17년 3회차

고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트는 수산화칼슘 소비 등의 영향으로 오히려 중성화 속도가 빨라지는 경향이 있어, 중성화 속도를 저하시킨다는 설명은 옳지 않다.

• 철근 보호성능 향상, 수밀성 향상은 고로슬래그 미분말 사용의 일반적 효과로 맞는 설명이다.
• 초기강도가 보통포틀랜드시멘트 콘크리트보다 작다는 것도 고로슬래그 미분말 콘크리트의 특징으로 타당하다.

틀린 것은 인장시험의 재하 속도를 서술한 항목이다.

강섬유의 인장강도는 시험편이 끊어질 때의 파단하중(N)을 강섬유의 단면적(mm²)으로 나눈 값으로 구하며, 이 정의를 담은 식은 규격과 같다. 시료를 눈금 거리 10mm로 물려 시험 중 빠지지 않게 고정한다는 내용과 시료 수를 10개 이상으로 한다는 내용도 규격의 규정과 일치한다.

반면 속도를 "5MPa/s~10a/s"로 적은 서술은 뒤쪽 값에 응력 단위조차 성립하지 않는 표기이고, 규격이 정한 인장시험 재하 속도 규정과도 맞지 않는다. 시험 속도는 규격이 정한 범위를 그대로 따라야 하므로 이 항목이 틀린 서술이다.

현장배합으로 수정한 잔골재량은 입도보정식을 통해 구한다. 여기서 $a$는 잔골재 중 5mm체 잔류율, $b$는 굵은골재 중 5mm체 통과율이다.

$X = \dfrac{100S - b(S+G)}{100-(a+b)}$

$X = \dfrac{100\times770 - 3\times(770+950)}{100-(4+3)} = \dfrac{77000-5160}{93} \approx 772.5\,\mathrm{kg/m^3}$

시멘트의 총알칼리량은 K₂O를 Na₂O 당량으로 환산해 합산한 값으로 구한다.

$\text{환산계수} = \dfrac{2\times23.0+16.0}{2\times39.1+16.0} = \dfrac{62.0}{94.2} \approx 0.658$

$\text{총알칼리량} = 0.3 + 0.658\times1.2 \approx 1.09\%$

시멘트의 비중시험은 풍화의 진행 정도를 판단하는 자료로 활용된다.

시멘트가 풍화되면 공기 중 수분·이산화탄소와 반응해 수화물·탄산화물이 생성되면서 비중이 낮아지므로, 비중 저하 정도로 풍화 진행 여부를 가늠할 수 있다.

잔골재의 점토 덩어리 허용한도는 1.0%로 규정되어 있어, 2.0%로 서술된 항목이 틀린 값이다.

• 마모작용을 받는 콘크리트의 0.08mm체 통과량 3.0% 한도는 규정과 부합한다.
• 콘크리트 외관이 중요한 경우 밀도 2.0g/cm³ 액체에 뜨는 석탄·갈탄 허용한도 0.5%도 규정과 부합한다.
• 염화물(NaCl 환산) 허용한도 0.04%도 규정과 부합한다.

조강 포틀랜드 시멘트는 C₃S 비율이 높게 설계되어 수경률(HM)이 가장 크다.

수경률이 클수록 초기 수화 발열과 강도 발현이 빨라지는데, 이 때문에 조강시멘트는 초기 강도 확보가 필요한 공사에 사용된다.

실적률이 큰 골재는 공극이 적어 페이스트 소요량이 줄고 내구성·마모저항성은 향상되지만, 투수성과 흡수성은 오히려 감소한다.

따라서 실적률이 큰 골재를 사용하면 투수성·흡수성의 증대를 기대할 수 있다는 설명은 옳지 않다.

• 입형·입도가 좋을수록 실적률이 커진다는 설명은 맞는 내용이다.
• 실적률이 큰 골재는 페이스트량을 줄일 수 있어 경제적이라는 설명도 타당하다.
• 실적률이 큰 골재의 공극률이 작다는 설명도 옳다.

철거된 콘크리트 구조물에서 나온 폐콘크리트를 파쇄·가공해 만든 골재를 순환골재라 한다.

부순골재는 원석을 파쇄해 만드는 골재를 가리키는 용어로, 폐콘크리트 재활용 골재인 순환골재와는 원료가 다르다.

단위 잔골재량은 약 743kg 이므로, 798kg이라고 한 서술이 틀렸다.

먼저 단위 시멘트량은 $C=\dfrac{170}{0.50}=340\,\mathrm{kg}$ 이고, 시멘트의 절대용적은 $\dfrac{340}{3.15}=107.9\,\mathrm{L}$ 이다.
공기의 용적은 1000 × 0.05 = 50L 이므로 골재의 절대용적 은 $1000-170-107.9-50=672.1\,\mathrm{L}$ 가 된다.

잔골재율 43.0%를 적용하면 잔골재 절대용적은 672.1 × 0.43 = 289.0L 이고,
단위 잔골재량 = 289.0 × 2.57 = 약 743kg 이다.
굵은골재 절대용적은 672.1 × 0.57 = 383.1L, 단위 굵은골재량 = 383.1 × 2.67 = 약 1023kg 이다.

따라서 단위 시멘트량 340kg, 골재 절대용적 약 672ℓ, 단위 굵은골재량 약 1023kg은 모두 맞고, 단위 잔골재량만 값이 어긋난다.

잔골재율 보정에서 물-결합재비가 0.05 작아질 때마다 잔골재율은 1% 작게 하는 것이 표준 보정 규칙이다.

물-결합재비가 커지면 잔골재율을 크게, 작아지면 잔골재율을 작게 조정한다는 원리에 부합한다.

