18년 3회차

레디믹스트 콘크리트의 혼합수로 상수돗물 이외의 물을 사용할 때는 염소이온량이 250mg/L 이하여야 하므로, 염소이온량이 300mg/L인 지하수는 규정을 초과해 사용할 수 없다.

품질시험을 하지 않은 상수돗물, 용해성 증발잔류물이 1g/L인 하천수, 모르타르 재령 7일·28일 압축강도비가 90%인 회수수는 각각 정해진 기준을 만족하는 예로 사용이 가능하다.

이는 출제 당시 KS F 4009 기준이다.

압축강도 시험횟수가 20회인 경우의 표준편차 보정계수는 1.08이며, 1.05가 아니므로 이 설명은 옳지 않다.

보정계수는 시험횟수가 적을수록 커지도록 정해져 있어, 15회에서는 1.16, 20회에서는 1.08, 25회에서는 1.03이 적용되고 30회 이상에서는 보정 없이 그대로 사용한다.

표준편차를 실제 사용한 콘크리트의 30회 이상 시험실적으로 정하는 것이 원칙이고, 15회 이상 29회 이하인 경우 계산한 표준편차에 보정계수를 곱해 사용한다는 설명은 옳다.

이는 출제 당시 콘크리트표준시방서 기준이다.

시험 모르타르는 보통 포틀랜드 시멘트와 실리카 퓸을 질량비 9:1로 하여 만든다.

실리카 퓸의 품질은 시멘트만으로 만든 기준 모르타르와, 시멘트 질량의 10%를 실리카 퓸으로 치환한 시험 모르타르의 강도를 견주어 활성도지수로 판정한다. 이 치환율 10%가 곧 시멘트 : 실리카 퓸 = 9 : 1이다.

치환율을 20% 이상으로 올리면 비표면적이 큰 실리카 퓸 때문에 단위수량과 감수제 요구량이 급격히 늘어, 같은 조건에서 강도를 비교한다는 시험의 전제가 무너진다. (출제 당시 기준)

플라이 애시는 미연소 탄소분 등의 영향으로 AE제의 공기연행 성능을 저하시켜, 동일한 공기량을 얻기 위해서는 오히려 AE제 사용량을 늘려야 하는 경우가 많으므로, AE제 양을 줄일 수 있다는 설명은 옳지 않다.

초기재령 강도는 일반 콘크리트보다 낮지만 포졸란 반응으로 장기강도가 증가하는 점, 수화열에 의한 균열을 억제해 매스콘크리트에 활용되는 점, 알칼리 골재반응에 의한 팽창을 억제하는 효과가 있다는 점은 모두 옳은 설명이다.

시멘트의 응결 속도에 큰 영향을 미치는 성분은 C₃A이며, C₂S는 수화 반응이 느려 응결보다는 장기강도 발현에 관계되는 성분이므로, C₂S가 많을수록 응결이 빨라진다는 설명은 옳지 않다.

수량이 많으면 응결이 지연되는 점, 온도가 높을수록 응결이 빨라지는 점, 분말도가 높을수록 수화 반응 표면적이 늘어 응결이 빨라지는 점은 모두 옳은 설명이다.

시방서에 규정된 콘크리트 배합 표시 사항에는 골재의 단위량, 슬럼프, 공기량 등이 포함되지만, 혼합수의 염분량은 배합 표시 사항이 아니라 사용 재료의 품질 기준으로 별도 관리되는 항목이다.

콘크리트의 운반시간이 길어지면 시멘트의 수화 진행과 수분 증발 등으로 슬럼프 값이 감소하는 경향(슬럼프 손실)이 나타나므로, 슬럼프 값이 증가한다는 설명은 옳지 않다.

슬럼프 값이 너무 작으면 타설이 곤란한 점, 슬럼프 값은 배치플랜트가 아니라 타설장소에서의 값이 중요한 점, 진동기 사용 등 다짐방법에 따라 요구 슬럼프가 달라지는 점은 모두 옳은 설명이다.

압축강도 시험 기록이 없거나 시험 횟수가 부족해 표준편차를 알 수 없는 경우, 배합강도는 설계기준압축강도에 일정한 여유값을 더해 정한다.

설계기준압축강도가 21MPa 미만이면 배합강도는 $f_{cr} = f_{ck} + 7\ \mathrm{MPa}$로 계산한다.

여기서 $f_{ck}=20\ \mathrm{MPa}$이므로 $f_{cr} = 20 + 7 = 27\ \mathrm{MPa}$가 된다.

폴리머로 경화체의 공극을 메우고 압출·사출로 성형해 건조양생하는 것은 MDF 시멘트다.

MDF는 Macro Defect Free(거대 결함이 없는)의 약자로, 수용성 폴리머를 섞은 된반죽을 롤러로 이겨 압출·사출 성형함으로써 굳은 몸체 속에 남는 큰 공극을 없애 휨강도를 크게 끌어올린 시멘트계 재료다.

• DSP 시멘트는 실리카 퓸 같은 초미분말과 고성능 감수제로 입자 사이 빈틈을 치밀하게 채운 것으로, 폴리머 성형과는 제조 방식이 다르다.
• 벨라이트 시멘트는 클링커 중 벨라이트(C₂S) 비율을 높여 수화열을 낮춘 저열 계열 시멘트다.
• 팽창 시멘트는 수화하면서 부피가 늘어나 건조수축을 상쇄하도록 만든 시멘트다.

황산나트륨 포화용액을 이용한 안정성 시험에서 반복 시험을 할 때는 시료에 시약 성분이 남아 있는지를 염화바륨 용액으로 확인한다.

염화바륨 용액을 몇 방울 떨어뜨렸을 때 흰색 침전이 생기지 않을 때까지 물로 씻어내며, 이때 사용하는 염화바륨 용액의 농도는 5~10%로 한다.

