15년 2회차

유동화제는 분산효과는 크지만 시간이 지나면 슬럼프가 빠르게 되돌아가는, 즉 슬럼프 경시변화가 큰 것이 특징이다. 그래서 유동화는 타설 직전 현장에서 한다.

나머지는 옳다. 슬럼프 손실이 적어 유지능력이 우수한 것은 고성능 AE감수제 쪽이고, AE제는 미세 기포로 동결융해 저항성을, 수축저감제는 모세관수의 표면장력을 낮춰 건조수축을 줄인다.

단위용적질량 시험에서 시료를 채우는 방법은 봉다지기를 원칙으로 하고, 시료가 손상될 우려가 있거나 굵은 골재 치수가 큰 경우에 한해 충격에 의한 방법을 쓴다. 원칙과 예외가 뒤바뀐 서술이다.

나머지는 옳다. 시료는 절건상태를 원칙으로 하되 굵은 골재는 기건상태도 허용되고, 용기에 채워 표면을 고른 뒤 시료 질량을 재며, 시험은 같은 시료에 대해 2회 실시한다.

잔골재의 조립률이 커지면 굵은 입자가 많아져 잔골재 자체의 공극이 늘고 워커빌리티가 나빠지므로, 이를 보완하려면 잔골재율을 크게 해야 한다.

나머지는 모두 반대로 서술되어 있다.

• 잔골재율을 크게 하면 공기가 더 잘 연행되어 소요 공기량 확보에 필요한 AE제 사용량은 줄어든다.
• 부순자갈 혼합률을 크게 하면 입형이 모나져 같은 슬럼프를 얻는 데 필요한 단위수량이 늘어난다.
• 굵은 골재의 실적률이 작으면 공극이 많아지므로 그 사이를 메울 잔골재율은 오히려 커진다.

실리카 퓸은 입자가 극히 미세해 비표면적이 크므로 그대로 쓰면 단위수량이 늘고 건조수축도 커진다. 단위수량을 줄이려면 고성능 감수제를 반드시 함께 써야 한다.

나머지는 옳다. 미세 입자가 공극을 채워 재료분리 저항성과 수밀성이 좋아지고, 포졸란 반응으로 알칼리 골재반응 억제와 강도 증가를 기대할 수 있다.

표준편차는 잔차 제곱합을 시험 횟수가 아니라 자유도 (n−1)로 나눈 뒤 제곱근을 취한다.
$s = \sqrt{\dfrac{\sum (x_i - \bar{x})^2}{n-1}}$

대입하면
$s = \sqrt{\dfrac{624}{40 - 1}} = \sqrt{16} = 4.0\,\mathrm{MPa}$

40으로 나누면 3.95MPa가 되어 보기와 맞지 않으므로, n−1로 나눈다는 점이 핵심이다.

굵은 골재의 밀도 및 흡수율 시험(KS F 2503)에서 1회 시험용 시료의 최소 질량은 굵은 골재 최대치수(mm)의 0.1배를 kg으로 한 값이다.

최대치수 20mm를 대입하면
$20 \times 0.1 = 2\,\mathrm{kg}$
따라서 2kg 이상이 필요하다.

흡수율은 절대건조질량에 대한 흡수량의 백분율이다.
$\text{흡수율} = \dfrac{(\text{표건질량}) - (\text{절건질량})}{\text{절건질량}} \times 100$

표건 500g, 절건 495g을 대입하면
$\dfrac{500 - 495}{495} \times 100 = 1.01\,\%$

분모가 표건질량이 아니라 절건질량이라는 점이 함정이다. 표건질량으로 나누면 1.00%가 되어 답이 달라진다.

해안가나 해수에 접하는 철근콘크리트에는 중용열 포틀랜드 시멘트가 가장 적합하다. C₃A 함유량이 적어 해수의 황산염·염화물에 대한 저항성이 크고 장기적으로 조직이 치밀해지기 때문이다.

조강 포틀랜드 시멘트는 수화열이 커 온도균열 위험이 크고, 보통 포틀랜드 시멘트는 해수 저항성이 따로 개선되어 있지 않다.

먼저 단위골재 절대용적에 잔골재율을 곱해 잔골재의 절대용적을 구한다.
$V_s = 700 \times 0.475 = 332.5\,\mathrm{\ell}$

여기에 표건밀도를 곱하면 단위잔골재량이 된다.
$S = 332.5 \times 2.62 = 871\,\mathrm{kg/m^3}$

밀도가 $2.62\,\mathrm{g/cm^3}$이면 $2.62\,\mathrm{kg/\ell}$와 같으므로 단위 환산 없이 그대로 곱하면 된다.