• 잔골재의 조립률이 작아질 때는 잔골재율도 함께 작게 조정해야 하므로, 조립률이 작을 때 잔골재율을 크게 한다는 서술은 방향이 반대다.
• 공기량이 1% 커질 때마다 잔골재율은 0.5~1% 작게 조정해야 하므로, 크게 한다는 서술은 방향이 반대다.
• 잔골재율을 크게 보정하는 것은 굵은골재로 부순돌(쇄석)을 사용하는 경우이며, 기준이 되는 강자갈을 사용한다고 해서 크게 보정하지는 않는다.

잔골재의 유기불순물 시험은 수산화나트륨 용액으로 시료를 처리한 뒤 나타나는 색을, 탄닌산을 알코올에 녹여 만든 표준색 용액과 비교하는 방식으로 진행한다.

페놀프탈레인은 콘크리트의 탄산화 여부를 판정할 때 쓰는 지시약이며, 유기불순물 시험에는 사용되지 않는다.

플라이 애시 시료는 조제 후 밀폐용기에 보관해야 하며, 시험실 대기 중에 노출된 상태로 보관하면 수분을 흡수해 품질이 변할 수 있다.

• 시료의 수량·채취방법을 인도·인수 당사자 협정에 따른다는 설명은 맞는 내용이다.
• 시험 전 시료를 실온과 같아지도록 하는 것, 850μm체로 이물질을 제거하는 것도 규정된 절차다.

시멘트 비중시험(KS L 5110)에 쓰는 액체는 완전히 탈수된 등유나 나프타로, 그 비중은 약 0.73 이상 수준이다. 물보다도 가벼운 액체이므로 비중 약 1.5 이상이라는 서술은 옳지 않다.

• 르샤틀리에 플라스크를 사용한다는 것, 포틀랜드 시멘트 시료 약 64g을 사용한다는 것은 규정에 부합한다.
• 동일 시험자의 2회 측정 결과가 ±0.03 이내여야 한다는 정밀도 기준도 규정에 부합한다.

이 잔골재의 조립률은 2.90 이다.

조립률은 75, 40, 20, 10, 5, 2.5, 1.2, 0.6, 0.3, 0.15mm 의 표준체 10개에 남는 누적잔류율(%)을 모두 더해 100으로 나눈 값이다. 이 잔골재는 5mm 체보다 큰 체(75~10mm)에는 남는 것이 없어 그 구간의 누적잔류율이 모두 0이고, 접시에 남은 3%는 0.15mm 체를 통과한 분량이므로 합산에 넣지 않는다.

누적잔류율은 5mm 5, 2.5mm 13, 1.2mm 25, 0.6mm 60, 0.3mm 90, 0.15mm 97(%) 이고,
합계는 5 + 13 + 25 + 60 + 90 + 97 = 290 이다.
따라서 $FM=\dfrac{290}{100}=2.90$ 이다.

각 체의 잔류율을 그대로 더하거나 접시분까지 포함하면 값이 달라지므로, 누적값을 쓴다는 점과 표준체에 남은 양만 센다는 점이 계산의 핵심이다.

조강 포틀랜드시멘트는 C₃S 함량이 많고 C₂S 함량이 적어 초기 수화·강도 발현이 빠르다.

• 시멘트 풍화는 대기 중 수분과 탄산가스가 함께 작용해 일어나며 탄산가스만의 직접 반응은 아니다.
• 비표면적이 큰 시멘트일수록 수화반응이 빨라지는 것이지 늦어지는 것이 아니다.
• C₃A 성분이 많을수록 황산염 등에 대한 화학저항성은 오히려 떨어진다.

포틀랜드 시멘트의 주원료는 석회석이 가장 많고, 다음으로 점토, 규석 순으로 배합된다.

석회석에서 CaO 성분을, 점토에서 SiO₂·Al₂O₃ 성분을 주로 공급받으며, 규석은 성분 조정을 위해 소량 첨가된다.

시험횟수가 30회 미만이면 표준편차에 보정계수를 곱해 사용한다. 15회의 경우 보정계수는 1.16이다.

$s = 5 \times 1.16 = 5.8\,\mathrm{MPa}$

$f_{ck}=40\mathrm{MPa} > 35\mathrm{MPa}$이므로 다음 두 식의 큰 값이 배합강도가 된다.

$f_{cr} = f_{ck} + 1.34s = 40 + 1.34\times5.8 = 47.8\,\mathrm{MPa}$

$f_{cr} = 0.9f_{ck} + 2.33s = 36 + 2.33\times5.8 \approx 49.5\,\mathrm{MPa}$

둘 중 큰 값인 약 49.5MPa가 지배하므로 배합강도는 약 49.6MPa 수준으로 결정된다.

콘크리트의 탄산화 저항성을 고려하여 물-결합재비를 정할 경우 그 값은 55% 이하로 하므로, 45% 이하로 규정된다는 서술은 옳지 않다.

• 제빙화학제가 사용되는 콘크리트의 물-결합재비를 45% 이하로 하는 것은 맞는 기준이다.
• 수밀성을 기준으로 물-결합재비를 정할 경우 50% 이하로 하는 것도 맞는 기준이다.
• 물-결합재비는 소요의 강도·내구성·수밀성·균열저항성을 모두 고려해 정해야 한다는 원칙 설명도 타당하다.

굵은 골재의 최대치수는 슬래브 두께의 1/3을 초과하지 않아야 하며, 3/4이라는 기준은 실제 규정과 다르다(3/4은 철근 등의 최소 순간격에 대한 기준이다).

• 단면이 큰 구조물에서 굵은골재 최대치수를 40mm로 하는 것은 표준적인 기준이다.
• 거푸집 양 측면 사이 최소거리의 1/5을 넘지 않아야 한다는 기준도 맞는 설명이다.
• 무근 콘크리트에서 부재 최소치수의 1/4을 넘지 않아야 한다는 기준도 맞는 설명이다.