콘크리트용 굵은 골재의 안정성(황산나트륨법) 기준은 12% 이하이므로, 10% 이하라고 한 설명이 틀렸다.

안정성 10% 이하는 잔골재에 적용되는 값이며, 굵은 골재는 이보다 완화된 12% 이하로 규정된다.

절대건조밀도 2.5g/cm³ 이상, 마모율 40% 이하는 굵은 골재 품질기준에 부합하는 설명이다.

콘크리트의 탄산화 저항성을 고려하여 물-결합재비를 정할 경우 그 값은 55% 이하로 하므로, 45% 이하라고 한 설명이 틀렸다.

반면 압축강도와 물-결합재비의 관계를 시험으로 정하는 것, 수밀성을 기준으로 물-결합재비를 정할 때 그 값을 50% 이하로 하는 것, 물-결합재비를 소요강도·내구성·수밀성·균열저항성을 종합적으로 고려해 정하는 것은 모두 일반콘크리트 배합기준에 부합한다.

두 잔골재를 섞어 목표 조립률을 만들 때는 지렛대 원리(내분법)를 이용해 혼합비를 구한다.

조립률 1.65인 잔골재 A와 3.65인 잔골재 B를 혼합해 조립률 2.85를 만들 때, A의 비율은 B와 목표값의 차 $(3.65-2.85)$에, B의 비율은 목표값과 A의 차 $(2.85-1.65)$에 각각 비례한다.

따라서 $0.8 : 1.2 = 2:3$이 되어, A와 B의 혼합비는 2:3이다.

굵은 골재의 밀도 및 흡수율 시험(KS F 2503)에서는 같은 시료로 반복 측정한 값이 평균값과 크게 벗어나지 않아야 정밀도를 만족한 것으로 본다.

기준은 밀도의 경우 평균값과의 차이가 0.01g/cm³ 이하, 흡수율의 경우 0.03% 이하이다.

마모로 부서져 없어진 질량의 비율이므로 32%다.

시험 전 시료질량은 1250g, 시험 후 1.7mm 체에 남은 질량은 850g이다.
체를 통과한 양, 즉 마모로 잘게 부서진 양은 1250 − 850 = 400g이다.

$\text{마모율}=\dfrac{1250-850}{1250}\times 100=\dfrac{400}{1250}\times 100=32\%$

체에 남은 850g을 그대로 나누면 68%가 나오지만 이는 마모되지 않고 남은 비율이므로 마모율이 아니다.

잔골재의 표면건조포화상태 중량과 습윤상태 중량은 절대건조 중량에 흡수율과 표면수율을 순차로 반영해 구한다.

표면건조포화상태 중량은 절대건조 중량에 흡수율만큼 물을 더한 값이므로 $300 \times (1+0.10) = 330\ \mathrm{g}$이다.

습윤상태 중량은 여기에 표면수(표건 중량의 5%)를 더한 값이므로 $330 + 330 \times 0.05 = 346.5\ \mathrm{g}$이 된다.

설계기준압축강도가 35MPa를 초과하므로 배합강도는 두 식으로 계산한 값 중 큰 값을 사용한다.

$f_{cr} = f_{ck} + 1.34s = 45 + 1.34 \times 5 = 51.7\ \mathrm{MPa}$

$f_{cr} = 0.9f_{ck} + 2.33s = 0.9 \times 45 + 2.33 \times 5 = 52.15\ \mathrm{MPa}$

두 값 중 큰 값을 취하므로 배합강도는 52.15MPa이 된다.

평균에서 ±10%를 벗어난 값 하나를 버리고 남은 다섯 개를 평균한 43.0MPa로 판정한다.

여섯 개 결과 43.5, 42.6, 43.0, 48.7, 42.8, 43.1MPa의 평균은 263.7 ÷ 6 = 43.95MPa이고, 허용범위는 ±10%인 39.56 ~ 48.35MPa이다.

이 범위를 벗어나는 48.7MPa을 버리고 남은 다섯 개로 다시 평균을 낸다.
(43.5 + 42.6 + 43.0 + 42.8 + 43.1) ÷ 5 = 215.0 ÷ 5 = 43.0MPa

남은 다섯 값은 모두 43.0MPa의 ±10%(38.7 ~ 47.3MPa) 안에 들어오므로, 결과 전체를 버리고 재시험할 이유가 없다. (출제 당시 기준)

화학혼화제 성능 확인을 위한 콘크리트 시험에서 길이변화비는 일정 기간까지의 길이 변화를 혼화제를 넣지 않은 기준 콘크리트와 비교해 산정하는 지표이다.

이때 적용되는 기간은 6개월이다.

실리카 시멘트(포졸란 시멘트)는 보통 포틀랜드 시멘트에 비해 수밀성뿐 아니라 화학저항성과 내구성도 함께 우수한 것이 특징이므로 해당 설명이 틀렸다.

• 조강 포틀랜드 시멘트는 C₃S 비율을 높이고 분말도를 높여 초기강도를 크게 한 시멘트라는 설명은 옳다.
• 중용열 포틀랜드 시멘트는 수화열이 작아 매스콘크리트에 적합하다는 설명은 옳다.
• 고로슬래그 시멘트는 내화학약품성이 우수해 해수·공장폐수 등에 접하는 콘크리트에 적합하다는 설명은 옳다.

시멘트 분말도가 증가하면 비표면적이 커져 물을 더 많이 흡착하므로 오히려 블리딩이 감소하는 방향으로 작용해 해당 설명이 틀렸다.

반면 단위수량 증가, 콘크리트 공기량 저하, 콘크리트 온도 저하는 모두 블리딩을 증가시키는 요인에 해당한다.

