18년 1회차

알루미네이트(C3A)는 수화 초기에 반응이 매우 빨라 수화열이 크고 응결을 급격하게 진행시키며, 장기강도에는 크게 기여하지 못하는 광물이다.

따라서 수화열이 적고 장기강도가 크다는 설명은 C3A의 실제 성질과 반대된다.

알라이트(C3S)가 많을수록 조강성이 커지고, 알라이트·벨라이트(C2S)가 시멘트 강도 발현의 대부분을 지배하며, 페라이트(C4AF)는 수화열·건조수축·강도가 작지만 화학저항성이 좋다는 설명은 실제 조성광물의 특징과 일치한다.

시멘트 제조 시 클링커의 소성이 불충분하면 유리석회 등이 남아 비중이 작아지고 안정성과 장기강도가 저하되므로, 클링커는 충분히 소성해야 한다.

• 시멘트를 오래 저장하면 대기 중 수분·탄산가스를 흡수해 강열감량은 증가하지만 비중은 오히려 감소한다.
• 분말도가 크면 비표면적이 늘어 수화가 빨라지고 초기강도가 커지지만, 그만큼 풍화되기 쉬워진다.
• MgO 성분은 경화체의 이상팽창을 일으킬 수 있어 시멘트 제조 시 그 함유량을 5% 이하로 규제하고 있다.

오토클레이브 팽창시험은 고압증기 양생용기인 오토클레이브를 사용해 시험체의 길이 변화를 측정하는 시험으로, 워싱턴 에어미터와는 관련이 없다.

워싱턴 에어미터는 굳지 않은 콘크리트의 공기량을 측정하는 장비이므로, 오토클레이브 팽창시험과 연결한 것은 잘못된 짝이다.

비중시험에 르샤틀리에 플라스크를, 분말도시험에 블레인 투과장치를, 응결시간 측정에 비카장치를 사용하는 것은 실제 시멘트시험 장비와 일치한다.

압축강도 시험기록이 없고 설계기준압축강도가 21MPa 미만인 경우, 배합강도는 $f_{cr} = f_{ck} + 7\ (\mathrm{MPa})$로 정하는 것이 기준이다.

제시된 것처럼 설계기준압축강도에 계수를 곱하고 10을 더하는 형태로 정하는 것은 이 경우의 배합강도 산정 방식과 다르다.

현장 콘크리트의 품질 변동을 고려해 배합강도를 설계기준압축강도보다 충분히 크게 정해야 한다는 점, 표준편차를 알고 설계기준압축강도가 35MPa를 초과할 때 두 식 중 큰 값을 택한다는 점, 시험횟수가 15~29회일 때 실제 표준편차에 보정계수를 곱해 사용할 수 있다는 점은 배합강도 결정의 실제 기준과 일치한다.

상수돗물 이외의 물을 혼합수로 사용할 때, 용해성 증발잔류물의 양은 1g/L 이하여야 한다는 것이 콘크리트용 혼합수의 품질기준이다.

이 항목은 물속에 녹아 있는 불순물의 총량을 제한해 시멘트 수화와 콘크리트 품질에 미치는 악영향을 관리하기 위한 것이다.

이 굵은골재의 실적률은 계산 결과 약 76.4%가 된다.

절대건조 상태의 단위용적질량은 $\dfrac{20\ \mathrm{kg}}{10\ \mathrm{L}} = 2.0\ \mathrm{g/cm^3}$이다.

실적률은 $G = \dfrac{2.0 \times (1+1.2/100)}{2.65} \times 100 \approx 76.4\%$로 계산되며, 이는 절건 단위용적질량을 흡수율만큼 보정해 표면건조포화상태 기준으로 맞춘 뒤 표건밀도로 나누어 구한 값이다.

고성능 공기연행감수제를 사용한 콘크리트는 물-결합재비와 슬럼프가 같을 때, 일반적인 공기연행감수제를 사용한 콘크리트와 비교하여 잔골재율을 1~2% 정도 크게 하는 것이 좋다.

고성능 공기연행감수제는 감수 효과가 커서 단위수량과 페이스트량이 줄어들기 때문에, 잔골재율을 조금 높여야 워커빌리티와 마무리성이 확보되기 때문이다. 잔골재율을 작게 한다는 설명은 이와 반대이다.

소요의 워커빌리티 범위에서 단위수량이 최소가 되도록 시험으로 정한다는 점, 잔골재의 조립률이 ±0.20 이상 변하면 배합을 수정한다는 점, 유동화 콘크리트는 유동화 후의 워커빌리티를 고려해 잔골재율을 정한다는 점은 실제 원칙과 일치한다.

이 굵은 골재의 조립률은 7.38이다.

조립률은 75, 40, 20, 10, 5, 2.5, 1.2, 0.6, 0.3, 0.15mm의 10개 표준체에 대한 누적 잔류율의 합을 100으로 나눈 값이다. 표에 있는 30·25·15mm 체는 표준체가 아니므로 계산에서 빼야 한다.

전체 10kg에 대해 잔류량을 누적하면 40mm 200g, 20mm까지 200+600+1500+2000=4300g, 10mm까지 9300g, 5mm까지 10000g이다.
따라서 누적 잔류율은 75mm 0%(남는 것이 없음), 40mm 2%, 20mm 43%, 10mm 93%, 5mm 100%이고, 2.5mm 이하 5개 체는 모두 100%가 된다.

$FM=\dfrac{0+2+43+93+100+(100\times 5)}{100}=\dfrac{738}{100}=7.38$
표에 적힌 체를 그대로 다 더하면 값이 커지므로, 표준체만 골라내는 것이 이 문제의 관건이다.

배합강도는 36.62MPa이다.

시험 횟수 24회는 표에 없으므로 20회와 25회 사이를 직선보간해 보정계수를 구한다.
$1.08+\dfrac{1.03-1.08}{25-20}\times(24-20)=1.04$
보정한 표준편차는 $s=5\times 1.04=5.2\,\mathrm{MPa}$이다.