구속된 무근 콘크리트 부재가 건조수축을 일으키면 수축 변형이 억제되므로 부재 내부에는 수축과 반대 방향으로 잡아당기는 힘, 즉 인장응력이 발생한다.

응력은 $\sigma = E\varepsilon$으로 구하며, 탄성계수 $E=30\,\mathrm{GPa}=30{,}000\,\mathrm{MPa}$와 건조수축률 $\varepsilon=100\times10^{-6}$을 대입한다.

$\sigma = 30{,}000\,\mathrm{MPa} \times 100\times10^{-6} = 3.0\,\mathrm{MPa}$이므로 인장응력 3.0MPa이 작용한다.

잔골재의 조립률이 클수록, 즉 입자가 굵을수록 골재 표면적이 작아져 물을 붙잡아 두는 능력이 떨어지므로 블리딩량은 오히려 커진다.

블리딩은 시멘트나 골재 입자가 가라앉고 물이 위로 떠오르는 재료분리 현상의 일종이며, 단위수량이 큰 배합일수록 블리딩이 많아진다.

AE제는 연행공기가 물의 이동을 방해해 단위수량을 줄이면서 블리딩을 억제하는 효과가 있다.

품질관리(QC) 사이클은 계획(Plan)-실시(Do)-검토(Check)-조치(Action)의 4단계, 이른바 PDCA 사이클로 구성된다.

제시된 항목 중 'Caution(주의)'은 이 4단계에 포함되지 않으며, Plan 다음에는 Check(검토·확인) 단계가 들어가야 한다.

포대시멘트를 창고에 저장할 때는 지면에서 일정 높이 띄워 습기가 올라오지 않도록 해야 하며, 지면에 직접 접촉시켜 쌓는 것은 옳지 않다.

시멘트는 방습 구조의 사일로나 창고에 품종별로 구분해 저장해야 하고, 저장 중 굳은 시멘트는 사용하지 않아야 한다.

잔골재·굵은골재도 종류와 입도가 다르면 서로 섞이지 않도록 구분하여 저장한다.

4점 재하법 휨강도 시험에서는 파괴 위치가 인장측 표면 지간방향 중심선의 두 하중점 사이(중앙 구간)에서 일어난 경우가 정상적인 유효 파괴이며, 이 경우 시험결과는 유효로 인정한다.

반대로 파괴 위치가 하중점 바깥쪽이고 그 거리가 지간의 규정 범위를 넘어서는 경우에 한해 시험결과를 무효로 처리한다.

지간은 공시체 높이의 3배로 하고, 하중은 충격 없이 일정한 속도로 가하며, 재하장치와 공시체 사이에 틈새가 있으면 표면을 평평하게 갈아 밀착시켜야 한다는 나머지 설명은 모두 옳다.

슬럼프 값은 슬럼프콘을 들어올린 뒤 주저앉은 높이를 5mm 단위로 측정하는 것이 표준이며, 1mm 정밀도로 측정하지는 않는다.

슬럼프콘은 윗면 안지름 100mm, 밑면 안지름 200mm, 높이 300mm 규격을 쓰고, 시료 채움부터 슬럼프 측정까지 전 작업시간은 3분 이내로 끝내야 한다.

철근콘크리트에서 단면이 큰 부재의 슬럼프 표준값은 60~120mm 범위로 잡는다.

틀린 값은 포장콘크리트의 공기량 4.0% 로, 규정값은 4.5% 이다.

레디믹스트 콘크리트의 공기량 규정은 보통콘크리트 4.5%, 포장콘크리트 4.5%, 경량콘크리트 5.5%, 고강도콘크리트 3.5% 이며, 허용오차는 모두 ±1.5% 로 같다.

포장콘크리트는 동결융해와 제설염해를 직접 받는 노출 조건이라 보통콘크리트와 같은 수준의 공기량을 확보해야 하고, 경량콘크리트는 경량골재의 흡수·부력 특성 때문에 더 높게, 고강도콘크리트는 공기량이 강도를 크게 떨어뜨리므로 더 낮게 정해져 있다.

워커빌리티 검사는 굵은골재의 최대치수와 슬럼프(또는 슬럼프플로우)가 설정치를 만족하는지를 확인하고 재료분리 저항성은 육안으로 관찰하는 것이 규정이다. 잔골재율의 설정치 충족 여부를 확인하거나 재료분리 저항성을 시험으로 확인하는 항목이 아니다.

받아들이기 품질검사는 콘크리트를 타설하기 전에 실시하며, 강도검사는 배합검사를 표준으로 하고 내구성 검사는 공기량과 염소이온량 측정으로 한다는 나머지 설명은 옳다.

쪼갬인장강도는 $f_{sp} = \dfrac{2P}{\pi d l}$ 식으로 구하며, 여기서 $P$는 최대하중, $d$는 공시체 지름, $l$은 공시체 길이이다.

$P=200\,\mathrm{kN}=200{,}000\,\mathrm{N}$, $d=150\,\mathrm{mm}$, $l=300\,\mathrm{mm}$을 대입하면
$f_{sp} = \dfrac{2 \times 200{,}000}{\pi \times 150 \times 300} = \dfrac{400{,}000}{141{,}372} \approx 2.83\,\mathrm{MPa}$

따라서 이 공시체의 쪼갬인장강도는 약 2.83MPa이다.

덤프트럭으로 무진동 운반이 허용되는 경우는 슬럼프가 작은(약 25mm 이하) 포장용 콘크리트에 한하며, 슬럼프 50mm의 콘크리트까지 덤프트럭으로 운반하도록 허용하는 것은 옳지 않다.