시멘트의 분말도(비표면적)는 블레인 공기투과장치로 측정한다. 일정량의 공기가 시멘트층을 통과하는 시간으로 비표면적을 구하는 방식이다.

비카트 침 시험은 응결시간, 오토클레이브 시험은 안정성(팽창성), 모르타르 바 시험은 알칼리 골재반응성을 확인하는 시험이다.

혼합골재의 조립률은 각 골재의 조립률을 혼합비로 가중평균해 구한다.
$FM = \dfrac{m \cdot FM_s + n \cdot FM_g}{m + n}$

잔골재 대 굵은 골재비 1:1.6을 대입하면
$FM = \dfrac{1 \times 2.65 + 1.6 \times 7.38}{1 + 1.6} = \dfrac{14.458}{2.6} = 5.56$

두 조립률을 단순 평균하면 5.02가 되어 답이 달라지므로 혼합비를 가중치로 써야 한다.

$f_{ck} = 25\,\mathrm{MPa}$는 35MPa 이하이므로 다음 두 식 중 큰 값을 배합강도로 한다.
$f_{cr} = f_{ck} + 1.34s = 25 + 1.34 \times 3.5 = 29.69\,\mathrm{MPa}$
$f_{cr} = (f_{ck} - 3.5) + 2.33s = 21.5 + 2.33 \times 3.5 = 29.66\,\mathrm{MPa}$

따라서 배합강도는 29.7MPa이다. 시험 횟수가 30회 이상이므로 표준편차에 보정계수를 곱하지 않는다.

플라이 애시의 품질항목은 이산화규소, 습분, 강열감량, 밀도, 분말도(비표면적), 활성도 지수, 흐름값 비 등이며 염기도는 들어 있지 않다.

염기도는 고로슬래그 미분말의 잠재수경성을 평가할 때 쓰는 지표로, 플라이 애시의 품질과는 무관하다.

알루미나 시멘트는 하루 만에 보통 포틀랜드 시멘트의 28일 강도에 이를 만큼 경화가 빠른 대신, 응결·경화 시 발열량이 매우 크다.

나머지는 옳다. 응결이 빠르고 화학적 저항성·내구성이 크며 내화성이 우수해 내화물용으로 쓰이지만 가격이 비싸다.

급결제는 응결을 앞당기는 것이 목적이라 시멘트 분산작용이 없어 배합수량에 거의 영향을 주지 않는다.

감수제·유동화제는 시멘트 입자를 분산시켜, AE제는 볼베어링 작용을 하는 미세 기포를 연행해 같은 워커빌리티를 더 적은 물로 얻게 해 준다.

단위골재량의 절대용적은 콘크리트 1m³(1,000ℓ)에서 물·시멘트·공기의 부피를 뺀 값이다.
$V_a = 1000 - \left(185 + \dfrac{390}{3.15} + 1000 \times 0.03\right)$

계산하면
$V_a = 1000 - (185 + 123.8 + 30) = 661\,\mathrm{\ell}$

시멘트는 질량 그대로가 아니라 밀도로 나눈 절대용적으로 넣어야 한다는 점이 핵심이다.

단위시멘트량이 늘면 미분말이 많아져 연행된 기포를 잡아 두지 못하므로 공기량은 오히려 줄어든다.

나머지는 옳다. 시멘트가 많아지면 시멘트풀의 점성이 커져 슬럼프가 낮아지고, 수화 반응량이 늘어 수화열과 강도는 함께 증가한다.

골재는 둥글고 구형(입방체)에 가까운 것이 좋다. 표면적이 작아 같은 워커빌리티를 얻는 데 필요한 단위수량이 줄고 재료분리도 적기 때문이다.

길고 가늘거나 얇은 판상인 편평·세장한 골재는 단위수량을 늘리고 다지기를 방해하며 쉽게 부서져 강도를 떨어뜨리므로, 편평·세장률로 그 양을 제한한다.

규산질 미분말은 오토클레이브 양생에서 고온·고압 조건일 때 규산칼슘 수화물을 만들어 고강도를 내는 혼화재로 분류되며, 상온에서의 포졸란 작용을 목적으로 쓰는 재료가 아니다.

규산백토·규조토·플라이애시는 모두 상온에서 시멘트의 수산화칼슘과 서서히 반응해 안정한 화합물을 만드는 대표적인 포졸란재이다.

