17년 1회차

굵은골재의 밀도 및 흡수율 시험에서는 호칭치수 5mm체에 남는 시료를 철망에 넣고 20±5℃ 물속에 24시간 담근 후 수중 질량을 측정하는 절차가 옳다.

• 표면건조포화상태는 골재 표면의 물기를 닦아내어 수막이 남지 않은 상태를 말하므로, 약간의 수막이 남은 상태에서 측정한다는 설명은 옳지 않다.
• 절대건조상태로 건조할 때는 (105±5)℃의 건조로에서 건조시키는 것이 원칙이므로, 100℃ 미만에서 건조시킨다는 설명은 옳지 않다.
• 밀도와 흡수율은 규정된 자릿수까지 구해야 하며, 세 값을 모두 소수점 이하 첫째 자리까지 구한다는 설명도 옳지 않다.

제빙화학제에 노출되는 콘크리트에서 고로슬래그 미분말의 사용량은 시멘트와 혼화재 전체 질량의 50%를 초과하지 않도록 하는 것이 기준이며, 30%로 제한한다는 설명은 옳지 않다.

실리카퓸은 10%, 플라이애시·기타 포졸란은 25%, 플라이애시·포졸란과 실리카퓸을 합하여 사용하는 경우에는 35%를 초과하지 않도록 하는 규정은 옳은 내용이다.

콘크리트용 화학혼화제의 품질규정은 KS F 2560에서 응결시간의 차, 압축강도비, 경시변화량 등을 규정하고 있으며, 이들은 혼화제가 콘크리트의 응결, 강도, 장기 안정성에 미치는 영향을 평가하는 항목들이다. 반면 투수계수는 혼화제 자체의 품질규정 항목이 아니라 콘크리트의 내구성 평가에 관련된 별도의 시험항목으로, 화학혼화제 품질검사 범위에 포함되지 않는다.

굵은 골재 최대치수는 25㎜, 조립률은 7.11이다.

굵은 골재 최대치수는 질량비로 90% 이상이 통과하는 체 중 최소 치수를 말한다. 25㎜ 체의 잔량누계가 10%이므로 통과율이 정확히 90%가 되어 조건을 만족하고, 그 다음으로 작은 20㎜ 체는 통과율이 65%뿐이라 조건을 못 채운다. 따라서 최대치수는 25㎜이다.

조립률은 80·40·20·10·5·2.5·1.2·0.6·0.3·0.15㎜ 표준체의 잔량누계 합을 100으로 나눈 값이다. 20㎜ 35%, 10㎜ 78%, 5㎜ 98%이고, 굵은 골재이므로 2.5㎜ 이하 체에는 시료가 모두 남아 잔량누계가 100%가 되며, 40㎜·80㎜는 0%이다.
FM = (0 + 0 + 35 + 78 + 98 + 100 + 100 + 100 + 100 + 100) ÷ 100 = 711 ÷ 100 = 7.11

표에 있는 30㎜와 15㎜ 체는 조립률 계산에 쓰는 표준체가 아니므로 합계에서 빼야 한다는 점이 이 문항의 핵심이다.

단위 굵은골재량은 절대용적에 표건밀도를 곱하여 구하며, 이 경우 약 1076kg이 된다.

$409\ \mathrm{L} = 0.409\ \mathrm{m^3}$, 표건밀도 $0.00263\ \mathrm{g/mm^3} = 2{,}630\ \mathrm{kg/m^3}$이므로 $0.409 \times 2{,}630 \approx 1076\ \mathrm{kg}$이다.

플라이애시는 포졸란 반응이 서서히 진행되어 초기강도는 오히려 낮추고 장기강도를 증진시키는 재료이므로, 초기강도를 증대시킨다는 설명은 옳지 않다.

고로슬래그 미분말은 잠재수경성으로 조직을 치밀하게 하고, 실리카퓸은 포졸란 반응과 공극충전 효과로 강도증진과 함께 투기성·투수성을 감소시키며, 팽창재는 에트린자이트·수산화칼슘 생성으로 콘크리트를 팽창시킨다는 설명은 모두 옳다.

장기간 저장한 시멘트는 사용 전 재시험이 필요한데, 콘크리트표준시방서상 그 기준 저장기간은 3개월 이상이며 6개월 이상이라는 설명은 옳지 않다.

시멘트를 방습구조의 사일로·창고에 품종별로 구분해 저장하고, 온도가 높을 때는 50℃ 정도 이하로 낮춰 사용하며, 포대시멘트를 쌓는 높이는 13포대 이하로 하는 것이 바람직하다는 설명은 옳은 내용이다.

부순돌(쇄석)을 사용하면 표면적이 크고 입형이 모가 나 있어 자갈을 사용할 때보다 단위수량이 약 10% 정도 증가하는 것이 일반적이며, 감소한다는 설명은 옳지 않다.

단위수량은 작업 가능한 범위 내에서 될 수 있는 대로 적게 정하며, 굵은골재 최대치수·골재의 입도와 입형·혼화재료의 종류·공기량 등에 따라 달라지므로 실제 사용 재료로 시험을 거쳐 정해야 한다.

공기연행제·감수제·공기연행감수제·고성능공기연행감수제를 적절히 사용하면 단위수량을 상당히 줄일 수 있다는 설명도 옳다.

시멘트 비중시험(KS L 5110)에서 시료는 약 64g 정도를 사용하도록 정하고 있을 뿐이며, 반드시 정확히 64g이어야 하는 것은 아니므로 이 설명은 옳지 않다.

이 시험은 르샤틀리에 플라스크에 담긴 액체의 액면 상승량으로 시멘트의 부피를 재는 방식이므로, 눈금 범위 안에서 읽을 수 있을 만큼의 시료를 달아 그 질량과 부피로 비중을 계산한다.

비중시험 결과로 시멘트 품질을 어느 정도 추정할 수 있고, 물을 사용하면 수화반응이 일어나므로 광유(등유 등)를 사용한다는 설명은 옳다.