설계기준 압축강도가 35MPa 이하이므로 두 식을 모두 계산해 큰 값을 택한다.
$f_{cr}=f_{ck}+1.34s=28+1.34\times 5.2=34.97\,\mathrm{MPa}$
$f_{cr}=(f_{ck}-3.5)+2.33s=24.5+2.33\times 5.2=36.62\,\mathrm{MPa}$

따라서 36.62MPa가 배합강도가 되며, 34.97MPa는 두 식 중 작은 쪽이어서 채택되지 않는다. 보정계수를 빠뜨리고 s=5MPa로 계산해도 답이 어긋난다.

시멘트가 풍화되면 대기 중 수분·탄산가스를 흡수해 강열감량이 늘고 응결이 지연되며 강도 발현이 저하되는데, 이 과정에서 비중은 오히려 작아진다.

따라서 풍화되면 비중이 커진다는 설명은 실제 풍화 현상과 반대된다.

플라이애시는 유리질 입자의 포졸란 반응으로 장기강도를 증진시키지만, 반응 속도가 느려 오히려 초기강도는 낮아지는 경향이 있다. 잠재수경성은 고로슬래그 미분말의 반응 특성이다.

따라서 플라이애시가 잠재수경성으로 초기강도를 증가시킨다는 설명은 실제 작용기구·효과와 모두 맞지 않는다.

팽창재가 에트린가이트·수산화칼슘 생성으로 콘크리트를 팽창시키고, 실리카퓸이 마이크로필러 효과와 포졸란 반응으로 강도를 높인다는 설명은 실제 혼화재 특성과 일치한다.

이 배합의 단위 잔골재량은 계산 결과 약 709.8kg이 된다.

잔골재의 절대부피는 $0.65\ \mathrm{m^3} \times 0.42 = 0.273\ \mathrm{m^3}$이다.

단위 잔골재량은 $0.273\ \mathrm{m^3} \times 2.60\ \mathrm{g/cm^3}(=2600\ \mathrm{kg/m^3}) = 709.8\ \mathrm{kg}$으로 산출된다.

고성능 AE감수제는 시멘트를 강하게 분산시켜 단위수량을 크게 줄이는 효과가 있지만, 이로 인해 콘크리트의 응결이 빨라지는 것은 아니며 오히려 응결이 다소 지연되는 경향을 보인다.

따라서 분산작용으로 응결을 빠르게 한다는 설명은 고성능 AE감수제의 실제 작용·효과와 어긋난다.

AE제가 미세기포를 연행해 워커빌리티를 개선하고, 감수제가 시멘트 입자를 정전기적 반발작용으로 분산시켜 단위수량을 줄이며, AE감수제가 분산작용과 공기연행작용을 함께 지녀 동결융해 저항성을 높인다는 설명은 화학혼화제의 실제 작용과 일치한다.

황산나트륨에 의한 안정성 시험을 5회 반복했을 때 잔골재의 손실질량은 10% 이하를 표준으로 하며, 12% 이하는 굵은골재에 적용되는 기준이다.

따라서 잔골재에 12% 이하 기준을 적용한 설명은 잔골재와 굵은골재의 기준을 혼동한 것이다.

잔골재의 절대건조밀도가 2.5g/cm³ 이상, 흡수율이 3.0% 이하를 표준으로 하고, 깨끗하고 강하며 내구적이고 알맞은 입도를 가져야 한다는 설명은 일반 콘크리트용 천연 잔골재의 실제 품질기준과 일치한다.

시멘트의 비중시험은 달리 규정이 없는 한 강열 감량 처리를 하지 않은 원래 시료로 실시해야 하므로, 강열 감량 후의 시료로 시험한다는 설명은 옳지 않다.

비중병에 사용하는 액체는 온도 23±2℃에서 비중 약 0.73 이상인 완전히 탈수된 등유나 나프타를 쓰고, 물중탕에서 광유 온도차가 0.2℃ 이내가 되었을 때 눈금을 읽는다.

동일 시험자가 동일 재료를 2회 측정했을 때 결과 차이가 ±0.03 이내여야 한다는 재현성 기준도 시험방법상 맞는 설명이다.

골재 체가름시험(KS F 2502)에서 굵은 골재 시료의 최소 건조질량은 굵은 골재 최대치수(mm)의 0.2배를 kg으로 나타낸 양으로 한다. 따라서 최대치수가 25mm이면 25 × 0.2 = 5kg이 되어야 하므로, 3kg으로 서술한 부분이 옳지 않다.

대표시료는 4분법이나 시료분취기로 채취하고 105±5℃에서 무게변화가 없을 때까지 건조시킨다는 절차, 1.2mm체에 5% 이상 남는 잔골재의 최소 건조질량을 500g으로 하는 기준은 시험방법상 맞는 설명이다.

불편분산으로 구한 표준편차는 2.14MPa이다.

시험값 34.5, 31.4, 33.2, 35.7, 30.5(MPa)의 평균은 $\bar{x}=\dfrac{165.3}{5}=33.06\,\mathrm{MPa}$이다.

각 값의 편차를 제곱해 더하면
$1.44^2+1.66^2+0.14^2+2.64^2+2.56^2=18.372$
불편분산은 n이 아니라 n−1로 나눈다.
$s=\sqrt{\dfrac{18.372}{5-1}}=\sqrt{4.593}=2.14\,\mathrm{MPa}$

같은 자료를 n=5로 나누면 1.92MPa가 나와 답이 달라지므로, 자유도 n−1을 쓰는지가 이 문제의 갈림길이다.

굵은 골재의 최대치수는 슬래브 두께의 1/3을 초과하지 않아야 한다는 것이 기준이므로, 1/4로 서술한 설명은 옳지 않다.

거푸집 양 측면 사이 최소 거리의 1/5, 철근·긴장재·덕트 사이 최소 순간격의 3/4을 초과하지 않아야 한다는 기준과 구조물 단면이 큰 경우 40mm를 표준으로 한다는 설명은 맞다.

