15년 3회차

시멘트의 풍화는 공기 중의 수분·이산화탄소와 반응해 수산화칼슘과 탄산칼슘이 생기는 현상이므로, 석고나 MgO 성분은 풍화의 요인이 아니다. 이들은 응결 조절과 안정성(팽창)에 관계된다.

분말도가 클수록 비표면적이 넓어 풍화가 빠르고, 소성이 불충분한 클링커는 유리석회가 남아 있어 풍화되기 쉽다.

압축강도 시험기록이 없을 때는 설계기준강도의 크기에 따라 배합강도를 정하며, $f_{ck}$가 35MPa를 넘으면
$f_{cr}=1.1f_{ck}+5.0$

$f_{ck}=50\,\mathrm{MPa}$를 대입하면
$f_{cr}=1.1\times 50+5.0=60\,\mathrm{MPa}$

35MPa 이하일 때는 $f_{ck}+8.5$(21MPa 초과) 또는 $f_{ck}+7$(21MPa 미만)을 쓴다.

단위 시멘트량은 물-시멘트비로 바로 구한다.
$C=\dfrac{162}{0.55}=295\,\mathrm{kg}$

단위 부피 1m³에서 물·시멘트·공기의 용적을 빼면 골재의 절대용적이 나온다.
$V_a=1-\left(\dfrac{162}{1000}+\dfrac{295}{3140}+0.05\right)=0.694\,\mathrm{m^3}$

잔골재율이 45%이므로 굵은 골재의 절대용적은 $0.694\times 0.55=0.382\,\mathrm{m^3}$이고, 따라서
$G=0.382\times 2660=1015\,\mathrm{kg}$

잔골재율은 전체 골재의 절대용적에 대한 잔골재 절대용적의 비이다.
$S/a=\dfrac{320}{320+560}\times 100=36.4\%$

질량이 아니라 절대용적으로 계산한다는 점이 핵심이다.

굵은 골재 최대치수는 질량비 90% 이상이 통과하는 체 중 최소 치수의 체 눈금이다. 25mm체 통과율이 98%로 90%를 넘고 20mm체는 73%에 그치므로 최대치수는 25mm이다.

조립률은 표준체 10개(75, 40, 20, 10, 5, 2.5, 1.2, 0.6, 0.3, 0.15mm)에 남은 누적 잔류율의 합을 100으로 나눈 값이다.
$FM=\dfrac{0+0+27+70+95+98+100+100+100+100}{100}=6.90$

1.2mm보다 작은 체는 통과율이 0이므로 잔류율 100을 모두 더해야 한다.

평균은 $\bar{x}=\dfrac{192.5}{7}=27.5\,\mathrm{MPa}$이고, 편차 제곱의 합은
$1.0+0.25+0+0.25+1.0+0.25+2.25=5.0$

불편분산은 n−1로 나누므로
$s=\sqrt{\dfrac{5.0}{7-1}}=0.913\,\mathrm{MPa}$

부순 자갈은 입형이 모나지만 표면이 거칠어 시멘트풀과의 부착이 좋아 강도 면에서는 오히려 유리하다. 불리해지는 것은 워커빌리티와 단위수량 쪽이다.

실적률이 작으면 공극을 메울 시멘트페이스트가 많이 필요해 비경제적이고, 입형이 나쁘면 작업성을 맞추느라 단위수량과 시멘트량이 늘어난다.

KS L ISO 679의 시멘트 모르타르 압축강도용 공시체는 질량비로 시멘트 1 : 표준사 3, 물-시멘트비 0.5로 배합한다.

부피가 아닌 질량 기준이라는 점과 잔골재비 3이라는 점이 함께 맞아야 한다.

유기불순물 시험은 모래에 든 유기물의 양을 색으로 판정해 사용 적부를 개략적으로 가리는 시험이다. 잔골재율은 워커빌리티와 입도를 보고 배합설계에서 정하는 값이라 이 시험과 관계가 없다.

유기불순물은 시멘트의 수화를 방해해 강도·내구성·안정성을 떨어뜨리는데 육안으로는 구분이 어려워 수산화나트륨 용액의 색으로 판정한다.

굵은 골재의 체가름 시험용 시료의 최소 건조질량은 골재 최대치수(mm)의 0.2배를 kg으로 나타낸 양으로 한다.