KS L ISO 679 강도시험에서는 휨강도시험을 먼저 실시하고, 파단된 시험체 조각을 이용해 압축강도시험을 나중에 실시하므로, 압축강도를 먼저 측정한다는 순서 설명은 옳지 않다.

40mm×40mm×160mm 각주형 공시체를 사용하는 것, 압축강도 6개 측정값 중 평균값에서 ±10% 이상 벗어난 값을 버리고 나머지로 재계산하는 것, 휨강도시험에서 50N/s±10N/s의 비율로 하중을 재하하는 것은 모두 옳은 설명이다.

SD400S와 같이 등급 뒤에 'S'가 붙는 표기는 특수내진용(내진철근)임을 나타내는 표시이므로, 특수내진용으로 사용되는 철근에 해당한다.

SD400은 일반용 이형철근, SD400W·SD500W는 뒤의 'W'가 용접용임을 나타내는 표기로, 내진 전용 표기와는 구분된다.

고로슬래그 미분말 3종의 재령 28일 활성도지수는 75% 이상이 기준이며, 50% 이상이라는 설명은 옳지 않다.

활성도지수는 기준 모르타르 압축강도에 대한 시험 모르타르 압축강도비를 백분율로 나타낸 것으로, 시멘트와 고로슬래그 미분말을 1:1로 혼합해 제작한 시험 모르타르를 재령 7일·28일·91일에 측정한다는 설명은 옳다.

강섬유보강콘크리트에서 압축강도는 강섬유 혼입률의 영향을 크게 받지 않으며, 강섬유는 주로 인장강도·휨인성·균열 저항성 향상에 기여하므로 이 설명은 옳지 않다.

강섬유 혼입률은 일반적으로 콘크리트 용적에 대한 백분율(약 0.5~2.0%)로 나타내며, 강섬유의 길이는 굵은골재 최대치수의 1.5배 이상으로 하는 것이 바람직하다는 설명은 옳다.

현장배합 골재량에는 표면수가 들어 있으므로, 표면수량을 빼서 단위수량을 구한다.
잔골재 표면수 $=650\times\frac{0.04}{1.04}=25\text{kg}$, 굵은골재 표면수 $=1326\times\frac{0.02}{1.02}=26\text{kg}$
현장 단위수량 $=165-(25+26)=$ 114.0kg/m³

시멘트의 분말도가 클수록(입자가 미세할수록) 수화작용이 빨라지고 조기강도 발현이 커지므로, 분말도가 적을수록 조기강도가 커진다는 설명은 옳지 않다.

보통포틀랜드시멘트의 분말도는 2800cm²/g 이상이어야 하고, 풍화된 시멘트는 응결·경화속도가 늦어지며, MgO·SO3 성분이 과도하면 팽창이 발생하기 쉽다는 설명은 옳다.

강열감량 시험은 시멘트를 약 950℃ 안팎에서 가열했을 때의 질량 감소를 백분율로 나타내는 것으로, 1450℃로 가열한다는 설명은 옳지 않다.

분말도는 블레인 공기투과장치로 측정하는 비표면적 값이고, 강도시험용 모르타르는 시멘트:표준사=1:3, 물/시멘트비 0.5로 배합하며, 길모어 침에 의한 응결시간은 반죽 정도·기온·습도의 영향을 받아 근사값으로 취급된다는 설명은 옳다.

설계기준압축강도가 35MPa를 초과하므로 두 식의 값 중 큰 값을 배합강도로 채택하며, 계산 결과 배합강도는 49.5MPa이다.

$f_{cr} = f_{ck} + 1.34s = 42 + 1.34\times5 = 48.7\ \mathrm{MPa}$, $f_{cr} = 0.9f_{ck} + 2.33s = 0.9\times42 + 2.33\times5 = 49.5\ \mathrm{MPa}$이다.

두 값 중 큰 값인 49.5MPa를 배합강도로 정한다.

상수돗물은 시험 없이 사용할 수 있지만 지하수는 시험을 거쳐야 사용할 수 있으므로, 지하수까지 시험 없이 사용 가능하다는 설명은 옳지 않다.

회수수를 사용할 때 단위 슬러지 고형분율은 3.0%를 초과하지 않아야 하고, 배합 시 회수수 중 슬러지 고형분은 물의 질량에 포함되지 않으며, 슬러지수에서 고형분을 제거한 물을 상징수라 한다는 설명은 옳다.

이 노출상태에 해당하는 보통골재 콘크리트의 최대 물-결합재비는 0.50이다.

내구성 확보를 위해 노출 상태별로 물-결합재비의 상한을 두는데, 물에 노출되었을 때 낮은 투수성이 요구되는 콘크리트는 0.50으로 제한한다(출제 당시 콘크리트표준시방서 기준).

같은 표에서 동결융해에 직접 노출되는 콘크리트나 황산염을 함유한 물에 노출되는 콘크리트에는 더 엄격한 값이 적용된다. 물-결합재비를 낮출수록 경화체의 공극이 줄어 투수성이 낮아지고 동결융해 저항성도 함께 개선되기 때문이다.

플라이애시를 콘크리트용으로 사용하려면 KS 품질기준의 각 항목을 모두 만족해야 하며, 강열감량이 기준치를 초과하면 사용할 수 없다.

강열감량 6%는 콘크리트용 플라이애시 품질기준(출제 당시 KS 기준)에서 허용하는 상한을 초과하는 값이어서 부적합하다.

• 이산화규소 함유량 48%는 기준(45% 이상)을 만족한다.
• 밀도 2.2g/cm³은 통상적인 플라이애시 밀도 범위 안에 있어 문제되지 않는다.
• 수분 0.5%는 기준(1.0% 이하)을 만족한다.

잔골재율을 작게 하는 것은 재료분리를 줄이는 방법이 아니라 오히려 재료분리를 촉진하는 요인이다.

