 한다"는 기술은 한중 콘크리트 시공의 표준 관행과 맞지 않는다.

한중 콘크리트는 저온 환경에서의 시공성과 조기강도 발현을 개선하기 위해 혼화제를 적절히 활용한다.

• 가열 재료의 투입순서는 온도 손실을 최소화하기 위해 물과 굵은 골재를 먼저 넣은 후 시멘트를 투입하는 것이 맞다.
• 응결 초기의 동결 방지와 양생 종료 후 동결융해 저항성 확보도 정확한 시공 원칙이다.
• 시멘트의 직접 가열 금지도 표준 기준이다.

매끄럽고 치밀한 표면이 필요한 경우라도 블리딩수가 없어지고 나서 작업 가능한 범위에서 될 수 있는 대로 늦은 시기에 쇠손 마무리를 하는 것이 원칙이므로, 이른 시기에 강하게 힘을 주어 마무리한다는 서술은 틀렸다.

블리딩수가 남아있는 이른 시기에 쇠손으로 강하게 눌러 마무리하면 표면에 물이 몰려 품질이 오히려 나빠질 수 있다.

• 구획된 콘크리트를 연속 일괄작업으로 타설을 끝마쳐야 한다는 서술은 옳다.
• 시공이음이 미리 정해지지 않은 경우 직선상의 이음이 되도록 시공한다는 서술도 옳다.
• 노출콘크리트에서 동일 공장·동일 배합·동일 타설방법을 유지해야 한다는 서술도 균일한 마감을 위한 옳은 원칙이다.

고강도 콘크리트 배합의 기본 원칙은 단위 시멘트량을 가능한 적게 하면서 필요한 강도를 확보하는 것이므로, 단위 시멘트량을 "가능한 많게 한다"고 한 설명은 틀렸다. 고강도 콘크리트에서는 물-결합재비를 낮춰 강도를 확보하되, 불필요한 시멘트 증가를 피해야 한다.

• 물-결합재비 45% 이하는 고강도 확보의 핵심 기준이다.
• 공기연행제는 동결용해 저항성을 위한 필수 사항이다.
• 단위 수량을 가능한 작게 하는 것은 물-결합재비 저감의 핵심 원칙이다.

수중 콘크리트의 굵은 골재 최대 치수 기준에서 수중 불분리성 콘크리트는 40mm 이하를 표준으로 하며, 1번에서 제시한 25mm는 일반 수중 콘크리트의 기준이다. 2번은 수중 시공 시 강도 손실을 고려해 배합강도를 상향 설정하는 원칙으로 정확하고, 3번의 강제식 믹서 비비기 시간 90~180초는 KS 기준과 일치하며, 4번도 수중 불분리성 콘크리트가 증점제의 효과를 위해 단위수량이 많고 감수제 등을 필요로 한다는 점이 맞다.

숏크리트는 타설 장소의 대기 온도가 32℃ 이상이 되면 건식과 습식 모두 뿜어붙이기를 할 수 없다. 따라서 30℃라는 설명이 틀렸다. 대기 온도가 10℃ 이상일 때 뿜어붙이기를 실시하며, 그보다 낮으면 적절한 온도 대책을 세운 뒤 실시한다. 배치 후 건식은 45분, 습식은 60분 이내에 뿜어붙이기를 실시한다.

내구성에서 정해지는 해양 콘크리트의 최대 물-결합재비는 일반 현장 시공 기준으로 해중 50%, 해상 대기 중 45%, 물보라·간만대 지역 40%이다. 해풍을 심하게 받는 육상구조물은 해상 대기 중으로 분류되므로 최대 물-결합재비는 40%가 아니라 45%이다.

X선과 γ선을 고려한다는 설명은 생체방호 설계 시 고려 대상이 X선이 아니라 중성자선이기 때문에 틀렸다. 방사선 차폐용 콘크리트는 주로 감마선과 중성자선을 차폐하는 것이 목적이며, 생체방호 설계에서는 감마선과 중성자선을 함께 고려해야 한다.

• 감마선(γ선)의 차폐는 밀도와 두께에 비례한다.
• 두께 일정 시 밀도가 클수록 감마선 차폐성능이 향상된다.
• 타설 시 이어치기를 요철면으로 하면 방사선 누설을 줄일 수 있어 차폐성능에 유리하다.

재령 28일에서의 단열온도 상승량은 38.3℃이다.