골재 저장설비는 1일 최대 출하량 이상을 저장할 수 있는 크기로 하고, 믹서는 고정 믹서를 사용하며, 플랜트는 재료별로 별도의 저장시설을 갖추어야 한다는 설명은 모두 옳다.

콘크리트를 지나치게 오래 비비면 굵은골재가 파쇄되고 재료가 분리되어 품질이 나빠지므로, 비비기는 미리 정해 둔 비비기 시간의 3배 이상 계속하지 않아야 한다. 정해 둔 시간 이상은 아예 계속하지 못한다는 서술은 옳지 않다.

비비기 시간에 대한 시험을 하지 않은 경우 가경식 믹서는 1분 30초 이상을 표준으로 하고, 연속믹서에서 비비기 시작 후 최초로 배출되는 콘크리트는 품질이 고르지 않아 사용하지 않아야 한다는 나머지 설명은 옳다.

조강 포틀랜드시멘트를 사용한 콘크리트는 강도 발현이 빨라 재하 시점의 강도가 더 높으므로, 보통시멘트를 사용한 경우보다 오히려 크리프가 작다.

재하기간 중 대기 습도가 낮을수록, 시멘트량(단위시멘트량)이 많을수록, 부재 치수가 작을수록 크리프는 커지는 경향이 있다.

시공일수를 줄이기 위해 응결시간을 무조건 짧게 하는 것은 바람직하지 않다. 응결시간이 지나치게 짧으면 운반·타설·다짐 등 시공 작업을 마치기 전에 굳어버려 오히려 작업성과 품질을 해칠 수 있다.

콘크리트는 소요의 강도·내구성·수밀성을 갖추어야 하고, 시공에 적절한 워커빌리티와 균일한 품질을 가져야 한다는 나머지 설명은 옳다.

콘크리트 압축강도 시험에서 하중은 급격한 파괴를 피하기 위해 서서히 가하며, 그 증가 속도는 압축응력도 증가율이 매초 0.6±0.4MPa가 되도록 조정하는 것을 표준으로 한다.

이보다 빠른 속도로 하중을 가하면 실제보다 강도가 높게 측정될 수 있어 시험 정밀도가 떨어진다.

다짐봉으로 콘크리트를 다져 넣을 때 각 층은 적어도 1,000mm²에 1회의 비율로 다지도록 규정되어 있어, 700mm²에 1회라는 서술은 옳지 않다. 이때 다짐봉이 바로 아래층에 약 20mm 들어가도록 찔러 넣는다.

공시체는 지름의 2배 높이를 가진 원기둥형으로 지름은 굵은골재 최대치수의 3배 이상이면서 100mm 이상으로 하고, 몰드에 채울 때 각 층 두께는 160mm를 넘지 않도록 하며, 캐핑층 두께는 공시체 지름의 2%를 넘지 않아야 한다는 나머지 설명은 옳다.

비비시험(Vee-Bee test)은 진동에 의한 침하 정도로 된반죽(저슬럼프) 콘크리트의 컨시스턴시를 평가하는 방법으로, 유동성이 매우 큰 고유동 콘크리트에는 적용하기 어렵다.

반면 슬럼프플로우시험, V로트시험, L플로우시험은 모두 자기충전성·유동성이 큰 고유동 콘크리트의 컨시스턴시를 평가하기 위해 실제로 사용하는 시험법이다.

바다에서 채취한 잔골재를 사용하는 경우에는 염분이 섞여 들어올 우려가 크므로, 받아들이기 품질검사에서 염소이온량 시험을 1일 2회 이상 실시하는 것을 원칙으로 한다.

일반적인(바다 잔골재를 쓰지 않는) 경우보다 훨씬 잦은 빈도로 관리하는 것이 이 규정의 취지이다.

설명에 해당하는 것은 초기 건조균열(플라스틱 수축균열)이다.

아직 굳지 않은 콘크리트 표면에서 수분 증발속도가 블리딩 상승속도를 앞지르면 표면만 먼저 마르면서 급격히 수축하고, 그 인장변형을 갓 타설한 콘크리트가 견디지 못해 표면에 짧고 불규칙한 균열이 생긴다. 거푸집 누수로 물이 빠져 블리딩이 없는 경우도 같은 원인으로 표면 수분이 부족해져 이 균열이 나타난다.

• 침하균열은 반대로 블리딩·침하가 큰 경우 철근이나 매설물 위에서 콘크리트가 걸려 내려앉지 못해 그 철근을 따라 선상으로 생기는 균열이다.
• 거푸집 변형에 의한 균열은 지보공·거푸집이 벌어지거나 처져 생기고, 진동·재하에 따른 균열은 응결 중 외력이 가해져 생기는 것으로 표면 건조와는 원인이 다르다.

필요한 1회 비비기 용량은 1일 소요량을 1일 비비기 횟수로 나누어 구한다.

1일 작업시간 8시간(480분) 동안 1회 비비기 시간 2분, 작업효율 0.8을 적용하면 1일 비비기 가능 횟수는
$N = \dfrac{480}{2} \times 0.8 = 192\ \text{회}$

따라서 1회 비비기 용량은 $\dfrac{200\,\mathrm{m^3}}{192} \approx 1.04\,\mathrm{m^3}$이며, 믹서 용량은 약 1.04m³가 필요하다.

블리딩 시험에서는 콘크리트를 용기에 채운 후 처음 60분 동안은 10분 간격으로, 그 이후에는 더 긴 간격으로 표면에 스며 나온 물을 계속 빨아내어 측정한다.

시멘트의 분말도가 높을수록 비표면적이 커져 물을 붙잡는 능력이 좋아지므로 블리딩이 줄어드는 것이지, 분말도가 낮을수록 블리딩이 적어지는 것은 아니다.