페놀프탈레인 1% 에탄올 용액을 뿌리면 알칼리성이 남아 있는(탄산화되지 않은) 부분이 붉은 보라색으로 변하고, 탄산화된 부분은 색이 변하지 않는다는 점에서 해당 설명이 반대로 서술되어 틀렸다.

탄산화는 콘크리트 중의 수산화칼슘이 공기 중 이산화탄소와 반응해 탄산칼슘으로 변하면서 알칼리성이 약해지는 현상이며, 그 진행 속도는 시간의 제곱근에 비례하고 물-시멘트비를 작게 할수록 억제된다.

표본 속 불량품 개수를 세어 불량률로 관리하는 p 관리도가 이항분포에 근거한다.

제품 하나하나가 합격이냐 불합격이냐 두 가지로만 갈리는 계수치 자료이므로 확률모형이 이항분포가 되며, 시료 크기가 회차마다 달라도 불량 개수를 시료 수로 나눈 비율로 환산해 관리선을 그을 수 있다.

• 측정값 하나하나를 그대로 찍는 x 관리도와 조별 평균을 찍는 $\bar{x}$ 관리도는 계량치 관리도로, 자료가 정규분포를 따른다는 가정 위에 세워진다.
• 단위당 결점수를 다루는 u 관리도는 결점이 드물게 흩어져 발생한다는 전제의 푸아송분포에 근거한다.

잔골재의 표면수율 시험은 2회/일 이상 실시하도록 규정되어 있으므로, 1회/일 이상이라고 한 설명이 틀렸다.

천연 잔골재의 알칼리 실리카 반응성 검사(공사 시작 전, 공사 중 1회/6개월 이상 및 산지 변경 시), 계량설비의 계량 정밀도 검사(공사 시작 전 및 공사 중 1회/6개월 이상), 시멘트 품질 검사(공사 시작 전, 공사 중 1회/월 이상 및 장기간 저장한 경우)는 모두 품질관리 기준에 부합한다.

주문 표기 '보통 25-21-120'에서 가운데 숫자가 호칭강도이므로 21MPa이다.

레디믹스트 콘크리트의 주문 규격은 콘크리트의 종류 – 굵은 골재의 최대 치수(mm) – 호칭강도(MPa) – 슬럼프(mm) 순서로 적는다.

따라서 이 규격은 보통 콘크리트, 굵은 골재 최대 치수 25mm, 호칭강도 21MPa, 슬럼프 120mm를 뜻한다. 앞의 25는 골재 치수, 뒤의 120은 슬럼프 값이지 강도가 아니다.

슬럼프 시험에서 각 층을 다질 때 다짐봉은 그 앞층에 거의 도달할 정도로 찔러 다져야 하며, 앞층에서 약 50mm만 들어가도록 하는 것이 아니므로 해당 설명이 틀렸다.

슬럼프콘의 규격(윗면 안지름 100mm, 밑면 안지름 200mm, 높이 300mm, 두께 1.5mm 이상), 콘크리트를 채우기 시작해서 콘을 들어 올려 종료할 때까지의 시간을 3분 이내로 하는 것, 콘을 들어 올리는 시간을 높이 300mm에서 2~3초로 하는 것은 모두 시험 방법에 부합하는 설명이다.

받아들이기 품질검사에서 불합격으로 판정된 콘크리트는 사용하지 않는 것이 원칙이며, 현장에서 임의로 혼화재료나 물을 추가해 사용하는 것은 허용되지 않으므로 해당 설명이 틀렸다.

워커빌리티 검사에서 굵은골재 최대치수·슬럼프 확인과 재료분리 저항성 외관 관찰, 강도검사를 배합검사로 갈음하는 것, 내구성 검사를 공기량과 염소이온량으로 확인하는 것은 모두 받아들이기 품질검사 방법에 부합한다.

반발경도(테스트해머) 시험에서 P형은 진자식 해머로 저강도 콘크리트용이므로, 고강도 콘크리트용이라고 한 설명이 틀렸다.

나머지는 N형이 보통 콘크리트용, L형이 경량 콘크리트용, M형이 매스 콘크리트와 같은 대형 구조물용으로 옳게 짝지어져 있다.

AE제를 사용한 콘크리트를 비빔시간을 길게(5분 이상) 지속하면 오히려 연행된 공기가 빠져나가 공기량이 감소하므로 해당 설명이 틀렸다.

혼합수의 pH가 낮고 불순물이 많으면 공기량이 감소하는 것, 단위 잔골재량이 많을수록 공기량이 증가하는 것, 콘크리트 온도가 높을수록 공기량이 감소하는 것은 모두 옳은 설명이다.

압력법에 의한 콘크리트의 공기량은 겉보기 공기량에서 골재 수정계수를 뺀 값으로 구한다.

$A = A_1 - G = 7\% - 2.4\% = 4.6\%$

따라서 이 콘크리트의 공기량은 4.6%가 된다.

콘크리트 펌프 압송 시 토출량이 많을수록(관내 유속이 빠를수록) 관내 압력 손실이 커지는 것이 일반적이므로, 토출량이 적을수록 압력손실이 커진다는 설명은 틀렸다.

슬럼프값이 작을수록, 수송관 직경이 작을수록, 굵은골재 최대치수가 클수록 관내 압력 손실이 커진다는 설명은 모두 옳다.

기포간격계수(spacing factor)는 값이 작을수록 기포가 조밀하게 분포해 내동해성이 향상되므로, 기포간격계수가 클수록 내동해성이 향상된다는 설명은 틀렸다.

연행공기가 내동해성 향상에 효과적인 것, 흡수율이 큰 골재가 동결 시 팝 아웃을 유발하는 것, 동결융해 반복 후 동탄성계수로 내동해성을 평가하는 것은 모두 옳은 설명이다.