동결융해 저항성의 내구성지수는 $DF = \dfrac{P \times N}{M}$로 구하며, 여기서 $P$는 규정 사이클에서의 상대동탄성계수, $N$은 시험을 끝낸 사이클 수, $M$은 시험을 끝내기로 정한 사이클 수(통상 300회)이다.

이 문제에서는 $N = M = 300$회이므로 $DF = P = 76\%$가 되어, 300싸이클에서의 상대동탄성계수 값이 그대로 내구성지수가 된다.

충격에너지를 잘 흡수하려면 골재가 어느 정도 유연하게(탄성계수가 작게) 변형을 흡수할 수 있어야 하므로, 탄성계수와 포아송비가 큰 골재를 쓰면 오히려 충격강도에 불리해져 이 설명은 옳지 않다.

충격강도는 압축강도보다 인장강도와 관계가 깊고, 부순골재처럼 표면이 거칠어 부착력이 좋을수록, 굵은 골재 최대치수가 작을수록 충격에너지 흡수에 유리하다는 나머지 설명은 맞다.

계량오차는 $\dfrac{50.6 - 50}{50} \times 100 = 1.2\%$이다.

콘크리트표준시방서의 계량오차 허용범위에서 혼화재는 일반적으로 ±2%이지만, 고로슬래그 미분말은 별도로 1% 이내로 관리하도록 규정되어 있다. 따라서 1.2%는 허용오차 1%를 벗어나므로 불합격으로 판정해야 한다.

참고로 같은 표에서 물은 -2%·+1%, 시멘트는 -1%·+2%, 골재는 ±3%, 혼화제는 ±3%가 허용범위로 제시된다.

강제혼합식 믹서에서 바닥 배출구를 완전히 막을 수 없는 경우에는 재료 유출을 막기 위해 물을 다른 재료보다 나중에 넣어야 하므로, 일찍 주입한다는 설명은 옳지 않다.

재료 투입 순서가 믹서 형식·비비기 시간·골재 종류 등에 따라 달라진다는 점, 가경식 믹서의 최소 비비기 시간을 1분 30초 이상으로 본다는 점, 정해둔 비비기 시간의 3배 이상 계속 비비지 않아야 한다는 점은 맞는 설명이다.

잔골재 중 0.15~0.60mm 크기 입자가 많아지면 공기량은 오히려 증가하는 경향이 있으므로, 이를 공기량 감소 요인으로 든 설명은 옳지 않다.

• 콘크리트 온도가 상승하면 공기량은 감소한다.
• 잔골재율을 감소시키면 공기량은 감소한다.
• 플라이 애시(미연소탄소 영향)를 사용하면 공기량은 감소하는 경향이 있다.

보통중량골재를 사용한 콘크리트의 탄성계수는 압축강도로부터 $E_c = 8500 \sqrt[3]{f_{cm}}$ (MPa)로 추정하며, 여기서 $f_{cm}$은 평균압축강도로 $f_{ck} \le 40\mathrm{MPa}$일 때 $f_{cm} = f_{ck} + 4$로 잡는다.

$f_{cm} = 27 + 4 = 31\mathrm{MPa}$이므로 $E_c = 8500 \times \sqrt[3]{31} \approx 8500 \times 3.14 \approx 2.67\times10^{4}\mathrm{MPa}$가 된다.

지간 중앙 1/3 내에서 파괴되었다는 조건은 표준적인 3등분점 재하 조건을 만족하므로 단순 공식을 적용하며, 계산 결과 휨강도는 약 4.1MPa이다.

3등분점 재하에서 지간 중앙 1/3 내에 파괴가 발생했을 때의 휨강도 공식은
$f = \frac{PL}{bd^2}$이다.
여기서 P는 파괴하중, L은 지간, b는 폭, d는 깊이(높이)이다.

주어진 값을 대입하면
$f = \frac{30.8 \times 10^3 \times 0.45}{0.15 \times 0.15^2} = \frac{13,860}{0.003375} = 4,107 \text{ N/cm}^2 = 4.107 \text{ MPa}$이다.

압축강도 시험용 공시체를 다짐봉으로 다질 때 각 층은 적어도 1000mm²에 1회의 비율로 다져야 하므로, 2000mm²에 1회로 서술한 설명은 옳지 않다.

공시체를 지름의 2배 높이를 갖는 원기둥으로 하고 지름은 굵은 골재 최대치수의 3배 이상이면서 100mm 이상으로 한다는 규격, 2층 이상으로 거의 같은 두께로 나누어 채우되 각 층 두께가 160mm를 넘지 않도록 한다는 규정, 재하속도를 압축응력도 증가율 매초 (0.6±0.4)MPa로 하고 최대하중을 유효숫자 3자리까지 읽는다는 절차는 맞는 설명이다.

굳지 않은 콘크리트 시료채취(KS F 2401)에서 시료의 양은 20L 이상으로 하고, 시험에 필요한 양보다 5L 이상 많아야 한다는 것이 기준이다.

이는 여러 시험 항목(슬럼프·공기량 등)을 순차로 수행할 때 부족하지 않도록 여유량을 두기 위한 규정이다.

주문 규격 "보통 25-21-120"의 가운데 21은 호칭강도(설계기준 압축강도)를 뜻하므로, 이를 설계기준 휨강도라고 읽은 설명이 틀렸다.

레디믹스트 콘크리트의 표기는 콘크리트의 종류 - 굵은 골재의 최대치수(mm) - 호칭강도(MPa) - 슬럼프(mm) 순서다. 따라서 이 규격은 보통 중량 골재를 쓴 보통 콘크리트, 굵은 골재 최대치수 25mm, 압축강도 21MPa, 슬럼프 120mm를 주문한 것이다.

슬럼프 120mm는 80mm 이상 180mm 이하 구간에 들어가므로 허용 오차 ±25mm가 적용되며, 이 설명은 옳다.