프리스트레스트 콘크리트 제품은 고강도·고내구성을 요구하는 정밀 제품이므로 품질이 검증된 양질의 원(原)골재를 사용하는 것이 원칙이며, 순환골재 사용을 원칙으로 하지 않는다.

일반 공장제품 콘크리트의 강도는 재령 14일 압축강도로 나타내고, 슬럼프 20mm 이상인 배합은 슬럼프 시험을 원칙으로 하며, 철근 교점 중요부는 결속·점용접으로 조립한다는 나머지 설명은 옳다.

바닥틀과 일체로 된 기둥·벽의 시공이음은 구조적으로 바닥틀과의 경계 부근에 설치하는 것이 원칙이며, 이 부근을 피해서 설치해야 한다는 서술은 옳지 않다.

바닥틀의 시공이음은 슬래브나 보의 경간 중앙부 부근에, 아치의 시공이음은 아치축에 직각 방향으로 설치하며, 시공이음은 원칙적으로 부재의 압축력 작용 방향과 직각이 되도록 한다.

콘크리트 공장제품이라도 거푸집 조립, 콘크리트 채움과 다짐, 양생 관리, 탈형·검사 등 각 공정은 작업원의 기능에 의존하므로 숙련도와 상관없이 균일한 제품이 생산되는 것은 아니다.

반면 실내의 고정된 설비에서 제조되므로 기후에 좌우되는 일이 적고, KS 규격에 따라 표준화되어 실물 실험을 할 수 있는 경우가 많으며, 원심력·가압·진동 등 강력한 다짐과 촉진양생을 적용해 단면이 치밀하다는 점은 공장제품의 실제 장점이다.

수중불분리성 콘크리트에서 굵은골재의 최대치수는 원칙적으로 철근의 최소 순간격의 1/2을 넘지 않아야 하며, 2/3까지 허용된다는 것은 옳지 않다.

그 밖에 굵은골재 최대치수는 40mm 이하를 표준으로 하고 부재 최소치수의 1/5을 넘지 않아야 하며, 현장타설말뚝·지하연속벽에는 25mm 이하를 표준으로 한다.

숏크리트(shotcrete)는 컴프레서로 압축한 공기를 이용하여 호스를 통해 콘크리트를 노즐까지 운반한 후, 시공면에 고속으로 분사하여 시공하는 콘크리트다. 프리플레이스트콘크리트는 골재를 먼저 거푸집에 채우고 시멘트 모르타르를 주입하는 공법이고, 수밀콘크리트는 방수성이 우수한 콘크리트, 매스콘크리트는 대량으로 타설하는 두꺼운 콘크리트를 의미하므로 문제의 설명과 맞지 않는다.

기온이 10℃ 상승하면 워커빌리티 확보에 필요한 단위수량은 2~5% 정도 증가하지만, 이때 시멘트량까지 비례해서 줄이면 물-결합재비가 흐트러져 강도·내구성이 저하될 수 있으므로 시멘트량을 비례하여 감소시켜야 한다는 서술은 옳지 않다.

하루 평균기온이 25℃를 초과할 것으로 예상되면 서중콘크리트로 시공하며, 배합온도를 낮게 관리하고 비빈 후에는 되도록 빨리(지연형 감수제 사용 등 대책을 세운 경우에도 1.5시간 이내에) 타설해야 한다는 나머지 설명은 옳다.

펌퍼빌리티(압송성)는 직선관 속 유동성, 곡관·테이퍼관 통과 시의 변형성, 압력 변동에 대한 재료분리 저항성 등 여러 성질이 관련된 복합적 성능이므로, 슬럼프와 공기량 시험만으로는 판정하기 어렵다.

슬럼프 값이 클수록, 수송관 직경이 클수록 관 내 압력손실은 작아지며, 수평관 1m당 압력손실에 수평환산거리를 곱한 값은 펌프 최대 이론 토출압력의 80% 이하가 되도록 관리한다는 나머지 설명은 옳다.

매스콘크리트 벽체구조물의 수축이음은 균열 발생을 확실히 유도하기 위해 단면감소율을 20% 이상으로 확보해야 하므로, 15% 이상이라는 기준은 실제보다 낮게 서술되어 옳지 않다.

넓이가 넓은 평판구조는 두께 0.8m 이상, 하단이 구속된 벽조는 두께 0.5m 이상일 때 매스콘크리트로 다루며, 굵은골재의 최대치수는 작업성과 건조수축 등을 고려해 되도록 큰 값을 쓴다는 나머지 설명은 옳다.

프리플레이스트 콘크리트는 미리 채운 굵은골재 사이의 빈틈에 모르타르를 주입하는 공법이므로, 주입 모르타르의 유동성과 보수성을 좋게 하기 위해 사용하는 잔골재의 조립률은 1.4~2.2 범위로 규정한다.

이는 일반 콘크리트용 잔골재보다 가는 입도를 요구하는 값으로, 모르타르가 골재 사이를 원활히 채우면서도 재료분리가 일어나지 않도록 하기 위함이다.

유동화제는 희석하지 않은 원액 상태로, 정해진 소정량을 한 번에 첨가하는 것이 원칙이며, 플랜트와 현장에서 나누어 첨가하는 방식은 적절하지 않다.

운반해 온 콘크리트에 현장에서 유동화제를 첨가해 균일해질 때까지 교반하거나, 트럭 교반기 내에서 즉시 고속 교반, 또는 저속 교반 운반 후 현장 도착 시 고속 교반하는 방식은 모두 실제로 활용되는 유동화 방법이다.

속이 빈 중공형 콘크리트 말뚝처럼 원통형 제품을 만들 때는 거푸집(형틀)을 고속으로 회전시켜 원심력으로 콘크리트를 관 벽에 밀착시키는 원심력 다짐을 주로 이용한다.