플로우 테이블을 쓰되 형상을 바꾸는 데 드는 일량으로 반죽질기를 재는 것은 리몰딩 시험이다.

슬럼프 콘으로 성형한 시료 위에 원판을 얹고 플로우 테이블에 낙하 진동을 주어, 시료가 원통형 용기 모양으로 다시 성형(remolding)될 때까지의 낙하 횟수를 센다. 낙하 횟수가 적을수록 유동성이 좋다는 뜻이다.

• 다짐계수 시험은 콘크리트를 정해진 높이에서 떨어뜨려 다지기 전후의 밀도비로 다짐성을 판정하는 것으로 플로우 테이블을 쓰지 않는다.
• 보(구)관입 시험은 무게를 정한 반구를 콘크리트에 눌러 넣어 관입 깊이로 반죽질기를 재는 방법이다.
• 슬럼프 시험은 콘을 들어 올린 뒤 내려앉은 높이만 재므로 일량 개념이 들어가지 않는다.

쪼갬 인장강도는 원주형 공시체의 지름·길이와 파괴 시 최대하중으로부터 구한다.

$f_{sp} = \dfrac{2P}{\pi D L} = \dfrac{2 \times 250000\ \mathrm{N}}{\pi \times 150\ \mathrm{mm} \times 300\ \mathrm{mm}}$

계산하면 $f_{sp} \approx 3.54\ \mathrm{MPa}$가 된다.

콘크리트의 단위수량이 많을수록 건조수축은 오히려 커진다는 점에서, 단위수량이 많을수록 건조수축이 작게 일어난다는 설명은 틀렸다.

플라이애시 혼입 시 건조수축이 감소하는 것, 건조수축의 주원인이 수화 후 남은 물의 증발인 것, 염화칼슘 혼입 시 건조수축이 증가하는 것은 모두 옳은 설명이다.

휨강도 시험에서 하중을 가하는 속도는 가장자리(연단) 응력도의 증가율이 매초 (0.06±0.04)MPa가 되도록 하므로, 압축응력도 기준으로 매초 (0.6±0.4)MPa라고 한 설명은 응력의 종류와 크기가 모두 달라 틀렸다.

압축강도 시험용 공시체의 규격(지름의 2배 높이, 지름은 굵은골재 최대치수의 3배 이상이자 100mm 이상), 공시체 몰드를 채우기가 끝난 후 16시간 이상 3일 이내에 떼어내는 것, 휨강도 시험용 공시체를 다짐봉으로 채울 때 2층 이상으로 나누어 채우는 것은 모두 옳은 설명이다.

1배치의 시멘트 계량값은 단위 시멘트량에 믹서 용량을 곱한 계획값과 비교해 오차를 판정한다.

계획된 1배치 시멘트량은 $350\ \mathrm{kg/m^3} \times 3\ \mathrm{m^3} = 1050\ \mathrm{kg}$이다.

실제 계량값 1031kg와의 오차율은 $\dfrac{1031-1050}{1050} \times 100 \approx -1.81\%$로, 시멘트 계량오차 허용한계인 -1%를 초과하므로 불합격으로 판정된다.

콘크리트 재료의 계량은 1배치씩 질량으로 계량하는 것을 원칙으로 하며, 물과 혼화제 용액은 용적으로 계량해도 좋도록 되어 있다. 따라서 용적 계량을 원칙으로 하고 물·혼화재를 질량으로 계량한다고 한 설명은 원칙과 예외가 뒤바뀌어 틀렸다.

1배치량을 콘크리트 종류·설비 성능·운반방법·공사 종류·타설량 등을 고려해 정하는 것, 소규모 공사에서 1포대 질량이 소정량 이상인 경우 포대 단위로 계량해도 되는 것, 계량을 현장배합에 의해 실시하는 것은 모두 옳은 설명이다.

레디믹스트 콘크리트 공장은 현장여건의 변동이 생겼다고 해서 반드시 재설치해야 하는 것은 아니며, 변동 내용을 검토해 필요한 경우에 한해 조치하면 되므로 해당 설명이 틀렸다.

KS F 4009 규정 및 심사기준을 참고해 사용재료·설비·품질관리 상태를 조사하여 공장을 선정·설치하는 것, 단일 구조물·동일 공구에는 가급적 1개 공장의 제품을 사용하는 것, 부득이하게 2개 이상의 공장을 선정할 경우 품질관리계획서로 동일한 성능을 책임기술자가 확인하는 것은 모두 옳은 설명이다.

슬럼프값은 반죽질기를 나타내는 지표일 뿐, 슬럼프가 크다고 해서 워커빌리티가 좋아지는 것은 아니다. 슬럼프가 지나치게 크면 오히려 재료분리 등으로 작업성이 나빠질 수 있으므로 해당 설명은 옳지 않다.

슬럼프가 지나치게 크면 재료분리·블리딩·레이턴스가 많이 발생하는 것, 단위수량을 작업 가능한 범위 내에서 최소로 정하는 것, 쇄석 사용 시 같은 슬럼프를 얻기 위해 단위수량이 더 필요해 AE제·감수제 사용이 바람직한 것은 모두 옳은 설명이다.

방사선 차폐용 콘크리트에서는 알칼리 농도가 낮은 시멘트를 사용하는 것이 바람직하며, 차폐효과를 높이려고 알칼리 농도가 높은 시멘트를 사용한다는 설명은 틀렸다.

수화열·건조수축이 작은 시멘트를 선택하는 것, 관망용 창문이나 차폐구조물의 두께를 작게 해야 할 때 중량골재를 사용하는 것, 고로시멘트·실리카시멘트·플라이애시시멘트 등 광물질혼화재가 혼합된 시멘트를 사용해도 무방한 것은 모두 옳은 설명이다.

