16년 1회차

시방배합을 현장배합으로 고칠 때는 골재의 함수상태, 5mm체에 남는 굵은골재량과 통과하는 잔골재량 같은 입도 보정, 그리고 혼화제 희석수량을 단위수량에 반영하는 것이 핵심 고려사항이다.

운반 중 공기량이 시간에 따라 변화하는 현상은 시공관리·품질관리 단계에서 다룰 사항이지, 시방배합을 현장배합으로 환산할 때 고려하는 항목은 아니다.

고성능AE감수제는 반응성고분자와 분산제를 주요 구성성분으로 하며, 반응성고분자의 함유량이 많을수록 슬럼프로스가 줄어드는 특성을 가진다.

• 동결융해 저항성 개선이나 응결시간 촉진이 아니라 높은 감수율로 유동성을 확보하면서 슬럼프 로스를 억제하는 것이 주된 목적이다.
• 슬럼프값을 급격히 증가시키는 것이 아니라 소요 슬럼프를 안정적으로 유지시키는 혼화제이다.
• 유동화제처럼 타설현장에서 후첨가하는 방식이 아니라 일반적으로 믹서에서 비빌 때 투입한다.

방청제는 철근의 부식을 억제하기 위해 사용하는 혼화제로, 굳지 않은 콘크리트의 워커빌리티(작업성) 자체를 개선할 목적으로 쓰이는 것은 아니다.

반면 감수제, 고성능 유동화제, AE감수제는 모두 단위수량을 줄이거나 유동성을 높여 작업성을 향상시키는 혼화제이다.

혼합 후 조립률이 목표값 2.8이 되도록 A와 B를 섞는 비율은 각 모래의 조립률과 목표 조립률의 차이를 이용한 내분 비율로 구한다.

$B\text{의 비율} = \dfrac{3.2-2.8}{3.2-2.2} = \dfrac{0.4}{1.0} = 0.4$이므로 B는 40%, A는 나머지 60%가 된다.

시멘트가 풍화되면 시멘트 입자 표면이 공기 중의 탄산가스·수분과 반응하여 탄산화·수화가 일어나면서 비중이 오히려 낮아진다.

따라서 풍화로 인해 비중이 높아진다는 서술은 사실과 반대이다.

부순 굵은골재는 입자가 모나고 편평·세장한 것이 많아 강자갈에 비해 실적률이 낮다. 입자끼리 잘 맞물리지 못해 골재 사이 공극이 커지기 때문이다.

따라서 입형이 평평해서 강자갈보다 실적률이 높다는 서술은 사실과 반대이며, 나머지(작업성 저하, 시멘트페이스트와의 부착력 향상, 같은 슬럼프를 얻기 위한 단위수량 증가)는 부순골재 콘크리트의 일반적인 특징으로 옳다.

식의 분자에 놓인 B는 표면 건조 포화 상태 시료의 질량이다.

굵은골재 밀도시험(KS F 2503)에서 표건밀도는 $D_s=\dfrac{B}{B-C}\times\rho_w$ 로 구하며, 여기서 B는 표건상태 시료의 공기 중 질량, C는 시료의 수중질량, ρ_w는 시험온도에서 물의 밀도이다.

분모 (B − C)는 물속에서 잃은 질량, 곧 골재가 밀어낸 물의 질량이며 이를 물의 밀도로 나눈 것이 골재의 겉보기 부피(표건 부피)에 해당한다. 그래서 '표건질량 ÷ 표건부피'가 표건밀도가 된다.

절대건조상태 질량 A를 분자에 넣으면 절건밀도가 되고, 공기 중 건조상태 질량은 이 식에 쓰이지 않는다. 분자와 분모에 같은 B가 들어간다는 점이 표건밀도 식의 특징이다.

단위잔골재량은 전체 절대체적 1㎥에서 시멘트·물·공기의 절대체적을 뺀 골재 절대체적에 잔골재율을 곱해 구하며, 계산 결과 652kg이 된다.

시멘트 절대체적은 $320/3.2=100\mathrm{L}$, 물의 절대체적은 $160/1.0=160\mathrm{L}$, 공기 체적은 $1000\times0.05=50\mathrm{L}$이므로 골재 절대체적은 $1000-100-160-50=690\mathrm{L}$이다.

잔골재 절대체적은 $690\times0.35=241.5\mathrm{L}$이고, 잔골재 표건밀도를 곱하면 $S=241.5\times2.7\approx652\mathrm{kg}$이다.

설계기준압축강도가 35MPa를 초과하므로 두 식으로 각각 계산한 값 중 큰 값을 배합강도로 정하며, 계산 결과 52.15MPa이 된다.

$f_{cr}=f_{ck}+1.34s=45+1.34\times5=51.7\mathrm{MPa}$

$f_{cr}=0.9f_{ck}+2.33s=0.9\times45+2.33\times5=40.5+11.65=52.15\mathrm{MPa}$

두 값 중 큰 $52.15\mathrm{MPa}$를 배합강도로 취한다.

체가름시험(KS F 2502)의 계량 결과는 전 시료 질량에 대한 백분율을 계산한 뒤 정수로 나타내는 것이 원칙이며, 소수점 이하까지 표시하지 않는다.

따라서 결과를 소수점 이하 첫째자리까지 나타낸다는 서술이 규정과 다르다.

굵은골재의 안정성시험은 하나의 체로 걸러낸 시료 전체가 아니라 입도 구간별로 나눈 시료에 대해 각각 시험하여 손실률을 산정하는 것이 원칙이다.