$25\times 0.2=5\,\mathrm{kg}$이 되며, 잔골재는 1.2mm체를 95% 이상 통과하면 100g 이상을 쓴다.

고로슬래그 미분말은 그 자체로는 거의 굳지 않지만 시멘트의 수화로 생긴 수산화칼슘의 알칼리 자극을 받으면 스스로 경화하므로 잠재수경성 재료다.

플라이애시·실리카 퓸·왕겨재는 수산화칼슘과 반응해 규산칼슘수화물을 만드는 포졸란 반응 재료다.

KS L 5201에는 보통·중용열·조강·저열·내황산염 포틀랜드 시멘트가 규정되어 있다.

포틀랜드 포졸란 시멘트는 혼합 시멘트라 별도의 규격에 규정되므로 KS L 5201의 포틀랜드 시멘트에 속하지 않는다.

굵은 골재 최대치수는 부재 치수와 철근 간격이 허용하는 범위에서 되도록 큰 것을 쓴다. 최대치수가 커지면 골재의 표면적이 줄어 단위수량과 단위 시멘트량을 줄일 수 있기 때문이다.

소요 강도·내구성 확보, 단위수량 최소화, 경제성 고려는 배합설계의 기본 원칙이 맞다.

셀룰로오스계·아크릴계 수용성 고분자로 점성을 높여 물 속에서도 시멘트와 골재가 씻겨 분리되지 않게 하는 것이 수중불분리성 혼화제다.

촉진제·급결제·지연제는 응결·경화 시간을 조절하는 혼화제로 재료분리 저항성과는 관계가 없다.

AE 감수제는 단위수량을 줄이고 연행된 미세 기포가 조직을 개선하므로 투수성은 낮아지고 수밀성은 높아진다. 투수성이 향상(증가)된다는 설명은 반대다.

연행공기는 물이 얼 때의 팽창압을 흡수해 동결융해 저항성도 크게 높여 준다.

그라우트는 틈이나 공극을 빈틈없이 채워야 하므로 혼화제에는 수축을 막고 오히려 약간 팽창시키는 성질이 요구된다.

블리딩이 적고 재료분리가 없으며 주입하기 쉬운 유동성을 갖추는 것도 그라우팅용 혼화제의 조건이다.

골재가 표면수를 가지고 있으면 그 물이 배합수로 들어가므로 그만큼 단위수량을 줄인다.
$750\times 0.03=22.5\,\mathrm{kg}$, $975\times 0.02=19.5\,\mathrm{kg}$

따라서 현장배합의 단위수량은
$185-(22.5+19.5)=143\,\mathrm{kg/m^3}$

KS L 5110의 정밀도 규정은 동일 시험자가 동일 재료에 대하여 2회 측정한 결과의 차가 ±0.03 이내여야 한다는 것이다.

시멘트 밀도는 소수 둘째 자리까지 읽는 값이라 허용 범위도 0.03 수준으로 좁게 정해져 있다.

르 샤틀리에 장치의 두 바늘이 벌어진 양으로 시멘트 페이스트의 체적 팽창을 재는 것은 안정도 시험이다.

유리석회나 MgO가 뒤늦게 수화하며 팽창하는지를 확인해 경화 후의 균열·붕괴 위험을 판정한다.

굵은 골재의 유해물 함유량 한도에서 연한 석편은 5.0% 이하로 규정되어 있다.

점토덩어리는 0.25%, 0.08mm체 통과 미립분은 1.0% 이하로 훨씬 엄격하다.

KS F 2436의 관입 저항 시험에서 초결은 관입저항이 3.5MPa에 이르는 시간, 종결은 28MPa에 이르는 시간으로 정한다.

체로 걸러낸 모르타르에 관입침을 25mm 깊이까지 넣을 때의 저항을 시간에 따라 재어 구한다.

직경 152mm, 무게 13.6kg의 강재 반구를 굳지 않은 콘크리트 위에 놓아 침하 깊이를 재는 방법은 볼관입(케리볼) 시험이다.

타설된 콘크리트 위에서 바로 잴 수 있어 현장에서 간편하며, 침입량의 약 2배가 슬럼프값에 대응한다.

평균값의 변화는 $\bar{x}$ 관리도로, 산포의 변화는 범위 $R$ 관리도로 함께 관리하는 $\bar{x}-R$ 관리도가 계량값 관리도의 기본이다.