한중콘크리트는 하루 평균기온이 4℃ 이하가 예상되는 조건에서 적용하는 것이 원칙이며, 하루 최저기온이 0℃ 이하일 때를 기준으로 한다는 설명은 틀렸다.

재료를 가열할 때 물이나 골재만 가열하고 시멘트는 어떠한 경우에도 직접 가열하지 않는 것, 공기연행 콘크리트를 사용하는 것을 원칙으로 하는 것, 물-결합재비를 원칙적으로 60% 이하로 하는 것은 모두 한중콘크리트에 대한 옳은 설명이다.

수밀 콘크리트는 수밀성을 높이기 위해 단위수량과 물-결합재비는 되도록 작게, 단위 굵은 골재량은 가능한 한 크게 하는 것이 원칙이므로, 굵은 골재량을 작게 해야 한다는 설명이 틀렸다.

슬럼프를 180mm 이하로 하고 타설이 용이할 때는 120mm 이하로 하는 것, 공기연행감수제를 사용하더라도 공기량을 4% 이하로 관리하는 것, 물-결합재비를 50% 이하로 하는 것은 모두 수밀 콘크리트 배합기준에 부합한다.

콘크리트 공장제품은 규격화된 제품을 생산한다고 해서 숙련공이 필요 없어지는 것은 아니며, 품질을 확보하려면 여전히 숙련된 기술과 관리가 요구되므로 해당 설명은 공장제품의 장점으로 보기 어렵다.

조립구조에 주로 사용되어 공사기간이 단축되는 것, 현장에서 거푸집·동바리 준비가 필요 없는 것, 기후상황에 좌우되지 않고 시공할 수 있는 것은 모두 콘크리트 공장제품의 장점에 해당한다.

고유동 콘크리트의 자기 충전성 등급에서 최소 철근 순간격 200mm 정도 이상으로 단면치수가 크고 철근량이 적은 부재·무근 콘크리트 구조물은 3등급에 해당하므로, 이를 2등급이라고 한 설명이 틀렸다. 2등급은 최소 철근 순간격 60~200mm 정도의 일반적인 철근콘크리트 구조물에 적용된다.

자기 충전성 등급을 타설 대상 구조물의 형상·치수·배근상태를 고려해 설정하는 것, 최소 철근 순간격 35~60mm 정도의 복잡한 단면에 1등급을 적용하는 것, 일반적인 철근콘크리트 구조물에 2등급을 표준으로 정하는 것은 모두 옳은 설명이다.

고강도 콘크리트에서 굵은 골재의 최대 치수는 40mm 이하로 하되 가능한 한 25mm 이하로 하는 것이 원칙이므로, 25mm 이상으로서 가능한 40mm 이상으로 한다는 설명은 틀렸다.

가경식보다 강제식 팬 믹서 사용이 바람직한 것, 일반적으로 공기연행제를 사용하지 않는 것을 원칙으로 하는 것, 잔골재율을 소요 워커빌리티가 얻어지는 범위에서 시험으로 정하되 가능한 작게 하는 것은 모두 고강도 콘크리트에 대한 옳은 설명이다.

팽창 콘크리트의 강도는 일반적으로 재령 28일의 압축강도를 기준으로 하므로, 재령 14일을 기준으로 한다는 설명이 틀렸다.

팽창률은 재령 7일 시험값을 기준으로 평가하며, 수축보상용 콘크리트의 팽창률은 150×10⁻⁶ 이상 250×10⁻⁶ 이하를 표준으로 한다. 팽창률 관련 나머지 보기는 규정에 부합하는 서술이다.

신축이음은 온도변화 등에 따른 구조물의 신축(팽창·수축)을 흡수하기 위한 이음이므로 양쪽 구조물이나 부재가 서로 구속되지 않고 자유롭게 움직일 수 있는 구조여야 한다. 구속된 구조여야 한다는 설명은 틀렸다.

필요에 따라 이음재·지수판을 배치하는 것, 단차를 피할 필요가 있을 때 장부나 홈을 두거나 전단연결재를 사용하는 것은 모두 신축이음에 대한 옳은 설명이다.

고강도 콘크리트는 물-결합재비가 낮고 단위 결합재량이 많아 비빈 후 시간이 지날수록 슬럼프 저하(슬럼프 로스)가 일반콘크리트보다 오히려 크게 나타난다.

고성능 감수제를 사용해 유동성을 확보하지만 점성은 높아 재료분리 저항성이 커지고, 그만큼 낙하·이동 중 재료분리 발생 가능성은 낮아진다.

영구 지보재로 숏크리트를 적용할 경우 재령 28일의 부착강도는 1.0MPa 이상이 되도록 관리하며, 4.0MPa 이상은 과도한 값이다.

재령 3시간 초기강도 1.0~3.0MPa, 재령 24시간 초기강도 5.0~10.0MPa, 일반 숏크리트의 장기 설계기준압축강도 21MPa 이상은 숏크리트 강도 관리기준과 부합한다.

숏크리트는 굴착 직후 지반을 즉시 지지해야 하므로 초기강도 확보가 중요하지만, 부착강도는 재료 특성상 수 MPa 수준까지 요구하지 않는다.

슬래브 및 보의 밑면, 아치 내면 거푸집은 콘크리트 압축강도가 설계기준압축강도의 2/3 이상이면서 최소 14MPa 이상일 때 해체할 수 있다.

설계기준압축강도가 24MPa이므로 $24 \times \dfrac{2}{3} = 16\ \mathrm{MPa}$이며, 이 값이 최소 기준인 14MPa보다 크므로 해체 가능 강도는 16MPa이다.

트레미는 콘크리트를 타설하는 동안 연직 방향으로 이동시켜야 하며, 콘크리트 속에서 수평으로만 이동시킨다는 설명은 옳지 않다. 수평 이동은 트레미 하단에서 나온 콘크리트를 수중에서 멀리 유동시켜 재료분리와 품질 저하를 일으킨다.