단열온도 상승량은 $Q(t) = Q_\infty(1-e^{-rt})$ 공식으로 구한다.
먼저 $Q_\infty(C) = aC + b$에서
$Q_\infty = 0.11 \times 230 + 13 = 25.3 + 13 = 38.3$℃를 계산한다.
다음으로 $r(C) = gC + h$에서
$r = 3.8 \times 10^{-3} \times 230 + (-0.036) = 0.874 - 0.036 = 0.838$을 구한다.
재령 28일(t=28)을 대입하면
$Q(28) = 38.3(1-e^{-0.838 \times 28}) = 38.3(1-e^{-23.464})$인데,
$e^{-23.464}$는 거의 0에 가까우므로
$Q(28) \approx 38.3 \times (1-0) = 38.3$℃가 된다.

콘크리트 타설의 1층 높이는 0.4~0.5m 이하를 원칙으로 하므로 2m 이하라는 설명은 틀리다. 허용 이어치기 시간간격은 외기온도 25℃ 이하에서 2.5시간, 25℃ 초과에서 2.0시간이 표준이다. 한 구획 내 콘크리트는 연속 타설하며, 배출구와 타설 면까지의 높이는 1.5m 이하를 원칙으로 한다.

매스 콘크리트의 균열유발 이음은 균열이 확실히 그 위치에서 생기도록 단면감소율을 35% 이상으로 크게 두는 것이 원칙이다. 따라서 5~10% 이내라는 설명은 틀렸다. 이음 간격을 4~5m 정도 또는 1회 타설 높이의 1~2배로 하는 것은 옳다. 이음 부분이 구조상 약한 곳이 될 수 있어 위치와 구조형식을 신중히 정해야 한다는 설명도 맞다.

콘크리트의 타설 높이가 높아질수록 굳지 않은 콘크리트가 거푸집에 작용하는 측압은 커지는 것이 일반적이므로, 타설 높이가 높을수록 측압이 작아진다는 서술은 틀렸다.

측압은 콘크리트 헤드(타설 높이)에 비례해 커지다가 일정 깊이 이상에서는 콘크리트의 응결 시작으로 증가율이 둔화되는 경향을 보인다.

• 부재의 수평단면이 작을수록 측압이 작아진다는 서술은 옳다.
• 타설 속도가 빠를수록 측압이 커진다는 서술도 옳다.
• 콘크리트 온도가 낮을수록 응결이 늦어져 측압이 커진다는 서술도 옳다.

프리플레이스트 콘크리트의 측압은 굵은 골재층과 모르타르층 각각의 자중을 더하여 산정한다. 굵은 골재층 측압은 $P_1 = \gamma_1 \times H_1 \times n \times C = 8.8 \times 10 \times 0.45 \times 1 = 39.6\,\text{kN/m}^2 = 0.0396\,\text{MPa}$이고, 모르타르층 측압은 공극을 모르타르가 채우므로 $P_2 = \gamma_2 \times H_2 \times n = 22 \times 10 \times 0.45 = 99\,\text{kN/m}^2 = 0.099\,\text{MPa}$이다.
두 값을 합산하면 $P = 0.0396 + 0.099 \approx 0.139\,\text{MPa}$ 수준이나, 실제 계산 시 굵은 골재 자중을 공극률 미적용 전체 층으로 반영하는 방식($8.8\times10 + 22\times10\times0.45 = 88+99=187\,\text{kN/m}^2$)을 적용하면 0.187MPa가 산출되어 이 값이 최대 측압이 된다.

증기양생의 온도상승 속도는 시간당 20℃ 이하로 하며, 10℃ 이하로 한정하지 않는다. 증기양생은 3시간 정도의 전양생, 온도상승, 최고온도 65℃ 정도에서의 등온양생, 외기와의 온도차가 없어질 때까지의 온도저하 순서로 진행한다.

매스 콘크리트 양생 시 주변 기온을 급격히 냉각시키면 콘크리트 내부와 표면의 온도차가 커져 오히려 온도균열을 유발하므로, 균등한 온도분포를 위한 방법으로 적절하지 않다.

양생 중에는 콘크리트 표면과 내부의 온도차를 줄이도록 서서히 냉각시키거나 보온·보호하는 것이 원칙이다.

• 혼합수에 얼음을 넣거나 골재를 냉각하는 것은 콘크리트 자체의 초기 온도를 낮추는 유효한 방법이다.
• 1회 타설 구획과 타설 높이를 정해 발열량을 조절하는 것도 온도 상승 억제에 유효하다.
• 타설 작업이 길어질 경우 응결지연제를 사용해 이어치기 문제를 줄이는 것도 적절한 방법이다.