압축강도·슬럼프·공기량처럼 연속적인 계량값에 쓰며, 불량 개수나 결점 수 같은 계수값에는 P·P_n·C 관리도를 쓴다.

레디믹스트 콘크리트의 염화물 함유량은 염소이온량으로 0.30kg/m³ 이하가 원칙이지만, 구입자의 승인을 받으면 0.60kg/m³ 이하까지 할 수 있다.

염소이온은 철근의 부동태 피막을 파괴해 부식을 일으키는 직접 원인이므로 상한이 정해져 있다.

소성수축균열은 콘크리트가 아직 굳지 않은 상태에서 표면의 수분이 급격히 증발해 생기는 균열이므로 응결 후에 발생하는 균열이 아니다.

건조수축균열, 수화열에 의한 온도균열, 하중에 의한 휨균열은 모두 굳은 뒤에 나타난다.

온도가 높으면 수화가 빨라져 슬럼프는 작아지고, 운반 중의 슬럼프 손실은 오히려 커진다. 설명이 반대로 되어 있다.

시멘트량이 많거나 구형 입자인 플라이애시를 쓰면 워커빌리티가 좋아지고, 둥근 강모래가 모난 부순 모래보다 워커블한 콘크리트를 만든다.

콘크리트 속에 미리 묻어 둔 인서트를 반력 링에 지지시켜 뽑아낼 때의 힘으로 강도를 추정하는 방법은 인발법이다.

코어 강도시험은 코어를 채취해 압축시험을 하는 방법이고, 반발경도법과 초음파 속도법은 표면 타격이나 전파속도로 추정하는 방법이다.

레디믹스트 콘크리트의 슬럼프 허용오차는 슬럼프 25mm일 때 ±10mm이다.

슬럼프 50·65mm는 ±15mm, 80mm 이상은 ±25mm로 슬럼프가 클수록 허용오차도 커진다.

주문자의 승인을 얻지 않은 경우 천연 잔골재의 염분은 NaCl 환산으로 0.04% 이하여야 한다.

바다모래 등에 든 염분은 철근 부식을 일으키므로 골재 단계에서부터 제한한다.

통계적 품질관리는 관리도법, 발취(샘플링)검사법, 표본조사처럼 표본에서 얻은 데이터를 통계적으로 처리하는 방법이다.

현장검사는 눈으로 확인하는 일상적인 검사 행위일 뿐 통계 기법이 아니다.

시멘트 수화로 생긴 수산화칼슘 때문에 콘크리트는 pH 12~13의 강알칼리를 띠고, 이 환경에서 철근 표면에 부동태 피막이 생겨 부식이 억제된다.

탄산화가 진행되어 pH가 11 이하로 떨어지면 부동태 피막이 파괴되어 철근이 녹슬기 시작한다.

진동 다짐을 하면 갇힌 공기는 물론 연행공기까지 빠져나가므로 공기량은 줄어든다.

AE제 사용량이 늘거나, 콘크리트 온도가 낮거나, 잔골재량이 많으면 공기량은 증가한다.

원주형 공시체의 쪼갬 인장강도는
$f_{sp}=\dfrac{2P}{\pi d l}$

$P=200\,\mathrm{kN}$, $d=150\,\mathrm{mm}$, $l=300\,\mathrm{mm}$를 대입하면
$f_{sp}=\dfrac{2\times 200000}{\pi\times 150\times 300}=2.8\,\mathrm{MPa}$

공시체의 지름은 굵은 골재 최대치수의 3배 이상이면서 100mm 이상이어야 한다. '3배 이하'는 반대로 서술된 것이다.

나머지는 옳다. 2층 이상 거의 같은 두께로 나눠 채우고, 양생온도는 (20±2)℃, 몰드는 채우기가 끝난 뒤 16시간 이상 3일 이내에 떼어낸다.

시료의 크기가 일정할 때 불량률이 아니라 불량 개수 자체로 관리하는 계수값 관리도가 P_n 관리도다.

P 관리도는 불량률, C 관리도는 결점 수, U 관리도는 단위당 결점 수를 관리한다.