물-결합재비는 소요 강도, 내구성, 수밀성, 균열저항성, 강재 보호성능을 각각 고려해 그중 가장 작은 값으로 정한다. 공기량은 물-결합재비를 정하는 조건에 들어가지 않는다.

공기량은 물-결합재비를 정한 뒤 동결융해 저항성과 워커빌리티를 보고 따로 정하는 배합 항목이다.

휨강도 시험에서는 가장자리 응력도의 증가율이 매초 0.06±0.04MPa이 되도록 하중을 가한다.

재하속도가 빠르면 강도가 실제보다 크게 측정되므로 속도를 좁은 범위로 규정하는 것이며, 압축강도 시험의 재하속도(매초 0.6±0.4MPa)와 자릿수가 다르다는 점에 주의한다.

레디믹스트 콘크리트 공장을 고를 때는 배출(운반)시간, 제조능력, 운반차 대수처럼 납품 능력과 품질에 직결되는 조건을 본다. 다른 공장과의 거리는 우리 공사의 품질·공정과 관계가 없다.

운반시간이 길면 슬럼프가 떨어지고 응결이 진행되며, 제조능력이나 운반차 수가 모자라면 타설이 끊겨 콜드조인트가 생기기 때문이다.

자기수축은 외부와 수분 출입이 없는 상태에서 시멘트의 수화 반응 자체로 체적이 줄어드는 현상이다. 건조하면서 수분이 빠져나가 줄어드는 것은 건조수축이다.

나머지 용어 설명은 옳다. 갇힌 공기는 혼화제 없이도 자연히 포함되는 공기, 실적률은 단위용적질량을 밀도로 나눈 값의 백분율, 레이턴스는 블리딩과 함께 표면에 떠올라 가라앉은 미세한 물질이다.

황산염반응은 외부에서 침투한 황산염이 오랜 시간에 걸쳐 콘크리트를 침식하는 장기적 화학적 열화라 초기재령 균열의 원인이 아니다.

소성수축은 굳지 않은 표면이 급격히 마르면서, 소성침하는 굵은 골재·철근 아래로 물이 빠지며 재료가 가라앉으면서, 수화열은 타설 직후 온도가 올랐다 내려가면서 생기는 초기재령 균열의 대표 원인이다.

KS F 4009에 규정된 보통 콘크리트의 호칭강도는 18, 21, 24, 27, 30, 35, 40, 45MPa 등이며 37MPa은 없다.

27, 30, 40MPa은 모두 규정된 호칭강도이므로 그대로 주문할 수 있다.

블리딩 시험에서는 콘크리트를 채운 뒤 표면이 용기 가장자리보다 약 3cm 낮아지도록 고른다. 가장자리보다 높아지도록 채운다는 서술이 틀렸다.

나머지는 옳다. 시험은 실온(원문에 있던 20±3°C가 스캔 과정에서 빠졌으나 정답에는 영향이 없다)에서 하고, 처음 60분 동안은 10분마다 표면에 스며나온 물을 빨아낸다.

물을 빼기 2분 전에는 두께 약 5cm의 블록을 용기 한쪽 밑에 괴어 기울였다가, 빨아낸 뒤 다시 수평으로 되돌린다.

압축강도 시험에서 재하속도가 빠르면 강도가 크게 측정된다. 하중이 빨리 걸리면 내부 미세균열이 진전할 시간이 없기 때문이다.

나머지는 옳다. 공시체 단면에 요철이 있으면 응력이 한곳에 몰려 강도가 낮게 나오고, 치수가 클수록 내부 결함을 포함할 확률이 커져 강도가 작아지며, 시험 직전에 건조시킨 공시체는 일시적으로 강도가 크게 나온다.

쪼갬인장강도는 원주 공시체를 눕혀 지름 방향으로 압축할 때 하중면을 잇는 지름 면에 생기는 인장응력으로 정의된다.
$f_{sp} = \dfrac{2P}{\pi d L}$

분자에 최대하중 P가, 분모에 하중이 퍼지는 지름 방향 파괴면적에 대응하는 πdL이 오는 형태이다.

P가 아예 빠져 있거나 분자와 분모가 뒤바뀐 식은 단위를 따져 보면 응력(MPa)이 되지 않으므로 바로 걸러낼 수 있다.

