개념 한 쪽
시멘트와 골재에 대한 여러 시험은 재현성과 표준화에 맞춰 시행한다. 시험 목적에 따라 표준모래 사용, 비중 측정 방법, 공극률 및 표면건조포화상태 비중 계산법 등을 정확히 이해해야 시험 결과의 신뢰성을 확보한다.
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출제기준 단원 「기타 시멘트 관련 시험」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 시험 표준화 목적 판별 | 1 | 표준모래 사용 이유를 묻는 개념적 선택 |
| 공극률 계산 | 1 | 단위무게와 비중으로 골재 공극률을 계산하는 과정 |
| 표면건조 포화비중 계산 | 1 | 건조중량과 수중중량을 이용해 표면건조포화비중을 계산하는 과정 |
시멘트로 만든 모르타르의 압축 강도를 평가할 때는 재료 이외의 변수를 줄이기 위해 표준모래를 사용한다는 점이 중요하다. 표준모래를 사용하면 모래의 입도와 성분 차이로 인한 변동을 줄여 시험 결과의 재현성과 비교 가능성을 확보한다.
시멘트의 비중 시험은 반복 측정을 통해 평균값을 활용하며, 측정치들 간의 차이가 0.03 이내일 때 그 평균값을 비중으로 채택한다. 이 규정은 측정의 신뢰도를 높이기 위한 기준이다.
시멘트나 골재의 비중 및 관련 계산은 질량과 치환된 부피 관계를 바탕으로 한다. 예를 들어 비중은 시료 질량을 측정된 치환 부피로 나눈 값으로 정의하며, 광유나 물의 눈금 변화량을 이용해 부피를 산출한다.
골재의 공극률은 단위무게와 비중의 관계로 계산한다는 점을 숙지해야 한다. 공극률 공식은 1 - (단위무게 ÷ (비중×1000)) 로서 백분율로 나타내며, 표면건조포화상태 비중은 건조중량을 표면건조포화중량과 수중중량의 차로 나누어 계산한다.
유효 흡수량은 표면건조포화상태 질량에서 절대건조 질량을 뺀 값을 절대건조 질량으로 나눈 백분율로 정의한다. 이 값은 골재가 실용적으로 흡수할 수 있는 물의 양을 나타낸다.
시멘트 비중 계산 예시는 광유 눈금의 최종값에서 처음값을 빼서 부피를 구한 뒤 질량을 그 부피로 나누어 계산한다. 예컨대 질량 64g, 처음 눈금 0.5mL, 마지막 눈금 20.5mL이면 부피는 20mL이고 비중은 64÷20=3.2가 된다.
표면건조 포화상태 비중 계산 예시는 건조중량을 표면건조포화중량과 수중중량의 차로 나누어 계산한다. 예컨대 건조중량 265gf, 표면건조포화중량 365gf, 수중중량 240gf이면 분모는 125gf가 되고 비중은 265÷125=2.12가 된다.
골재 공극률 계산 예시는 단위무게와 비중의 1000배를 이용한다. 예컨대 단위무게 1650kg/m³, 비중 2.65이면 공극률은 (1 - 1650÷2650)×100 ≈ 37.7%가 된다.
골재의 동결, 융해, 물, 해수, 기상작용 등에 대한 내구성을 알고자 할 때 필요한 시험은?
정답 ③ · 문제는 골재의 동결·융해, 해수 및 기상작용 등에 대한 내구성을 평가하는 시험명을 묻고 있다. 이러한 내구성 평가는 안정성시험으로 이루어지며 동결융해 저항성, 화학적 내구성 등을 확인하는 항목이 포함된다.
동결·융해, 화학적 작용 등 외부 환경에 대한 골재의 내구성을 평가하는 시험은 안정성시험입니다.
잔골재의 단위 무게가 1650kg/m³이고 비중이 2.65일 때 이 골재의 공극률은 얼마인가?
정답 ③ · 골재의 공극률(빈틈률) 계산은 [1 - (단위용적질량 / 비중 × 1000)] × 100 공식을 이용합니다. 단위무게가 1650 kg/m³, 비중이 2.65이므로 계산하면 [1 - (1650 / (2.65 × 1000))] × 100 = [1 - (1650 / 2650)] × 100 = 1 - 0.6226...
공극률은 전체 부피 중 빈 공간 비율로, [1-(단위무게/비중×1000)]×100 공식으로 계산한다.
건조시료의 대기중 무게가 265gf, 표면건조 포화상태시료의 대기중 무게가 365gf, 시료의 수중무게가 240gf 이라면 이 굵은 골재의 표면건조 포화상태의 비중은?
정답 ① · 문항은 주어진 무게들로 표면건조 포화상태 비중을 계산하도록 요구한다. 표면건조 포화비중 Gsb는 건조중량을 표면건조포화중량과 수중중량의 차(골재 부피에 해당하는 물의 무게)로 나눈 값으로 계산하므로 Gsb = 265 / (365 − 240) = 265 / 125 = 2.12가 된다.
표면건조포화비중은 건조중량÷(표면건조포화중량-수중중량) 공식으로 계산하며, 단위 부피의 질량을 구하는 개념이다.
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