잔골재는 굵은골재 사이의 공극을 채우고 점성을 높여 재료분리를 억제하는 역할을 하므로, 재료분리를 줄이려면 잔골재율을 적절히 크게 유지해야 한다.

• 물-결합재비를 작게 하면 반죽의 점성이 높아져 재료분리가 줄어든다.
• 1회 타설높이를 작게 하면 낙하 충격에 의한 분리가 줄어든다.
• AE제·감수제 사용은 워커빌리티를 개선해 재료분리 저항성을 높인다.

콘크리트 재료 계량에서 혼화제는 계량 허용오차가 가장 크게 규정되어 있다.

일반적으로 시멘트와 물은 계량 정밀도가 중요해 허용오차가 작게 규정되고, 혼화재는 그보다 다소 넓게, 액상으로 소량 계량되는 혼화제는 오차 허용범위가 이 중 가장 크다.

길이·질량·강도처럼 연속적인 계량치를 관리할 때 가장 적합한 것은 x̄−R 관리도이다.

x̄ 관리도는 시료 평균으로 공정 중심의 이동을, R 관리도는 시료 내 범위로 산포의 변화를 감시한다. 두 관리도를 함께 써서 중심과 흩어짐을 동시에 잡아내며, 측정값을 그대로 쓰므로 정보 손실이 적다.

나머지는 모두 셀 수 있는 계수치를 다루는 관리도다.

• P 관리도: 시료 크기가 달라져도 쓸 수 있는 불량률 관리도
• pn 관리도: 시료 크기가 일정할 때의 불량개수 관리도
• c 관리도: 일정 단위당 결점 수를 관리하는 관리도

압력법 공기량 시험(KS F 2421)에서 무주수법에 사용하는 용기의 용적은 물을 붓는 주수법보다 더 크게 규정되어 있어, 5L 정도 이상이라는 설명은 틀렸다.

출제 당시 기준으로 주수법 용기는 5L 이상, 무주수법 용기는 7L 이상으로 구분되므로, 무주수법의 최소 용적을 5L로 서술한 것이 오류다.

보일의 법칙을 원리로 한다는 점, 시멘트분을 씻어낸 골재를 골재수정계수 측정에 쓸 수 있다는 점, 공기량을 겉보기 공기량에서 골재수정계수를 뺀 값으로 구한다는 점은 모두 옳은 설명이다.

전단탄성계수는 탄성계수 E와 포아송비 ν 사이에서 $G=\dfrac{E}{2(1+\nu)}$ 로 정의되고, 프와송수 m은 포아송비의 역수이므로 $\nu=\dfrac{1}{m}$ 를 대입해 정리하면 된다.

대입하면 $G=\dfrac{E}{2\left(1+\dfrac{1}{m}\right)}=\dfrac{E}{2\cdot\dfrac{m+1}{m}}$ 이고, 정리하면 $G=\dfrac{E}{2}\cdot\dfrac{m}{m+1}=\dfrac{mE}{2(m+1)}$ 가 된다.

나머지 식들은 다음과 같이 어긋난다.

• $\dfrac{E\cdot m}{m+1}$ 과 $\dfrac{2E\cdot m}{m+1}$ 형태는 분모의 계수 2가 빠지거나 오히려 분자로 올라가 있어 G가 실제보다 2배·4배 크게 나온다.
• $\dfrac{E}{4}\cdot\dfrac{m}{m+1}$ 형태는 계수가 2가 아닌 4여서 값이 절반으로 작아진다.

받아들이기 품질검사에서 워커빌리티 검사는 슬럼프(또는 슬럼프플로) 값이 정해진 허용범위 안에 있는지를 확인하는 것이며, 설정치와 단순히 일치하는지 여부만 보는 것이 아니어서 이 설명은 틀렸다.

불합격 판정을 받은 콘크리트를 사용해서는 안 된다는 원칙, 강도검사를 배합검사로 실시하는 것을 표준으로 한다는 점, 내구성 검사를 공기량·염소이온량으로 확인한다는 내용은 모두 받아들이기 검사의 표준적인 내용과 부합한다.

급속 동결융해 저항시험(KS F 2456)에서 동결융해 사이클은 공시체의 표면 온도가 아니라 중심 온도를 기준으로 관리하도록 규정되어 있어, 표면 온도를 원칙으로 한다는 설명은 틀렸다.

1사이클 소요시간을 2시간 이상 4시간 이하로 한다는 점, 공시체 중심과 표면의 온도차를 28℃ 이내로 제한한다는 점, 규정 재령까지 양생한 후 시험을 시작한다는 점은 시험 방법의 규정과 부합한다.

출제 당시 KS F 2456 기준을 전제로 한 설명이다.

플랜트에 고정 믹서 없이 계량 장치만 두고, 계량된 재료를 트럭믹서에 직접 투입해 운반 도중 물을 넣어 비비면서 현장까지 운반하는 방식은 트랜싯 믹스트 콘크리트다.

센트럴 믹스트 콘크리트는 플랜트의 고정 믹서에서 완전히 비빈 뒤 트럭 애지테이터로 운반하는 방식이고, 쉬링크 믹스트 콘크리트는 고정 믹서에서 어느 정도 비빈 뒤 나머지를 운반 중 트럭믹서로 마무리하는 방식이어서, 발문에서 설명하는 '플랜트에 고정 믹서가 없는' 방식과는 다르다.

레디믹스트 콘크리트(KS F 4009)에서 슬럼프 80mm 이상인 경우의 슬럼프 허용오차는 ±25mm로 규정되어 있어, ±20mm라는 설명은 틀렸다.

보통콘크리트의 공기량 4.5%·허용오차 ±1.5%, 강도검사에서 1회 시험결과가 호칭강도의 85% 이상이고 3회 평균이 호칭강도 이상이어야 한다는 기준, 염화물이온량 한도 0.30kg/m³ 이하 기준은 모두 옳은 설명이다.

