17년 2회차

굵은골재의 안정성 시험(황산나트륨법) 손실률은 KS 기준상 일정 한도(통상 12% 이하) 이내여야 하며, 14%는 이 허용 한도를 넘어서는 값이므로 콘크리트용 골재로 적합하지 않다. (출제 당시 기준)

절대건조밀도 2.65g/cm³, 흡수율 2.7%, 마모율 37%는 모두 통상적인 굵은골재 품질기준 범위 안에 드는 수치다.

표면건조포화상태 밀도는 2.61g/cm³이다.

시료가 밀어낸 물의 질량으로 시료의 부피를 구하는 방식이다.
ρ = m / (B + m − C) × ρ_w
여기서 m은 표건 시료 질량, B는 (플라스크+물) 질량, C는 (플라스크+물+시료) 질량이다.

1회: 500.5 ÷ (711.4 + 500.5 − 1,020.2) = 500.5 ÷ 191.7 = 2.611
2회: 500.0 ÷ (712.2 + 500.0 − 1,020.8) = 500.0 ÷ 191.4 = 2.612

두 측정값의 평균이 2.61g/cm³이며, 빈 플라스크의 질량 213.0g은 이 식에 직접 들어가지 않는 참고값이다.

골재는 직사광선을 피해 저장해야 온도 상승에 따른 함수율 변화나 표면 건조 편차를 줄일 수 있으며, "햇볕이 드는 곳에 보관한다"는 설명은 골재 저장 원칙과 어긋난다.

잔골재와 굵은골재를 분리 저장하고, 배수시설과 지붕을 갖추며, 크고 작은 알이 분리되지 않도록 취급하는 것은 골재 저장의 올바른 방법이다.

포졸란 반응은 초기에는 반응이 느려 초기강도를 저하시키는 경향이 있고, 시간이 지나며 장기강도가 증가하는 것이 특징이므로 "초기강도와 장기강도가 모두 증가한다"는 설명은 포졸란 반응의 실제 특성과 다르다.

작업성 개선, 블리딩 감소, 낮은 발열량으로 대형 구조물에 유리한 점은 포졸란 반응의 대표적인 특징에 해당한다.

AE제에 의한 워커빌리티 개선 효과는 빈배합(단위시멘트량이 적은 배합)일수록 더 크게 나타나며, 부배합에서는 이미 워커빌리티가 양호하므로 개선 효과가 상대적으로 작다.

따라서 "부배합이 빈배합보다 개선 효과가 크다"는 설명은 실제와 반대다.

감수제의 압축강도 증가 효과, AE제의 표준 연행공기량 범위(4~7%), 염화칼슘계 응결촉진제 사용은 화학혼화제의 일반적인 성질에 해당한다.

잔골재의 유기불순물 시험은 모래에 섞인 부식 유기물의 양을 육안 판단이 어려운 상태에서 개략적으로 확인해, 콘크리트의 강도·내구성·안정성 저해 여부를 판단하기 위한 시험이다.

이 시험은 골재의 사용 적부를 판정하기 위한 것이지, 배합설계의 사용수량을 조정하기 위한 시험이 아니다.

잔골재율은 소요 워커빌리티를 얻을 수 있는 범위에서 단위수량이 최소가 되도록 시험을 통해 정해야 하며, "단위수량이 최대가 되도록"이라는 설명은 배합설계 원칙과 반대다.

연속입도의 골재 사용, 단위수량을 가능한 작게 하는 것, 조립률 변화(±0.20 이상)에 따른 배합 재검토는 일반콘크리트 배합의 올바른 원칙이다.

시방배합을 현장배합으로 수정할 때는 골재의 함수상태와 입도(굵기)를 반영하는 것이 핵심이며, 골재의 표건밀도·습윤밀도·절건밀도 같은 밀도값 자체는 이 수정 과정의 고려 대상이 아니다.

골재의 함수상태 반영, 입도·표면수율 시험, 혼화제 희석수량 고려는 시방배합을 현장배합으로 바꿀 때 실제로 필요한 절차다.

조강포틀랜드시멘트는 C₃S 비율이 높아 초기강도 발현이 빠른 특성을 가지며, 이는 겨울철 긴급공사나 조기 거푸집 탈형 등에 유리한 것이지 해수저항성과는 관련이 없다.

오히려 C₃A 함량이 많으면 해수·황산염에 대한 저항성이 낮아지므로, C₃A가 많아 해수저항성이 크다고 설명하며 해안가 구조물에 사용한다는 서술은 사실과 반대다.

중용열시멘트의 낮은 수화열, 알루미나시멘트의 빠른 강도발현, 고로시멘트의 내화학약품성은 각 시멘트의 실제 특성과 일치한다.

플라이애시의 브레인 분말도 기준은 일반적인 시멘트질 재료의 비표면적 범위(수천 cm²/g 수준)에 비해 20,000cm²/g은 지나치게 큰 값으로, 실제 KS 규정치와 맞지 않는 설명이다.

이산화규소 함량 45% 이상, 2종 강열감량 5% 이하, 밀도 1.95g/cm³ 이상이라는 나머지 규정치는 KS L 5405에서 제시하는 값에 해당한다. (출제 당시 기준)

제빙화학제에 노출되는 콘크리트의 내구성을 확보하려면 고로슬래그 미분말의 혼입량을 결합재 전체 질량의 50% 이하로 제한하며, 이를 적용하면 최대 혼입량이 산정된다.

결합재 전체 질량 $550\mathrm{kg/m^3}$에 50%를 적용하면 $550\times0.5=275.0\mathrm{kg/m^3}$가 된다.