이 방법은 진동다짐이나 봉다짐과 달리 원통 단면 전체에 균일하고 치밀한 콘크리트층을 형성할 수 있어 중공 제품 제조에 적합하다.

숏크리트의 초기강도 표준값은 재령 3시간에서 1.0~3.0MPa, 재령 24시간에서 5.0~10.0MPa이다. 재령 3시간의 값으로 5.0~10.0MPa을 제시한 것은 24시간 기준값을 잘못 옮긴 것이므로 옳지 않다.

일반 숏크리트의 장기 설계기준압축강도는 재령 28일 기준 21MPa 이상, 영구 지보재로 사용할 경우에는 35MPa 이상으로 상향하며, 영구 지보재의 재령 28일 부착강도는 1.0MPa 이상을 관리 기준으로 한다는 나머지 설명은 옳다.

시공이음부를 철근으로 보강하는 경우, 정착길이는 철근지름의 20배 이상으로 하며, 원형철근을 사용할 때는 끝에 갈고리를 붙여 정착력을 보강해야 한다.

이형철근은 표면 돌기 덕분에 부착력이 커서 별도의 갈고리 없이도 정착길이 확보만으로 충분한 것으로 다루어진다.

진동대식 반죽질기 시험방법으로 얻어지고 결과를 초 단위로 나타내는 값은 VC값이다.

롤러다짐 콘크리트(RCC)는 된반죽이어서 슬럼프가 거의 0에 가깝다. 슬럼프 시험으로는 반죽질기 차이를 가려낼 수 없으므로, 진동대 위에서 시료를 진동시켜 표면에 모르타르가 떠오를 때까지 걸린 시간(초)을 반죽질기의 척도로 삼는다.

나머지 값들은 성격이 다르다.

• 다짐계수: 콘크리트를 일정 높이에서 낙하시킨 뒤 다지기 전후의 질량비로 구하는 무차원 값이다.
• 슬럼프: 슬럼프콘을 들어올렸을 때 내려앉은 높이를 mm로 나타낸 값으로, 시간 단위가 아니다.
• RI시험값: 방사성 동위원소로 밀도·함수량을 측정하는 시험 결과이며 반죽질기 지표가 아니다.

AE콘크리트는 연행공기로 인해 내동해성과 워커빌리티가 좋아지며, 미끄럼저항 자체를 크게 떨어뜨리지 않아 포장용 콘크리트에도 실제로 사용한다. 미끄럼저항이 적어 쓸 수 없다는 서술은 옳지 않다.

포장콘크리트의 강도는 재령 28일 휨강도를 기준으로 하고, 습윤양생 기간은 현장양생 공시체의 휨강도가 배합강도의 70%에 도달할 때까지로 정하며, 굵은골재는 미끄럼저항이 큰 최대치수 40mm 이하의 양질 골재를 사용한다.

연직 시공이음부의 거푸집은 콘크리트가 어느 정도 자립할 수 있는 강도에 도달한 후 제거하는데, 기온이 높아 강도 발현이 빠른 여름철에는 4~6시간 정도, 강도 발현이 더딘 겨울철에는 10~15시간 정도를 표준으로 한다.

기온이 낮을수록 수화반응이 느려 강도 발현에 더 오랜 시간이 걸리므로 거푸집 존치기간도 그만큼 늘어난다는 것이 이 규정의 취지이다.

해양 콘크리트는 염해 등 가혹한 환경에 노출되므로 피복두께 확보가 특히 중요하며, 보·슬래브에 사용하는 간격재의 개수는 일반 콘크리트보다 더 촘촘하게 배치하도록 규정되어 있어, 제시된 개수 기준은 실제보다 느슨하게 서술되어 옳지 않다.

해양 콘크리트 구조물의 설계기준강도는 30MPa 이상으로 하고, 고로슬래그시멘트·플라이애시시멘트 등 혼합시멘트나 중용열포틀랜드시멘트를 사용하며, 일반 콘크리트보다 작은 물-결합재비를 적용한다는 나머지 설명은 옳다.

강섬유보강 콘크리트는 섬유가 많이 섞일수록 반죽의 점성과 마찰이 커져 필요한 워커빌리티를 유지하기 위한 단위수량이 섬유 혼입률에 거의 비례하여 증가한다.

이러한 콘크리트는 일반적으로 강제식 믹서를 사용하며, 강섬유 혼입률과 형상비가 커질수록 재료분리를 막기 위해 잔골재율은 오히려 크게 잡아야 하고, 압축강도는 섬유보강 콘크리트에서도 여전히 물-결합재비가 지배적 요인이다.

조강 포틀랜드시멘트를 사용하고 일평균기온이 15℃인 경우, 표준 습윤양생 기간은 제시된 2일보다 긴 3일로 규정되어 있어 이 서술은 옳지 않다.

보통 포틀랜드시멘트를 사용할 때 일평균기온 10℃에서는 7일, 5℃에서는 9일, 고로슬래그시멘트를 사용하고 일평균기온 10℃인 경우에는 9일을 표준 습윤양생 기간으로 한다는 나머지 설명은 옳다.

실내 공간은 환기가 제한적이고 난방·연소 기구 등의 영향으로 대기 중 탄산가스(CO₂) 농도가 실외보다 높게 유지되는 경우가 많아, 이 농도차가 중성화 속도차의 주된 원인이 된다.

중성화는 콘크리트 내부의 수산화칼슘이 대기 중 이산화탄소와 반응하여 진행되므로, 접촉하는 CO₂ 농도가 높을수록 반응 속도가 빨라진다.