따라서 10mm체로 쳐서 남는 시료에 대해서만 시험한다는 서술은 안정성시험 방법과 맞지 않으며, 나머지(내구성 조사 목적, 황산나트륨 포화용액 사용, 잔골재는 10mm체 통과분)는 옳은 설명이다.

입도가 적절한 골재를 사용하면 골재 사이의 공극이 줄어들어 같은 워커빌리티를 얻는 데 필요한 단위수량과 단위시멘트량이 오히려 줄어든다.

따라서 단위수량 및 단위시멘트량이 많아진다는 서술은 사실과 반대이며, 워커빌리티 증대·재료분리 감소·건조수축 감소 및 내구성 증대는 적절한 입도 골재의 일반적인 효과로 옳다.

KS L ISO 679 시멘트 강도시험은 재령에 도달하면 먼저 휨강도 시험을 실시하고, 그 결과 부러진 두 조각의 시편을 이용해 압축강도 시험을 나중에 수행한다.

따라서 압축강도를 먼저 측정한 뒤 깨어진 시편으로 휨강도를 측정한다는 순서 서술은 실제 시험 순서와 반대이다.

전알칼리량은 $K_2O$를 $Na_2O$ 당량으로 환산해 더한 값으로 구하며, 계산 결과 0.76%가 된다.

$\text{전알칼리}=Na_2O+0.658\times K_2O=0.5+0.658\times0.4=0.5+0.263=0.76\%$

각 무더기의 구성비를 가중치로 조합하면 평균밀도는 약 2.62 g/cm³이다.

여러 무더기로 나누어 시험했을 때 평균밀도는 단순 산술평균이 아니라 전체 질량을 전체 부피로 나눈 값이므로 $D=\dfrac{P_1+P_2+P_3}{\dfrac{P_1}{d_1}+\dfrac{P_2}{d_2}+\dfrac{P_3}{d_3}}$ 로 계산한다(P는 원시료에 대한 백분율, d는 각 무더기의 밀도).

분모 계산: $\dfrac{44}{2.72}=16.18,\quad \dfrac{35}{2.56}=13.67,\quad \dfrac{21}{2.54}=8.27$ 이므로 합은 38.12이다.

따라서 $D=\dfrac{100}{38.12}=2.62\ \mathrm{g/cm^3}$ 이다. 세 밀도의 단순평균(2.607)과는 다르며, 표의 시료 질량은 각 무더기의 시험량일 뿐 가중치는 원시료에 대한 백분율임에 주의한다.

팽창재는 콘크리트의 건조수축에 의한 균열을 막기 위해 경화 초기에 팽창을 일으키는 혼화재로, 포졸란 반응이나 잠재수경성과는 원리가 다르다.

화산재, 플라이애시, 고로슬래그 미분말은 각각 포졸란 활성 또는 잠재수경성을 가지며 시멘트의 일부를 대체하는 혼화재로 사용된다.

압축강도 시험횟수가 적을수록 표준편차 보정계수는 커지며, 20회에서 1.08, 25회에서 1.03을 적용하는 것이 기준이다.

22회는 20회와 25회 사이에 있으므로 두 값을 직선보간하면 $1.08-\dfrac{22-20}{25-20}\times(1.08-1.03)=1.08-0.02=1.06$이 된다.

단위시멘트량은 소요강도, 내구성, 수밀성, 강재보호성능 등을 만족하도록 시험을 통해 정하는 것이 원칙이며, 잔골재와 굵은골재의 수량비율에 따라 정해지는 것은 아니다.

잔골재·굵은골재의 배합비율은 잔골재율의 문제이지 단위시멘트량 결정 기준이 아니므로, 이 서술이 틀렸다.

시멘트 비중시험(KS L 5110)에 사용하는 광유는 온도 23±2℃에서 비중 약 0.73 이상인 등유나 나프타를 사용하도록 규정되어 있어, 비중 약 0.5 이상이라는 서술은 기준과 다르다.

포틀랜드 시멘트 시료량 약 64g, 접수 상태대로 시험, 반복 측정 오차 ±0.03 이내라는 나머지 서술은 규정과 부합한다.

공통으로 들어갈 용어는 규산율(Silica Modulus)이다.

규산율은 $SM=\dfrac{\mathrm{SiO_2}}{\mathrm{Al_2O_3}+\mathrm{Fe_2O_3}}$ 로 정의되며, 값이 클수록 실리카질이 상대적으로 많다는 뜻이다. 실리카가 많으면 소성 과정에서 C₂S의 생성량이 늘어 수화는 느리지만 장기강도 발현에 유리해진다.

반대로 규산율이 낮으면 분모의 알루미나·산화철 성분이 상대적으로 많아져 C₃A의 생성량이 많아지고, C₃A는 수화가 매우 빨라 조기강도가 높아진다. 지문의 두 서술이 하나의 지표로 동시에 설명되는 이유다.

• 수경률 $HM=\dfrac{\mathrm{CaO}}{\mathrm{SiO_2}+\mathrm{Al_2O_3}+\mathrm{Fe_2O_3}}$ 은 석회의 상대량을 나타내는 지표로, C₂S 와 C₃A 생성량을 함께 설명하지 못한다.
• 강열감량은 시멘트를 강열했을 때의 질량 감소율로, 풍화 정도를 판정하는 값이다.
• 활성도지수는 고로슬래그·플라이애시 같은 혼화재의 강도 기여 정도를 나타내는 값이다.

센트럴믹스트 콘크리트는 믹싱플랜트에서 소정의 품질이 되도록 완전히 비빈 콘크리트를 애지테이터트럭이나 트럭믹서로 교반하면서 운반하는 방식을 말한다.