출제 당시 KS F 4009 기준을 전제로 한다.

시멘트의 분말도가 높아지면 미세한 입자가 기포막을 불안정하게 만들어 공기량이 오히려 감소하므로, 분말도가 높으면 공기량이 증가한다는 설명은 틀렸다.

AE제 혼입량이 늘면 공기량이 증가하고, 콘크리트 온도가 높을수록 공기량이 줄며, 잔골재량이 많을수록 공기 포집 표면적이 늘어 공기량이 증가한다는 나머지 설명은 일반적으로 옳다.

알칼리골재반응은 통상 팽창률을 측정하는 모르타르바법·콘크리트 프리즘법 등으로 확인하며, 전위측정법은 철근 부식 여부를 판단하는 데 쓰이는 방법이어서 서로 짝이 맞지 않는다.

염화물 함유량을 이온 색층 분석법으로, 탄산화를 페놀프탈레인 용액 변색법으로, 철근부식을 전기저항법으로 확인하는 나머지 조합은 내구성 시험방법으로 적절하다.

블리딩량은 단위 면적당 솟아오른 물의 양이므로, 윗면의 콘크리트 노출 면적으로 블리딩 물의 부피를 나눈 $B_q=\dfrac{V}{A}$ 로 구한다.

윗면 지름이 25cm이므로 면적은 $A=\dfrac{\pi\times 25^{2}}{4}=490.9\,\mathrm{cm^{2}}$ 이다.

블리딩 물의 양 1000cm³를 대입하면 $B_q=\dfrac{1000}{490.9}=2.04\,\mathrm{cm^{3}/cm^{2}}$ 로, 약 2.0cm³/cm²가 된다.

함께 주어진 단위질량 2300kg/m³, 사용 물의 총질량 170kg, 시료 질량 30kg은 블리딩률을 구할 때 쓰는 값이며 블리딩량 계산에는 쓰이지 않는다.

관입저항침 시험에서는 침이 모르타르에 25mm 관입할 때까지 소요된 힘을 침의 지지면적으로 나누어 관입저항을 계산하므로, 관입길이를 20mm로 서술한 것은 틀렸다.

4.75mm 체로 습윤 체가름하여 모르타르 시료를 채취하는 절차, 관입저항이 28MPa에 이를 때까지 반복 시험하는 방법, 초결시간을 관입저항 3.5MPa 도달 시점으로 정의하는 내용은 모두 옳은 설명이다.

일반 콘크리트에 사용하는 천연 잔골재의 절대건조밀도는 KS 기준상 최소 2.50g/cm³ 이상이어야 한다.

이보다 밀도가 낮은 골재는 흡수율이 크고 내구성이 떨어질 우려가 있어 일반 콘크리트용 골재로 부적합하게 취급된다. 출제 당시 기준을 전제로 한 설명이다.

범위 R은 측정값 중 최댓값에서 최솟값을 뺀 값이므로, 자료의 분포 폭만 보면 바로 계산된다.

주어진 압축강도는 32, 35, 28, 34MPa이고 최댓값은 35MPa, 최솟값은 28MPa이다.

따라서 $R=35-28=7\,\mathrm{MPa}$ 로 7MPa이다. 평균값(32.25MPa)이나 표준편차와 혼동하기 쉬운데, 범위는 뺄셈 한 번으로 끝난다는 점을 기억한다.

블리딩에 따른 콘크리트의 침하가 철근이나 매설물에 걸려 국부적으로 방해받을 때 그 바로 위 표면에 생기는 균열이므로 침하균열이다.

묽은 비빔일수록 블리딩과 침하량이 커지는데, 철근 위 콘크리트만 함께 내려앉지 못해 인장력·전단력이 생기고 그 결과 철근을 따라 균열이 길게 나타난다. 타설 후 몇 시간 이내에 발생하는 대표적인 초기균열이다.

다른 초기균열과는 이렇게 구분된다.

• 소성수축균열: 아직 굳지 않은 표면에서 증발속도가 블리딩 상승속도를 넘을 때 표면이 급격히 건조되어 생기며, 매설물 위치와 무관하게 불규칙하게 나타난다.
• 건조수축균열·초기 건조균열: 수분 증발에 따른 체적 감소가 구속될 때 생기는 것으로, 침하가 아니라 수축이 원인이다.

초음파법은 콘크리트 속을 지나는 탄성파의 전파속도를 이용해 압축강도나 균열깊이를 추정하는 방법이며, 건조수축량처럼 콘크리트가 시간에 따라 서서히 줄어드는 변형량은 측정 대상이 아니다.

건조수축량은 변형률계나 콘택트게이지 등으로 길이 변화를 직접 측정하는 항목이어서 초음파법의 측정·추정 범위에 들지 않는다.

X-ray 회절 분석법은 시멘트나 골재의 광물 조성을 분석하는 방법이지, 콘크리트의 강도를 평가하는 비파괴시험 방법이 아니다.

반발경도법, 초음파속도법, 인발법은 모두 표면경도·전파속도·인발저항력을 통해 압축강도를 추정하는 대표적인 강도 관련 비파괴시험이다.

연속믹서를 사용할 때 비비기 시작 후 최초로 배출되는 콘크리트는 재료가 고르게 섞이지 않았을 가능성이 커서 사용하지 않고 버려야 하므로, 사용할 수 있다는 설명은 틀렸다.

비비기를 정해진 시간의 3배 이상 계속하지 않는다는 점, 비비기 시간은 시험으로 정하는 것이 원칙이라는 점, 재료 투입 순서를 믹서 형식·비비기 시간 등에 따라 시험이나 실적으로 정한다는 점은 모두 옳은 설명이다.

콘크리트의 인장강도와 압축강도의 비는 고강도로 갈수록 오히려 낮아진다. 압축강도가 커질수록 인장강도는 그만큼 비례해 커지지 않기 때문에, 고강도로 갈수록 그 비가 증가한다는 설명은 틀렸다.

