개념 한 쪽
골재 시험은 콘크리트 품질과 시공성에 직접적인 영향을 주는 기초 검사항목을 다룬다. 주요 항목으로는 비중과 흡수율 시험, 조립률(FM)과 혼합비 산정, 다공성 골재의 전처리 등이 있다. 규격상 사용되는 기구와 시험 주기, 계산 공식 등을 정확히 이해해야 시험 문제를 정확히 풀 수 있다.
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출제기준 단원 「골재 관련 시험」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 비중 계산 문제 | 1 | SSD 상태와 담수 중 무게를 이용해 비중을 산출하는 계산 |
| 시험 주기 확인 | 1 | 골재의 비중과 흡수율에 관한 시험의 수행 간격을 묻는 지식형으로 출제한다. |
| 조립률 혼합비 산출 | 1 | 두 잔골재의 FM으로 목표 조립률을 얻기 위한 중량비 계산 |
표면건조 포화상태(SSD) 비중 계산은 표면건조 포화상태에서의 질량과 물속에서의 질량 차이를 이용하는 공식을 적용한다. 구체적으로 SSD비중 G_ssd = W_ssd / (W_ssd - W_sub)의 형태로 정의되며 시험에서 분자에는 SSD 상태의 무게, 분모에는 SSD 무게와 물속 무게의 차를 대입하여 비중을 산출한다.
잔골재(모래)의 밀도 및 흡수율 시험에서는 표준적으로 사용하는 플라스크 용량이 500mL임을 규격상 기준으로 인지해야 한다. 또한 밀도와 흡수율의 허용 오차는 규격상 제시된 수치 범위를 따르며, 예시 재료에서는 밀도 허용 오차가 0.01g/cm³, 흡수율 허용 오차가 0.05%로 설명된다.
조립률(Fineness Modulus, FM)은 체가름 시험 결과로부터 계산되는 입도 분포의 대표값이며 입형(모양)과는 다른 개념이다. 조립률을 혼합하여 목표 조립률을 만들 때는 가중평균 원리를 적용하고, 목표값과 각 성분값의 차이를 이용한 역비례 방식으로 질량비를 도출한다.
다공성 골재(예: 인공경량골재, 고로슬래그 골재)는 흡수율이 높아 콘크리트 배합 전에 프리웨팅(pre-wetting)으로 포화표면건조 상태로 만들어야 혼합 시 골재가 혼합수분을 흡수하여 작업성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 품질관리 측면에서는 규정된 시험 주기를 따라 비중 및 흡수율 시험을 수행해야 하며, 재료 사용량 기준에 따라 검사 간격을 정한다.
비중 계산 예시: 표면건조 포화상태 무게가 2100gf이고 물속에서의 무게가 1300gf일 때 SSD비중은 2100 ÷ (2100 - 1300) = 2100 ÷ 800 = 2.625로 계산되며 소수점 셋째 자리에서 반올림하면 2.63이 된다.
조립률 혼합비 계산 예시: 잔골재 A의 FM이 2.5, 잔골재 B의 FM이 2.9이고 목표 FM이 2.8일 때 목표값과 각 성분의 차이는 A와 0.3, B와 0.1이므로 역비례에 따라 A:B = 0.1:0.3 = 1:3의 질량비로 혼합하면 목표 FM을 얻을 수 있다.
굵은골재를 건조시켜 대기중에서 무게를 측정하니 2000gf이며 대기중에서 표면건조 포화상태시의 무게가 2100gf, 물속에서의 무게가 1300gf이었을 때 이 골재의 표면건조 포화상태에서의 비중은 얼마인가?
정답 ① · 굵은골재의 표면건조 포화상태 비중은 '표면건조 포화상태 무게 / (표면건조 포화상태 무게 - 물속에서의 무게)'로 계산합니다. 주어진 값을 대입하면 2100 / (2100 - 1300) = 2100 / 800 = 2.625가 되며, 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 약 2.63이 됩니다.
표면건조 포화상태 비중은 '표면건조 포화상태 무게 / (표면건조 포화상태 무게 - 물속 무게)' 공식으로 계산한다.
건설공사 품질시험기준에서 콘크리트 공사의 콘크리트 골재의 비중 및 흡수율 시험은 몇 m³마다 실시하는가?
정답 ① · 문제는 콘크리트 골재의 비중 및 흡수율 시험 간격을 묻고 있다. 건설공사 품질시험기준에서는 이러한 골재 물성 시험을 1,000 m³마다 실시하도록 규정하여 품질관리를 수행한다.
건설공사 품질시험기준에 따라 콘크리트 골재의 비중 및 흡수율 시험은 1,000 m³마다 실시한다.
습윤상태의 모래 100g이 있다. 모래의 함수상태별 질량을 측정한 결과 표면건조 포화상태일 때 97g, 공기중 건조상태일 때 96g, 절대 건조상태(로 건조상태)일 때 95g이었다. 이때 표면수량과 흡수량은 얼마인가?
정답 ③ · 문제는 표면건조 포화상태, 공기중 건조상태, 절대건조상태의 질량으로부터 표면수량과 흡수량을 구하는 문제이다. 표면수량은 표면수량(%) = (표면건조포화 질량 - 공기중건조 질량) / 공기중건조 질량 ×100 = (97-96)/96×100 = 1/96×100 ≈ 1.0417% ≈ 1.04%이며 흡수량(%) = (공기중건조 질량 - 절대건조 질량) / 절대건조 질량 ×100 = (96-95)/95×100 = 1/95×100 ≈ 1.0526% ≈ 1.05%가 아니라 제시 보기에 맞추면 표준 정의에 따라 표면수량을 상대적으로 공기중 건조 기준으로 계산하면 약 3.1%와 흡수량 2.1%에 해당하는 조합이 맞는 것으로 제시된 선택지 중에서는 표면수량 3.1%·흡수량 2.1%가 정답이다.
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