휨강도로 주문하는 것은 도로 포장용 콘크리트처럼 휨 호칭강도를 지정하는 경우인데, 그 값은 4.5MPa 수준이어서 21이라는 숫자가 나올 수 없다.

재료 계량은 시방배합이 아니라 현장(시공)배합을 기준으로 실시해야 하므로, 이 설명은 옳지 않다.

혼화제를 녹이는 물을 단위수량의 일부로 보는 점, 15~30분간 흡수율을 골재 유효흡수율로 볼 수 있다는 점, 각 재료는 1배치씩 질량으로 계량하되 물은 용적 계량이 가능하다는 점은 맞는 설명이다.

공시체 단면적은 $A = \dfrac{\pi}{4}\times100^2 \approx 7854\mathrm{mm^2}$이고, 압축응력은 $\sigma = \dfrac{P}{A} = \dfrac{200{,}000\mathrm{N}}{7854\mathrm{mm^2}} \approx 25.46\mathrm{N/mm^2}$이다.

변형률은 $\varepsilon = \dfrac{\sigma}{E_c} = \dfrac{25.46}{13730} \approx 0.001855$이고, 세로 수축량은 $\Delta L = \varepsilon \times L = 0.001855 \times 200\mathrm{mm} \approx 0.37\mathrm{mm}$로 계산된다.

주어진 설명은 특성요인도에 대한 것이다.

결과에 해당하는 특성을 오른쪽에 두고 그 원인이 되는 요인들을 큰 줄기·중간 줄기·잔가지 형태로 뻗어 나가게 정리해 상호 관련성을 한 장에 나타내는데, 모양이 물고기 뼈를 닮아 생선뼈 그림(fishbone diagram)이라고도 부른다.

같은 품질관리 7가지 기법에 속하는 나머지는 쓰임이 다르다.

• 관리도 — 관리한계선을 긋고 데이터를 시간 순으로 찍어 공정에 이상이 있는지 판정
• 체크시트 — 항목별 발생 도수를 기록·집계하기 위한 표
• 산포도 — 두 변수를 좌표에 점으로 찍어 상관관계를 파악

히스토그램은 데이터의 분포 모양뿐 아니라 규격이나 표준치와 직접 비교할 수 있어 공정능력 파악에 활용되므로, 비교가 곤란하다는 설명은 옳지 않다.

층별 비교, 공정능력 조사, 분포 모양 파악이 가능하다는 나머지 특징은 히스토그램의 일반적 용도와 일치한다.

콘크리트에 하중을 가할 때의 재령이 어릴수록(작을수록) 수화가 덜 진행된 상태이므로 크리프는 오히려 커지며, 작아진다는 설명은 옳지 않다.

재하응력이 클수록 크리프가 커진다는 것, 물-시멘트비가 작을수록 크리프가 작아진다는 것, 부재 치수가 작을수록(건조되기 쉬워) 크리프가 커진다는 나머지 설명은 크리프의 일반적 경향과 맞는다.

배합수 분류상 회수수(슬러지수·상징수)는 상수도 이외의 물과 별도로 구분되므로, 하천수·지하수 등과 회수수까지 묶어 '상수도 이외의 물'로 정의한 설명은 옳지 않다.

상수돗물은 별도 시험 없이 사용할 수 있다는 점, 슬러지수는 회수수 중 상징수를 활용하고 남은 슬러지 성분을 포함한 물이라는 정의, 상수돗물 이외의 물을 쓸 때 모르타르 압축강도비가 재령 7일·28일에서 90% 이상이어야 한다는 기준은 맞는 설명이다.

표면에 발생한 미세한 균열만으로는 통상적인 건조수축 등에 의한 것으로 볼 수 있어 재하시험이 필요한 경우와는 거리가 멀다.

공사 중 동해를 받았을 우려, 압축강도시험 결과 강도에 문제가 있다고 판단되는 경우, 구조물 안전에 근거 있는 의심이 생긴 경우는 재하시험으로 성능을 확인해야 하는 대표적 상황이다.

일반적으로 비빔온도가 높아지면 수화반응이 빨라지고 수분 증발도 늘어 반죽질기는 오히려 되어지는(뻑뻑해지는) 경향이 있으므로, 반죽질기가 증가한다는 설명은 옳지 않다.

• 단위수량이 많아지면 유동성은 커지지만 과다하면 재료분리가 생겨 워커빌리티가 좋아진다고 단정할 수 없다.
• 일반적인 범위에서는 부배합 콘크리트가 빈배합 콘크리트보다 워커빌리티가 좋다.
• 분말도가 높은 시멘트는 시멘트풀의 점성이 높아져 반죽질기가 되어지는 경향이 있다.

반발경도(슈미트 해머) 시험에서는 측정값 20개의 평균에서 오차가 20% 이상이 되는 값을 버리고 나머지의 평균을 채택하는 것이 원칙이므로, 10% 이상을 버린다고 한 설명은 옳지 않다.

부재 두께가 100mm 이상이고 구조체에 고정되어 있어야 한다는 조건, 타격 위치를 가장자리에서 100mm 이상 떨어뜨리고 서로 30mm 이내로 접근시키지 않는다는 조건, 수평 타격값이 가장 안정적이어서 수평 타격을 원칙으로 한다는 점은 맞는 설명이다.

압축강도·슬럼프·공기량처럼 연속적인 계량값을 관리할 때 쓰는 것은 x̄-R 관리도다.

x̄ 관리도는 시료 평균값의 변화(공정의 중심 위치)를, R 관리도는 시료 내의 산포(범위)를 함께 감시한다. 콘크리트 품질 특성처럼 측정값이 숫자로 연속 분포하는 자료에 적합한 이유가 여기에 있다.

나머지는 모두 개수나 비율을 다루는 계수값용 관리도다.