이와 달리 트랜싯믹스트 콘크리트는 트럭믹서 안에서 비비기의 전부가, 쉬링크믹스트 콘크리트는 비비기의 일부가 운반 중에 이루어지는 방식이므로 문제의 설명과 구별된다.

콘크리트 재료의 계량은 현장배합에 의해 실시하는 것이 원칙이며, 시방배합은 골재 함수상태 등을 반영해 현장배합으로 환산한 뒤에 계량 기준으로 사용한다.

따라서 계량을 시방배합에 의해 실시한다는 서술이 틀렸고, 유효흡수율 산정·혼화재 희석수의 단위수량 산입·재료별 질량계량 원칙(물·혼화제 용액은 용적계량 가능) 등 나머지 서술은 옳다.

반발경도 시험용 테스트해머는 대상 콘크리트에 따라 종류가 나뉘며, 보통 콘크리트에는 N형 계열(NR형·NP형·MTC형)을 사용한다.

반면 M형은 타격에너지가 큰 해머로, 매스콘크리트나 콘크리트 포장처럼 두꺼운 부재를 대상으로 하는 종류여서 보통 콘크리트용으로는 사용하지 않는다.

단위수량이 지나치게 많아지면 재료분리와 블리딩이 커져 오히려 워커빌리티가 나빠질 수 있으므로, 단위수량이 많을수록 무조건 워커빌리티가 좋아진다고 볼 수 없다.

AE제 사용에 의한 워커빌리티 개선, 쇄석 사용 시 워커빌리티 저하, 잔골재율 과소 시 워커빌리티 저하는 모두 일반적으로 인정되는 사실이다.

콘크리트 재료의 1회 계량분 허용오차는 골재 ±3%, 혼화재 ±2%, 시멘트 -1%~+2%, 물 -2%~+1%로 규정되어 있어, 보기 중에서는 골재의 허용오차가 가장 크다.

시멘트나 물처럼 계량 정밀도가 강도·내구성에 직접 영향을 주는 재료일수록 허용오차를 작게 규정하고, 상대적으로 영향이 완만한 골재는 허용오차를 크게 둔다.

고강도 콘크리트일수록 조직이 치밀하고 물-결합재비가 낮아 크리프 변형이 작아지는 것이 일반적이며, 커진다는 서술은 사실과 반대이다.

반대로 습도가 낮을수록, 재하 하중이 클수록, 콘크리트 온도가 높을수록 크리프 변형이 커지는 것은 옳은 설명이다.

바다 잔골재를 사용하는 경우 염화물(염소이온) 함유량 시험은 품질 관리를 위해 1일 2회 이상 실시하는 것이 원칙이며, 1일 1회만 실시한다는 서술은 기준에 미달한다.

슬럼프 시험과 공기량 시험을 공시체 채취 시 및 타설 중 품질변화가 인정될 때 실시하는 것, 펌프 압송 시 펌퍼빌리티 시험을 실시하는 것은 옳은 설명이다.

정탄성계수 시험(KS F 2438)에서 S1은 종방향 변형률이 0.00005에 도달했을 때의 응력을 의미하며, S2는 가해진 최대하중에 대응하는 응력이다.

탄성계수는 이 두 응력 $S_1, S_2$와 그에 대응하는 변형률 차이를 이용해 산정한다.

품질관리는 품질의 목표를 설정하고 이를 달성하기 위해 계획, 시공, 검사, 개선 등을 체계적으로 수행하는 활동을 말한다.

굳은 콘크리트의 압축강도에서 재하속도가 느릴수록 압축강도는 감소하므로, 재하속도가 느릴수록 압축강도가 증가한다는 설명이 잘못되었다. 재하속도가 빠를수록 콘크리트는 더 높은 압축강도를 나타내는데, 이는 동적 효과 때문이며, 느린 속도의 정적 재하에서는 강도가 낮게 측정된다.

• 단위 수량이 동일할 때 시멘트량 증가 시 강도 증가가 맞다.
• 물-시멘트비 감소는 강도 증가의 기본 원칙이다.
• 공기량 감소로 강도가 증가하는 것이 정확하다.

골재는 시멘트페이스트에 비해 건조수축이 매우 작기 때문에 콘크리트 안에서 수축을 구속(억제)하는 역할을 하며, 골재량이 많을수록 콘크리트 전체의 건조수축은 오히려 줄어든다.

따라서 골재의 체적 변화가 커서 건조수축을 촉진한다는 서술은 사실과 반대이며, 상대습도의 영향·단위수량의 영향·부재 치수가 클수록 건조수축이 작아진다는 나머지 서술은 옳다.

강제식 믹서를 사용하고 별도의 비비기 시간 시험을 하지 않은 경우, 최소 비비기 시간은 1분 이상을 표준으로 하며 2분 이상이 아니다(가경식 믹서는 1분 30초 이상).

재료가 균질하게 비벼져야 한다는 점과, 정해둔 비비기 시간의 3배 이상 계속 비비지 않아야 한다는 나머지 서술은 옳다.

콘크리트 속 수산화칼슘이 공기 중의 탄산가스와 반응하여 탄산칼슘으로 변하면서 콘크리트의 알칼리성을 잃어가는 현상을 중성화라고 한다.

레디믹스트 콘크리트 제조설비의 골재 저장설비는 일반적으로 최대 출하량의 1일분 이상에 상당하는 골재량을 저장할 수 있는 크기로 계획하며, 1주일분 이상을 요구하는 것은 아니다.

고정 믹서 사용, 재료별 별도 저장빈 구비, 시멘트 종류별 구분 저장 및 풍화 방지는 옳은 설명이다.