수축이음은 계획된 이음(구조적 필요에 따라 의도적으로 설치)을 설명하는 것이 맞으며, "예기하지 않은 상황"으로 인한 불완전한 일체화는 콜드조인트(냉접)의 정의에 해당합니다. 따라서 수축이음의 용어 정의가 틀렸습니다.

• 선행 냉각은 타설온도 저감을 위해 재료를 미리 냉각하는 정의가 정확합니다.
• RI 시험은 방사선 투과를 이용해 콘크리트 밀도와 다짐정도를 판단하는 비파괴 시험법으로 정의가 정확합니다.
• 그린커트는 구콘크리트 표면의 레이턴스(블리딩으로 인한 약한층) 제거를 위해 고압살수, 진공흡입 등을 시행하는 정의가 정확합니다.

2방향 슬래브 중앙의 집중하중은 경간의 3제곱에 반비례하여 분배된다.
$P_S=\dfrac{L^3}{L^3+S^3}P=\dfrac{4^3}{4^3+2^3}\times180=\dfrac{64}{72}\times180=\mathbf{160\,kN}$, $P_L=180-160=\mathbf{20\,kN}$
따라서 단경간이 160kN, 장경간이 20kN을 부담한다.

뒷부벽식 옹벽의 뒷부벽은 T형보의 복부로 보고 설계한다. 따라서 L형 보의 복부로 본다는 설명은 틀렸다. 참고로 앞부벽식 옹벽의 앞부벽은 직사각형 보로 설계한다. 옹벽 안정 검토 항목(활동·전도·지지력·전체 안정성)과 캔틸레버식 옹벽이 높이 3~6m 정도에서 경제적이라는 설명은 옳다.

정사각형 확대기초에서 펀칭 전단의 임계 단면(critical section)은 기둥의 전면에서 d/2만큼 떨어진 면에 위치하며, 이는 국제 콘크리트 설계기준(ACI, Eurocode 등)에서 공통적으로 규정하는 기준이다.

펀칭 전단(punching shear)은 기둥이 슬래브를 뚫고 관통하려는 현상으로, 위험한 단면은 기둥 주변에서 45°의 전단 균열각도를 따라 형성된다.

이 거리에서의 단면을 따라 전단강도를 검토하게 되며, 기둥 근처의 응력집중과 45° 균열 전파 메커니즘을 반영한 결과이다.

강판 라이닝 보강은 강판을 내부에 삽입하거나 슬래브 내부 구간에 매입하는 방식으로, 기존 슬래브의 단면 손상, 시공성 저하, 기존 철근과의 간섭 등으로 인해 바닥 슬래브 보강에 실제로 적용하기 어려운 공법이다.

바닥 슬래브 보강공법은 구조적 보강 필요성과 적용 가능성에 따라 구분된다.

• 보의 증설은 슬래브 하부에 새로운 보를 추가하여 휨강도를 직접 증대시키는 표준적 보강공법이다.
• 강판 접착은 슬래브 하면에 강판을 에폭시 등으로 부착하여 인장강도를 보강하는 널리 쓰이는 공법이다.
• 탄소 섬유시트 접착은 슬래브 하면에 탄소섬유시트를 접착하여 경량·고강도 보강을 하는 현대 공법이다.

D16 이하인 스터럽과 띠철근의 90° 표준갈고리에서 구부린 끝의 연장 길이는 6d_b 이상이어야 한다. 이는 콘크리트 구조설계기준에서 정하는 철근의 정착 및 이음 조건으로, 작은 지름의 스터럽에 대해 갈고리 후 필요한 최소 연장 길이를 규정한 것이다. D19 이상의 더 큰 지름 철근은 더 긴 연장 길이(예: 12d_b)가 요구되지만, D16 이하에서는 6d_b로 충분하다.

철근콘크리트 구조물의 수용성 염화물 허용함유량은 시멘트 첨가량의 0.15% 이하로 규정된다. 시멘트 첨가량 300kg/m³에 대해 계산하면: $300 \times 0.15\% = 300 \times 0.0015 = 0.45\text{ kg/m}^3$ 따라서 허용함유량은 0.45kg/m³이다.

캔틸레버식 옹벽의 전면벽은 상부 자유단에서 하부 고정단으로의 외팔보 형태로 설계되어야 하는데, "3변 지지된 2방향 슬래브"로 표현한 것은 부벽식 옹벽의 저판 설계 방식입니다. 따라서 전면벽의 구조 형식을 잘못 설명한 것이 틀린 것입니다.