지압강도·충격강도·피로파괴에 대한 나머지 설명은 각각 국부하중을 받는 부재의 강도, 충격하중을 받는 부재에서 중요한 강도, 반복하중에 의해 정적강도보다 낮은 응력에서 파괴되는 현상을 올바르게 설명하고 있다.

수중불분리성 콘크리트의 최대 물-결합재비는 담수 중 무근 65%, 담수 중 철근 55%, 해수 중 무근 60%, 해수 중 철근 50%로 정해져 있다.

규칙은 두 가지뿐이다. 같은 종류라도 해수 중이 담수 중보다 5% 낮고, 같은 환경이라도 철근콘크리트가 무근콘크리트보다 10% 낮다. 염화물 침투로 인한 철근 부식을 막으려면 더 치밀한 배합이 필요하기 때문이다.

따라서 표의 네 칸에는 순서대로 65, 55, 60, 50이 들어간다. 제시된 수치는 출제 당시 콘크리트표준시방서 기준이다.

공장 제품용 거푸집의 치수 허용차는 제품 치수 허용차보다 작게 관리해야 정밀한 제품을 얻을 수 있으므로, 거푸집 허용차를 제품 허용차보다 크게 한다는 설명은 틀렸다.

거푸집의 취급·청소·박리제 도포·보수 관리에 주의가 필요하다는 점, 생산개수가 적을 때 목재 거푸집을 쓰기도 한다는 점, 견고하면서도 조립·탈형이 쉽고 장기간 형상 변화가 적어야 한다는 요구조건은 모두 타당한 설명이다.

매스콘크리트에 수축이음(균열유발줄눈)을 둘 때는 계획한 위치에서 균열이 확실히 유도되도록 단면을 충분히 줄여야 하며, 단면 감소율은 20% 이상으로 하는 것이 표준이다. 10% 이상으로 서술한 것은 기준에 못 미친다.

온도균열 대책으로 프리쿨링·파이프쿨링을 쓴다는 점, 온도상승을 줄이기 위해 단위 시멘트량이 적어지도록 배합을 정한다는 점, 넓이가 넓은 평판구조에서 두께 0.8m 이상을 매스콘크리트로 다룬다는 점은 모두 옳은 설명이다.

오토클레이브 양생을 한 콘크리트는 보통 양생한 콘크리트에 비해 철근과의 부착강도가 오히려 낮아지는 경향이 있어, 부착강도가 약 2배가 된다는 설명은 틀렸다.

흰 색을 띠는 외관, 황산염에 대한 저항성이 큰 내구성, 용해성 유리 석회가 없어 백태현상이 줄어드는 특징은 오토클레이브 양생 제품의 일반적인 성질과 부합한다.

일반적인 섬유보강 콘크리트에서 섬유의 혼합비율은 콘크리트 용적에 대해 대략 0.5~2.0% 범위로 알려져 있다.

이보다 적으면 균열 억제·인성 개선 효과를 기대하기 어렵고, 지나치게 많으면 섬유가 뭉치거나 워커빌리티가 크게 떨어져 시공이 곤란해진다. 출제 당시 통용되던 기준을 전제로 한 값이다.

일반 콘크리트를 층으로 나누어 타설할 때, 외기온도가 25℃ 이하인 경우의 허용 이어치기 시간간격 표준은 2.5시간이다.

반면 외기온도가 25℃를 초과하면 표준은 이보다 짧은 2.0시간으로 규정되어, 온도가 높을수록 허용 시간간격을 더 짧게 관리한다. 출제 당시 콘크리트표준시방서 기준을 전제로 한다.

콘크리트 타설 시 배출구에서 타설면까지의 낙하 높이는 1.5m 이내를 원칙으로 하므로 1번이 틀렸다. 높이가 2.0m이면 콘크리트가 낙하하면서 성분 분리(segregation)가 발생하여 품질 저하를 초래한다. 2번은 블리딩수 제거 후 타설이 필수이며, 3번은 하층이 굳기 시작하기 전에 상층을 타설하는 것이 콜드 조인트 방지의 기본 원칙이고, 4번도 한 구획 내 수평 타설이 표준이므로 모두 정당한 설명이다.

대규모 프리플레이스트 콘크리트에 사용하는 주입 모르타르는 시공 중 재료분리를 줄이기 위해 부배합(진한 배합)으로 해야 하므로, 빈배합으로 한다는 설명은 틀렸다.

잔골재의 표면수율 변화가 유동성·강도에 영향을 크게 준다는 점, 잔골재 조립률을 1.2~2.2 범위로 관리해 단위결합재량 증가를 억제한다는 점, 대규모 시공에서 굵은골재 최소치수를 크게 하는 것이 효과적이라는 점은 모두 옳은 설명이다.

롤러다짐 콘크리트의 반죽질기는 VC시험으로 관리하며, 출제 당시 기준으로는 대략 20±10초 수준의 된 반죽을 표준으로 삼는다. 50±10초로 서술한 것은 이 표준값과 크게 어긋난다.

타설이음면을 고압살수·진공흡인 등으로 청소하는 것을 그린컷이라 부르는 점, 될 수 있는 대로 된 반죽으로 시공한다는 원칙, 슬럼프 측정 시 40mm 이상 굵은골재를 체가름으로 제거하고 20~50mm를 표준으로 한다는 내용은 모두 옳은 설명이다.

내부진동기의 1개소당 진동시간은 콘크리트 표면에 페이스트가 떠오르는 정도를 기준으로 대략 5~15초 범위가 표준이며, 30~40초로 서술한 것은 지나치게 길다.

하층 콘크리트 속으로 0.1m 정도 찔러 넣는다는 점, 연직으로 찔러 넣고 삽입간격을 0.5m 이하로 한다는 점, 빼낼 때 천천히 빼내 구멍이 남지 않게 한다는 점은 모두 옳은 시공 방법이다.