풍화한 시멘트는 공기 중의 수분·이산화탄소를 흡수해 일부 수화·탄산화가 진행되므로, 강열감량이 증가하는 것이 특징이며 "강열감량 감소"라는 설명은 실제와 반대다.

비중저하, 응결지연, 강도발현 저하는 풍화된 시멘트에서 실제로 나타나는 특징들이다.

표준편차는 시험횟수 22회에 맞는 보정계수를 적용해 보정한 뒤, 설계기준압축강도가 35MPa 이하인 경우의 배합강도 산정식에 대입하며, 계산 결과 약 43.9MPa가 된다.

시험횟수 22회의 보정계수는 20회(1.08)와 25회(1.03) 사이를 직선보간하여 $1.08-\dfrac{1.08-1.03}{25-20}\times(22-20)\approx1.06$으로 구하고, 보정표준편차는 $5\times1.06\approx5.3\mathrm{MPa}$이다.

배합강도는 $f_{cr}=\max(f_{ck}+1.34s,\ f_{ck}-3.5+2.33s)$로 구하며, 각각 $35+1.34\times5.3\approx42.1\mathrm{MPa}$, $35-3.5+2.33\times5.3\approx43.9\mathrm{MPa}$이므로 더 큰 값인 43.9MPa가 배합강도가 된다.

계량오차는 |(실제계량값 − 목표값) / 목표값| × 100으로 계산한다. |(1,070 − 1,030) / 1,030| × 100 = |40 / 1,030| × 100 = 3.88%이다. 콘크리트 제조 계량오차 허용기준은 ±3% 이내이므로, 3.88%는 허용기준을 초과하여 불합격이다.

KS F 2560의 AE감수제 성능시험은 감수율, 길이변화비, 동결융해에 대한 저항성 등을 규정하며, 슬럼프 경시변화량은 유동화제 등 다른 혼화제의 성능항목에 해당해 AE감수제 시험항목이 아니다. (출제 당시 기준)

오토클레이브 팽창도 시험은 고온·고압의 포화 수증기 조건에서 시멘트 페이스트의 팽창 정도를 측정하는 시험이므로, 시험 중 오토클레이브 내부는 수증기 발생을 위한 수분이 유지되어야 하며 "항상 건조상태를 유지"한다는 설명은 시험 원리와 맞지 않는다.

부피 팽창·수축 정도로 안정도를 판단하는 것, 포틀랜드시멘트의 안정도 기준치(0.8% 이하)는 안정도 시험에 대한 올바른 설명이다.

압축강도 표준편차를 알지 못할 때, 설계기준강도에 7MPa를 더해 배합강도를 정하는 것은 설계기준강도가 21MPa 이하인 경우에 적용되는 기준이며, "21MPa 이상"이라는 조건은 실제 규정과 다르다.

표준편차를 30회 이상의 시험실적으로 구하는 원칙, 배합강도를 설계기준강도보다 충분히 크게 정하는 원칙, 시험횟수 부족 시 보정계수를 적용하는 것은 모두 올바른 설명이다.

플라이애시 품질시험(활성도지수 등)에 사용하는 시험 모르타르는 결합재를 보통포틀랜드시멘트 75%, 플라이애시 25%로 구성해 제조하므로 질량비는 3:1이 된다.

시멘트만으로 만든 기준 모르타르의 강도와 이 시험 모르타르의 강도를 비교하여 플라이애시의 활성도지수를 산정한다.

이 잔골재의 조립률은 2.98로 약 3.0이다.

조립률은 80·40·20·10·5·2.5·1.2·0.6·0.3·0.15㎜ 열 개 표준체에 대한 가적잔류율(%)의 합을 100으로 나눈 값이다.

남은 양을 큰 체부터 누계하면 2.5㎜ 110g, 1.2㎜ 370g, 0.6㎜ 660g, 0.3㎜ 870g, 0.15㎜ 970g이고, 전체 1,000g에 대한 가적잔류율은 차례로 11%, 37%, 66%, 87%, 97%이다. 80·40·20㎜는 시험에 쓰이지 않았고 10㎜·5㎜에는 남은 양이 0g이므로 이 다섯 체의 가적잔류율은 모두 0%다.
FM = (0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 11 + 37 + 66 + 87 + 97) ÷ 100 = 298 ÷ 100 = 2.98

pan에 남은 30g은 어느 체에도 걸리지 않은 양이므로 가적잔류율 합계에 포함하지 않는다.

AE제로 연행된 미세공기포는 콘크리트 내부에 균일하게 분포하며, 물-결합재비가 동일한 조건에서는 오히려 압축강도를 저하시키는 요인이 되므로 "강도를 향상시키는 효과가 있다"는 설명은 사실과 반대다.

내동해성 증가, 워커빌리티 개선, 소요 워커빌리티 확보를 위한 단위수량 감소 효과는 AE제의 실제 특성에 해당한다.

드럼 믹서는 회전하는 드럼 내부의 날개가 중력에 의해 재료를 낙하시키며 섞는 중력식(자연낙하식) 믹서이며 강제식이 아니다.

강제식 믹서는 모터로 회전하는 날개(블레이드)가 재료를 강제로 휘저어 섞는 방식으로, 팬형 믹서·1축 믹서·2축 믹서가 여기에 해당한다.

강제식은 비빔 성능이 우수해 된비빔 콘크리트나 포장용 콘크리트에도 많이 쓰인다.