재료의 계량은 시방 배합이 아니라 현장 배합에 따라 한다. 현장 골재의 표면수량과 입도를 반영해 시방 배합을 고친 것이 현장 배합이다. 1배치씩 질량으로 계량하되 물과 혼화제 용액은 용적으로 계량할 수 있다. 혼화제를 녹이거나 묽게 하는 데 쓴 물은 단위수량에 포함한다.

비빔온도가 높을수록 수화가 빨라지고 수분 증발이 늘어 슬럼프가 작아지므로, 반죽질기는 향상되는 것이 아니라 저하한다.

나머지는 옳다. 연행된 미세 기포는 볼베어링 작용으로 워커빌리티를 개선하고, 비빔이 불충분해 불균질하면 워커빌리티가 나쁘며, 분말도가 높은 시멘트는 시멘트풀의 점성이 커져 반죽질기가 작아진다.

데이터를 일정한 폭의 구간으로 나누어 막대그래프로 그린 뒤 분포의 중심·편차·모양에서 문제점을 찾는 도구는 히스토그램이다.

나머지 도구는 목적이 다르다.

• 파레토도는 항목별 발생건수를 크기순으로 늘어놓아 중점관리 대상을 찾는다.
• 산포도는 두 변수 사이의 상관관계를 점으로 나타낸다.
• 층별은 데이터를 기계·작업자 등 요인별로 나누어 비교한다.

포장 콘크리트처럼 평면으로 타설된 콘크리트의 반죽질기는 무거운 반구를 얹어 가라앉은 깊이를 재는 구관입시험(케리볼 시험)으로 간편하게 측정한다.

슬럼프 시험을 대신할 수 있고 타설면 위에서 바로 할 수 있는 것이 장점이다. 비비시험·리몰딩시험·흐름시험은 모두 시험대나 용기에 시료를 따로 담아야 해서 현장 포장면에 그대로 쓰기 어렵다.

콘크리트의 압축강도나 인장강도가 커질수록 부착강도는 커진다. 감소한다는 서술이 틀렸다.

나머지는 옳다. 부착강도는 철근의 종류·지름·묻힌 길이·피복두께 등에 좌우되고, 마디가 있는 이형철근이 원형철근보다 부착강도가 크다.

또 철근을 수평으로 묻으면 블리딩으로 철근 하부에 수막과 공극이 생겨 부착강도가 떨어진다.

길이·강도·온도처럼 연속적인 값을 다루는 계량값 관리도는 정규분포 이론을 근거로 한다.

이항분포는 불량률 관리도(p, pn), 푸아송분포는 결점수 관리도(c, u)처럼 계수값 관리도의 이론적 근거이다.

크리프 변형은 재하 직후에 빠르게 진행하다가 시간이 지날수록 증가비율이 점차 줄어 일정한 값에 수렴한다. 시간 경과와 더불어 급격히 증가한다는 서술이 틀렸다.

나머지는 옳다. 재령이 많이 지나 강도가 발현된 뒤 하중을 실을수록 크리프가 작고, 물-시멘트비가 크거나 주위 온도가 높을수록 크리프는 커진다.

콘크리트의 중성화(탄산화) 깊이는 파취면에 페놀프탈레인 용액을 뿌려 붉게 변하지 않는 깊이로 판정한다. 중성자법은 콘크리트의 함수율을 측정하는 방법이다.

나머지는 옳다. 초음파 전파시간으로 균열 깊이를, 전자유도법으로 철근 위치와 피복두께를, 반발경도법으로 압축강도를 추정한다.

재료 계량의 허용오차는 혼화재 ±2%가 규정과 맞는 값이다.

나머지는 규정값과 다르다.

• 물과 시멘트는 각각 ±1%로 가장 엄격하다.
• 골재는 ±3%이다.
• 혼화제(용액)는 ±3%이다.

범위 R은 측정값 중 최댓값과 최솟값의 차이다.

주어진 자료에서 최댓값은 46MPa, 최솟값은 38MPa이므로
$R = 46 - 38 = 8\,\mathrm{MPa}$

따라서 8MPa이다. 42.4MPa은 10개 값의 평균이라 범위와 혼동하기 쉽다.

품질관리 계획은 공사의 규모·환경·중요도에 맞춰 세워야 하므로, 어느 공사에도 맞는 획일적인 방침을 작성한다는 것은 옳지 않다.

나머지는 옳다. 공사 특성에 맞는 검사방법의 선택, 구체적인 실행계획 작성, 체계적인 교육·훈련 계획 수립이 품질관리 계획의 기본 요소이다.

비비기 시간에 대한 사전 실험을 하지 않은 경우 강제식 믹서는 재료를 모두 투입한 뒤 60초 이상 비비는 것을 표준으로 한다.