안지름을 굵은골재 최대치수의 8배 이상으로 하는 것, 트레미 1개의 타설 면적을 30㎡ 이하로 제한하는 것, 선단에 밑뚜껑이나 플런저를 두어 수중 낙하에 의한 재료분리를 막는 것은 트레미 공법의 표준적인 시공 규정과 부합한다.

매스콘크리트는 수화열에 의한 온도균열을 억제하는 것이 핵심 과제이므로, 슬럼프값은 작업이 가능한 범위에서 되도록 작게 관리해 단위수량과 단위시멘트량을 줄이는 것이 원칙이다.

굵은골재 최대치수를 크게 하고 냉각조치를 취하는 것, 단위시멘트량 증가에 따른 온도상승 경향은 매스콘크리트의 일반적인 특성과 일치한다.

서중콘크리트는 타설할 때 콘크리트 온도가 35℃ 이하가 되도록 관리하는 것이 원칙이며, 45℃까지 허용하는 것은 아니다.

비빈 콘크리트를 신속히 운반·타설하고 펌프배관을 젖은 천으로 덮어 온도 상승과 슬럼프 저하를 막는 조치, 비빈 후 1.5시간 이내 타설한다는 원칙은 서중콘크리트 시공관리와 부합한다.

균열유발 이음의 간격은 부재 높이의 1배 이상 2배 이내 정도로 하고, 단면 결손율은 20%를 약간 넘는 정도로 하는 것이 콘크리트 균열을 계획된 위치로 유도·제어하는 데 적절하다.

결손율이 지나치게 작으면 계획된 위치에서 균열이 유발되지 않고, 지나치게 크면 단면 결함이 되므로 이 범위가 표준으로 제시된다.

물속은 대기 중의 0.8배, 안정액 속은 0.7배로 강도를 낮춰 잡고 배합강도를 정한다.

현장타설 콘크리트말뚝과 지하연속벽은 좁고 깊은 굴착공 안에 트레미로 콘크리트를 밀어 넣기 때문에, 물이나 안정액과 닿는 면에서 시멘트풀이 씻겨 나가고 재료분리가 일어나 실제 발현 강도가 대기 중 타설보다 낮아진다.

특히 벤토나이트 같은 안정액은 골재와 철근 표면에 이막(泥膜)을 남겨 부착과 강도를 더 크게 떨어뜨리므로 물속보다 감소 폭을 크게 본다. 그만큼 배합강도를 미리 키워 두어야 설계기준강도를 확보할 수 있다. (출제 당시 표준시방서 기준)

일평균기온이 15℃ 이상일 때 일반콘크리트의 습윤양생기간 표준은 보통포틀랜드시멘트 5일, 고로슬래그시멘트 7일, 조강포틀랜드시멘트 3일이다.

고로슬래그시멘트는 초기 수화 반응이 느려 더 긴 양생기간이, 조강시멘트는 초기강도 발현이 빨라 상대적으로 짧은 양생기간이 요구된다.

마무리 작업 후 콘크리트가 굳기 시작하기 전에 침하균열 등 초기 균열이 발생하면, 다짐(탬핑)이나 재마무리를 실시해 균열을 없애야 한다는 것이 원칙이며, 다짐을 금지하는 것은 옳지 않다.

동일 재료·배합·타설방법 유지, 구획 콘크리트의 연속 일괄 타설, 시공이음을 직선상으로 계획하는 것은 균일한 표면마무리를 위한 표준적인 관리 항목이다.

콘크리트 제품을 상압증기양생할 때는 비빈 직후 바로 가열하지 않고, 콘크리트의 응결이 어느 정도 진행되도록 2~3시간 정도의 전치(前置)시간을 둔 후 양생을 시작하는 것이 표준이다.

너무 이른 가열은 콘크리트 조직을 손상시켜 강도 저하와 표면 결함을 유발할 수 있기 때문이다.

관로식 냉각(파이프쿨링)에서 냉각관 1코일의 통수량은 매분 15ℓ 정도가 일반적인 표준이며, 냉각효율을 높이겠다고 30ℓ 이상으로 늘리는 것은 표준적인 관리값이 아니다.

바깥지름 약 25mm의 강관을 사용하는 것, 1코일 길이 200~300m, 통수기간 2~4주 정도라는 내용은 관로식 냉각의 일반적인 시공 조건과 부합한다.

된비빔 모르타르를 손으로 다져 넣는 드라이 패킹에 대한 설명이다.

물-시멘트비를 아주 작게 한 모르타르는 건조수축이 거의 없어 채워 넣은 뒤 다시 벌어질 염려가 적다. 대신 재료 자체에 신축성이 없으므로 진행이 멈춘 균열에만 쓰고, 계속 벌어지는 활성 균열에는 쓰지 않는다.

• 짜깁기법(스티칭)은 균열을 가로질러 ㄷ자 철물을 박아 꿰매듯 잇는 보강 공법이다.
• 폴리머 침투와 에폭시 침투는 점도가 낮은 수지를 표면이나 미세균열에 스며들게 하는 방법으로, 손으로 모르타르를 채워 넣는 방식과 다르다.

공칭휨강도는 약 657kN·m이다. 그림은 폭 b의 직사각형 단면 상부에 압축철근 A_s'(압축연단에서 d'=60mm), 하부에 인장철근 A_s가 배치되고 중립축(N.A)까지 거리가 c로 표시된 복철근보 단면이다.