해양 콘크리트는 경화 초기에 직접 해수에 닿지 않도록 보호해야 하며, 보통포틀랜드시멘트를 사용하는 경우 이 보호 기간은 출제 당시 기준으로 대개 5일간으로 규정되어 있어, 3일간이라는 서술은 기간을 짧게 잡은 값이다.

혼합시멘트계 및 중용열 포틀랜드시멘트를 사용해야 한다는 점, 감조부분에 시공이음이 생기지 않도록 계획해야 한다는 점, 간격재를 기초·기둥·벽·난간 등에 2개/m³ 이상 표준으로 배치한다는 점은 모두 옳은 설명이다.

서중 콘크리트의 타설 시간 제한에서 '지연형 감수제를 사용하는 경우라도 2.5시간 이내'라는 설명의 2.5시간은 현행 기준과 맞지 않는다. 콘크리트표준시방서에 따르면 서중 콘크리트는 비빈 후 1.5시간 이내(지연형 감수제 사용 시에도)에 타설해야 하므로, 2.5시간은 과도하게 허용적이다.

• 타설 시 콘크리트 온도 35℃ 이하가 맞다.
• 하루 평균기온 25℃ 초과 시 서중 콘크리트 시공 기준이 정확하다.
• 온도 상승에 따른 단위수량 증가(2~5%)와 그에 대응한 시멘트량 검토가 올바른 내용이다.

숏크리트는 대기온도가 10℃ 이상일 때 뿜어붙이기를 한다. 따라서 '4℃ 이상'은 틀렸다. 대기온도가 38℃ 이상이면 건식·습식 모두 뿜어붙이기를 할 수 없고, 배치 후 뿜어붙이기까지 건식은 45분, 습식은 60분 이내에 마쳐야 한다.

재진동은 콘크리트가 유동성을 회복할 수 있는 범위 안에서 가능한 늦게 실시하는 것이 좋지만, 그 시기는 콘크리트가 굳기 시작하는 초결 이전이어야 하므로, 초결이 일어난 직후에 실시하는 것이 좋다는 설명은 틀렸다.

재진동으로 콘크리트가 다시 유동화되면서 공극이 줄어드는 점, 강도와 철근 부착강도가 증가하는 점, 침하균열 방지에 효과가 있다는 점은 모두 옳은 설명이다.

기둥·벽 같은 수직부재와 보·슬래브 같은 수평부재에 치는 콘크리트의 강도 차가 1.4배 이상이면, 수직부재의 고강도 콘크리트를 접합면에서 수평부재 쪽으로 내밀어 타설하도록 규정하고 있다.

수직부재는 고강도로, 수평부재는 상대적으로 낮은 강도로 치는 경우가 많은데, 접합부에서 낮은 강도의 콘크리트가 기둥 단면을 그대로 가로지르면 그 부분이 구조적 약점이 되기 때문이다.

따라서 괄호에 들어갈 값은 1.4이며, 내민 길이를 확보해 접합부의 강도 저하를 막는 것이 이 규정의 취지다. 수치는 출제 당시 콘크리트표준시방서 기준이다.

촉진양생을 하는 공장 제품은 강도 발현 과정이 표준 양생과 다르기 때문에, 촉진양생이 끝난 시점의 강도를 기준으로 관리하는 것이 일반적이며, 재령 28일 압축강도 시험값을 기준으로 한다는 설명은 옳지 않다.

강섬유·합성수지계 섬유 등 섬유보강재를 사용하고 일부는 카본·아라미드 섬유를 쓴다는 점, 프리스트레스트 콘크리트 공장 제품에는 순환골재를 사용할 수 없다는 점, 물-결합재비가 적은 된반죽에는 강제식 믹서가 적합하다는 점은 모두 옳은 설명이다.

고강도 콘크리트는 소요 워커빌리티를 얻는 범위에서 잔골재율을 가능한 작게 하는 것이 원칙이므로, 잔골재율을 가능한 크게 한다는 설명은 틀렸다.

물-결합재비를 강도와 내구성을 고려해 정한다는 점, 동결융해 대책이 필요한 경우가 아니면 AE제를 사용하지 않는 것이 원칙이라는 점, 단위 시멘트량을 워커빌리티와 강도를 만족하는 범위에서 가능한 적게 한다는 점은 모두 고강도 콘크리트 배합의 일반 원칙과 부합한다.

포장 콘크리트의 습윤양생 기간은 시험으로 정하되, 현장양생 공시체의 휨강도가 배합강도의 70%에 도달할 때까지를 기준으로 하므로, 50%로 서술한 것은 틀렸다.

시멘트 종류별 습윤양생 기간 표준은 보통 포틀랜드시멘트 14일, 조강 포틀랜드시멘트 7일, 중용열 포틀랜드시멘트 21일로, 나머지 설명은 표준시방서 규정과 일치한다.

경량골재콘크리트는 골재가 가볍고 진동이 잘 전달되지 않아, 내부진동기로 다질 때 보통골재콘크리트보다 진동기 삽입간격을 작게 하거나 진동시간을 다소 길게 해야 한다. 삽입간격을 크게 하거나 진동시간을 짧게 한다는 설명은 이와 반대여서 틀렸다.

경량콘크리트가 경량골재콘크리트·경량기포콘크리트 등으로 분류된다는 점, 경량성을 살리려면 잔골재·굵은골재 모두 경량골재를 쓰는 것이 좋다는 점, 경량골재콘크리트의 공기량을 보통콘크리트보다 크게 하는 것이 원칙이라는 점은 모두 옳은 설명이다.

포장 콘크리트의 배합기준에서 설계기준 휨강도는 4.5MPa 이상이어야 하는 것이 출제 당시 기준으로 알려져 있다.

휨강도를 기준으로 하는 이유는 포장 콘크리트가 차량 하중에 의한 휨 작용을 주로 받기 때문이며, 압축강도보다 휨강도 관리가 실제 성능과 더 밀접하게 연관된다.