가경식 믹서는 이보다 긴 90초 이상이 표준이다. 다만 비비기를 지나치게 오래 하면 골재가 마모되고 연행공기가 빠져 오히려 불리하다.

고강도 콘크리트는 낮은 물-결합재비를 쓰는 것이 기본이며, 현장 타설 부재에 오토클레이브 양생을 적용하지도 않는다. 높은 물-결합재비라는 서술부터 틀렸다.

나머지는 옳다. 슬럼프 저하에 대비해 고성능 감수제 투여장치를 갖추고, 운반시간·거리가 길면 트럭믹서나 트럭 애지테이터를 쓴다.

기둥·벽과 보·슬래브를 일체로 칠 때는 보 아래면에서 타설을 멈추고 기둥·벽 콘크리트가 침하한 뒤 보·슬래브를 쳐야 침하균열을 막을 수 있다.

현장타설말뚝 및 지하연속벽에 사용하는 수중 콘크리트의 물-결합재비는 55% 이하가 표준이므로, 45% 이하라는 서술이 틀렸다.

일반 수중 콘크리트는 물-결합재비 50% 이하·단위시멘트량 370kg/m³ 이상, 현장타설말뚝 및 지하연속벽용은 물-결합재비 55% 이하·단위시멘트량 350kg/m³ 이상으로 규정되어 나머지 보기는 옳다.

상압 증기양생은 온도를 올려 경화를 앞당기는 촉진(온도제어) 양생이지 습윤양생이 아니다.

습윤양생은 콘크리트 표면에서 물이 달아나지 않게 하는 방법이므로 수중양생, 젖은 포(가마니·마대) 덮기, 살수, 막(피막)양생 등이 여기에 속한다.

팽창 콘크리트의 팽창률은 재령 7일에 대한 시험치를 기준으로 하므로, 재령 28일 기준이라는 서술이 틀렸다.

강도는 재령 28일 압축강도를 기준으로 하고, 팽창률은 수축보상용이 150×10^-6~250×10^-6, 화학적 프리스트레스용이 200×10^-6~700×10^-6으로 나머지 보기는 옳다.

수밀 콘크리트의 물-결합재비는 50% 이하를 표준으로 하므로, 55% 이하라는 서술이 틀렸다.

물이 통하는 공극을 줄이는 것이 목적이므로 단위 굵은 골재량은 되도록 크게, 슬럼프는 180mm를 넘지 않게, 공기량은 4% 이하로 억제한다.

유동화 콘크리트의 슬럼프 증가량은 100mm 이하를 원칙으로 하고 50~80mm를 표준으로 하므로, 100mm 이상이 바람직하다는 서술이 틀렸다.

유동화제를 넣기 전의 배합을 베이스 콘크리트라 하고, 슬럼프·공기량 시험은 50m³마다 1회를 표준으로 하며, 재유동화는 원칙적으로 하지 않는다.

속이 빈 원통형 제품(원심력 철근콘크리트관·콘크리트 전주 등)은 거푸집을 고속으로 회전시켜 콘크리트를 벽면에 밀착시키는 원심력다짐으로 만든다.

회전 과정에서 여분의 물이 안쪽으로 빠져나가 물-시멘트비가 낮아지므로 조직이 치밀하고 강도가 높은 제품을 얻을 수 있다.

공장제품은 규격이 표준화되어 있어 같은 제품을 뽑아 실물 시험을 할 수 있으므로, 표준화가 되어 있지 않아 실물 시험이 불가능하다는 서술이 틀렸다.

공장 생산은 숙련된 작업원과 고정 설비로 재료 선정부터 배합·제조·양생까지 일관 관리되어 품질이 안정되고, 성형법에 따라 다양한 형상을 만들 수 있다는 점이 장점이다.

경량골재 콘크리트는 워커빌리티 확보와 동결융해 저항성을 위해 AE 콘크리트로 하는 것이 원칙이어서 공기량을 보통 골재 콘크리트보다 크게 잡으므로, 작게 하는 것이 원칙이라는 서술이 틀렸다.

굵은 골재의 최대치수는 원칙적으로 20mm로 하고, 경량골재는 흡수가 크므로 미리 충분히 흡수시킨 상태로 써야 품질 변동이 작아진다.

고강도 콘크리트는 연행공기가 강도를 떨어뜨리므로 공기연행제를 사용하지 않는 것을 원칙으로 한다(동결융해 저항성이 요구되는 경우에 한해 사용). 따라서 수밀성 향상을 위해 사용하는 것이 원칙이라는 서술이 틀렸다.

