최적 함수비란 무엇인가?
- 건조밀도가 최소인것.
- 건조밀도가 최대인것.
- 건조밀도가 있는것.
- 건조밀도가 없는것.
정답과 해설 보기
정답 ② · 최적 함수비(Optimum Moisture Content)란 흙을 다질 때 최대 건조밀도를 얻을 수 있는 함수비를 말합니다. 즉, 일정한 에너지로 다질 때 최대의 밀도가 되도록 하는 수분 함량비입니다.
최적 함수비는 흙을 다질 때 최대 건조밀도를 얻을 수 있는 수분 함량비이다.
개념 한 쪽
건설재료시험기능사 액성한계시험 — 낙하속도·유동곡선
액성한계시험은 흙의 점성 정도를 가늠하는 한계치 시험으로, 캐서그레이드 장치의 황동 컵을 표준 속도로 낙하시켜 흙의 갈라짐 상태를 관찰하여 액성한계를 판정한다. 유동곡선과 함수비 계산 등 관련 계산 문제가 자주 출제되므로 시험 절차와 기본 산식을 숙지해야 한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「액성한계시험」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 최적 함수비 정의 | 1 | 최적 함수비가 어떤 상태에서 최대 건조밀도를 이루는지 묻는다 |
| 함수율 계산 문제 | 1 | 습윤중량·절건중량으로 함수율을 계산하는 절차를 묻는다 |
| 액성한계 낙하속도 판단 | 1 | 캐서그레이드 장치의 낙하속도 표준값을 확인하도록 묻는다 |
뜻
액성한계시험은 흙의 물 함량이 감소할 때 반액체 상태에서 반고체 상태로 변하는 경계를 규정하는 한계치 시험이다. 실험에는 캐서그레이드 장치와 황동으로 만든 컵을 사용하며, 컵의 낙하 속도는 표준화되어 있어 시험의 재현성에 중요하다. 재료에서 제시된 표준 낙하 속도는 표준화된 일정한 간격으로 낙하시켜 한 번 낙하하는 데 약 0.5초가 소요된다고 본다.
유동곡선은 타격 횟수에 따른 함수비의 변화를 그래프로 나타내는 방법으로, 가로축은 타격 횟수(로그 스케일을 쓰기도 함), 세로축은 함수비를 취한다. 이 그래프를 통해 특정 타격 횟수에서의 함수비를 구하고 액성한계를 판정하는 절차를 전개한다.
액성한계와 관련된 다른 한계치 시험들과 구별되는 점은 측정 대상이 함수비에 따른 상태 변화라는 점이다. 소성한계는 흙을 국수 모양으로 말아 지름 약 3mm에서 부스러질 때의 함수비를 나타내는 반면, 액성한계는 캐서그레이드 장치로 유동성을 평가하는 시험이다. 시험 시 표준 조건을 지키는 것이 결과의 일관성을 확보하는 핵심이다.
함수비 계산은 습윤중량과 절건중량을 이용해 이루어진다. 함수율은 절건중량을 분모로 하여 물의 질량비를 백분율로 표시하는 방식으로 정의한다. 예시 문제 풀이를 통해 계산 절차를 반복하여 숙달하는 것이 중요하다.
예제
예 1 — 함수율 계산: 습윤중량이 100gf이고 절건중량이 90gf이면 수분 중량은 10gf이다. 함수율 w는 (수분 중량 ÷ 절건중량) × 100으로 계산하므로 w = (100 - 90) ÷ 90 × 100 = 11.11%로 구한다.
예 2 — 낙하속도 개념 확인: 액성한계시험에서 사용하는 황동 컵은 표준화된 일정한 간격으로 낙하시켜 한 번 낙하하는 데 약 0.5초가 소요된다는 점을 기억하여 시험 절차 관련 문항을 해결한다.
대표 기출 3문항
습윤상태의 중량이 100gf인 모래를 절대 노건조 시킨 결과 90gf 이 되었다. 함수율(전함수율)은 얼마인가?
- 11.1%
- 12.8%
- 19.2%
- 21.6%
정답과 해설 보기
정답 ① · 함수율은 절건중량에 대한 물의 무게 비율로 백분율로 나타냅니다. 식은 (습윤중량 - 절건중량) / 절건중량 × 100 입니다.
함수율은 절건중량 대비 수분 중량 비율이므로 (100-90)/90×100=11.1%이다.
액성한계 시험에서 황동재 컵의 1회 낙하속도는 약 얼마인가?
- 0.5초
- 0.25초
- 1.0초
- 1.5초
정답과 해설 보기
정답 ① · 액성한계 시험에서 사용하는 캐서그레이드(Casagrande) 장치의 황동재 컵은 1회 낙하당 약 1cm 높이에서 떨어지며, 그 소요 시간은 0.5초(1초에 2회 낙하하는 속도)입니다. 따라서 제시된 0.5초라는 정답은 표준 시험 규정에 따라 정확한 값입니다.
액성한계 시험용 황동재 컵은 1초에 2회 낙하하는 속도로 1회 낙하당 약 0.5초가 소요된다.
자주 묻는 물음
- 액성한계시험에서 사용하는 낙하속도는 어떻게 되나?
- 캐서그레이드 장치의 황동 컵은 표준화된 일정한 간격으로 낙하시켜 한 번 낙하하는 데 약 0.5초가 소요된다고 본다.
- 유동곡선을 그릴 때 가로축과 세로축은 무엇을 쓰나?
- 유동곡선의 가로축은 타격 횟수이며 세로축은 함수비를 표기한다. 타격 횟수는 보통 로그 눈금을 사용하여 표시한다.
- 함수율을 계산할 때 분모로 사용하는 값은 무엇인가?
- 함수율은 절건중량을 분모로 하여 수분 중량의 비율을 백분율로 나타내므로 분모는 항상 절건중량으로 사용한다.
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