• 마감재료의 사용은 오히려 외부 이산화탄소의 침투를 차단해 중성화를 지연시키는 요인에 가깝다.
• 피복두께 부족은 철근 부식 발생 시점을 앞당기는 요인이지 중성화 진행 속도 자체를 좌우하는 외부 요인은 아니다.
• 크리프는 하중에 의한 장기 변형 현상으로 중성화 속도와는 직접 관련이 없다.

전단철근 간격은 필요 전단강도 Vs를 산정한 뒤 U형 수직스터럽 공식으로 구하며, 계산 결과 간격은 225mm 이하가 된다.

콘크리트가 부담하는 설계전단강도는 $\phi V_c=\phi\cdot\dfrac{1}{6}\sqrt{f_{ck}}\,b_w d$이며, $b_w=400\mathrm{mm}$, $d=600\mathrm{mm}$, $f_{ck}=21\mathrm{MPa}$를 대입하면 $\phi V_c \approx 137.5\mathrm{kN}$이다.

계수전단력 $V_u=340\mathrm{kN}$이 이를 초과하므로 스터럽이 부담할 전단력은 $V_s=\dfrac{V_u}{\phi}-V_c\approx 270\mathrm{kN}$이 된다.

U형 수직스터럽 2가닥의 단면적 $A_v=2\times126.7=253.4\mathrm{mm^2}$를 이용해 간격을 구하면 $s=\dfrac{A_v f_y d}{V_s}\approx 225\mathrm{mm}$가 산정된다.

이 값은 최대간격 제한인 $d/2=300\mathrm{mm}$보다 작으므로 그대로 지배한다.

자연전위법·전기저항법·분극저항법은 철근의 부식 전위·저항·부식속도를 직접 측정하여 철근부식 유무를 평가하는 전기화학적 비파괴시험이다.

반면 열적외선법(적외선 서모그래피)은 콘크리트 표면 온도차를 이용해 박리·박락·들뜸 등 내부 결함의 위치를 찾는 기법으로, 철근부식 자체를 직접 평가하는 시험은 아니다.

수화열은 시멘트가 물과 반응하며 발생하는 반응열로, 콘크리트가 열화된 결과가 아니라 오히려 온도균열 등 열화를 유발할 수 있는 원인 측 현상이다.

균열, 백화, 중성화는 모두 콘크리트가 시간이 지나며 물리·화학적으로 성능이 저하된 결과로 나타나는 열화 현상에 해당한다.

경량골재는 다공질 구조로 흡수율이 높고 투기·투수성이 커서 이산화탄소와 수분의 침투를 오히려 촉진하므로, 철근 부식에 의한 균열을 방지하는 대책으로는 적절하지 않다.

철근 방청처리, 콘크리트 표면 코팅, 중성화 억제 조치는 모두 철근으로의 산소·수분·이산화탄소 접근을 차단해 부식 진행을 억제하는 대책이다.

단철근 직사각형보의 최소철근량은 $A_{s,min}=\max\!\left(\dfrac{0.25\sqrt{f_{ck}}}{f_y}b_wd,\ \dfrac{1.4}{f_y}b_wd\right)$로 구하며, 계산 결과 약 900mm²가 지배한다.

$b_w=420\mathrm{mm}$, $d=540\mathrm{mm}$, $f_{ck}=40\mathrm{MPa}$, $f_y=400\mathrm{MPa}$를 대입하면 $\dfrac{0.25\sqrt{40}}{400}\times420\times540\approx897\mathrm{mm^2}$이다.

이는 $\dfrac{1.4}{f_y}b_wd\approx794\mathrm{mm^2}$보다 크므로 두 값 중 더 큰 값이 최소철근량으로 결정된다.

등가 직사각형 응력블록의 깊이는 약 139mm이다.

그림의 단면은 폭 300mm인 직사각형으로, 압축연단에서 인장철근까지의 유효깊이가 500mm, 압축철근은 압축연단에서 60mm 떨어진 위치에 배치되어 있다.

복철근 보에서는 압축철근이 부담하는 만큼 콘크리트 압축력이 줄어들므로
a = (A_s − A_s′)f_y / (0.85 f_ck b) 로 구한다.

대입하면 분자는 (4765 − 1927) × 350 = 2838 × 350 = 993,300N,
분모는 0.85 × 28 × 300 = 7,140N/mm 이므로
a = 993,300 ÷ 7,140 = 139.1mm 이다.

분모 M은 동결융해에의 노출을 끝내기로 정해 둔 시점의 사이클 수를 뜻하며, 통상 300사이클로 잡는다.

내구성 지수는 $DF = \dfrac{P \cdot N}{M}$ 로 계산한다. 여기서 P는 N사이클에서의 상대 동탄성계수(%)이고, N은 상대 동탄성계수가 규정된 최소값(보통 60%)까지 떨어졌을 때의 사이클 수와 M 중 작은 쪽이다.

즉 P는 열화 정도를 나타내는 백분율, N은 시험이 실제로 종료된 시점의 사이클 수, M은 처음부터 계획한 종료 사이클 수로 셋이 서로 구분된다. 시료가 끝까지 견디면 N과 M이 같아져 DF가 곧 상대 동탄성계수가 된다.

연속보·1방향 슬래브에 근사해법(모멘트·전단력 계수법)을 적용하려면 활하중이 고정하중의 3배를 초과하지 않아야 한다는 조건이 필요하며, "2배 이상"이라는 조건은 실제 기준과 다르다.

2경간 이상, 등분포하중, 인접 경간 차이가 짧은 경간의 20% 이하라는 나머지 조건은 근사해법 적용을 위한 요건에 해당한다.

PSC 주거더의 외관검사 평가항목은 진동처짐, 균열 및 강재노출, 박리 및 파손 등 거더 자체의 손상 상태를 대상으로 한다.

포장요철은 교량 바닥판 위 아스팔트 포장 상태를 평가하는 항목으로, 주거더의 구조적 손상과는 별개의 검사 대상이다.