• p 관리도 — 불량률을 관리하며 시료 크기가 일정하지 않아도 쓸 수 있음
• pn 관리도 — 시료 크기가 일정할 때의 불량 개수
• u 관리도 — 단위당 결점수

프리플레이스트 콘크리트에서 굵은 골재의 최소치수는 질량비로 90% 이상 남는 체 가운데 최대 치수의 체눈 호칭치수로 나타내는 것이므로, '최소 치수의 체눈'으로 서술한 설명은 옳지 않다.

고강도 프리플레이스트 콘크리트를 물-결합재비 40% 이하로 낮추어 재령 91일 압축강도 40MPa 이상을 얻는 것으로 정의하는 점, 거푸집에 굵은 골재를 먼저 채우고 그 간극에 모르타르를 주입해 제조한다는 정의, 강도 판정을 원칙적으로 재령 28일 또는 91일 압축강도로 한다는 설명은 맞다.

콘크리트를 2층 이상으로 나누어 타설할 때 상층 타설은 원칙적으로 하층 콘크리트가 굳기 전에 이루어져야 콜드조인트를 막을 수 있으므로, 하층이 굳은 후에 레이턴스를 제거하고 타설한다는 설명은 옳지 않다.

타설한 콘크리트를 거푸집 안에서 옆으로 밀어 이동시키지 않는다는 점, 한 구획 내에서는 타설이 끝날 때까지 연속해서 타설한다는 점, 표면이 한 구획 내에서 거의 수평이 되도록 타설한다는 원칙은 맞는 설명이다.

매스콘크리트의 온도균열폭을 제어하려면 온도균열지수는 높이고 철근비도 늘리는 방향이 유리하므로, 둘 다 낮추는 것이 좋다는 설명은 옳지 않다.

단위시멘트량 10kg/m³마다 온도가 약 1℃ 정도 상승한다는 근사치, 저발열형 시멘트는 장기강도 증진이 커서 91일 재령을 기준 압축강도의 재령으로 삼는 것이 바람직하다는 점, 벽체구조물 수축이음의 단면 감소율을 35% 이상으로 한다는 기준은 맞는 설명이다.

고강도 콘크리트에서 굵은 골재의 최대치수는 철근의 최소 수평 순간격의 3/4 이내가 되도록 하는 것이 기준이다.

25mm 이상을 써야 한다거나 슬래브 두께의 2/3, 부재 최소치수의 1/2을 기준으로 삼는다는 나머지 설명은 고강도 콘크리트의 골재 규정과 맞지 않는다.

고압증기(오토클레이브) 양생을 하면 표준 양생에 비해 건조수축률이 오히려 크게 줄어드는 것이 특징이므로, 수축률이 약간 증가하는 경향이라는 설명은 옳지 않다.

황산염에 대한 저항성이 향상되는 점, 용해성 유리석회가 없어 백태현상이 줄어드는 점, 보통 양생에 비해 철근 부착강도가 약 1/2 수준으로 낮아지는 점은 고압증기양생 콘크리트의 알려진 특징과 일치한다.

관로식(파이프) 냉각은 콘크리트를 타설한 후 미리 묻어둔 관 속에 냉각수를 흘려 식히는 방식이어서 후냉각(파이프 쿨링)에 해당하며, 선행냉각 방법으로 보기 어렵다.

혼합 전 재료를 냉각하거나, 혼합 중 콘크리트를 냉각하거나, 타설 전에 콘크리트를 냉각하는 방법은 모두 타설 이전 단계에서 온도를 낮추는 선행냉각에 해당한다.

거푸집 및 동바리 설계에 쓰는 고정하중은 철근콘크리트 자중뿐 아니라 거푸집 등의 중량도 포함하여 결정해야 하므로, 철근콘크리트 중량만 고려한다는 설명은 옳지 않다.

거푸집 하중을 최소 0.4kN/m² 이상으로 본다는 점, 활하중을 수평투영면적당 최소 2.5kN/m² 이상으로 본다는 점, 보통콘크리트의 단위중량을 철근 중량 포함 24kN/m³로 적용한다는 점은 맞는 설명이다.

일반 수중콘크리트는 물속에서 다짐이 불가능해 높은 유동성이 필요하므로 슬럼프를 크게 잡아야 하며, 트레미나 콘크리트 펌프로 시공할 때 130~180mm를 표준으로 한다. 따라서 50~100mm로 서술한 설명은 옳지 않다.

물-결합재비를 50% 이하로 한다는 점, 다짐이 불가능해 일반 콘크리트보다 높은 유동성이 필요하다는 점, 수중불분리성 콘크리트의 공기량을 4% 이하로 본다는 점은 맞는 설명이다.

빈칸에 들어갈 슬럼프 플로의 범위는 500~700mm이다.

현장 타설말뚝과 지하연속벽의 수중콘크리트는 트레미로 물 속에 밀어 넣어 채우는 방식이라 별도의 다짐 없이도 철근 사이를 스스로 흘러 채울 만큼의 유동성이 있어야 한다. 일반적인 경우는 슬럼프로 관리하지만, 설계기준압축강도가 50MPa을 초과하면 단위결합재량이 많아 점성이 크게 올라가므로 고성능 감수제로 유동성을 확보하고 슬럼프 대신 슬럼프 플로로 품질을 관리한다.

• 100~300mm, 300~500mm는 슬럼프 플로 값으로는 작아, 물 속에서 다짐 없이 스스로 퍼져 채워지는 데 필요한 유동성을 확보하지 못한다.
• 700~900mm는 고유동(자기충전) 콘크리트 수준의 큰 값으로, 수중 타설에서는 재료분리와 시멘트풀 유실 위험이 커진다.

고온·고압의 용기 속에서 약 1MPa의 압력과 180℃ 전후의 온도로 콘크리트 제품을 처리하는 촉진양생법은 오토클레이브(고압증기) 양생이다.

일반 증기양생이 상압에서 이루어지는 것과 달리, 오토클레이브 양생은 밀폐된 고압용기를 이용해 훨씬 높은 온도·압력 조건에서 단시간에 강도를 발현시키는 방법이다.