평균은 $\bar{x}=\dfrac{24+21+25+24+26}{5}=24\,\mathrm{MPa}$이고, 편차 제곱의 합은
$0+9+1+0+4=14$

불편분산은 n−1=4로 나누므로
$s=\sqrt{\dfrac{14}{4}}=1.87\,\mathrm{MPa}$

덤프트럭은 운반 중 교반을 할 수 없으므로 슬럼프 25mm의 된비빔 포장 콘크리트를 운반하는 경우에 한해 쓸 수 있다.

적재함 바닥은 평활하고 방수가 되어야 하며, 필요에 따라 비바람을 막을 방수 덮개를 갖춰야 한다.

시멘트의 분말도가 커지면 물과 닿는 면적이 넓어져 수화가 빨라지므로 응결이 촉진된다. 지연 요인이 아니다.

지연형 AE 감수제나 플라이애시를 많이 쓰거나, 단위수량이 늘어(슬럼프 증가) 물-결합재비가 커지면 응결은 지연된다.

1회 계량분에 대한 계량 허용오차는 혼화재(플라이애시 등)가 ±2%이다.

물과 시멘트는 ±1%, 골재는 ±3%, 혼화제는 ±3%로 정해져 있다.

보통 골재를 쓴 콘크리트의 단위 용적질량은 대략 2.3t/m³(약 2,300kg/m³)이다.

1.8t/m³ 정도는 경량 콘크리트, 2.9t/m³ 이상은 방사선 차폐용 중량 콘크리트에 해당한다.

포장용 콘크리트는 압축강도가 아니라 휨강도로 품질을 관리하며, 설계기준 휨호칭강도는 4.5MPa 이상을 표준으로 한다.

포장 슬래브는 차륜하중을 받아 판이 휘면서 생기는 휨인장응력이 지배하기 때문이다. 같은 이유로 포장 콘크리트의 배합기준은 단위수량, 슬럼프와 함께 휨강도로 규정된다.

슬래브 및 보의 밑면, 아치 내면 거푸집은 콘크리트 압축강도가 설계기준압축강도의 2/3 이상이면서 최소 14MPa 이상일 때 해체할 수 있다.

설계기준강도 24MPa를 대입하면
$24 \times \dfrac{2}{3} = 16\,\mathrm{MPa}$
따라서 16MPa 이상이어야 하며, 이 값은 최소 기준 14MPa도 만족한다.

기둥·벽·보 옆면처럼 연직 거푸집은 이보다 훨씬 낮은 5MPa 이상이면 떼어낼 수 있어 혼동하기 쉽다.

철근이 배치된 일반적인 구조물에서 균열 발생을 제한할 경우 온도균열지수는 1.2~1.5로 한다.

온도균열지수는 콘크리트의 인장강도를 온도응력으로 나눈 값이라 클수록 균열에 안전하다. 목적에 따른 나머지 기준은 다음과 같다.

• 균열 발생을 방지해야 할 경우 1.5 이상
• 유해한 균열 발생을 제한할 경우 0.7~1.2

경사슈트를 쓸 때 슈트의 경사는 수평 2에 대하여 연직 1 정도가 적당하다.

경사가 이보다 급하면 콘크리트가 미끄러져 내리는 속도가 빨라져 재료분리가 일어나고, 너무 완만하면 콘크리트가 흘러내리지 않아 슈트 안에 남는다.

또 슈트 배출구에는 깔때기나 조절판을 달아 콘크리트가 흩어지지 않게 하고, 사용 전후에 물로 씻어 낸다.

고온·고압 용기 안에서 약 180°C, 7~15기압의 포화증기로 처리하는 촉진양생이 오토클레이브 양생(고온고압증기양생)이다.

이 조건에서는 규산질 미분말이 반응해 조기에 높은 강도를 내고 건조수축과 백태가 줄어, ALC나 고강도 콘크리트 제품 제조에 쓰인다.

상압증기양생은 대기압에서 60~80°C 정도의 증기로 촉진하는 방법이고, 피막양생은 표면에 양생제를 뿌려 수분 증발을 막는 방법이라 고온·고압과 무관하다.

수밀콘크리트에서 단위 굵은 골재량은 되도록 크게 해야 한다. 굵은 골재가 많을수록 시멘트풀과 단위수량이 줄어 건조수축·블리딩에 의한 물길이 적어지고 수밀성이 좋아지기 때문이다.