피로를 검토하지 않아도 되는 철근의 응력범위는 강종별로 다르게 규정되며, 이형철근의 경우 SD300은 130MPa, SD350은 140MPa, SD400은 150MPa이다. (출제 당시 기준)

따라서 SD300을 사용하면서 응력범위가 150MPa라면 해당 강종의 기준값을 넘어서므로 피로 검토를 생략할 수 없다. 150MPa는 SD400에 해당하는 값이다.

보·슬래브의 피로를 휨과 전단에 대해 검토하는 것, 기둥의 피로는 일반적으로 검토하지 않아도 되는 것, 높은 응력을 받는 부분에서 철근을 구부리지 않도록 하는 것은 모두 옳은 설명이다.

보수용 섬유보강재료에서 핵심은 인장강도와 부착성능이며, 압축강도는 콘크리트 자체가 부담하는 역할이므로 섬유에 압축강도까지 요구하는 것은 일반적인 조건과 거리가 멀다.

섬유와 시멘트 결합재의 부착성, 시공성과 경제성, 내구성·내열성·내후성은 보강용 섬유가 실질적으로 갖추어야 할 조건들이다.

알칼리골재반응(ASR)은 골재 자체의 팽창성 화학반응으로 콘크리트 전체에 지속적인 균열과 팽창을 유발하므로, 단면복구공만으로는 반응 자체를 억제할 수 없어 균열주입이나 수분 차단(표면보호) 등의 대책이 함께 필요하다.

중성화와 염해는 손상된 단면을 되살리는 단면복구공과 외부 인자 침투를 막는 표면보호공의 조합이 적절하고, 동해는 균열을 통한 수분 침투를 막는 균열주입공이 적절하다.

과소철근보로 설계하면 하중 증가 시 철근이 먼저 항복한 뒤 콘크리트가 파괴되므로, 급작스러운 취성파괴 없이 충분한 처짐과 균열로 파괴 전 경고를 줄 수 있다.

이는 철근비를 균형철근비보다 작게 유지해 연성파괴를 유도하기 위한 설계 원칙으로, 경제성이나 시공성과는 직접적인 관련이 없다.

1방향 슬래브에서 단변방향 보의 상부에 부모멘트로 생기는 균열은 그 보를 따라(단변방향으로) 발생하므로, 이를 막는 상부철근은 균열과 직교하도록 장변방향으로 배치해야 한다. 단변방향으로 배치한다는 서술은 구조상세 규정과 어긋난다.

1방향 슬래브 두께를 최소 100mm 이상으로 하는 것, 위험단면에서 정·부모멘트 철근의 중심간격을 슬래브 두께의 2배 이하이면서 300mm 이하로 하는 것, 주철근에 직각방향으로 수축·온도철근을 배치하는 것은 모두 올바른 구조상세다.

압축철근이 없는 부재의 장기처짐은 지속하중 재하기간에 따른 계수 $\xi$를 적용해 $\delta_{long}=\lambda_\Delta\times\delta_{elastic}$로 구하며, 계산 결과 20mm가 된다.

압축철근비 $\rho'=0$이므로 $\lambda_\Delta=\dfrac{\xi}{1+50\rho'}=\xi$이고, 재하기간 5년 이상에서는 $\xi=2.0$을 적용한다.

따라서 $\delta_{long}=2.0\times10\mathrm{mm}=20\mathrm{mm}$로 계산된다.

단철근보의 설계휨강도는 등가응력블록을 이용해 산정하며, 계산 결과 약 490kN·m가 된다.

등가응력블록 깊이는 $a=\dfrac{A_s f_y}{0.85f_{ck}b_w}=\dfrac{3700\times300}{0.85\times27\times300}\approx161\mathrm{mm}$이다.

공칭휨강도는 $M_n=A_s f_y\left(d-\dfrac{a}{2}\right)=3700\times300\times(600-80.5)\approx576.5\mathrm{kN\cdot m}$이다.

인장지배단면으로 강도감소계수 $\phi=0.85$를 적용하면 $\phi M_n\approx490\mathrm{kN\cdot m}$가 산정된다.

캔틸레버식 옹벽의 전면벽(스템)은 저판에 고정된 캔틸레버로 거동하도록 설계하는 것이 일반적이며, 3변이 지지된 2방향 슬래브로 설계하는 것은 부벽식 옹벽의 전면벽에 해당하는 방식이다.

저판 뒷굽판을 상부 하중 전체를 지지하는 부재로 설계하는 것, 캔틸레버식 전면벽 접합부를 고정단으로 가정하는 것, 뒷부벽을 T형보로 앞부벽을 직사각형보로 설계하는 것은 옹벽 구조해석의 일반적인 원칙에 해당한다.

강판보강공법에서 사용되는 접착제(에폭시)의 내구성·내피로성은 시공 후 육안으로 확인하기 어렵고, 부착면인 기존 콘크리트가 열화(중성화·균열 등)가 진행 중이면 부착성능이 저하되므로 사전 보수 후 시공해야 한다.

따라서 "확인이 쉽고 열화 진행 중에도 보수 없이 시공할 수 있다"는 설명은 강판보강공법의 실제 특성과 반대된다.

인장 이형철근의 기본정착길이는 $l_{db}=\dfrac{0.6\,d_b f_y}{\sqrt{f_{ck}}}$로 구하며, 계산 결과 약 1196mm가 된다.

$d_b=25.4\mathrm{mm}$, $f_y=400\mathrm{MPa}$, $f_{ck}=26\mathrm{MPa}$를 대입하면 $l_{db}=\dfrac{0.6\times25.4\times400}{\sqrt{26}}\approx1196\mathrm{mm}$이다.