공기량을 1% 증가시키면 잔골재율은 약 0.5~1% 정도 작게 할 수 있다는 것이 일반적인 설명이며, "12∼5%"처럼 큰 폭으로 줄일 수 있다는 서술은 옳지 않다.

나머지 설명은 AE콘크리트의 일반적 성질과 일치한다.

• 단위잔골재량이 많을수록 공기량이 증가한다는 것은 맞는 설명이다.
• 콘크리트 온도가 낮을수록 공기량이 증가한다는 것도 맞는 설명이다.
• 공기량 1% 증가 시 동일 슬럼프를 위한 단위수량을 약 3% 줄일 수 있다는 것도 맞는 설명이다.

쪼갬인장강도 시험에서 하중 속도는 인장 응력도의 증가율이 매초 $(0.06 \pm 0.04)\ \mathrm{MPa}$가 되도록 하는 것이 기준이며, 이 값의 10배인 $(0.6\pm0.4)\ \mathrm{MPa}$로 서술한 것은 틀렸다.

파괴하중과 공시체 치수로 인장강도를 계산하면 다음과 같다.

$f_{sp} = \dfrac{2P}{\pi \, d \, l}$

$f_{sp} = \dfrac{2 \times 160000\,\mathrm{N}}{\pi \times 150\,\mathrm{mm} \times 300\,\mathrm{mm}} \approx 2.26\,\mathrm{MPa}$

따라서 인장강도 값 자체는 맞는 설명이며, 다짐횟수(각 층 18회)와 몰드 제거 시기(16시간~3일)에 대한 서술도 맞는 내용이다.

콘크리트 받아들이기 품질관리에서 염소이온량은 원칙적으로 0.30kg/m³ 이하로 규제한다.

다만 승인을 받은 경우에 한하여 상한치를 0.60kg/m³까지 허용할 수 있다는 것이 표준시방서의 규정이며, 이는 출제 당시 기준을 따른 것이다.

건조수축은 콘크리트가 굳은 후 수분이 증발하면서 장기간에 걸쳐 서서히 진행되는 체적 변화로, 콘크리트 타설 직후나 굳지 않은 상태에서 나타나는 초기 균열의 원인으로 보기 어렵다.

따라서 "굳지 않은 콘크리트의 건조수축"이라는 표현 자체가 성립하지 않으며, 고온다습한 환경에서 양생 직후 곧바로 나타난다는 서술도 건조수축의 실제 발생 양상과 맞지 않는다.

• 침하균열이 타설 후 1~3시간에 철근 위치를 따라 발생한다는 설명은 맞다.
• 슬럼프가 크고 타설속도가 빠를수록 침하균열이 증가한다는 설명도 맞다.
• 플라스틱 균열이 타설 중·직후 표면의 급속한 수분 증발로 생긴다는 설명도 맞다.

일반 콘크리트용 부순 굵은골재의 마모율은 40% 이하가 기준이며, "30% 이하"로 규정한 서술은 틀렸다.

흡수율 3.0% 이하, 안정성 12% 이하, 절대건조밀도 2.50g/cm³ 이상이라는 나머지 규정값은 맞는 서술이다(출제 당시 기준).

슬럼프콘을 들어 올리는 시간은 높이 300mm에서 2~3초로 하는 것이 기준이며, "4~5초"로 서술한 것은 틀렸다.

3층으로 나누어 각 층 25회씩 다지고, 다짐봉이 앞 층에 거의 도달하도록 다지며, 재료분리 우려가 있을 때 다짐 횟수를 줄일 수 있다는 나머지 서술은 슬럼프 시험 방법과 일치한다.

불편분산은 1.70이다.

불편분산은 편차제곱합을 자료 수보다 하나 작은 값으로 나눈다.
V = Σ(x_i − x̄)² / (n − 1)

평균은 (34 + 37 + 36 + 35 + 34) ÷ 5 = 35.2MPa이고, 편차는 −1.2, 1.8, 0.8, −0.2, −1.2이다.
편차제곱합 = 1.44 + 3.24 + 0.64 + 0.04 + 1.44 = 6.8
V = 6.8 ÷ (5 − 1) = 1.70

같은 자료를 n으로 나누면 1.36이 되어 값이 달라진다. 시료로부터 모집단의 분산을 추정하는 자리이므로 n−1로 나누어야 한다.

콘크리트의 슬럼프는 시공에 지장이 없는 범위 내에서 가급적 작게 정하는 것이 원칙이며, "가급적 크게 결정한다"는 서술은 틀렸다. 슬럼프가 지나치게 크면 재료분리·블리딩 위험이 커지고 강도·내구성이 저하되기 때문이다.

물-시멘트비가 작아지면 강도와 내구성이 함께 향상된다는 것, 시방배합을 현장배합으로 고쳐도 완성 콘크리트 품질은 동일하게 유지되도록 하는 것이 목적이라는 것, 배합강도를 설계기준강도보다 충분히 크게 정한다는 것은 모두 맞는 설명이다.

관입저항침에 의한 응결시간시험(KS F 2436)에서 재하장치는 정확도 10N으로 관입력을 측정할 수 있고 최소 용량 600N을 갖춘 것을 사용하도록 규정하고 있다(출제 당시 기준).

정확도가 10N보다 거친 20N짜리 장치는 관입력을 충분히 정밀하게 읽을 수 없고, 최소 용량이 60N에 불과한 장치는 정확도가 1N으로 아무리 정밀하더라도 응결시간시험에서 요구되는 관입력 범위 자체를 측정할 수 없으므로 규정에 맞지 않는다.

재료계량의 허용오차는 재료별로 정해져 있으며, 이 중 혼화제의 허용오차가 가장 크다.

