개념 한 쪽
비파괴시험은 콘크리트 구조물의 열화 상태와 사용성 거동을 조사·진단하는 시험이다. 중성화, 동해, 황산염 침투, 알칼리 골재반응, 건조수축 균열 같은 열화는 원인과 진행 단계를 구분해 평가한다. 시험 결과는 보수와 잔존 성능 판단의 근거가 된다.
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출제기준 단원 「비파괴시험」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 황산염 방지책 판별 | 1 | C3A 함량 증대가 방지책인지 가린다 |
| 열화 잠복기 구분 | 1 | 부식 개시 후 기간을 잠복기로 보는지 판단한다 |
| 건조수축 균열 제어 판별 | 1 | 실리카 퓸 사용을 수축 제어로 볼 수 있는지 가린다 |
사용성 평가는 구조물이 사용 중에 보이는 변형, 균열, 진동, 누수 같은 거동을 확인한다. 변형 및 변위의 육안 관찰, 고유 진동수 측정, 외벽 균열로 인한 누수 여부 검토가 사용성 평가 항목에 해당한다. 단면 치수 계측은 설계도면대로 시공되었는지 확인하는 항목이므로 사용성 평가와 거리가 멀다.
중성화는 공기 중 이산화탄소가 콘크리트 내부로 침투해 알칼리성을 낮추는 현상이다. 알칼리성이 낮아지면 철근을 보호하던 부식 방지 피막이 파괴되어 철근 부식이 시작된다. 실내는 실외보다 이산화탄소 농도가 상대적으로 높아 중성화가 빠르게 진행될 수 있다.
황산염 침투 열화는 시멘트 성분 중 C3A가 황산염과 반응해 팽창성 생성물을 만들면서 발생한다. 방지책은 C3A 함량을 줄이는 방향으로 잡는다. 공기연행제, 플라이애쉬, 고로슬래그는 내구성 향상과 황산염 침투 저감에 활용된다.
동해는 콘크리트 내부 수분이 얼고 녹기를 반복하면서 팽창 압력을 만들어 균열을 일으키는 현상이다. 기포간격계수는 작을수록 공기포가 미세하고 균일하게 분포해 동해 저항성이 높다. 동결융해 내구성 지수는 DF=P×N/M으로 나타내며, M은 시험 종료 시점의 총 목표 사이클 수이다.
알칼리 골재반응이 의심되는 부재의 향후 팽창량을 예측하려면 구조물에서 코어를 채취해 잔존 팽창량을 측정하는 시험이 가장 직접적이다. 열화 과정은 잠복기와 진행기로 구분하며, 부식 개시부터 균열 발생까지의 기간은 이미 진행기에 해당한다. 건조수축 균열을 제어하려면 배합수량을 줄이고 흡수율이 적고 입자가 고른 골재를 사용한다. 실리카 퓸은 강도와 밀도 향상이 주목적이므로 수축 제어의 직접적인 방법으로 보기 어렵다.
황산염 침투 문제는 C3A 함량을 증대시키는 선지를 방지 방법으로 뒤바꾸어 출제한다. C3A 함량 증대는 열화를 촉진하므로 방지책이 아니다. 중성화 문제는 실내외 이산화탄소 농도 차이를 원인으로 연결해야 한다. 동해 문제는 기포간격계수가 클수록 안전하다고 뒤집는 선지를 경계한다. 알칼리 골재반응의 향후 팽창량 예측은 코어 채취와 잔존 팽창량 시험으로 판단한다. 부식 개시 이후의 기간을 잠복기로 설명하면 틀린다. 건조수축 균열 제어에서 실리카 퓸 사용을 수축 저감의 직접 방법으로 보면 목적을 혼동한 것이다.
황산염 침투에 의한 열화 방지 방법이 아닌 것은?
정답 ① · 황산염 침투에 의한 열화 방지 방법이 아닌 것을 고르는 문제이다. 황산염 열화는 시멘트 중 C3A가 황산염과 반응하여 에트링자이트를 생성하고 그 팽창압에 의해 콘크리트가 파괴되는 현상이므로, 방지 대책의 핵심은 C3A 함량이 적은 시멘트를 쓰는 것이다.
황산염 침투에 의한 열화를 방지하려면 C3A 함량을 줄여야 하므로, 함량을 증대시키는 ①은 방지 방법이 아니다.
다음 각 열화 과정과 잠복기에 대한 설명이 틀린 것은?
정답 ② · 각 열화 과정에서 잠복기에 해당하는 상태를 구분하는 문제이다. 잠복기란 열화나 손상이 외부에 나타나기 전, 즉 아직 시작되지 않았거나 초기 상태에 있는 기간을 의미한다.
중성화는 철근 위치 도달 시 부식 개시이므로, 부식 개시부터 균열 발생까지의 기간은 잠복기가 아닌 진행 기간이다.
콘크리트의 건조수축으로 인한 균열을 제어하기 위한 설명 중 틀린 것은?
정답 ② · 건조수축에 의한 균열 제어 대책 중 틀린 것을 찾는 문제이다. 건조수축은 콘크리트 중 수분의 증발에 의해 발생하므로, 배합수량을 가능한 한 줄이고 흡수율이 작으며 입도가 양호한 골재를 사용하며 단면 크기에 맞게 골재 최대치수를 조절하는 것이 효과적인 대책이다.
콘크리트 건조수축 균열 방지를 위해 실리카 퓸 사용은 강도 향상 목적이지 수축 제어 직접 방법이 아니므로 틀린 설명이다.
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