나머지는 옳은 서술이다. 소요 품질이 얻어지는 범위에서 단위수량과 물-결합재비는 되도록 작게 하고, 물-결합재비는 50% 이하를 표준으로 한다.

온도균열지수는 값이 클수록 균열에 안전하므로, 시공계획에서는 온도균열지수가 되도록 크게 되는 재료·배합·시공법을 채택해야 한다.

나머지는 옳다. 암반이나 이미 굳은 콘크리트 위에 타설하면 수축이 구속되어 외부구속에 의한 온도균열이 생기고, 온도균열은 콘크리트의 인장강도와 온도응력을 비교해 평가한다.

굵은 골재 최대치수를 크게 하면 단위수량과 단위시멘트량이 줄어 수화열이 낮아지므로 유효한 온도균열 대책이 된다.

비비기부터 타설이 끝날 때까지의 시간은 외기온도 25°C 이상일 때 1.5시간, 25°C 미만일 때 2시간을 넘어서는 안 된다. 2시간은 25°C 미만일 때의 값이다.

나머지는 옳다. 넓은 장소에서는 공급원으로부터 먼 쪽부터 타설해 가까운 쪽에서 끝내야 이미 친 콘크리트 위로 운반장비가 지나가거나 진동을 주는 일이 없다.

콘크리트의 팽창률은 일반적으로 재령 7일에 대한 시험치를 기준으로 한다. 팽창은 대부분 초기 재령에 끝나므로 28일이 아니다.

나머지는 옳다. 강도는 재령 28일 압축강도를 기준으로 하고, 포대 팽창재는 지상 0.3m 이상의 마루 위에 12포대 이하로 쌓아 저장한다.

보통포틀랜드시멘트를 사용하고 일평균기온이 10°C 이상 15°C 미만이면 습윤양생기간의 표준은 7일이다.

같은 시멘트에서 일평균기온 15°C 이상이면 5일, 5°C 이상이면 9일로, 기온이 낮을수록 수화가 더디므로 양생기간이 길어진다.

비탈면이 동결되어 있거나 빙설이 남아 있으면 뿜어붙이기를 해서는 안 된다. 물을 뿌리면 부착이 더 나빠지고 해빙될 때 그대로 박락된다.

나머지는 옳다. 급결제를 넣은 뒤에는 즉시 뿜어붙여야 하고, 한 번에 두껍게 치지 말고 흘러내리지 않는 두께로 반복해서 뿜어 소정 두께를 확보한다.

평활하고 넓은 법면에는 세로방향으로 적당한 간격의 신축줄눈을 두어 건조수축 균열을 유도한다.

고강도 콘크리트는 설계기준압축강도가 보통(중량) 콘크리트에서 40MPa 이상, 경량골재 콘크리트에서는 27MPa 이상인 것을 말한다.

경량골재는 골재 알갱이 자체의 강도가 낮아 시멘트풀을 아무리 강하게 해도 골재에서 파괴가 일어나므로, 고강도의 기준값을 보통 콘크리트보다 낮게 정하고 있다.

고강도 콘크리트는 심한 기상작용을 받지 않는 경우 공기연행제를 사용하지 않는 것을 원칙으로 한다. 연행공기는 강도를 떨어뜨려 고강도 확보에 불리하기 때문이다.

나머지는 옳다. 단위수량과 슬럼프는 작업이 가능한 범위에서 되도록 작게 하고, 잔골재율도 시험으로 정하되 되도록 작게 해 단위수량을 줄인다.

굳지 않은 상태에서 재료분리 없이 높은 유동성을 가지면서 다짐작업 없이 자기충전이 되는 콘크리트가 고유동 콘크리트이다.

유동화 콘크리트는 이미 비빈 베이스 콘크리트에 유동화제를 넣어 일시적으로 슬럼프를 키운 것이라 자기충전성을 보장하지 않고, 프리플레이스트 콘크리트는 굵은 골재를 먼저 채운 뒤 모르타르를 주입하는 전혀 다른 공법이다.

해양 콘크리트 구조물에 쓰이는 콘크리트의 설계기준압축강도는 30MPa 이상으로 한다.

해수의 염화물이 침투해 철근을 부식시키므로 조직이 충분히 치밀해야 하며, 강도 기준과 함께 물-결합재비를 낮게 제한해 염화물 침투 저항성을 확보한다.