레디믹스트 콘크리트에 사용하는 회수수의 염소이온량 기준은 250mg/L 이하이므로 350mg/L 이하라는 서술은 규정과 다르다.

시멘트 응결시간의 차(초결 30분·종결 60분 이내), 모르타르 압축강도비(재령 7일 및 28일에서 90% 이상), 단위 슬러지 고형분율(3.0% 이하)은 각각 규정과 일치하는 값이다.

휨강도시험에서 가장자리 응력도의 증가율은 매초 $0.06 \pm 0.04\ \mathrm{MPa}$가 되도록 하중을 가하는 것이 규정이며, 매초 0.6±0.4MPa는 이보다 10배 큰 값으로 규정과 다르다.

3등분점 재하법으로 공시체의 휨강도를 측정하는 점, 지간을 공시체 높이의 3배로 하는 점, 인장쪽 표면의 3등분점 바깥쪽에서 파괴된 경우 결과를 무효로 하는 점은 모두 시험방법과 일치한다.

모르타르·콘크리트의 길이변화 시험에서 공시체 양 끝에 매립한 게이지 플러그 사이의 거리를 재는 다이얼 게이지를 부착한 측정기를 이용하는 방법이 공시체의 중심축 방향 길이변화를 측정하는 방법이다.

• 현미경을 부착한 콤퍼레이터를 이용하는 방법과 콘택트 스트레인 게이지를 이용하는 방법은 공시체 표면에 붙인 표점 사이의 길이변화를 측정한다.
• 변형률 측정장치(매립형 게이지)를 이용하는 방법은 콘크리트 내부에 묻은 게이지로 국부적인 변형을 측정한다.

쪼갬인장강도는 $f_{sp} = \dfrac{2P}{\pi d l}$ 로 계산하며, 원기둥 공시체의 지름과 길이, 파괴하중을 대입하면 2.12MPa가 된다.

$f_{sp} = \dfrac{2 \times 150{,}000\,\mathrm{N}}{\pi \times 150\,\mathrm{mm} \times 300\,\mathrm{mm}} \approx 2.12\ \mathrm{MPa}$

단위를 Pa로 적은 보기들은 계산값보다 100만 배 작은 값이고, 1.06MPa은 계산 결과의 절반이므로 모두 맞지 않는다.

길모어침시험은 시멘트의 응결시간을 측정하는 시험으로, 굳지 않은 콘크리트의 워커빌리티(반죽질기)를 평가하는 시험이 아니다.

• 슬럼프시험은 콘크리트의 유동성을 나타내는 대표적 워커빌리티 시험이다.
• 구관입시험(켈리볼 관입시험)은 관입 깊이로 반죽질기를 평가한다.
• 비비시험은 진동을 가해 다짐이 완료되는 시간으로 반죽질기를 평가한다.

이 콘크리트의 변동계수는 7.3%이다.

측정값 30, 32, 29, 29, 33, 27MPa 의 평균은 $\bar{x}=\dfrac{30+32+29+29+33+27}{6}=\dfrac{180}{6}=30\,\mathrm{MPa}$ 이다.

편차의 제곱합은 $0^2+2^2+(-1)^2+(-1)^2+3^2+(-3)^2=24$ 이고, 불편분산을 쓰므로
$s=\sqrt{\dfrac{24}{6-1}}=\sqrt{4.8}=2.19\,\mathrm{MPa}$

따라서 $C_v=\dfrac{s}{\bar{x}}\times100=\dfrac{2.19}{30}\times100\approx7.3\%$ 이다. 제곱합을 n이 아닌 n-1로 나누는 것이 불편분산이며, n으로 나누면 6.7%가 되어 답이 달라진다.

A는 0.8, B는 0.7이다.

현장타설 콘크리트말뚝과 지하연속벽의 수중콘크리트는 물이나 안정액 속에서 타설되므로 재료분리와 시멘트 유실이 생겨 실제 강도가 대기 중 타설보다 떨어진다. 그래서 배합강도 단계에서 미리 강도를 할증해 두도록 규정한다.

기준은 물속에서 시공할 때 대기 중 강도의 0.8배, 안정액 속에서 시공할 때 0.7배이다. 안정액(벤토나이트 이수) 속에서는 이수 혼입에 의한 품질 저하가 더 크기 때문에 계수가 더 작게 정해져 있다.

따라서 두 값이 같은 조합이거나 안정액 쪽이 더 큰 조합은 성립하지 않는다.

슬럼프시험은 슬럼프값이 매우 작은 된반죽(20mm 이하) 콘크리트에서는 침하량의 변별력이 떨어져 반죽질기 측정에 적합하지 않다.

다짐계수시험, 관입시험, 외압병용VB시험은 이러한 된반죽·저슬럼프 콘크리트의 반죽질기 평가에 사용되는 시험 방법이다.

타설 완료 후 콘크리트 온도는 약 20.3℃이다.

비빈 뒤 운반·타설 중의 온도 저하는 $T_2=T_1-0.15\,(T_1-T_0)\,t$ 로 추정한다. 여기서 $T_1$은 비빈 직후 콘크리트 온도, $T_0$는 주위 기온, $t$는 비빈 후 타설 완료까지의 시간(시간 단위)이다.

주어진 조건은 $T_1=25^\circ\mathrm{C}$, $T_0=4^\circ\mathrm{C}$, $t=1.5\,\mathrm{h}$ 이므로
$T_2=25-0.15\times(25-4)\times1.5$
$=25-4.725=20.275^\circ\mathrm{C}$

따라서 약 20.3℃이다. 1시간 30분을 1.5시간으로 환산하는 것이 계산의 핵심이며, 1시간으로 보면 21.9℃가 되어 답이 어긋난다.