물(-2~+1%), 시멘트(-1~+2%), 혼화재(±2%)는 비교적 엄격하게 관리하는 반면, 화학 혼화제는 용액 상태로 소량 사용되는 특성상 상대적으로 넓은 ±3%의 허용오차가 적용된다(출제 당시 기준).

블리딩시험(KS F 2015)에서는 최초 기록 시각부터 60분까지는 10분 간격으로, 그 이후에는 30분 간격으로 표면에 스며나온 물을 빨아내는 것이 기준이며, "60분 동안 5분마다"로 서술한 것은 틀렸다(출제 당시 기준).

용기 치수(안지름 250mm, 안높이 285mm), 실온 (20±3)℃ 유지, 콘크리트 표면을 용기 가장자리에서 (30±3)mm 낮게 채우는 방법에 대한 서술은 시험 규정과 일치한다.

압축강도 시험용 공시체를 검사할 때 지름은 0.1mm까지, 높이는 1mm까지 측정하는 것이 기준이며, "지름 및 높이는 1mm까지 측정한다"고 하나로 묶어 서술한 것은 틀렸다(출제 당시 기준).

지름을 공시체 높이의 중앙에서 서로 직교하는 두 방향으로 측정하는 것, 질량 측정 전 표면의 물기를 모두 닦아내는 것, 소정의 양생이 끝난 직후 상태로 시험할 수 있도록 하는 것은 모두 맞는 설명이다.

콘크리트의 길이 변화 시험 방법(KS F 2424)에서 규정하는 측정 방법은 콤퍼레이터 방법, 콘택트 게이지 방법, 다이얼 게이지 방법 등이며, 버어니어 캘리퍼스 방법은 이 시험에서 규정하는 표준 측정 방법에 해당하지 않는다.

콘크리트의 탄산화 여부는 페놀프탈레인 용액을 콘크리트 단면에 분무하여 판정한다.

탄산화가 진행되어 알칼리성을 잃은 부분은 발색되지 않고, 알칼리성이 남아있는 건전한 부분은 붉은 보라색으로 발색되므로 그 경계로 탄산화 깊이를 측정한다.

레디믹스트 콘크리트의 제조·운반 방식은 central mixed concrete(센트럴 믹스트 콘크리트), transit mixed concrete(트랜싯 믹스트 콘크리트), shrink mixed concrete(슈링크 믹스트 콘크리트)로 구분되며, "partial mixed concrete"는 이러한 표준 분류에 해당하지 않는다.

플라이애시, 고로슬래그 미분말 등의 혼화재는 포졸란 반응을 통해 콘크리트 조직을 치밀하게 하고 알칼리 이온의 이동을 억제하여 알칼리-골재반응을 억제(저감)시키는 재료이며, 반응을 촉진한다는 서술은 틀렸다.

알칼리-실리카반응을 일으키기 쉬운 광물로 오팔, 트리디마이트, 옥수 등을 드는 것, 반응성 골재 사용 시 전 알칼리량 0.6% 이하의 저알칼리형 시멘트를 쓰는 것, 골재의 알칼리 잠재반응성을 모르타르 봉 방법으로 평가하는 것은 모두 맞는 설명이다.

레디믹스트 콘크리트 제조설비에서 골재 저장 설비는 콘크리트 최대 출하량의 1일분 이상에 상당하는 골재량을 저장할 수 있는 크기로 하는 것이 기준이며, "1주일분 이상"으로 서술한 것은 틀렸다(출제 당시 기준).

인공 경량골재 저장설비에 살수 설비를 갖추는 것, 골재를 종류·품종별로 혼합되지 않게 저장하는 것, 믹서를 고정 믹서로 하는 것은 제조설비에 관한 맞는 설명이다.

습윤양생은 콘크리트를 상온에서 젖은 상태로 유지하며 서서히 경화시키는 표준(일반) 양생 방법이며, 증기·오토클레이브·온수양생처럼 열을 가해 초기 강도 발현을 앞당기는 촉진양생에는 해당하지 않는다.

일평균기온이 15℃ 이상일 때 콘크리트가 경화될 때까지 습윤상태로 보호해야 하는 기간은 보통포틀랜드시멘트는 5일 이상, 조강포틀랜드시멘트는 3일 이상이 표준이다(출제 당시 콘크리트표준시방서 기준).

조강시멘트는 초기 강도 발현이 빨라 보통시멘트보다 짧은 보호기간이 적용된다.

한중콘크리트에서는 동결융해에 대한 저항성을 높이기 위해 AE제, AE감수제, 고성능 AE감수제를 적극적으로 사용하는 것이 바람직하며, "적용을 삼가야 한다"는 서술은 틀렸다.

응결·경화 초기에 동결되지 않도록 주의하고 양생 종료 후 동결융해 저항성을 갖추어야 한다는 것, 재료 가열 시 시멘트는 직접 가열하지 않는다는 것, 가열한 물과 굵은골재를 먼저 넣은 후 시멘트를 투입하는 순서는 한중콘크리트 시공의 맞는 설명이다.

공장제품(프리캐스트 콘크리트 제품)은 대부분 촉진양생을 거쳐 단기간에 강도를 발현시키므로, 압축강도는 일반적으로 재령 14일 이전의 적절한 재령에서의 시험값을 기준으로 한다. 따라서 "일반적인 공장제품은 재령 28일 압축강도를 기준으로 한다"는 서술은 틀렸다.