굵은 골재의 최대치수는 40mm 이하로 하되 가능하면 25mm 이하로 하고, 된 비빔이 되므로 가경식보다 강제식 팬 믹서가 유리하다.

균열유발 이음은 간격을 부재높이의 1배 이상 2배 이내로 두고, 단면의 결손율은 20%를 약간 넘도록 하는 것이 좋다.

결손율이 이보다 작으면 계획한 위치보다 다른 곳이 먼저 갈라져, 균열을 한곳에 몰아준다는 목적을 달성하지 못한다.

포장용 시멘트 콘크리트의 배합기준에서 공기연행 콘크리트의 공기량은 4~6%이다.

포장 콘크리트는 노출면이 넓어 동결융해와 제설제의 영향을 직접 받으므로, 이 정도의 연행공기로 내구성을 확보한다.

프리플레이스트 콘크리트의 주입 모르타르는 미리 채워 둔 굵은 골재 사이의 좁은 틈으로 흘러 들어가야 하므로, 잔골재는 조립률 1.4~2.2의 고운 것을 쓴다.

조립률이 이보다 크면 입자가 굵어 주입성이 떨어지고 골재 사이 공극을 제대로 채우지 못한다.

매스 콘크리트로 다루어야 하는 부재치수의 일반적인 표준은 넓이가 넓은 평판구조에서 두께 0.8m 이상, 하단이 구속된 벽조에서 두께 0.5m 이상이다.

벽체는 하단이 이미 굳은 기초에 물려 신축이 구속되므로, 평판보다 얇아도 온도균열 위험이 커서 기준 두께가 더 작게 정해져 있다.

해양 콘크리트 구조물에 쓰이는 콘크리트의 설계기준압축강도는 30MPa 이상으로 하여야 한다.

해수의 염화물 침투와 파랑·간만대의 건습 반복, 동결융해를 견디려면 조직이 치밀해야 하므로 일반 구조물보다 높은 강도를 요구한다.

급결제를 넣으면 곧바로 응결이 시작되므로 첨가 후에는 지체 없이 뿜어 붙여야 한다. 바로 작업하지 않는 것이 좋다는 서술이 틀렸다.

노즐은 뿜어 붙일 면에 직각으로 향하게 해야 리바운드가 줄고, 소정 두께가 될 때까지 여러 번 나누어 뿜으며, 강재 지보재 뒤쪽까지 채워 일체가 되도록 해야 한다.

숏크리트의 초기 압축강도 표준값은 재령 24시간에서 5~10MPa이다.

같은 기준에서 재령 3시간은 1.0~3.0MPa, 재령 28일은 21MPa 이상을 표준으로 한다.

보통포틀랜드 시멘트를 사용한 콘크리트의 습윤양생 기간 표준은 일평균기온 15℃ 이상에서 5일, 10℃ 이상 15℃ 미만에서 7일, 5℃ 이상 10℃ 미만에서 9일이다.

기온이 낮을수록 수화가 더디게 진행되므로 같은 시멘트라도 양생 기간을 길게 잡는다.

시공이음은 부재의 압축력이 작용하는 방향과 직각이 되게 설치해야 한다. 수평이 되게 한다는 서술이 틀렸다.

이음면이 압축방향과 나란하면 그 면을 따라 미끄러지거나 벌어지기 쉬우므로, 전단력이 작은 위치를 골라 압축방향에 직각으로 두는 것이 원칙이다.

유동화 방식은 유동화제를 어디서 넣고 어디서 유동화하느냐에 따라 공장첨가 공장유동화, 공장첨가 현장유동화, 현장첨가 현장유동화의 세 가지로 나뉜다.

따라서 배치플랜트첨가 유동화 방식이라는 구분은 존재하지 않는다.

※ 원본 시험지의 그림이 확보되지 않아 정답이 성립하도록 재구성한 그림입니다.

그림은 단순보에 하중이 작용할 때 나타나는 전형적인 균열 형태로, 휨모멘트가 가장 큰 경간 중앙부 하연에서 위쪽으로 진행하는 휨균열(수직 균열)과, 전단력이 큰 지점 부근에서 경사(약 45°)로 발생하는 전단균열(사인장균열)이 함께 나타나 있다.

이러한 휨·전단균열은 설계하중을 초과하는 과하중(또는 단면·철근 부족)에 의해 부재의 인장응력이 콘크리트의 인장강도를 넘어설 때 생기는 구조적 균열이다.