프리웨팅은 골재를 미리 물에 적셔 흡수에 따른 단위수량 변동을 줄이기 위한 조치로, 매스콘크리트의 수화열에 의한 온도균열을 방지·제어하는 대책과는 직접 관련이 없다.

팽창콘크리트 사용, 외부구속이 큰 벽체에 수축이음 설치, 프리쿨링·파이프쿨링은 모두 매스콘크리트의 온도균열을 저감하기 위한 실질적인 대책이다.

틀린 것은 온도상승 속도를 1시간당 30℃ 이상으로 하고 최고온도를 120℃로 한다는 설명이다.

증기양생에서 온도를 급격히 올리면 콘크리트 내부에 온도차와 팽창 응력이 생겨 균열과 강도 저하를 부른다. 그래서 온도상승 속도는 1시간당 20℃ 이하로 완만하게 올리고, 최고 양생온도도 65℃ 정도를 넘지 않도록 관리한다. 120℃는 상압 증기양생의 범위를 크게 벗어난 값이다.

나머지 순서는 옳다. 거푸집째 양생실에 넣어 온도를 균등하게 올리고, 응결이 어느 정도 진행되도록 비빈 후 2~3시간 이상 전치시간을 둔 뒤 증기를 넣으며, 양생을 마치면 온도를 서서히 내려 외기와 큰 차가 없을 때 제품을 꺼내 급랭 균열을 막는다.

현장에서 타설되는 콘크리트를 다지는 방법으로는 삽입이 간편하고 범용성이 높은 내부진동기가 가장 널리 사용된다.

가압다지기·원심력다지기·압출성형은 주로 공장제품(콘크리트 2차 제품) 생산에 사용되는 특수한 다짐 방법이다.

내부구속응력이 지배적인 평판구조의 간이 온도균열지수는 $I_{cr} = \dfrac{15}{\Delta T_i}$ 로 구하며, 여기에 $\Delta T_i = 12.5\,^{\circ}\mathrm{C}$를 대입하면 1.2가 된다.

$I_{cr} = \dfrac{15}{12.5} = 1.2$

완전히 물막이를 할 수 없는 상태에서 수중콘크리트를 타설할 때 허용되는 유속의 한도는 1초에 5cm 이하이며, 15cm 이하라는 서술은 규정보다 지나치게 완화된 값이다.

콘크리트를 수중에 낙하시키지 않는 것, 경화될 때까지 물의 유동을 방지하는 것, 레이턴스를 모두 제거한 후 이어 타설하는 것은 수중콘크리트 타설의 기본 원칙과 일치한다.

경량골재콘크리트는 골재 자체의 흡수율과 공극이 커서 동결융해 저항성 확보를 위해 보통골재콘크리트보다 공기량을 1% 정도 크게 하는 것이 원칙이며, 작게 한다는 서술은 반대로 되어 있다.

설계기준압축강도 범위(15MPa 이상 24MPa 이하), 경량 잔골재·굵은골재의 절건밀도 기준, 기건단위질량 범위(1400~2000kg/㎥)에 대한 서술은 규정과 일치한다.

시공 전에 계획되지 않았던 위치에서, 먼저 타설한 콘크리트와 나중에 타설한 콘크리트가 완전히 일체화되지 못해 생기는 이음을 콜드조인트라 한다.

• 겹침이음은 철근을 서로 겹쳐 응력을 전달하는 철근 이음의 한 형태다.
• 균열유발줄눈은 균열 발생 위치를 계획적으로 유도하기 위해 미리 설치하는 줄눈이다.
• 신축줄눈은 온도변화에 의한 팽창·수축을 흡수하기 위해 계획적으로 설치하는 줄눈이다.

고강도 콘크리트는 소요의 워커빌리티를 확보하는 범위 내에서 잔골재율을 가능한 한 작게 하는 것이 원칙이며, 많게 한다는 서술은 반대로 되어 있다.

설계기준압축강도 기준(일반 40MPa 이상, 경량골재는 27MPa 이상), 굵은골재 선정의 중요성, 공기연행제를 원칙적으로 사용하지 않는다는 서술은 규정과 일치한다.

프리플레이스트 콘크리트는 굵은골재를 먼저 채운 뒤 모르타르를 주입하는 특성상 내부 품질을 눈으로 직접 확인하기가 어려워 결함이 생기기 쉬운 공법이며, 품질 확인이 용이해 결함 발생률이 낮다는 서술은 실제와 반대다.

확인이 어려운 공법이기 때문에 오히려 주입 모르타르의 배합설계 단계가 특히 중요하게 다루어진다.

숏크리트의 초기강도 표준값은 재령 3시간에서 1.0~3.0MPa, 재령 24시간에서 5.0~10.0MPa이다. 따라서 재령 3시간에 1.0~3.0MPa라는 서술이 표준값과 일치한다.

같은 1.0~3.0MPa를 재령 6시간에 대응시키거나, 재령 12시간에 3.0~5.0MPa, 재령 24시간에 10.0~15.0MPa를 적용한 서술은 모두 표준값과 맞지 않는다.

일반콘크리트 타설에서 허용 이어치기 시간간격의 표준은 외기온도에 따라 구분되며, 외기온도 25℃를 초과하는 경우 2.0시간을 표준으로 한다.

외기온도가 25℃ 이하인 경우에는 이보다 긴 시간간격(2.5시간)이 표준으로 적용된다.

바닥틀에서 보가 작은보와 교차하는 경우, 시공이음은 작은보 폭의 약 2배 거리만큼 떨어진 위치에 설치하는 것이 표준이며, 3배 거리라는 서술은 규정과 다르다.