터널 라이닝이나 비탈면·법면·벽면에 압축공기로 뿜어붙여 시공하는 콘크리트가 숏크리트이다.

거푸집 없이 곡면에도 밀착 시공할 수 있어 굴착면의 풍화·박리·박락을 막는 데 쓰인다.

프리플레이스트 콘크리트는 굵은 골재를 채운 뒤 모르타르를 주입하는 공법이고, 프리캐스트 콘크리트는 공장에서 미리 제작한 부재라 뿜어붙이기와 무관하다.

강섬유를 넣으면 균열이 생긴 뒤에도 섬유가 균열면을 가로질러 하중을 전달하므로 휨인성(균열 후 에너지 흡수능력)이 가장 크게 향상된다.

압축강도나 경도는 거의 변하지 않고 쪼갬강도의 증가폭도 작다. 숏크리트에 강섬유를 섞는 목적도 강도 자체보다 균열 후에도 버티는 인성 확보에 있다.

경량골재 콘크리트를 펌프로 압송할 때는 압송 중 골재가 압력수를 흡수해 슬럼프가 급격히 떨어지고 관이 막히기 쉬우므로 유동화하여 사용하는 것이 좋다.

나머지는 옳다. 경량 굵은 골재는 가벼워 모르타르가 가라앉고 골재가 떠오르는 재료분리가 생기기 쉽고, 슬럼프가 작으면 강제교반기가 있는 운반차를 쓰는 것이 좋다.

또 다지기가 어려우므로 진동기 삽입간격을 좁히거나 진동시간을 약간 길게 해 충분히 다져야 한다.

한중 콘크리트에서 시멘트는 어떤 경우에도 직접 가열해서는 안 된다. 가열은 물이나 골재에만 하며, 물도 지나치게 뜨거우면 급결이 생기므로 온도를 제한한다.

나머지는 옳다. 초기 동해를 막기 위해 공기연행 콘크리트를 원칙으로 하고 단위수량은 되도록 적게 하며, 타설할 때 콘크리트 온도는 5~20°C 범위에서 정한다.

공장제품은 온도·습도가 관리되는 실내 설비에서 제작되므로 품질이나 작업환경이 제작 시 기후상황의 영향을 적게 받는다.

나머지는 옳다. 조립식이라 공기가 짧고, 현장에서 거푸집·동바리 준비가 필요 없으며, 규격품을 제조·조립하므로 어느 정도 숙련공이 필요하다.

계수하중은 $U = 1.2D + 1.6L$이므로
$w_u = 1.2 \times 10 + 1.6 \times 20 = 44\,\mathrm{kN/m}$

단순보 중앙의 최대 휨모멘트 $M_u = \dfrac{w_u L^2}{8}$에 대입하면
$M_u = \dfrac{44 \times 4^2}{8} = 88\,\mathrm{kN \cdot m}$

따라서 계수휨모멘트는 88kN·m이다. 하중계수를 곱하지 않고 $(10+20)$로 계산하면 60kN·m이 나오는 것이 대표적인 함정이다.

균열모멘트는 $M_{cr} = \dfrac{f_r I_g}{y_t}$로 구하며, 파괴계수는
$f_r = 0.63\sqrt{24} = 3.09\,\mathrm{MPa}$

여기서 단면2차모멘트는 유효깊이 d가 아니라 전체 높이 h=500mm로 계산한다.
$I_g = \dfrac{250 \times 500^3}{12} = 2.604 \times 10^{9}\,\mathrm{mm^4}, \quad y_t = 250\,\mathrm{mm}$

따라서
$M_{cr} = \dfrac{3.09 \times 2.604 \times 10^{9}}{250} = 3.22 \times 10^{7}\,\mathrm{N \cdot mm} \approx 32\,\mathrm{kN \cdot m}$

최소 전단철근량은 $0.0625\sqrt{f_{ck}}\dfrac{b_w s}{f_{yt}}$와 $0.35\dfrac{b_w s}{f_{yt}}$ 중 큰 값으로 정한다.

각각 대입하면
$0.0625\sqrt{21} \times \dfrac{350 \times 250}{350} = 71.6\,\mathrm{mm^2}$
$0.35 \times \dfrac{350 \times 250}{350} = 87.5\,\mathrm{mm^2}$

따라서 지배하는 값은 87.5mm²이다. $f_{ck}$가 낮을 때는 이처럼 0.35 항이 지배한다.