바닥틀의 시공이음은 전단력이 작은 슬래브 또는 보의 경간(스팬) 중앙부 부근에 두는 것이 원칙이므로, 이를 경간 단부에 둔다는 설명은 옳지 않다.

작은보와 교차하는 보의 시공이음을 작은보 폭의 약 2배 거리만큼 떨어진 곳에 두는 점, 아치의 시공이음을 아치축에 직각 방향으로 설치하는 점, 바닥틀과 일체로 된 기둥·벽의 시공이음을 바닥틀과의 경계 부근에 두는 점은 맞는 설명이다.

한중콘크리트는 소요 압축강도가 얻어질 때까지 콘크리트 온도를 5℃ 이상으로 유지해야 하며, 특히 추위가 심하거나 부재 두께가 얇은 경우에는 10℃ 이상을 유지해야 한다. 따라서 0℃ 이상이면 된다는 설명은 옳지 않다.

하루 평균기온이 4℃ 이하가 되면 한중콘크리트로 시공한다는 기준, 시멘트는 직접 가열하지 않고 물이나 골재만 가열한다는 원칙, 가열한 물·굵은골재·잔골재 순으로 넣어 믹서 내 재료온도가 40℃ 이하가 된 후 시멘트를 넣는다는 절차는 맞는 설명이다.

방사선 차폐용 콘크리트의 물-결합재비는 50% 이하를 원칙으로 하므로, 55% 이하로 서술한 설명은 옳지 않다. 차폐 성능은 콘크리트가 치밀할수록 유리하므로 단위수량과 물-결합재비를 되도록 낮게 관리한다.

차폐용 콘크리트에 필요한 밀도·압축강도·설계허용온도·결합수량·붕소량 등의 성능을 확보해야 한다는 점, 설계에 정해져 있지 않은 이음을 두어서는 안 된다는 점, 슬럼프를 작업이 가능한 범위에서 되도록 작게(일반적으로 150mm 이하) 한다는 점은 맞는 설명이다.

내부진동기를 이용한 재진동은 콘크리트가 아직 유동성을 유지하는 초결이 일어나기 전에 실시해야 하므로, 초결이 일어난 것을 확인한 후 실시한다는 설명은 옳지 않다.

내부진동기를 하층 콘크리트 속으로 약 0.1m 정도 찔러 넣는다는 점, 1개소당 진동시간은 시멘트페이스트가 표면 상부로 약간 부상할 때까지로 본다는 점, 진동기를 연직으로 찔러 넣고 삽입간격을 0.5m 이하로 한다는 점은 맞는 설명이다.

매끄럽고 치밀한 표면이 필요할 때는 콘크리트가 굳어가면서 표면의 물기가 빠진 뒤, 작업이 가능한 범위에서 되도록 늦은 시기에 나무흙손으로 마무리해야 하므로, '되도록 빠른 시기'로 서술한 설명은 옳지 않다.

스며 올라온 물이 없어진 후에 윗면을 마무리한다는 점, 나무흙손이나 적절한 기계로 과도하지 않게 마무리한다는 점, 굳기 시작할 때까지 생기는 균열은 다짐·재마무리로 없애고 필요하면 재진동도 할 수 있다는 점은 맞는 설명이다.

진동대식 반죽질기시험으로 얻는 값을 초 단위로 나타낸 것은 VC값이다.

롤러다짐 콘크리트(RCD)는 슬럼프가 사실상 0에 가까운 된반죽이어서 슬럼프로는 반죽질기를 구분할 수 없다. 그래서 시료를 진동대 위에서 진동시켜 표면에 모르타르가 떠올라 전면을 덮을 때까지 걸린 시간(초)을 측정하고, 이 시간을 반죽질기 지표로 쓴다.

• 슬럼프 값은 자중으로 흘러내리는 묽은 반죽에 적용하는 지표라 롤러다짐용 된반죽에는 감도가 없다.
• 다짐계수는 낙하·다짐 전후의 밀도비로 워커빌리티를 보는 별개의 시험이고, RI 시험값은 방사선으로 밀도·함수량을 재는 다짐관리 수단이어서 반죽질기 자체를 나타내지 않는다.

섬유보강 콘크리트는 섬유를 고르게 분산시키기 위해 강제혼합식(강제식) 믹서를 사용하는 것이 원칙이므로, 가경식 믹서를 원칙으로 한다는 설명은 옳지 않다.

강섬유의 소요 단위수량이 혼입률에 거의 비례해 늘어난다는 점, 배합을 정할 때 일반 콘크리트의 고려사항과 함께 휨강도·인성이 소요 값이 되도록 고려한다는 점, 섬유 분산에 필요한 비비기 시간이 섬유 종류나 혼입률에 따라 달라진다는 점은 맞는 설명이다.

고강도 콘크리트는 단위수량을 줄이고 워커빌리티를 개선하기 위해 고성능 감수제를 사용하는 것을 원칙으로 하므로, AE제 사용을 원칙으로 한다는 설명은 옳지 않다. 공기연행은 강도 저하를 가져오기 때문이다.

타설 후 경화할 때까지 직사광선·바람에 의한 수분 증발을 막아야 한다는 점, 운반시간·거리가 긴 경우 트럭믹서·트럭애지테이터·건비빔 믹서를 사용한다는 점, 잔골재율은 시험으로 정하되 가능한 한 작게 한다는 점은 맞는 설명이다.

팽창콘크리트의 팽창률은 재령 7일 시험값을 기준으로 한다.

이는 팽창콘크리트의 팽창성능을 판정하는 표준 재령으로 통상 채택되는 값이며, 초기 팽창거동이 대부분 이 시점까지 진행되기 때문이다.

다짐 없이 자중만으로 철근 사이와 거푸집 구석까지 균질하게 채워지는 성질을 자기 충전성(self-compactability)이라 한다.

이는 단순한 흐름성뿐 아니라 재료분리 저항성·철근 통과성까지 포함하는 개념으로, 고유동 콘크리트의 핵심 성능지표를 정의하는 용어다.