② 소성수축(수성)균열은 타설 직후 표면에 불규칙한 그물·직선형으로, ③ 충전불량은 곰보(허니컴)·공동 형태로, ④ 부등침하는 침하한 지점 쪽으로 기울어진 경사균열이 벽·보 단부에 집중되어 나타나므로 그림과 다르다. 따라서 정답은 ①이다.

침하균열은 굳지 않은 콘크리트가 가라앉을 때 철근이 이를 가로막아 철근을 따라 생기는 균열이므로, 철근의 직경이 클수록 증가한다. 직경이 작을수록 증가한다는 서술이 틀렸다.

슬럼프가 커서 침하량이 많거나, 다짐이 부족하거나, 물이 새고 변형되기 쉬운 거푸집을 쓰면 침하균열이 늘어난다.

등가응력블록 깊이는 $a=\dfrac{A_s f_y}{0.85 f_{ck} b}$, 공칭모멘트강도는 $M_n=A_s f_y\left(d-\dfrac{a}{2}\right)$로 구한다.

단면에서 $b=300\ \mathrm{mm}$, $d=450\ \mathrm{mm}$, $A_s=1{,}800\ \mathrm{mm^2}$이므로
$a=\dfrac{1{,}800\times400}{0.85\times24\times300}=117.6\ \mathrm{mm}$이다.

따라서
$M_n=1{,}800\times400\times\left(450-\dfrac{117.6}{2}\right)=281.6\times10^{6}\ \mathrm{N\cdot mm}$
즉 281.6kN·m이다.

탄소섬유 보강은 바탕을 먼저 고른 뒤 접착층을 만들고 시트를 붙인 다음 보호하는 순서, 즉 균열 보수 및 패칭 처리 → 프라이머 및 수지 도포 → 섬유시트 부착 → 보호 코팅으로 진행한다.

바탕의 균열과 요철을 남긴 채 프라이머를 바르면 시트가 들뜨고, 보호 코팅을 시트보다 먼저 하면 접착 자체가 되지 않는다.

콘크리트 압축연단의 최대(극한) 변형률은 0.003으로 보므로, 0.03이라는 서술이 틀렸다.

나머지는 휨설계의 기본 가정으로, 변형 전 평면은 변형 후에도 평면이어서 변형률이 중립축으로부터의 거리에 비례하고, 콘크리트의 인장강도는 무시한다.

휨강도 계산에서는 곡선인 실제 압축응력 분포를 크기와 작용점이 같은 직사각형 응력블록(등가응력블록)으로 바꾸어 쓴다.

응력 $0.85f_{ck}$가 깊이 $a=\beta_1 c$에 균등하게 작용한다고 보는 것이며, 이렇게 하면 압축력의 크기와 위치를 간단히 구할 수 있다.

석영질(규산질) 골재는 약 573℃에서 석영의 상변화로 급격히 팽창해 오히려 콘크리트를 파괴시키므로 내화 대책이 될 수 없다.

내화성 측면에서는 석회질 골재가 유리하며, 강재의 피복두께를 충분히 확보하거나 표면에 내화·단열재료를 피복하는 것이 유효한 대책이다.

균형변형률 상태에서는 콘크리트가 변형률 0.003에 이르는 순간 인장철근도 동시에 항복하므로, 변형률 삼각형에서 $c_b=\dfrac{600}{600+f_y}\,d$가 된다.

$f_y=400\ \mathrm{MPa}$, $d=450\ \mathrm{mm}$를 대입하면
$c_b=\dfrac{600}{600+400}\times450=270\ \mathrm{mm}$이다.

따라서 중립축까지의 거리는 270mm이며, 이 값은 폭 $b$나 $f_{ck}$와는 무관하다.

중성화 깊이는 경과시간의 제곱근에 비례한다($x=A\sqrt{t}$). 경과시간에 반비례한다는 서술이 틀렸다.

공기 중 탄산가스 농도가 높을수록 빨라지고, 물-시멘트비가 낮아 조직이 치밀하면 느려지며, 중성화가 철근 위치에 도달하면 부식이 시작되어 팽창압으로 피복이 박리된다.

알칼리골재반응으로 생긴 알칼리실리카겔이 물을 빨아들여 팽창하면 표면이 사방으로 밀려 거북등 모양의 망상(그물형) 균열로 나타나는 경우가 많다.