압축철근이 항복한다고 보면 등가응력블록 깊이는 $a=\dfrac{(A_s-A_s')f_y}{0.85f_{ck}b}=\dfrac{(4765-1284)\times 350}{0.85\times 35\times 300}=136.5\,\mathrm{mm}$ 이다.

f_ck=35MPa이므로 $\beta_1=0.85-0.007(35-28)=0.80$, 중립축 $c=a/\beta_1=170.4\,\mathrm{mm}$. 압축철근 변형률 $\varepsilon_s'=0.003\times\dfrac{170.4-60}{170.4}=0.00194$ 로 항복변형률 $\varepsilon_y=350/200000=0.00175$ 를 넘어 압축철근 항복 가정이 성립한다.

따라서 $M_n=(A_s-A_s')f_y\left(d-\dfrac{a}{2}\right)+A_s'f_y(d-d')$
$=3481\times 350\times(460-68.3)+1284\times 350\times(460-60)$
$=477.3\times 10^6+179.8\times 10^6=657.1\times 10^6\,\mathrm{N\cdot mm}$
즉 약 657kN·m이다.

순 하향 분포하중은 12kN/m이다. 그림은 경간 20m의 단순보에 20kN/m가 아래로 등분포 작용하고, 긴장재가 지간 중앙에서 새그 200mm인 포물선으로 배치된 상태를 보여준다.

하중평형개념에서 포물선 긴장재는 콘크리트에 상향 등분포력 $u=\dfrac{8Ps}{L^2}$ 를 가한다.

$u=\dfrac{8\times 2000\,\mathrm{kN}\times 0.2\,\mathrm{m}}{(20\,\mathrm{m})^2}=\dfrac{3200}{400}=8\,\mathrm{kN/m}$

따라서 실제로 보가 부담하는 순하향 하중은 $20-8=12\,\mathrm{kN/m}$ 로, 12kN/m이다.

뒷부벽식 옹벽에서 뒷부벽은 T형보로 설계해야 하며, 직사각형보로 설계하는 것은 앞부벽식 옹벽의 앞부벽에 해당한다.

무근콘크리트 옹벽을 자중으로 저항하는 중력식으로 설계하는 것, 활동에 대한 저항력이 수평력의 1.5배 이상이어야 한다는 것, 캔틸레버식 옹벽의 전면벽을 저판에 지지된 캔틸레버로 설계할 수 있다는 것은 옹벽 설계기준과 일치한다.

초음파법은 콘크리트 내부의 균열이나 결함을 비파괴적으로 탐지하는 방법으로, 알칼리-실리카 반응 가능성을 예상하기 위한 알칼리량 측정 시험방법에는 속하지 않는다.

암석학적 시험법, 화학법, 모르타르바를 이용한 팽창시험법(모르타르 방법)은 골재의 알칼리 반응성을 평가하는 데 실제로 사용되는 방법이다.

대칭 T형보의 플랜지 유효폭은 다음 세 값 중 가장 작은 값으로 정한다.

$16t_f + b_w = 16 \times 120 + 250 = 2170\ \mathrm{mm}$, 양쪽 슬래브 중심간 거리 $= 2000\ \mathrm{mm}$, 보 경간의 $\dfrac{1}{4} = \dfrac{10000}{4} = 2500\ \mathrm{mm}$

이 중 최솟값은 2000mm이므로 이 값이 플랜지의 유효폭이 된다.

직접설계법에서 내부 경간의 전체 정적계수 휨모멘트는 부계수휨모멘트 65%와 정계수휨모멘트 35%로 분배한다.

$M_{+} = 0.35 \times M_o = 0.35 \times 320 = 112\ \mathrm{kN \cdot m}$

따라서 내부 경간의 정계수 휨모멘트는 112kN·m이다.

최소 전단철근을 생략할 수 있는 예외는 전체 깊이가 250mm 이하인 보이므로, 깊이가 250mm를 초과하는 보는 예외가 아니라 최소 전단철근을 반드시 배치해야 한다.

제시된 규정은 계수전단력 V_u가 콘크리트에 의한 설계전단강도 øV_c의 1/2을 초과하는 휨부재에 최소 전단철근을 두라는 것이며, 출제 당시 기준에서 이 규정의 적용을 제외하는 부재는 다음과 같다.

• 슬래브와 기초판
• 콘크리트 장선구조
• 전체 깊이가 250mm 이하인 보
• I형보·T형보에서 깊이가 플랜지 두께의 2.5배와 복부폭의 1/2 중 큰 값 이하인 보
• 교대 벽체 및 날개벽, 옹벽의 벽체, 암거 등과 같이 휨이 주거동인 판부재

슬래브·기초판과 휨이 주거동인 판부재는 하중을 넓은 폭으로 재분배할 수 있어 전단균열이 급격히 확대되지 않으므로 예외로 두지만, 깊이가 큰 보는 취성적인 사인장 파괴 위험이 커 예외가 될 수 없다.

정기점검은 시설물의 상태를 육안으로 관찰해 결함 유무를 파악하는 점검으로, 경미한 결함을 조기에 발견해 정밀점검이나 정밀안전진단 실시 여부를 판단하는 데 활용된다.

정밀점검은 육안 외에 각종 측정·시험장비를 사용한 세부점검이고, 정밀안전진단은 더 정밀한 안전성 평가, 긴급점검은 재해·사고 발생 우려 시 실시하는 점검이라는 점에서 구분된다.

침강균열(재료의 침하에 의한 균열)을 줄이려면 단위수량을 작게 하고 타설속도를 느리게 관리해야 하므로, 단위수량과 타설속도를 크게 한다는 대책은 옳지 않다.

• 초기강도 부족은 충분한 수분 공급과 보온으로 대응한다.
• 콜드조인트는 타설을 중단 없이 연속적으로 진행해 방지한다.
• 골재노출은 재료분리가 없도록 낮은 위치에서 고르게 낙하시켜 방지한다.