재령 28일 압축강도를 기준으로 삼는 것은 촉진양생을 하지 않은 제품이나 부재 두께가 비교적 큰 제품처럼 예외적인 경우이며, 오토클레이브 양생 등 특수한 촉진양생을 하는 제품은 14일 이전의 적절한 재령에서 강도를 평가한다. 탈형·긴장력 도입·출하 시점마다 단계별 소요강도를 만족해야 한다는 것도 맞는 설명이다.

서중콘크리트는 높은 기온과 낮은 습도로 인해 표면의 수분이 빠르게 증발하므로, 타설 후 콘크리트 표면이 건조해지지 않도록 하는 것이 올바른 양생방법이다.

보온양생은 저온에서 초기 동결을 막기 위한 한중콘크리트의 양생방법이므로 서중콘크리트에는 해당하지 않으며, 거푸집을 뗀 후에도 노출면은 습윤상태로 유지해야 하고, 표면온도를 급격히 변화시키는 것은 균열을 유발하므로 피해야 한다.

압송성을 좋게 하려면 잔골재율을 지나치게 작게 하거나 단위수량을 무작정 크게 하는 것이 아니라, 적정한 잔골재율과 단위수량을 확보하여 재료분리를 막고 유동성을 유지하는 것이 중요하다. 잔골재가 부족하거나 단위수량이 과도하면 오히려 재료분리·막힘의 위험이 커지므로, "단위수량을 가능한 크게 하고 잔골재율을 작게 한다"는 서술은 틀렸다.

잔골재·굵은골재의 입도분포가 불연속이거나 잔골재 중 미립분이 부족하면 관이 막히기 쉽다는 것, 단위시멘트량이 적어지면 압송성이 저하된다는 것, 슬럼프가 커지면 펌프의 압송부하가 작아진다는 것은 맞는 설명이다.

매스콘크리트 벽체구조물에서 온도균열을 한 곳으로 유도하기 위해 설치하는 수축이음(균열유발줄눈)의 단면감소율은 35% 이상으로 하여야 한다(출제 당시 콘크리트표준시방서 기준).

단면 감소가 충분하지 않으면 그 위치에서 확실하게 균열이 유발되지 않고 다른 부위에 균열이 흩어져 발생하므로, 계획한 위치로 균열을 모으기 위해 단면을 충분히 줄여 주는 것이다.

분진 발생을 줄이려면 습식 숏크리트 방식을 채용하는 것이 유리하며, 건식 숏크리트는 재료를 압축공기로 이송하는 과정에서 분진이 더 많이 발생하므로 "분진발생을 적게 하는 건식 숏크리트 방식을 채용한다"는 서술은 틀렸다.

액체급결제·분진저감제 사용, 환기를 통한 분진 확산 희석, 집진장치 설치와 경화 전 리바운드재 제거는 분진 및 반발량 저감을 위한 맞는 대책이다.

팽창재는 다른 재료와 별도로 질량으로 계량하고 그 오차는 1회 계량분량의 1% 이내로 하는 것이 원칙이며, "용적으로 계량하며 오차 3% 이내"라는 서술은 틀렸다(출제 당시 기준).

팽창률을 재령 7일 시험값을 기준으로 하는 것, 비비기부터 타설 완료까지 시간을 기상조건·시공등급에 따라 1~2시간 이내로 관리하는 것, 한중콘크리트에서 타설 시 콘크리트 온도를 10℃ 이상 20℃ 미만으로 관리하는 것은 팽창콘크리트의 맞는 설명이다.

포장용 콘크리트는 워커빌리티 확보와 표면 마무리를 위해 저슬럼프로 시공하며, 슬럼프는 40mm 이하를 기준으로 한다(출제 당시 기준).

나머지 배합기준은 설계기준 휨호강도 4.5MPa 이상, 단위수량 150kg/m³ 이하, 굵은골재 최대치수 40mm 이하이므로, 3.5MPa 이상·170kg/m³ 이하·25mm 이하로 적은 서술은 모두 옳지 않다.

프리플레이스트 콘크리트는 미리 채운 굵은골재 사이에 모르타르를 주입해 만드는 특성상 강도 발현이 느리므로, 압축강도는 원칙적으로 재령 28일 또는 재령 91일의 값을 기준으로 한다. 따라서 "재령 7일 또는 재령 28일"로 서술한 것은 틀렸다(출제 당시 기준).

주입 모르타르의 유하시간을 25~50초로 관리하는 것, 블리딩률 기준값(3시간에서 3% 이하)을 두는 것, 모르타르가 굵은골재 공극에 주입될 때 재료분리와 블리딩이 적어야 한다는 것은 프리플레이스트 콘크리트의 맞는 설명이다.

허용 이어치기 시간간격은 외기온도에 따라 정해지며, 외기온도가 25℃를 초과하는 경우(문제의 30℃) 2시간을, 25℃ 이하인 경우 2.5시간을 표준으로 한다(출제 당시 콘크리트표준시방서 기준).

굳지 않은 콘크리트의 측압은 타설 높이가 높아질수록 커지는 것이 일반적이며(다만 일정 높이 이상에서는 응결이 진행되어 증가폭이 둔화됨), "타설높이가 높을수록 측압은 작다"는 서술은 틀렸다.

타설 속도가 빠를수록, 콘크리트 온도가 낮을수록 측압이 커진다는 것, 부재의 수평단면이 작을수록 측압이 작다는 것은 측압에 관한 맞는 설명이다.

해양 콘크리트 구조물에는 해수 중의 황산염 등에 대한 내구성이 요구되므로 고로슬래그시멘트, 중용열포틀랜드시멘트, 플라이애시시멘트와 같이 내화학성이 우수한 시멘트가 적합하다.