• 수분이 많을수록 겔의 흡수·팽창이 커져 반응이 오히려 심해진다.
• 프리스트레스는 균열이 나타나는 방향을 바꿀 뿐 반응 자체를 막지 못한다.
• 팽창은 타설 직후가 아니라 상당한 재령이 지난 뒤부터 서서히 진행되어 수년에 걸쳐 이어진다.

인장 이형철근의 기본정착길이는 $l_{db}=\dfrac{0.6\,d_b f_y}{\lambda\sqrt{f_{ck}}}$로 구한다.

보통중량 콘크리트이므로 $\lambda=1.0$이고, $d_b=31.8\ \mathrm{mm}$, $f_y=400\ \mathrm{MPa}$, $f_{ck}=28\ \mathrm{MPa}$를 대입하면
$l_{db}=\dfrac{0.6\times31.8\times400}{\sqrt{28}}=\dfrac{7{,}632}{5.292}$이다.

따라서 기본정착길이는 약 1,443mm이다.

휨부재의 최소 철근량은 $\dfrac{0.25\sqrt{f_{ck}}}{f_y}b_w d$와 $\dfrac{1.4}{f_y}b_w d$ 중 큰 값으로 한다.

단면의 $b_w=400\ \mathrm{mm}$, $d=550\ \mathrm{mm}$를 대입하면
$\dfrac{0.25\sqrt{28}}{400}\times400\times550=727.6\ \mathrm{mm^2}$
$\dfrac{1.4}{400}\times400\times550=770\ \mathrm{mm^2}$이다.

따라서 두 값 중 큰 770mm²이 요구되는 최소 철근량이다.

피로를 고려하지 않아도 되는 응력범위는 이형철근의 경우 $f_y=400\ \mathrm{MPa}$에서 150MPa이므로, 140MPa이라는 서술이 틀렸다.

같은 기준에서 $f_y=300\ \mathrm{MPa}$ 이형철근은 130MPa, 긴장재는 연결부·정착부 140MPa, 기타 부위 160MPa로 나머지 보기는 옳다.

강판 접착공법은 부재의 내하력 자체를 키우는 보강 공법이지, 손상 부위를 원래 성능으로 되돌리는 보수 공법이 아니다.

에폭시 주입, 모르터 충전, 표면피복은 균열과 결손부를 메우고 표면을 덮어 열화 진행을 막는 보수 공법에 해당한다.

1방향 슬래브의 수축·온도 철근 간격은 슬래브 두께의 5배 이하이면서 450mm 이하여야 한다.

주철근과 직각 방향으로 배치해 건조수축과 온도변화로 생기는 균열을 잘게 분산시키는 철근이므로, 간격이 너무 벌어지면 균열 제어 효과를 얻지 못한다.

압축지배단면 중 나선철근으로 보강된 부재는 0.70을 적용하므로 0.65라는 서술이 틀렸다. 0.65는 띠철근으로 보강된 부재의 값이다.

나선철근은 심부 콘크리트를 구속해 파괴가 급작스럽지 않고 여유가 있으므로 띠철근보다 큰 강도감소계수를 준다.

나선철근 기둥의 축방향철근은 최소 6개 이상 배치해야 한다.

원형 단면 둘레를 따라 철근을 고르게 돌려야 하기 때문이며, 사각형 띠철근 기둥은 모서리마다 1개씩 최소 4개, 삼각형 띠철근 기둥은 최소 3개가 기준이다.

외부 케이블(외부 강선) 공법은 부재 밖에 긴장재를 걸고 편심을 두어 휨모멘트를 상쇄하는 방법이므로, 면 전체로 하중을 받아 편심과 정착부를 확보하기 어려운 벽체에 가장 부적합하다.

보·슬래브처럼 처짐과 휨균열이 문제되는 휨부재나 기둥에는 정착부를 잡기 쉬워 효과적으로 적용된다.

전자파 레이더법은 반사파로 철근의 위치와 피복두께, 내부 공동을 찾아내는 탐사법이지 부식 여부를 판정하는 방법이 아니다.

철근부식 평가에는 철근의 전위를 재는 자연전위법, 부식속도와 직결되는 분극저항법, 콘크리트의 저항을 재는 전기저항법이 쓰인다.

와이어 스트레인 게이지는 부재 표면의 변형률을 재는 계측기여서 균열 폭 자체를 측정하는 기구가 아니다.

균열 폭은 눈금이 인쇄된 균열스케일, 균열게이지, 배율을 키워 읽는 균열현미경으로 측정한다.