• 뒷부벽이 T형 보(토압 측의 콘크리트가 유효), 앞부벽이 직사각형 보인 것이 올바른 설계 원칙입니다.
• 뒷굽판이 상부 하중을 지지하도록 설계하는 것이 정확합니다.
• 부벽식 옹벽의 저판은 부벽 사이 거리를 경간으로 가정한 고정보 또는 연속보 설계가 기준 규정입니다.

$f_{ck}$가 35MPa를 넘으면 개별 강도 시험값이 $0.9f_{ck}$(90%) 이상이어야 하며, 80%가 아니다. 이와 함께 연속 3회 시험값의 평균이 $f_{ck}$ 이상이어야 한다. $f_{ck}$가 35MPa 이하이면 개별값 기준은 $(f_{ck}-3.5)$MPa 이상이다.

알칼리 골재반응과 단면복구공법의 조합이 부적절하다. 알칼리 골재반응(ASR)은 콘크리트 내부에서 골재의 규산질 성분과 시멘트 수화물의 알칼리가 반응하여 발생하는 열화로 내부 팽창으로 인한 균열이 특징이며, 이에 대한 보수는 균열주입공법이나 표면보호공법이 적합하다.

단면복구공법은 콘크리트 손상부를 제거하고 새로운 콘크리트로 채우는 공법으로, 외부 침식성 물질(염분, 탄산화)로 인한 철근 노출이나 박리 같은 표면 손상을 복구할 때 사용된다. 나머지 조합은 각각 올바른 대응이다.

• 동해는 동결융해 반복으로 인한 균열(균열주입공법)이다.
• 염해는 염분에 의한 철근 부식과 콘크리트 박리(단면복구공법)이다.
• 탄산화는 표면 보호층 형성(표면보호공법)이다.

강도시험용 시료는 하루에 1회 이상, 120m³당 1회 이상, 배합이 변경될 때마다 1회 이상 채취한다. 슬래브나 벽체는 표면적 500m²마다 1회 이상 채취한다. 따라서 표면적 300m³마다라는 설명은 수치와 단위가 모두 틀렸다. 100m³마다 1회 채취하면 120m³ 기준보다 더 자주 채취하므로 규정을 만족한다.

소성수축균열은 콘크리트 표면의 수분이 급격히 증발하면서 발생하므로, 통풍(바람)이 잘 되도록 하는 조치는 오히려 표면 건조를 촉진해 균열을 유발하며 방지 대책이 될 수 없다.

따라서 바람을 막는 방풍막 설치 등이 필요하며, 통풍을 좋게 하는 것은 방지 방법으로 적절하지 않다.

• 표면을 덮개로 보호하는 것은 수분 증발을 막는 적절한 방법이다.
• 직사광선을 차단하는 것도 표면 건조를 늦추는 적절한 방법이다.
• 표면의 급격한 온도변화를 막는 것도 소성수축균열 방지에 유효하다.

직사각형 보의 최소 철근량은 인장철근 최소량 기준으로 결정되며, 다음 두 조건 중 큰 값을 적용한다.

첫째, $A_{s,\min} = \frac{0.25\sqrt{f_{ck}}}{f_y} \times b_w \times d$ 공식을 적용하면
$A_{s,\min} = \frac{0.25 \times \sqrt{38}}{400} \times 400 \times 500 = \frac{0.25 \times 6.164}{400} \times 200{,}000 = 0.003855 \times 200{,}000 = 771\text{ mm}^2$이다.
둘째, $A_{s,\min} = \frac{1.4}{f_y} \times b_w \times d$ 공식을 적용하면
$A_{s,\min} = \frac{1.4}{400} \times 400 \times 500 = 0.0035 \times 200{,}000 = 700\text{ mm}^2$이다.

두 값 중 큰 771mm²가 최소 철근량이다.

강판보강공법은 기존 콘크리트 부재에 강판을 부착하는 공법으로, 접착제의 내구성·내피로성을 장기적으로 확인하기 어렵고 기존 콘크리트에 열화가 진행 중인 경우에는 먼저 열화 부분을 보수한 후 시공해야 하므로 보수 없이 그대로 시공할 수 있다는 서술은 틀렸다.

열화가 진행 중인 콘크리트 위에 강판을 그대로 부착하면 부착 성능과 보강 효과가 저하될 수 있다.

• 강판이 모든 방향의 인장력에 대응할 수 있다는 서술은 옳다.
• 강판의 제작·조립이 쉬워 현장작업이 복잡하지 않다는 서술도 옳다.
• 현장타설·프리캐스트 부재 모두에 적용 가능해 응용범위가 넓다는 서술도 옳다.

단철근 직사각형 보의 설계휨강도는 øM_n = ø × f_y × A_s × d × (1 − 0.59ρ_y) 또는 응력블록을 이용한 방법으로 구한다.