크리프·건조수축처럼 시간이 지나면서 서서히 진행되는 처짐은 장기처짐이다. 탄성처짐은 하중을 실은 즉시 생기는 순간처짐을 말한다.

나머지는 옳다. 압축철근을 배근하면 크리프·건조수축이 구속되어 추가 장기처짐이 줄고, 순간처짐은 균열의 영향을 반영한 유효단면2차모멘트를 써서 탄성처짐 공식으로 계산한다.

염화물 이온이 철근 표면의 부동태 피막을 파괴해 부식을 먼저 일으키고, 녹의 체적팽창이 주변 콘크리트를 밀어내 균열·박리를 만드는 열화가 염해이다.

탄산화도 결국 철근 부식으로 이어지지만 콘크리트의 알칼리성이 먼저 상실되는 과정을 거치고, 알칼리 실리카 반응은 골재가, 동해는 공극수가 팽창하는 현상이라 철근 부식이 선행한다는 설명과 맞지 않는다.

드라이팩트 콘크리트공법·뿜어붙이기공법은 열화된 콘크리트를 제거하고 새 재료로 다시 채우는 단면복구공법이지 표면피복공법이 아니다.

표면피복공법은 표면에 도포재로 새 보호층을 만들어 물·염화물·탄산가스 등 열화인자의 침입을 차단하는 공법으로, 바탕조정과 프라이머 도포, 바름 공정으로 시공하며 도장횟수를 늘리면 표면 공극이 메워져 저항성이 커진다.

투수성시험은 콘크리트의 수밀성·내구성을 평가하는 시험이지 강도를 평가하는 시험이 아니다.

나머지는 모두 강도와 관련된 시험이다.

• 코어테스트는 채취한 코어의 압축강도를 직접 측정한다.
• 반발경도법은 표면 반발도로 압축강도를 추정한다.
• 부착강도시험은 보수재·마감재와 콘크리트 사이의 부착강도를 구한다.

구조물이 실제 하중을 견딜 수 있는지, 즉 내하력을 직접 확인하는 방법은 실물에 하중을 걸어 처짐과 잔류처짐을 측정하는 재하시험이다.

압축강도 시험은 재료의 강도만, 전위차 측정시험은 철근의 부식 가능성만, 물리탐사 시험은 내부 결함이나 철근 위치만 알려 주므로 부재 전체의 내하력을 직접 평가하지는 못한다.

인장 이형철근의 기본정착길이는 $l_{db} = \dfrac{0.6 d_b f_y}{\lambda\sqrt{f_{ck}}}$이며, 보통중량콘크리트이므로 $\lambda = 1.0$이다.

D29의 공칭지름 28.6mm를 대입하면
$l_{db} = \dfrac{0.6 \times 28.6 \times 350}{\sqrt{24}} = \dfrac{6006}{4.899} = 1226\,\mathrm{mm}$

따라서 1,226mm이다. 이 식에는 공칭지름이 들어가며 공칭단면적은 쓰이지 않는다.

건물의 휨부재 재하시험에서 시험하중은 이미 작용하고 있는 고정하중을 포함하여 설계하중의 95% 이상이어야 한다.

설계하중에 가까운 크기까지 실제로 걸어 보아야 처짐과 하중 제거 후의 잔류처짐으로 안전성을 판정할 수 있기 때문이다.

재하는 한꺼번에 하지 않고 몇 단계로 나누어 서서히 가하며, 각 단계마다 처짐을 측정한다.

시멘트 페이스트 속 공극수가 얼면서 수압이 올라가 페이스트 조직이 파괴되고, 표면이 작은 덩어리나 입자가 되어 붕괴·탈락(박락)하는 현상이 Spalling이다.

동결융해가 반복되면서 표면부터 조금씩 떨어져 나가므로 동해 손상 중 가장 흔하게 관찰된다.

Pop-out은 골재 입자가 동결팽창해 표면이 원뿔 모양으로 튀어 나가는 국부적 손상이고, Cracking은 균열 형태로 나타나는 손상이라 조직이 덩어리째 탈락하는 이 설명과 다르다.

인장철근량이 주어져 있지 않으므로 균형변형률 상태의 중립축 위치를 묻는 문항이다.