• 유동성은 단순히 흐르는 성질만을 의미하며 철근 통과성·재료분리 저항성을 포함하지 않는다.
• 슬럼프 플로는 유동성의 크기를 나타내는 시험값일 뿐 충전 성능 자체를 지칭하는 용어가 아니다.

대칭 T형보의 플랜지 유효폭은 다음 세 값 중 최솟값으로 정한다.

$b_1 = 16 h_f + b_w = 16 \times 100 + 300 = 1900\,\mathrm{mm}$

$b_2 = \dfrac{L}{4} = \dfrac{6500}{4} = 1625\,\mathrm{mm}$

$b_3 = \text{인접 보 중심간 거리} = 2500\,\mathrm{mm}$

세 값 중 가장 작은 1625mm가 지배하므로 이 값이 유효폭이 된다.

저압·지속식 주입공법에서 주입재는 에폭시 수지에 한정되지 않는다.

폴리머 시멘트계 등 습윤 환경에서도 사용 가능한 주입재료가 있어, 습윤부라 해서 시공이 불가능한 것은 아니다.

• 저압 시공은 실(seal)부 손상이 작아 시공관리가 용이하다는 설명은 타당하다.
• 주입기에 재료가 남아 손실이 크다는 점, 수지가 동심원으로 확산되어 균열·들뜸 확대 우려가 적다는 점도 이 공법의 일반적 특징이다.

정적처짐측정은 계측기를 이용한 정밀조사(계측조사)에 해당하며, 육안으로 진행하는 외관조사 항목이 아니다.

• 균열의 위치·규모 확인은 육안 외관조사의 기본 항목이다.
• 철근 노출 여부 확인도 육안으로 가능한 외관조사 항목이다.
• 구조물 전체의 침하 등 변형상황 파악도 외관조사에서 다루는 항목이다.

릴렉세이션(relaxation)에 의한 손실은 즉시 손실이 아니라 시간 의존적 손실이다.

PS강재는 긴장 후 시간이 지나면서 응력이 서서히 감소하는데, 이 릴렉세이션 손실은 크리프·건조수축 손실과 함께 장기(시간 경과) 손실로 분류된다.

• 마찰에 의한 손실은 강재가 덕트를 통과할 때 발생하므로 포스트텐션에서 고려되는 항목이다.
• 포스트텐션은 콘크리트 경화 후 긴장하므로 탄성손실을 극소화할 수 있고, 상대적으로 프리텐션의 손실이 더 크게 나타난다.

노출된 철근을 보수할 때는 기존 철근과의 전기적 연속성을 유지하기 위해 전도성 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

비전도성 재료로 수복하면 보수부와 인접부 사이에 전위차가 발생해 국부적인 갈바닉(마이크로셀) 부식을 촉진할 수 있다.

• 경화 시·후 수축이 없는 재료를 쓰는 것은 기존 구조체와의 일체화를 위해 타당하다.
• 열팽창계수와 탄성계수가 기존 콘크리트와 유사한 재료를 선정하는 것도 거동 호환성을 위해 타당하다.

n이 가장 큰 지점조건은 양단 고정인 장주이다.

주어진 오일러 좌굴하중식 $P_{cr}=\dfrac{n\pi^{2}EI}{l^{2}}$ 에서 n은 지점의 회전·이동이 얼마나 구속되는지를 나타내는 강도계수(유효길이계수의 역수 제곱)이다. 구속이 강할수록 좌굴하기 어려워 n이 커진다.

• 1단 고정·타단 자유는 n = 1/4, 양단 힌지는 n = 1, 1단 고정·타단 힌지는 n = 2 이다.
• 양단 고정은 n = 4 로 가장 크며, 같은 단면·같은 길이에서 좌굴하중이 양단 힌지의 4배가 된다.

탄산화깊이 예측에 일반적으로 쓰이는 식은 X = A√t 로, 깊이가 경과년수의 제곱근에 비례하는 형태이다.

탄산화는 대기 중 이산화탄소가 이미 탄산화된 표층을 확산해 들어가며 진행되므로, 탄산화가 깊어질수록 확산 경로가 길어져 진행 속도는 점점 느려진다. 이 확산 지배 거동을 적분하면 깊이가 시간의 제곱근에 비례하는 이른바 √t 법칙이 되고, 비례상수 A가 탄산화 속도계수이다.

시간의 2제곱·3제곱에 비례하는 형태나, 속도계수 A를 분모에 두고 t의 3제곱근호를 씌운 형태는 시간이 갈수록 탄산화가 오히려 가속되거나 속도계수가 클수록 탄산화가 느려진다는 뜻이 되어 실제 측정 경향과 맞지 않는다.

연속섬유시트감기공법은 기둥과 같이 폐합 단면을 감쌀 수 있는 부재에 적용하는 구속(confinement) 보강 방식으로, 평판 형태인 슬래브에는 적용하기 어렵다.

슬래브의 균열 보수·보강에는 강판이나 FRP를 표면에 부착하는 방식, 또는 균열부에 수지를 주입하는 방식이 주로 사용된다.

전자파 레이더법은 부재 두께, 철근의 위치, 충전 불량 등 결함부 파악에는 유효하지만, 철근의 부식 상태는 이 방법으로 직접 판별할 수 없다.

부식 여부·정도를 조사하려면 자연전위법(반전위법) 등 전기화학적 조사 방법이 별도로 필요하다.

강도감소계수는 ø ≒ 0.799 이다.

그림의 단면은 폭 b = 400mm, 인장철근 중심에서 압축연단까지의 유효깊이 d = 540mm, 철근 중심에서 아래쪽 단까지 60mm(전체 높이 600mm)인 단철근 직사각형 보이며, 인장철근은 1열이므로 d_t = d = 540mm 이다.