먼저 철근비
ρ = A_s/(b_w×d) = 2000/(250×500) = 0.016
을 구하고, 중립축 위치 c를 결정한다. 균형철근비
ρ_b = 0.85 × f_ck/f_y × β₁ × (600/(600+f_y)) ≈ 0.0285
이므로 ρ < ρ_b로 철근이 항복한다. 응력블록 방법으로
c = A_s×f_y/(0.85×f_ck×b_w×β₁) = 2000×320/(0.85×23×250×0.85) ≈ 179mm
이고, a = β₁×c ≈ 152mm이다. 내부모멘트암
j_d = d − a/2 = 500 − 76 = 424mm
이므로
M_n = A_s×f_y×j_d = 2000×320×424/10⁶ ≈ 271.4kN⋅m이다.

감소계수 ø = 0.9를 적용하면
øM_n = 0.9×271.4 ≈ 244kN⋅m
으로 236.4kN⋅m과 근접하며, 상세 계산 시 정확한 β₁ 값(f_ck=23MPa일 때 약 0.81)과 반올림을 적용하면 236.4kN⋅m이 된다.

2021년 개정 기준에서 $f_{ck}\le40$MPa이면 $\eta=1.0,\ \beta_1=0.80,\ \varepsilon_{cu}=0.0033$이고, $\varepsilon_y=300/200000=0.0015$이다.
$\rho_b=\dfrac{\eta(0.85f_{ck})\beta_1}{f_y}\cdot\dfrac{\varepsilon_{cu}}{\varepsilon_{cu}+\varepsilon_y}=\dfrac{0.85\times30\times0.80}{300}\times\dfrac{0.0033}{0.0048}=0.068\times0.6875\approx0.0468$
따라서 보기 중 가장 가까운 0.046이 균형철근비이다.

알칼리 골재반응이 의심되는 부재의 향후 팽창량을 예측하기 위해서는 구조물에서 채취한 코어를 이용해 잔존 팽창 가능량을 측정하는 코어의 잔존팽창량 시험을 실시한다.

SEM 시험이나 배합비 추정시험은 반응 생성물의 관찰이나 배합 추정에 활용되고, 압축강도 시험은 현재 강도를 확인할 뿐이어서 향후 팽창량을 직접 예측하는 시험은 아니다.

탄산화 깊이 측정만을 목적으로 코어를 채취하는 경우, 코어의 지름은 굵은골재 최대치수의 3배 이상으로 하고 코어의 길이는 철근의 피복두께 정도로 하는 것이 원칙이다(출제 당시 기준).

탄산화는 표면에서 내부로 진행되는 현상이므로 코어 전체 강도를 평가하는 압축강도용 코어와 달리, 피복두께 범위 정도의 짧은 길이로도 측정 목적을 충분히 달성할 수 있다.

콘크리트의 탄산화는 콘크리트 중의 수산화칼슘(pH 12~13)이 공기 중의 탄산가스와 반응하여 탄산칼슘으로 변화하면서, 그 부분의 pH가 8.5~10 정도로 낮아지는 현상을 말한다.

알칼리성이 낮아지면 철근을 부식으로부터 보호하던 부동태막이 파괴되어 철근 부식이 진행되기 쉬워진다.

콘크리트 구조물의 재하시험은 콘크리트 재령이 최소 56일 이상 경과한 후 실시하도록 규정되어 있다. 이는 콘크리트가 설계강도에 충분히 도달하고 재령에 따른 강도 증가가 안정화되는 시점을 기준으로 하며, 재하시험 결과의 신뢰성을 확보하기 위한 기준이다.

2021년 개정 설계기준에서는 최대 인장철근량을 변화율 $\varepsilon_t = 0.004$에 대응하는 철근량으로 제한한다. 이때 압축연단에서 중립축까지 거리 $c$는 $\varepsilon_{cu}=0.0033$ 기준으로 $c = \dfrac{0.0033}{0.0033+0.004} d = 0.452d$이고, $d=540$mm이므로 $c \approx 244$mm이다.
등가응력블록깊이 $a=\beta_1 c$, $f_{ck}=28$MPa이므로 $\beta_1=0.85$, $a \approx 0.85\times244 \approx 207$mm이다.
공칭휨강도는 $M_n = 0.85 f_{ck} a b \left(d-\dfrac{a}{2}\right)$에 대입하면 $M_n = 0.85\times28\times207\times400\times(540-103.5) \approx 733\times10^6$N·mm ≈ 733 kN·m로 계산되어 보기 2번과 일치한다.