시공이음을 슬래브·보의 경간 중앙부 부근에 두는 것, 바닥틀과 일체인 기둥·벽의 이음을 바닥틀과의 경계부분에 두는 것, 헌치나 내민부분이 있는 구조물에서 바닥틀과 연속해서 타설하는 것은 규정과 일치한다.

해양콘크리트는 해수에 의한 황산염·염화물 침식에 저항성이 큰 시멘트(고로슬래그시멘트, 플라이애시시멘트, 중용열포틀랜드시멘트 등)를 사용하는 것을 원칙으로 하며, 보통포틀랜드시멘트를 원칙으로 한다는 서술은 규정과 다르다.

해풍의 영향이 큰 육상구조물을 해양콘크리트로 취급하는 것, PS강재의 응력부식·부식피로 검토, 감조부분에 시공이음을 두지 않도록 계획하는 것은 해양콘크리트의 일반적인 원칙과 일치한다.

일평균기온이 15℃ 이상일 때 습윤양생기간의 표준은 시멘트 종류에 따라 달라지며, 보통포틀랜드시멘트 5일, 고로슬래그시멘트 7일, 조강포틀랜드시멘트 3일이 표준값이다.

조강시멘트는 초기강도 발현이 빨라 양생기간이 짧고, 고로슬래그시멘트는 강도발현이 늦어 상대적으로 긴 양생기간이 필요하다.

고유동 콘크리트는 다짐 없이도 스스로 유동·충전되는 특성 때문에 오히려 균질하고 정밀도가 높은 구조체를 만드는 데 효과적이며, 부적합하다는 서술은 실제 용도와 반대다.

충전이 곤란한 구조체, 다짐 소음·진동을 피해야 하는 현장, 다짐공의 숙련도에 의존하지 않고 균질한 품질을 얻고자 하는 경우에 고유동 콘크리트가 효과적으로 사용된다.

공장제품에 사용하는 화학적 프리스트레스용 콘크리트의 팽창률은 $200 \times 10^{-6}$ 이상 $1000 \times 10^{-6}$ 이하를 표준으로 하므로, $100 \times 10^{-6}$ 이상 $700 \times 10^{-6}$ 이하라는 서술은 규정과 다르다.

수축보상용 콘크리트의 팽창률($150 \times 10^{-6}$ 이상 $250 \times 10^{-6}$ 이하), 현장타설 화학적 프리스트레스용 콘크리트의 팽창률($200 \times 10^{-6}$ 이상 $700 \times 10^{-6}$ 이하), 팽창률을 재령 7일 시험값 기준으로 한다는 서술은 규정과 일치한다.

빈칸에 들어갈 값은 20~30퍼센트이다.

반발률은 뿜어붙인 재료 가운데 부착되지 못하고 튕겨 나온 양의 비율이다. 값이 클수록 재료 손실과 분진이 늘고 부착 품질도 나빠지므로, 시공 실적이 없거나 새로운 혼화재료를 쓰는 경우에는 분진농도·초기강도와 함께 반발률의 상한치를 미리 정해 두고 시험시공으로 확인한다.

이때 뿜어붙이기 성능의 판정 기준으로 삼는 표준 상한치가 20~30퍼센트이다. 이는 출제 당시 기준의 표준값이며, 실제 배합·장비·시공법에 따라 별도로 정할 수 있다.

알칼리-실리카반응(ASR)에 의한 균열 방향은 부재의 철근 배치와 구속 조건에 좌우된다. 철근이 한 방향으로 배치되어 구속이 뚜렷한 기둥·보에서는 축방향(종방향) 균열이 나타나지만, 벽체처럼 면 전체가 팽창하는 부위에서는 거북등 모양의 망상(불규칙) 균열이 나타나므로 벽에서 종방향 균열이 발생한다는 서술은 실제 현상과 다르다.

겔의 표면 유출 및 균열·공극 충전, 부재단부의 균열이나 팽창조인트부 파손, 골재 주위의 반응환 생성은 ASR의 대표적인 증상이다.

공칭전단강도는 약 318.6kN이다. 그림의 단면은 폭 b_w=300mm, 인장철근(3-D22) 도심까지의 유효깊이 d=450mm이며, D13 U형 스터럽이 200mm 간격으로 배치되어 있어 $A_v=2\times126.7=253.4\,\mathrm{mm^2}$ 이다.

콘크리트가 부담하는 전단강도는
$V_c=\dfrac{1}{6}\sqrt{f_{ck}}\,b_w d=\dfrac{1}{6}\sqrt{28}\times300\times450$
$=119.1\times10^3\,\mathrm{N}=119.1\,\mathrm{kN}$

전단철근이 부담하는 강도는
$V_s=\dfrac{A_v f_{yt} d}{s}=\dfrac{253.4\times350\times450}{200}$
$=199.6\times10^3\,\mathrm{N}=199.6\,\mathrm{kN}$

따라서 $V_n=V_c+V_s=119.1+199.6\approx318.6\,\mathrm{kN}$ 이다. U형 스터럽은 단면을 두 가닥이 지나므로 공칭단면적에 2를 곱한다는 점이 실수하기 쉬운 지점이다.

측정된 균열깊이는 약 91.4mm이다.

그림에서 건전부는 탐촉자 간격 100mm로 $T_o=120\,\mu\mathrm{s}$를 측정하고, 균열부는 균열을 사이에 두고 좌우 50mm + 50mm(역시 전체 100mm)로 $T_c=250\,\mu\mathrm{s}$를 측정한 배치다. 균열이 있으면 초음파가 균열 끝을 돌아가므로 경로가 길어져 전파시간이 늘어난다는 원리를 이용한다.