반면 조강시멘트는 초기 강도 발현에 유리하지만 수화열이 크고 내황산염성이 상대적으로 떨어져 해양 구조물용으로는 적당하지 않다.

숏크리트는 대기 온도가 10℃ 이상일 때 뿜어붙이기를 실시하고, 그보다 낮을 때에는 적절한 온도 대책을 세운 뒤 시공한다. 더운 시기에도 온도 관리를 통해 시공이 가능하므로, "대기 온도가 30℃ 이상이 되면 건식·습식 모두 뿜어붙이기를 할 수 없다"와 같은 일률적인 상한 금지 규정은 표준 서술과 맞지 않는다.

건식 숏크리트는 배치 후 45분 이내, 습식 숏크리트는 배치 후 60분 이내에 뿜어붙이기를 완료해야 한다는 것, 대기 온도 10℃ 이상에서 시공한다는 것은 숏크리트 시공의 맞는 설명이다(출제 당시 기준).

연속철근 콘크리트 포장(CRCP)은 다량의 종방향 철근으로 균열 발생을 세밀하게 분산·제어하는 것이 특징이며, 이 때문에 가로수축이음을 별도로 설치하지 않는 것이 일반적인 포장형식이다. 따라서 "연속철근 콘크리트 포장의 경우라도 가로수축이음을 반드시 설치하여야 한다"는 서술은 틀렸다.

가로팽창이음을 슬래브 전폭에 걸쳐 연직 깊이방향으로 설치하는 것, 가로수축이음을 한 칸씩 건너 절단한 후 나머지를 절단하는 방식으로 시공하는 것, 세로이음을 홈이음·맞댐이음으로 하고 주입이음재로 채우는 것은 포장 콘크리트 이음의 맞는 설명이다.

기둥의 시공이음은 바닥틀이나 보의 하단에 수평으로 설치하는 것이 원칙이며, 기둥 중앙부에 설치하는 것은 옳지 않다.

시공이음은 될 수 있는 대로 전단력이 작은 위치에 두고 부재의 압축력 방향과 직각이 되도록 하는 것이 기본 원칙이며, 아치 구조물에서는 아치축에 직각 방향으로 이음을 설치해야 한다.

수밀성을 요구하는 구조물은 소요 수밀성이 확보되도록 적절한 간격으로 이음부를 두어야 하므로, 이 내용들은 모두 옳은 설명이다.

고강도 콘크리트는 설계기준압축강도가 높을수록 조직이 치밀해져 내구성이 우수해지므로 해양 콘크리트구조물에 오히려 적합하며, 내구성이 낮아 부적절하다는 설명은 옳지 않다.

고강도 콘크리트는 보통강도 콘크리트에 비해 재령 초기 강도발현이 빠르면서도 장기간 강도증진이 지속되는 특성을 가지며, 부배합인 만큼 플라이애시·고로슬래그 미분말 등 혼화재를 함께 사용하는 경우가 많다.

설계기준압축강도는 일반적으로 40MPa 이상, 고강도경량골재 콘크리트는 27MPa 이상으로 정의된다.

수중불분리성 콘크리트를 타설할 때 수중 유동거리는 5m 이하로 하는 것이 원칙이다.

유동거리가 길어질수록 재료분리와 품질 저하 우려가 커지므로, 트레미관이나 콘크리트 펌프의 배출구 위치를 조정해 유동거리를 짧게 관리한다.

적산온도방식으로 보면 양생온도와 일수가 다른 두 조건의 적산온도가 서로 달라지므로, 5℃에서 28일 양생한 콘크리트와 10℃에서 14일 양생한 콘크리트의 강도가 거의 같다고 본 설명은 옳지 않다.

적산온도는 $M = \sum (\theta + 10)\,\Delta t$로 누적되므로, 5℃·28일은 $(5+10)\times 28 = 420$, 10℃·14일은 $(10+10)\times 14 = 280$으로 차이가 크다. 온도-일수 조합을 단순히 절반으로 환산하는 것은 성립하지 않는다.

물-결합재비를 원칙적으로 60% 이하로 하고, 소요 압축강도가 얻어질 때까지 콘크리트 온도를 5℃ 이상으로 유지하며 소요강도 도달 후 2일간은 구조물의 어느 부위든 0℃ 이상을 유지해야 한다는 규정, 보통 노출상태에서 초기양생을 강도 5MPa까지 실시한다는 규정은 한중콘크리트 기준에 부합하는 옳은 내용이다.

다공질 골재를 사용하면 콘크리트 내부에 공극이 많아져 이산화탄소의 침투 통로가 늘어나므로 오히려 중성화를 촉진시켜 신축시의 방지 조치로 옳지 않다.

• 충분한 습윤양생은 조직을 치밀하게 하여 중성화 저항성을 높인다.
• 다짐을 충분히 하여 결함 없이 타설하면 공극이 줄어 중성화 침투를 억제한다.
• 투기성·투수성이 작은 마감재를 사용하면 표면을 통한 이산화탄소 침투를 차단할 수 있다.

전단보강철근 없이 지지할 수 있는 조건은 계수전단력이 설계전단강도의 절반 이하일 때이므로, 이 조건으로부터 필요 최소유효깊이는 약 749mm이다.

콘크리트가 부담하는 전단강도는 $V_c = \dfrac{1}{6}\sqrt{f_{ck}}\, b_w d$이며, 전단보강철근이 필요 없으려면 $V_u \le \dfrac{\phi V_c}{2}$를 만족해야 한다.