복철근 단면의 장기 추가처짐은 $\lambda_\Delta = \dfrac{\xi}{1+50\rho'}$ 로 계산하며, 1년 후 전체 처짐량은 순간처짐에 장기 추가처짐을 더한 값이다.

$\lambda_\Delta = \dfrac{1.4}{1+50\times0.015} = \dfrac{1.4}{1.75} = 0.8$

장기 추가처짐은 $0.8\times 30\mathrm{mm} = 24\mathrm{mm}$이므로, 1년 후 전체 처짐량은 $30\mathrm{mm}+24\mathrm{mm} = 54\mathrm{mm}$이다.

압축철근이 항복한다고 가정했으므로, 인장철근에서 압축철근분을 뺀 (A_s−A_s′) 로 등가응력블록 깊이를 구한 뒤 콘크리트 우력과 압축철근 우력을 더하면 공칭 휨강도가 나온다. 단면은 폭 b=300mm, 압축연단에서 압축철근까지 d′=50mm, 인장철근까지 d=500mm이다.

$a=\dfrac{(A_s-A_s')f_y}{0.85f_{ck}b}=\dfrac{(4765-1161)\times 350}{0.85\times 28\times 300}=176.7\,\mathrm{mm}$

$M_n=(A_s-A_s')f_y\left(d-\dfrac{a}{2}\right)+A_s'f_y(d-d')$
$=3604\times 350\times(500-88.4)+1161\times 350\times(500-50)$
$=519.2\times 10^{6}+182.9\times 10^{6}=702.1\times 10^{6}\,\mathrm{N\cdot mm}$

따라서 공칭 휨강도는 약 702.1kN·m이다. 도면의 500mm를 전체 높이로 잘못 보고 유효깊이를 400mm로 잡으면 값이 크게 작아지므로, 500mm가 압축연단에서 인장철근까지의 유효깊이라는 점에 주의한다.

처짐을 계산하지 않아도 되는 단순지지보의 최소두께는 $h_{min} = \dfrac{l}{16}\left(0.43+\dfrac{f_y}{700}\right)$로 구한다.

지간 $l=4000\mathrm{mm}$, $f_y=300\mathrm{MPa}$를 대입하면 $h_{min} = \dfrac{4000}{16}\times\left(0.43+\dfrac{300}{700}\right) = 250\times0.859 \approx 215\mathrm{mm}$이다.

철근의 피복두께를 늘리는 것은 오히려 표면까지의 균열 전파 폭을 키우는 방향으로 작용하므로, 균열폭을 허용치 이하로 제어하는 방법으로 볼 수 없다.

이형철근을 사용해 부착력을 높이는 것, 철근을 인장구역에 고르게 분산 배치하는 것, 굵은 철근 대신 가는 철근을 많이 배치해 철근 표면적을 늘리는 것은 모두 균열폭을 제어하는 데 효과적인 방법이다.

띠철근 압축부재의 공칭축강도는 최소 편심을 고려해 중심축강도의 0.80배로 제한하므로 $P_n=0.80\left[0.85f_{ck}(A_g-A_{st})+f_yA_{st}\right]$ 로 계산한다.

단면이 400mm×400mm이므로 총단면적은 $A_g=400\times 400=160{,}000\,\mathrm{mm^{2}}$ 이고, 축방향 철근량 4000mm²를 빼면 콘크리트가 부담하는 순단면적은 156,000mm²이다.

$P_n=0.80\left[0.85\times 24\times 156000+280\times 4000\right]$
$=0.80\left[3{,}182{,}400+1{,}120{,}000\right]=0.80\times 4{,}302{,}400=3{,}441{,}920\,\mathrm{N}$

따라서 약 3442kN이다. 0.80을 곱하지 않으면 4302kN이 나오므로, 띠철근 기둥은 0.80, 나선철근 기둥은 0.85를 반드시 곱해야 한다는 점이 핵심이다.

균형파괴는 인장철근이 항복하는 순간 압축연단 콘크리트가 극한변형률에 도달하는 상태이므로, 변형률 적합조건으로 중립축 깊이를 먼저 구한다. 단면은 b=400mm, 압축연단에서 인장철근까지 d=540mm이다.

개정 기준의 $\varepsilon_{cu}=0.0033$ 과 $\varepsilon_{y}=\dfrac{300}{200000}=0.0015$ 를 쓰면
$c_b=\dfrac{0.0033}{0.0033+0.0015}\times 540=371.25\,\mathrm{mm}$
$a_b=\beta_1 c_b=0.80\times 371.25=297\,\mathrm{mm}$

압축력과 인장력이 같다는 조건 $\eta\,0.85f_{ck}\,a_b\,b=A_s f_y$ 에서
$A_s=\dfrac{1.0\times 0.85\times 30\times 297\times 400}{300}=10{,}098\,\mathrm{mm^{2}}$

따라서 균형철근량은 약 10098mm²이다. 옛 기준의 $\varepsilon_{cu}=0.003$, $\beta_1=0.836$ 을 쓰면 답이 달라지므로, $f_{ck}\le 40\,\mathrm{MPa}$ 에서 $\eta=1.0,\ \beta_1=0.80,\ \varepsilon_{cu}=0.0033$ 을 적용해야 한다.

콘크리트 표면이 탄산화되면 표층이 단단해져 반발경도가 오히려 정상보다 높게 나타나므로, 탄산화된 콘크리트가 정상보다 낮은 반발경도를 보인다는 설명은 틀렸다.

시험 대상 부재의 두께가 100mm 이상이어야 한다는 점, 타격 위치를 가장자리에서 100mm 이상 띄우고 서로 30mm 이내로 근접시키지 않는다는 점, 콘크리트 내부 온도가 0℃ 이하이면 반발경도가 정상보다 높게 나타난다는 점은 모두 옳은 설명이다.