$T_c-T_o$법의 균열깊이 식에 대입하면
$d=\dfrac{L}{2}\sqrt{\left(\dfrac{T_c}{T_o}\right)^2-1}=\dfrac{100}{2}\sqrt{\left(\dfrac{250}{120}\right)^2-1}$
$=50\sqrt{4.34-1}=50\times1.828=91.4\,\mathrm{mm}$

여기서 L은 균열을 사이에 둔 두 탐촉자 사이의 전체 거리 100mm이다. 한쪽 50mm만 넣으면 값이 절반이 되므로 주의해야 한다.

설명에 해당하는 것은 자연전위법이다.

자연전위법은 콘크리트 속 철근과 기준전극 사이의 전위차를 측정해 부식 가능성을 판정하는 전기화학적 방법이다. 전위가 음(-)의 방향으로 클수록 부식 확률이 높다고 보며, 측정면을 격자로 나눠 전위 분포를 그리면 구조물 안에서 부식 위험이 큰 위치를 찾아낼 수 있다. 부식량 자체가 아니라 조사 시점의 부식 가능성을 진단한다는 점이 지문과 정확히 일치한다.

• 초음파법은 초음파의 전파속도·전파시간으로 강도 추정이나 균열깊이·내부 결함을 조사한다.
• 방사선법은 X선·감마선 투과상으로 철근 배치나 내부 공극을 확인한다.
• 전자파법(레이더법)은 전자파 반사로 철근 위치·피복두께·매설물을 탐사한다.

즉 나머지는 모두 내부 형상이나 결함을 보는 방법이고, 강재의 부식 환경 자체를 다루는 것은 자연전위법뿐이다.

유리섬유는 인장강도가 매우 높은 섬유로 강섬유에 뒤지지 않는 수준이며, 인장강도가 강섬유의 1/2 정도라는 서술은 실제와 다르다.

흡수성이 없고 전기 절연성이 큰 점, 탄소섬유보다 밀도가 큰 점, 고온에 견디며 불연성인 점은 유리섬유의 일반적인 특성과 일치한다.

여러 개의 철근을 묶어 사용하는 다발철근은 이형철근으로서 그 개수가 4개 이하로 제한되며, 5개 이상이어야 한다는 서술은 규정과 다르다.

전단철근(수직스터럽) 간격을 0.5d 이하 또 600mm 이하로 하는 것, 2단 이상 배치 시 상하철근의 순간격을 25mm 이상으로 하는 것, 나선철근·띠철근 기둥의 축방향철근 순간격을 40mm 이상으로 하는 것은 철근간격 규정과 일치한다.

필요한 휨모멘트는 10.2kN·m이다.

그림의 단면은 400mm×600mm 직사각형이고 PS강재 A_p가 단면 도심에 배치되어 편심이 0이다. 따라서 프리스트레스는 단면 전체에 균등한 압축응력만 준다. 손실 15%를 반영한 유효 프리스트레스는 $P_e=120\times0.85=102\,\mathrm{kN}$ 이다.

단면적과 단면계수는 $A=400\times600=2.4\times10^5\,\mathrm{mm^2}$, $Z=\dfrac{bh^2}{6}=\dfrac{400\times600^2}{6}=2.4\times10^7\,\mathrm{mm^3}$ 이다.

하연응력이 0이 되는 조건 $\dfrac{P_e}{A}-\dfrac{M}{Z}=0$ 에서
$M=\dfrac{P_e Z}{A}=\dfrac{102\times10^3\times2.4\times10^7}{2.4\times10^5}$
$=10.2\times10^6\,\mathrm{N\cdot mm}=10.2\,\mathrm{kN\cdot m}$
강재가 도심에 있어 편심 모멘트 항이 없다는 점이 계산의 출발점이다.

철근콘크리트의 역학적 해석에서는 인장측 콘크리트에 균열이 발생하는 것을 전제로 하여 콘크리트의 인장강도를 무시하는 것이 기본가정이며, 인장강도가 작아 균열이 발생하지 않는다는 서술은 이 가정과 반대다.

철근의 변형률이 주변 콘크리트의 변형률과 같다는 것, 하중 전후에도 평면인 단면이 유지된다는 것, 허용응력설계법과 극한강도설계법의 기본가정이 서로 다르다는 것은 역학적 해석의 실제 가정과 일치한다.

흙에 접하거나 옥외의 공기에 직접 노출되는 콘크리트에서 D16 이하 철근을 사용하는 경우 최소 피복두께는 40mm이며, 60mm라는 서술은 규정과 다르다.

수중에서 치는 콘크리트의 최소 피복두께 100mm, 흙에 접하여 친 후 영구히 흙에 묻히는 콘크리트의 최소 피복두께 80mm, 옥외 공기·흙에 직접 접하지 않는 $f_{ck}$ 40MPa 미만 보의 최소 피복두께 40mm에 대한 서술은 규정과 일치한다.

시멘트함유량시험은 채취한 시료를 실험실로 옮겨 화학분석 등을 통해 수행하는 시험으로, 현장에서 직접 수행하는 시험이 아니다.

초음파시험, 반발경도시험(슈미트해머시험 등)은 구조물에서 직접 실시하는 비파괴 현장시험이며, 코어채취도 구조물 현장에서 시료를 뽑아내는 현장 작업에 해당한다.

압축지배단면인 띠철근 기둥(단주)의 축방향 설계강도는 $\phi P_n = \phi \times 0.80 \times \left[0.85 f_{ck}(A_g - A_{st}) + f_y A_{st}\right]$로 구하며, 여기에 단면적과 철근량, 강도값을 대입하면 약 2259kN이 된다.