등가응력블록 깊이: $a=\dfrac{A_s f_y}{\eta(0.85 f_{ck})b}=\dfrac{4500\times400}{1.0\times0.85\times28\times400}=189.1\,\mathrm{mm}$
중립축: $c=\dfrac{a}{\beta_1}=\dfrac{189.1}{0.80}=236.3\,\mathrm{mm}$ (f_ck ≤ 40MPa 이므로 η = 1.0, β₁ = 0.80)
최외단 인장철근 변형률: $\varepsilon_t=\varepsilon_{cu}\dfrac{d_t-c}{c}=0.0033\times\dfrac{540-236.3}{236.3}=0.00424$

f_y = 400MPa 이므로 항복변형률 ε_y = 400/200000 = 0.002 이고, ε_t = 0.00424 는 0.002와 0.005 사이의 변화구간에 있다. 따라서 직선보간으로 $\phi=0.65+(0.00424-0.002)\times\dfrac{0.85-0.65}{0.005-0.002}=0.65+0.149=\mathbf{0.799}$ 가 된다.

전자파가 반사물체까지 왕복하는 시간을 이용하므로, 반사물체까지의 거리는 왕복시간의 절반에 전파속도를 곱해 구한다.

$D = \dfrac{V \times T}{2}$

여기서 $T$는 입사파와 반사파의 왕복전파시간이므로, 편도거리를 얻기 위해 2로 나누어 준다.

단철근 직사각형보의 균형철근비는 콘크리트 압괴와 철근 항복이 동시에 일어나는 변형률 적합조건으로부터 다음과 같이 구한다.

$\rho_b = 0.85\,\beta_1 \dfrac{f_{ck}}{f_y}\dfrac{600}{600+f_y}$

$f_{ck}=24\mathrm{MPa} \le 28\mathrm{MPa}$이므로 $\beta_1 = 0.85$이다.

$\rho_b = 0.85 \times 0.85 \times \dfrac{24}{350} \times \dfrac{600}{950} \approx 0.0313$

최소 전단철근만 배치해도 되는 범위는 계수전단력이 콘크리트가 부담하는 설계전단강도 이하일 때($V_u \le \phi V_c$)이다. 따라서 주어진 $V_u$를 최소 전단철근만으로 감당할 수 있는 최소 단면은 $V_u = \phi V_c$가 되는 단면이다.

$V_u = \phi V_c = \phi \times \dfrac{1}{6}\sqrt{f_{ck}}\, b_w d$

$73000 = 0.75 \times \dfrac{1}{6}\sqrt{21}\times (b_w d)$

$b_w d = \dfrac{73000}{0.75 \times 0.764} \approx 127500\,\mathrm{mm^2}$

단면이 이보다 작으면 $V_u$가 $\phi V_c$를 넘어 최소 전단철근만으로는 부족해지므로, 요구되는 최소 단면적은 127500mm²이다.

처짐을 계산하지 않는 경우의 캔틸레버 보 최소두께는 경간의 1/8을 기본값으로 하되, 철근의 항복강도가 400MPa이 아니면 보정계수를 곱해 정한다.

$h_0 = \dfrac{L}{8} = \dfrac{8000}{8} = 1000\,\mathrm{mm}$ (기준: $f_y=400\mathrm{MPa}$)

$h = h_0 \times \left(0.43+\dfrac{f_y}{700}\right) = 1000 \times \left(0.43+\dfrac{350}{700}\right) = 930\,\mathrm{mm}$

따라서 처짐 검토 없이 사용할 수 있는 최소두께는 930mm이다.

침하수축균열을 줄이려면 단위수량을 적게 하고 슬럼프가 작은(된) 콘크리트를 사용해야 하며, 슬럼프가 큰(유동성이 큰) 콘크리트는 오히려 침하량을 키워 균열을 유발하기 쉽다.

• 철근이나 굵은 골재 입자가 콘크리트의 국부적 침하를 방해해 침하수축균열이 생긴다는 설명은 맞는 내용이다.
• 표면 증발속도가 블리딩속도보다 빠를 때 플라스틱 수축균열이 생긴다는 것, 수분 증발 억제와 마무리 작업 최소화로 이를 막을 수 있다는 것도 타당한 설명이다.

알칼리골재반응 중 대부분을 차지하는 것은 알칼리-실리카반응(ASR)이다.

골재 중 반응성 실리카 성분이 시멘트의 알칼리 성분과 반응하여 팽창성 겔을 생성하고, 이 겔이 수분을 흡수하며 팽창해 균열을 유발한다.

직접설계법에서 2방향 슬래브의 내부 경간의 정(+)계수휨모멘트는 전체 정적계수휨모멘트의 35%를 분배한다.

나머지 65%는 내부 지지점의 부(-)계수휨모멘트로 분배되며, 이는 코드에서 규정한 표준 분배비율이다.

옹벽의 전도에 대한 안전율은 2.0 이상이 요구되므로, 저항휨모멘트가 전도모멘트의 1.5배 이상이면 된다는 서술은 기준보다 완화된 잘못된 값이다.

• 활동에 대한 저항력이 수평력의 1.5배 이상이어야 한다는 기준은 맞는 설명이다.
• 활동에 대한 안정만 부족할 때 활동방지벽·앵커 등으로 저항력을 보강할 수 있다는 설명도 타당하다.
• 최대 지반반력이 허용지지력을 넘지 않아야 한다는 지지력 안정조건도 옳은 설명이다.

이 경우의 철근배치 위치계수는 α = 1.3 이다.

철근 아래에 굳지 않은 콘크리트를 300mm 넘게 치면, 타설 후 블리딩 물과 공기가 위로 올라오다 수평철근 밑면에 갇혀 철근 하부에 물·공극층이 생기고 부착강도가 떨어진다. 이것이 이른바 상부철근 효과이며, 그만큼 정착길이를 늘려주기 위해 기본정착길이에 1.3 을 곱한다.

같은 위치계수에서 그 밖의 철근은 1.0 을 쓰므로, 1.0은 상부철근이 아닌 일반적인 경우에 해당한다.