압축연단 변형률 0.003과 철근 항복변형률 $\varepsilon_y = \dfrac{400}{200000} = 0.002$에 대해 변형률 적합조건을 쓰면
$c_b = \dfrac{0.003}{0.003 + 0.002} \times d = \dfrac{600}{600 + f_y} \times d$

대입하면
$c_b = \dfrac{600}{600 + 400} \times 500 = 300\,\mathrm{mm}$
이 식은 변형률만으로 결정되므로 $f_{ck}$나 $b_w$는 들어가지 않는다.

공극이나 균열을 빈틈없이 메우려면 경화할 때 수축으로 틈이 다시 벌어지지 않아야 하므로 팽창성·무수축 그라우트가 가장 적절하다.

실리카퓸이나 초미립 시멘트는 조직을 치밀하게 하거나 미세균열에 침투시키기 위한 재료이고, 마그네슘 인산염계는 초속경 단면복구용이라 충전 후 체적 안정성이라는 목적에는 맞지 않는다.

연속섬유 시트는 부재 표면에 붙여 인장력을 분담하는 보강재이므로 콘크리트의 압축강도 자체는 증가하지 않는다.

반면 균열면을 가로질러 붙기 때문에 균열 구속효과와 내하성능 향상을 얻을 수 있고, 표면을 덮어 열화인자를 차단하므로 내식성도 좋아진다.

프리텐션은 강재를 먼저 인장해 둔 상태에서 콘크리트를 치는 방식이라 강재를 직선으로 배치할 수밖에 없어, 곡선 배치는 포스트텐션에 비해 어렵다.

나머지는 옳다. PS강선·강연선을 긴장재로 쓰고, 정착장치 없이 강재와 콘크리트의 부착으로 프리스트레스가 도입된다.

이때 단부에서는 전달길이만큼 지나야 프리스트레스가 온전히 전달되므로, 부재 중앙의 프리스트레스가 단부보다 크다.

단면부족은 설계·시공 단계에서 생기는 내적 결함이지 외부 환경에서 비롯된 열화원인이 아니다.

염해는 해수·제설염의 염화물, 탄산화는 대기 중 이산화탄소, 동해는 기온 변화에 따른 동결융해가 원인이므로 모두 환경적 요인에 해당한다.

부착은 콘크리트가 철근 표면을 물어 주는 힘이므로 철근의 항복강도 자체는 부착강도를 좌우하지 않는다.

나머지는 모두 부착강도에 영향을 준다.

• 콘크리트의 압축강도가 클수록 부착강도가 커진다.
• 철근 간격이나 피복두께가 작으면 쪼갬파괴가 일어나 부착이 떨어진다.
• 이형철근처럼 표면에 마디가 있으면 기계적 맞물림으로 부착강도가 크게 좋아진다.

복철근보에서 압축철근이 항복한다고 보면 등가 압축응력의 깊이는
$a = \dfrac{(A_s - A_s')f_y}{0.85 f_{ck} b}$

그림에서 b=300mm이므로 대입하면
$a = \dfrac{(4765 - 1161) \times 300}{0.85 \times 28 \times 300} = \dfrac{1{,}081{,}200}{7{,}140} = 151.4\,\mathrm{mm}$

이때 중립축은 $c = \dfrac{151.4}{0.85} = 178\,\mathrm{mm}$이고 압축철근 변형률이 항복변형률 $300/200000 = 0.0015$를 넘으므로 압축철근 항복 가정이 성립한다.

정사각형 확대기초에서는 기둥 주위를 뚫고 나가는 2방향(펀칭) 전단이 지배하며, 위험단면은 기둥 전면에서 d/2만큼 떨어진 둘레이다.

기둥 전면에서 d만큼 떨어진 면은 보와 같은 1방향 전단의 위험단면이고, 휨에 대한 위험단면은 기둥 전면이다.

공기 중 탄산가스가 침투해 수산화칼슘이 탄산칼슘으로 바뀌면서 콘크리트가 알칼리성을 잃는 현상이 탄산화(중성화)이다.

알칼리성이 사라지면 철근 표면의 부동태 피막이 유지되지 못해 부식이 시작되므로, 파취면에 페놀프탈레인 용액을 뿌려 붉게 변하지 않는 깊이로 탄산화 깊이를 측정한다.