$A_g = 350 \times 350 = 122{,}500\,\mathrm{mm^2}$
$0.85 \times 28 \times (122{,}500-3{,}800) + 400 \times 3{,}800 = 4{,}345{,}060\,\mathrm{N}$

$\phi P_n = 0.65 \times 0.80 \times 4{,}345{,}060 \approx 2{,}259{,}000\,\mathrm{N} = 2259\,\mathrm{kN}$

콘크리트의 중성화는 수산화칼슘이 분해되는 약 500℃ 이상에서 두드러진다. 약 300℃에서 중성화되기 쉽다는 설명은 틀렸다. 가열에 따른 탈수·열응력 균열, 탄성계수 저하로 인한 처짐 증가, 급가열 시 피복 폭렬은 모두 화재 열화 현상이다.

기둥은 일반적으로 축력이 지배적이고 변동하중의 비율이 낮아 피로에 대한 검토를 별도로 하지 않아도 되는 부재로 다루어지므로, 보에 준하여 피로를 검토해야 한다는 서술은 규정과 다르다.

변동하중 비율이나 작용빈도가 큰 경우 피로를 검토하는 것, 보·슬래브의 피로를 휨과 전단에 대해 검토하는 것, 높은 응력을 받는 부분에서 철근을 구부리지 않도록 하는 것은 피로 검토와 관련된 실제 규정과 일치한다.

보의 최소 두께는 465mm이다.

처짐을 계산하지 않는 경우의 최소 두께는 지지조건별 표를 쓰며, 단순지지보는 $l/16$ 이므로
$h=\dfrac{8000}{16}=500\,\mathrm{mm}$

다만 이 표는 보통중량콘크리트와 f_y=400MPa 철근을 전제로 하므로, 다른 항복강도에는 $\left(0.43+\dfrac{f_y}{700}\right)$ 를 곱해 보정한다. 여기서는 $0.43+\dfrac{350}{700}=0.93$ 이다.

따라서 $h=500\times0.93=465\,\mathrm{mm}$ 이다. 단위질량 2300kg/m³ 은 보통중량콘크리트에 해당하므로 경량콘크리트 보정계수는 적용하지 않는다(출제 당시 기준).

강판접착공법은 표면조정 → 앵커장착 → 강판부착 → 씰링 → 주입 → 마감의 순서로 시공한다.

표면을 먼저 정리한 후 앵커를 설치해 강판을 고정하고, 강판 부착 후 주입재가 새지 않도록 씰링을 한 다음 에폭시 등을 주입하고 마지막으로 마감작업을 진행하는 순서가 표준적인 절차다.

구조물의 사용성 평가는 변형·처짐·진동·누수와 같이 구조물을 정상적으로 사용하는 데 지장을 주는 상태를 대상으로 하며, 단면 치수 계측은 부재의 실제 시공치수를 확인하는 항목으로 사용성보다는 구조 안전성·시공 정밀도 확인에 가깝다.

변형 및 변위의 육안 관찰, 고유진동수 계측, 외벽 균열의 누수성 검토는 사용 중 불편이나 성능 저하를 평가하는 대표적인 사용성 평가 항목이다.

굳은 콘크리트의 최대 수용성 염소이온 비율은 부재의 종류에 따라 다르게 규정되며, 염화물에 노출된 철근콘크리트는 시멘트 질량의 0.15%가 기준값이다.

제시된 다른 보기의 비율(0.5%, 0.5%, 0.8%)은 각 부재 종류에 해당하는 기준값과 다르다.

압축연단에서 중립축까지의 거리는 약 171mm이다.

그림에서 폭 b=300mm, 압축연단에서 인장철근까지의 유효깊이 d=500mm, 압축철근의 피복 d'=60mm이다. 압축·인장철근이 모두 항복한다고 보면 힘의 평형은 $0.85f_{ck}\,a\,b+A_s'f_y=A_s f_y$ 이다.

대입하면
$0.85\times35\times300\times a=(4764-1284)\times350$
$8925\,a=1{,}218{,}000\ \Rightarrow\ a=136.5\,\mathrm{mm}$

f_ck=35MPa 이므로 $\beta_1=0.85-0.007(35-28)=0.801$ 이고
$c=\dfrac{a}{\beta_1}=\dfrac{136.5}{0.801}\approx171\,\mathrm{mm}$
압축철근 변형률이 $0.003\times\dfrac{171-60}{171}=0.00195>\varepsilon_y=0.00175$ 로 나와 항복 가정도 성립한다(출제 당시 기준의 $\beta_1$ 식).

전단철근은 규정된 범위 내에서 전단저항에 기여하지만, 많을수록 무조건 거동에 유리한 것은 아니며 과다 배치 시 콘크리트 복부의 압축파괴 등 취성적인 파괴가 먼저 일어날 수 있어 최대 전단철근량에 상한이 규정되어 있다.

전단 저항능력의 일부 분담, 경사균열 폭 제한을 통한 골재맞물림 전단저항력 증진, 종방향 철근의 다우얼력 증진은 전단철근의 실제 기능과 일치한다.

콘크리트의 중성화는 콘크리트 내부의 알칼리성을 저하시켜 철근 표면의 부동태피막을 파괴하므로, 중성화에 의해 직접적으로 영향을 받는 열화는 철근의 부식이다.

건조수축·크리프변형·레이턴스는 콘크리트의 배합·시공 조건이나 하중 지속에 관련된 현상으로, 중성화와 직접적인 인과관계로 설명되는 열화는 아니다.