$75{,}000 = 0.5 \times 0.75 \times \dfrac{1}{6}\sqrt{21} \times 350 \times d$를 정리하면 $d \approx 749\ \mathrm{mm}$가 된다.

인장 이형철근의 기본 정착길이에 곱하는 보정계수는 여러 개 해당될 경우 각각을 모두 곱해서 적용해야 하며, 그중 큰 값 하나만 적용한다는 설명은 옳지 않다.

갈고리는 압축철근의 정착에는 유효하지 않은 것으로 보며, 인장을 받는 이형철근의 겹침이음길이는 300mm 이상이어야 한다는 규정, 인장철근을 구부려 복부를 지나 정착하거나 반대측 철근 쪽으로 연속하여 정착시킨다는 설명은 모두 옳다.

캔틸레버식 옹벽의 전면벽은 저판에 고정된 캔틸레버로 설계하는 것이 원칙이며, 3변 지지된 2방향 슬래브로 설계한다는 설명은 옳지 않다(3변 지지 2방향 슬래브 개념은 부벽식 옹벽의 전면벽에 해당한다).

저판의 뒷굽판은 정확한 방법이 사용되지 않는 한 뒷굽판 상부에 재하되는 모든 하중을 지지하도록 설계하며, 부벽식 옹벽의 저판은 부벽 사이 거리를 경간으로 한 고정보 또는 연속보로 설계할 수 있다.

부벽식 옹벽에서 뒷부벽은 T형보로, 앞부벽은 직사각형보로 설계한다는 설명도 옳다.

두 방향 슬래브가 중앙의 집중하중을 나누어 부담할 때, 처짐이 같다는 조건에서 각 방향이 부담하는 하중은 경간 길이의 세제곱에 반비례하므로 단경간이 160kN, 장경간이 20kN을 부담한다.

처짐 적합조건에서 $P_s L_s^3 = P_l L_l^3$이 성립하고, $L_s=2\,\mathrm{m}$, $L_l=4\,\mathrm{m}$이므로 $\dfrac{P_s}{P_l} = \left(\dfrac{L_l}{L_s}\right)^3 = 8$이다.

$P_s + P_l = 180\,\mathrm{kN}$와 연립하면 $P_l = 20\,\mathrm{kN}$, $P_s = 160\,\mathrm{kN}$이 얻어진다.

철근과 콘크리트는 탄성계수가 서로 다르며, 두 재료의 탄성계수가 같기 때문에 철근콘크리트가 성립하는 것은 아니므로 이 설명은 옳지 않다.

• 철근과 콘크리트의 부착강도가 커서 철근이 콘크리트 속에서 이동하지 않는 것은 철근콘크리트 성립 이유에 해당한다.
• 콘크리트에 매립된 철근은 콘크리트의 알칼리 환경 덕분에 부식하지 않는 것도 성립 이유에 해당한다.
• 철근과 콘크리트의 열팽창계수가 거의 같아 온도변화에 함께 거동하며 내화성이 우수한 것도 성립 이유에 해당한다.

설계기준항복강도가 400MPa이 아닌 경우, 표에서 정한 최소두께에 $\left(0.43 + \dfrac{f_y}{700}\right)$을 곱하여 사용한다.

이 계수는 철근의 항복강도가 커질수록 최소두께를 늘려, 처짐 검토 없이도 안전한 두께를 확보하도록 하는 보정식이다.

공기연행(AE)량을 늘리는 것은 콘크리트 내부에 미세 독립 기포를 형성해 동결융해에 의한 손상을 줄이는 대책이므로, 동결융해 열화를 증가시키는 요인이 아니다.

• 겨울철 기온차가 크면 동결과 융해가 반복되며 손상이 커진다.
• 수분 포화도가 높을수록 동결 시 팽창압이 커져 열화가 촉진된다.
• 모세관구조가 작고 흡수성이 큰 골재는 수분을 많이 머금어 동결융해 저항성을 떨어뜨린다.

연속섬유시트 접착공법은 얇은 시트를 표면에 부착하는 방식이어서 단면강성의 증가는 크지 않으며, 주로 균열 구속효과와 내하성능 향상에 기여한다.

내식성이 우수해 염해지역 구조물 보강에 적용할 수 있고, 섬유시트는 현장에서 성형이 용이해 작업공간이 제한된 곳에서도 시공이 편리하다는 설명은 옳다.

초음파속도법은 음속과 압축강도 사이의 상관관계를 이용해 강도를 추정하는 간접적인 방법일 뿐, 음속만으로 압축강도를 정확하게 알 수 있는 것은 아니다.

측정방식으로 표면법, 대칭법, 사각법이 있으며, 콘크리트의 균질성·내구성 판정에 활용되고 콘크리트 종류나 측정대상물의 형상·크기에 따른 적용상 제약이 비교적 적다는 설명은 옳다.

재하시험 결과 모든 응답이 허용규정을 만족한다면 구조물은 사용을 계속할 수 있다고 평가해야 하므로, 만족해도 사용해서는 안 된다는 설명은 옳지 않다.

안전이 의심스러운 구조물이나 부재는 충분한 조사와 시험을 실시해야 하며, 내하력 부족 요인과 부재치수·재료특성을 측정할 수 있으면 그 측정값을 근거로 내하력 해석에 의한 평가를 실시할 수 있다.

반대로 원인을 알 수 없거나 필요한 값을 측정할 수 없는 경우에는 사용하중 상태에서 구조물이 유지될 수 있는지 판단하기 위해 재하시험을 실시해야 한다.