탄산화 깊이는 경과년수의 제곱근에 비례하므로 $X=A\sqrt{t}$ 형태가 옳다.

탄산화는 대기 중 CO₂가 이미 탄산화된 표층을 확산해 들어가면서 진행되므로, 탄산화층이 두꺼워질수록 침투 속도가 느려진다. 이런 확산 지배 현상은 시간의 제곱근에 비례해 진행되며 이를 √t 법칙이라 한다. 여기서 A는 탄산화 속도계수로, 값이 클수록 같은 기간에 더 깊이 진행한다.

• t의 2승·3승에 비례하는 형태는 시간이 갈수록 탄산화가 오히려 가속된다는 뜻이 되어 실제 거동과 반대다.
• 속도계수 A가 근호 안 분모에 들어간 형태(√(t³/A))는 A가 클수록 깊이가 작아져 속도계수의 정의와 어긋난다.

처짐을 계산하지 않는 캔틸레버 보의 최소 두께는 $\dfrac{l}{8}$을 기본으로 하고, 철근의 항복강도 $f_y$가 400MPa이 아닌 경우 $\left(0.43+\dfrac{f_y}{700}\right)$를 보정계수로 곱한다.

$h_{min} = \dfrac{4000}{8} \times \left(0.43+\dfrac{350}{700}\right) = 500 \times 0.93 = 465\ \mathrm{mm}$

단위질량 2300kg/m³는 보통중량콘크리트에 해당해 별도의 경량콘크리트 보정은 필요 없으므로, 최소 두께는 465mm이다.

등가응력사각형의 깊이는 약 135.8mm이다. 그림의 단면은 플랜지 유효폭 1000mm, 플랜지 두께 100mm, 복부폭 300mm인 T형보이며 인장철근 A_s가 복부 하단에 배치되어 있다.

먼저 폭 1000mm의 직사각형보로 가정하면 $a=\dfrac{A_sf_y}{0.85f_{ck}b}=\dfrac{6354\times 400}{0.85\times 27\times 1000}=110.7\,\mathrm{mm}$ 로 플랜지 두께 100mm보다 크므로 T형보로 해석해야 한다.

플랜지 내민 부분이 부담하는 등가 철근량은 $A_{sf}=\dfrac{0.85f_{ck}(b-b_w)t_f}{f_y}=\dfrac{0.85\times 27\times(1000-300)\times 100}{400}=4016.3\,\mathrm{mm^2}$

나머지 $A_s-A_{sf}=6354-4016.3=2337.7\,\mathrm{mm^2}$ 를 복부가 부담하므로 $a=\dfrac{(A_s-A_{sf})f_y}{0.85f_{ck}b_w}=\dfrac{2337.7\times 400}{0.85\times 27\times 300}=135.8\,\mathrm{mm}$ 로 약 135.8mm이다.

외부 케이블 공법은 강선을 콘크리트 외부에 배치해 프리스트레스를 도입하는 방식으로, 부재의 내력(휨·전단 저항)을 높이는 데는 효과적이지만 콘크리트 자체의 강도부족이나 재료 열화를 직접 개선하지는 못한다.

보강 원리가 역학적으로 명확하고 유지관리가 비교적 쉬우며, 편향부를 전단보강 구간에 두어 케이블의 연직분력으로 설계전단력을 줄일 수 있다는 점은 외부 케이블 공법의 일반적인 특징과 일치한다.

최대 설계축하중강도는 약 2894kN이다. 그림은 지름 D의 원형 단면 둘레에 축방향철근이 배치되고 나선철근이 피치 S로 감긴 나선철근 기둥의 단면도와 입면도이다.

나선철근 기둥의 최대 설계축하중은 최소 편심을 고려한 계수 0.85를 곱해 $\phi P_n=\phi\times 0.85\left[0.85f_{ck}(A_g-A_{st})+f_yA_{st}\right]$ 로 구한다(띠철근 기둥이라면 이 계수가 0.80이다).

단면적 $A_g=\dfrac{\pi\times 400^2}{4}=125664\,\mathrm{mm^2}$, 축방향철근 $A_{st}=6\times 506.7=3040.2\,\mathrm{mm^2}$ 이므로 콘크리트 유효면적은 $125664-3040.2=122624\,\mathrm{mm^2}$ 이다.

$\phi P_n=0.7\times 0.85\left[0.85\times 35\times 122624+400\times 3040.2\right]$
$=0.7\times 0.85\times(3648049+1216080)=2894000\,\mathrm{N}$
따라서 약 2894kN이다.

보수는 손상으로 저하된 콘크리트의 외관·내구성 등 성능을 원래 수준으로 회복시키는 조치이고, 보강은 부재의 내력 자체를 높이는 조치이다.

주입공법은 균열에 수지 등을 채워 성능을 회복시키는 대표적인 보수공법이며, 강판 접착공법·외부 케이블공법·보강섬유 접착공법은 모두 부재의 내력을 증가시키는 보강공법에 해당한다.

슈미트 해머(반발경도법)를 사용하기 전에는 해머의 반발도에 이상이 없는지 확인하기 위해 테스트 앤빌(test anvil)이라는 전용 강재 시험모루에 타격해 검교정을 실시한다.

변위계와 스트레인 게이지는 변형·변위를 측정하는 계측기기이고, 캘리브레이션 바는 초음파 전달속도 측정장비의 교정에 쓰이는 기구여서 반발경도법의 검교정 기구와는 용도가 다르다.

페놀프탈레인법은 콘크리트의 탄산화(중성화) 깊이를 판정하는 지시약 시험법으로, 염화물이온 함유량을 측정하는 방법이 아니다.

모아법, 염화은 침전법, 전위차 적정법은 콘크리트 중 염화물이온 함유량을 정량적으로 측정하는 데 실제로 사용되는 시험방법이다.