균열이나 손상 부위에 에폭시 등을 주입해 틈을 메우는 주입공법은 구조 성능을 원상태로 되돌리는 보수(補修) 조치에 해당한다.

• 탄소섬유시트 접착공법은 부재 외부에 보강재를 부착해 내력을 높이는 보강 공법이다.
• 강판접착 공법도 강판을 덧대어 단면 성능을 향상시키는 보강 공법이다.
• 외부케이블 공법은 프리스트레스를 도입해 내력을 증대시키는 보강 공법이다.

일반적인 철근콘크리트 구조물에서 균열 발생 자체를 방지하려면 온도균열지수를 1.5 이상으로 관리하는 것이 표준값이다.

균열 발생을 제한하는 경우는 1.2~1.5, 유해한 균열 발생만 제한하는 경우는 0.7~1.2 수준을 기준으로 삼는다(출제 당시 콘크리트표준시방서 기준).

침하균열은 굳지 않은 콘크리트가 다짐 후에도 계속 압밀되면서 철근이 이 침하를 구속해 철근 바로 위에 생기는 균열로, 철근 위 피복두께가 얇을수록 철근의 구속 효과가 표면에 그대로 전달되어 균열이 심해진다.

따라서 피복두께가 클수록 오히려 침하균열이 줄어드는 경향을 보이므로, 피복두께가 클수록 침하균열이 증가한다는 설명은 사실과 반대다.

• 슬럼프가 클수록(단위수량이 많을수록) 침하량 자체가 커져 침하균열이 증가한다.
• 철근 직경이 클수록 철근 아래 공극이 커져 침하균열이 증가한다.
• 거푸집이 누수되면 국부적으로 침하가 불균등해져 침하균열이 증가한다.

계수전단력이 콘크리트와 전단철근이 함께 부담할 수 있는 최대 한계를 넘어서므로 단면 자체를 키워야 한다.

콘크리트 부담 전단강도는 $V_c = \dfrac{1}{6}\sqrt{f_{ck}}\,b_w d = \dfrac{1}{6}\sqrt{24}\times300\times500 \approx 122.5\,\mathrm{kN}$이다.

필요 전단철근 부담분은 $V_s = \dfrac{V_u}{\phi} - V_c = \dfrac{550}{0.75} - 122.5 \approx 610.9\,\mathrm{kN}$인데, 전단철근이 부담할 수 있는 상한은 $V_{s,max} = \dfrac{2}{3}\sqrt{f_{ck}}\,b_w d \approx 489.9\,\mathrm{kN}$에 불과하다.

필요값이 상한을 초과하므로 철근을 아무리 보강해도 감당할 수 없어 보 단면 증가가 필요하다.

1방향 슬래브의 수축·온도철근 간격은 슬래브 두께의 5배 이하이면서 450mm 이하로 정한다.

두께 150mm이면 5배 값은 750mm이지만, 상한인 450mm가 더 작으므로 이 값이 최대 간격이 된다.

휨부재의 최소철근량은 $A_{s,min} = \max\!\left(\dfrac{0.25\sqrt{f_{ck}}}{f_y}b_w d,\ \dfrac{1.4}{f_y}b_w d\right)$로 정한다.

첫째 식은 $\dfrac{0.25\sqrt{38}}{400}\times400\times500 \approx 771\,\mathrm{mm^2}$, 둘째 식은 $\dfrac{1.4}{400}\times400\times500 = 700\,\mathrm{mm^2}$로, 둘 중 큰 값인 약 771mm²가 최소철근량이 된다.

단면보수용 폴리머 시멘트 모르타르는 일반 콘크리트보다 높은 부착 성능이 요구되어, 품질기준상 부착강도는 1.0MPa 이상을 만족해야 한다(출제 당시 관련 기준).

알칼리 골재반응으로 이미 손상이 진행된 부재의 향후 팽창 가능성을 정량적으로 예측하려면 실제 구조물에서 코어를 채취해 습윤 조건에서 팽창률의 시간 변화를 추적하는 코어의 잔존팽창량 시험을 수행한다.

SEM 시험이나 압축강도 시험은 반응 생성물의 존재나 강도 저하 정도를 확인할 뿐 향후 팽창량을 직접 예측하지는 못한다.

스터럽(늑근)은 보에 휨과 함께 작용하는 사인장응력에 의한 경사균열(전단균열)을 방지하기 위해 배치하는 전단보강근이다.

물-시멘트비를 낮추고 밀실하게 타설하며 철근 피복두께를 충분히 확보하는 것은 모두 콘크리트 내부로 이산화탄소 침투를 늦춰 탄산화(중성화)를 억제하는 대책이다.

반면 수축줄눈은 건조수축에 의한 균열을 제어하기 위한 시공상 조치로, 탄산화 방지와는 직접 관련이 없다.

폴리머 시멘트계 재료는 부착성·방수성·염분 차단성에서는 일반 콘크리트보다 우수하지만, 유기 고분자가 섞여 있어 열에 약해 내화·내열성은 오히려 일반 콘크리트보다 떨어진다.

음향방출(AE)법은 재료 내부의 미세균열 진전 등 동적인 변화가 발생할 때 방출되는 탄성파를 감지하는 기법이므로, 구조물에 하중이나 응력 변화가 가해지지 않으면 신호 자체가 발생하지 않아 검사가 어렵다.

구조물 사용을 중단하지 않고도 검사할 수 있고, Kaiser효과(이전 최대 하중 이하에서는 방출이 재현되지 않는 현상) 때문에 반복 검사 횟수에 제약이 있다는 점은 옳은 설명이다.

염화물이온량 측정(질산은 적정법 계열)에는 질산은(적정 시약), 크롬산칼륨(몰법 지시약), 티오시안산 제2수은(전위차·비색법 지시약)이 쓰인다.

페놀프탈레인은 콘크리트의 중성화(탄산화) 깊이를 판정할 때 쓰는 pH 지시약으로, 염화물이온 측정과는 관련이 없다.