압축 이형철근의 겹침이음길이는 $f_y \le 400\,\mathrm{MPa}$인 경우 $l_s = 0.072 f_y d_b$(300mm 이상)로 산정하며, 이 문제에서는 약 366mm가 된다.

$l_s = 0.072 \times 400 \times 12.7 = 365.76\ \mathrm{mm}$이며, 최소기준인 300mm보다 크므로 그대로 적용한다.

결함 부위에서 방출되는 탄성파(음향)를 청각적으로 검출해 내부 결함을 평가하는 방법은 AE법(음향방출법)이다.

전자파법·방사선법은 전자기적 신호나 투과 방사선을 이용하는 방법이고, 충격탄성파법은 타격에 의한 응력파의 반사·전파 특성을 이용하는 방법으로 AE법과는 원리가 다르다.

공칭모멘트 강도는 약 254kN·m이다.

그림의 단면은 플랜지 폭 400mm, 플랜지 두께 50mm, 복부 폭 200mm, 유효깊이 300mm인 T형 단면이다. 먼저 폭 400mm의 직사각형으로 보면 a = 2926 × 400 ÷ (0.85 × 28 × 400) = 122.9mm로 플랜지 두께 50mm를 넘으므로 T형보로 계산해야 한다.

플랜지 내민 부분이 부담하는 철근량
A_sf = 0.85 f_ck(b − b_w)t / f_y = 0.85 × 28 × (400 − 200) × 50 ÷ 400 = 595mm²
복부의 응력블록 깊이
a = (2926 − 595) × 400 ÷ (0.85 × 28 × 200) = 932,400 ÷ 4,760 = 195.9mm

M_n = A_sff_y(d − t/2) + (A_s − A_sf)f_y(d − a/2)
= 595 × 400 × (300 − 25) + 2331 × 400 × (300 − 97.95)
= 65.45 × 10⁶ + 188.39 × 10⁶ = 253.8 × 10⁶N·mm ≒ 254kN·m

강도감소계수는 최외단 인장철근의 순인장변형률로 결정된다. 인장철근이 1열로 배치되었으므로 최외단 인장철근까지의 깊이는 유효깊이와 같아 dt는 400mm가 된다.

변형률 적합조건에서 $\varepsilon_t = \varepsilon_{cu}\dfrac{d_t-c}{c} = 0.0033 \times \dfrac{400-160}{160} = 0.00495$ 이고, 문항이 순인장변형률을 소수점 이하 넷째 자리까지 구하라고 했으므로 0.0049를 사용한다.

이 값은 압축지배 한계 0.002와 인장지배 한계 0.005 사이의 변화구간에 있으므로 띠철근 부재의 식을 적용한다.
$\phi = 0.65 + (\varepsilon_t - 0.002)\times \dfrac{0.20}{0.005-0.002} = 0.65 + 0.0029 \times \dfrac{200}{3} = 0.843$

변형률을 끊지 않고 0.00495를 그대로 넣으면 0.847이 나오므로 넷째 자리까지 구하라는 단서가 답을 가른다. 극한변형률을 0.003으로 보던 이전 기준으로 계산하면 0.817이 된다는 점도 함께 알아 두면 좋다.

알칼리 골재반응시험은 골재와 시멘트 알칼리 성분 간의 화학반응을 평가하는 화학적 시험으로, 콘크리트의 물리적 성질을 알아보는 시험에 해당하지 않는다.

코아추출시험, 반발경도시험, 투수성시험은 각각 강도·경도·투수성 등 물리적 성질을 직접 측정하는 시험이다.

철근의 부식을 방지하기 위한 전위 제거는 동해 손상과는 무관한 부식 방지 기술로, 동해 보수의 주요 방침과는 거리가 멀다. 동해(동결융해)를 입은 콘크리트의 보수 방침은 열화한 콘크리트 제거, 손상부 복구, 표면 보호(수분침입 억제), 내구성 향상에 중점을 둔다.

• 열화 콘크리트 제거는 손상 부위를 근본적으로 제거하는 필수 보수 단계이다.
• 수분침입 억제는 동해 재발을 방지하는 핵심 방침이다.
• 동결융해저항성 향상은 보수 후 콘크리트의 내구성을 높이는 직접적인 목표다.

외부케이블공법은 손상된 부재의 내력을 회복·증대시키는 보강공법에 해당하며, 열화된 콘크리트를 원래 상태로 되돌리는 보수공법으로 분류되지 않는다.

표면처리공법, 주입공법, 충전공법은 균열이나 결함 부위를 메우거나 덮어 열화 진행을 억제하는 대표적인 보수공법이다.

띠철근의 수직간격은 450mm 이하로 하여야 한다.

띠철근 간격은 다음 세 값 중 가장 작은 값으로 정한다.

• 축방향철근 지름의 16배: 34.9 × 16 = 558.4mm
• 띠철근 지름의 48배: 12.7 × 48 = 609.6mm
• 기둥 단면의 최소 치수: 그림의 단면이 450mm × 500mm이므로 450mm

세 값 중 최소인 450mm가 지배하므로, 4-D35를 축방향철근으로 쓴 이 기둥의 띠철근 수직간격은 450mm가 된다.

√t 법칙에 따라 탄산화 깊이는 경과시간의 제곱근에 비례하므로, 준공 후 100년 시점의 탄산화 깊이는 30mm이다.

$d = k\sqrt{t}$에서 25년 경과 시 15mm이므로 $15 = k\sqrt{25} = 5k$, $k=3$이다.

100년 경과 시 $d = 3\sqrt{100} = 30\ \mathrm{mm}$가 된다.