개념 한 쪽
급수·배수·저류 시설에 쓰이는 재료는 석재·콘크리트·골재·목재·혼화제 등 각 재료의 물성에 맞게 선택하고 시공 방법을 관리해야 한다는 점이 핵심이다. 대표적인 특성으로는 재료별 단위중량과 내구성, 골재의 입형과 콘크리트 성질, 한중콘크리트의 타설 온도, AE 감수제의 역할 등이 있다.
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출제기준 단원 「급·배수·저류시설재」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 고정하중 비교 | 1 | 동일 규모 구조물의 재료별 단위중량에 따른 고정하중 우열 판단 |
| 석재 특성 판단 | 1 | 화강암·대리석 등 석재의 내구성·내열성 특성 판별 |
| 골재 입형 영향 | 1 | 골재의 편평·침상 입형이 콘크리트 거동에 주는 영향 설명 |
화강암은 석영·장석·운모 등으로 구성된 견고한 천연석으로 구조용 석재로 적합하며 단위면적당 압축강도가 높고 흡수율이 낮아 내구성이 뛰어나다는 특징을 가진다. 또한 규산질이 많아 산에 대한 내성이 우수하나 고열에 약해 열팽창 차이로 박리나 균열이 발생하기 쉬우므로 내열성이 약하다는 점을 구분해야 한다.
콘크리트와 관련된 재료 특성으로는 골재의 입형이 중요한 역할을 한다. 골재는 둥글고 입방체에 가까울수록 유리하며, 편평하거나 침상형 골재는 공극률과 필요 수량을 증가시켜 콘크리트의 강도 저하와 재료분리를 유발한다는 원리를 이해해야 한다. 또한 콘크리트용 골재의 강도는 경화된 시멘트풀의 최대강도 이상이어야 한다는 점을 확인해야 한다.
한중콘크리트는 저온 조건에서의 타설을 위한 관리 방식으로, 콘크리트의 타설 온도를 구조물 치수 및 기상을 고려해 5℃ 이상 20℃ 이하로 유지해야 한다는 규정적 기준이 존재한다. 이 범위를 벗어나면 동결이나 과도한 수화열로 인한 균열 위험이 커지므로 온도 관리가 핵심 관리 포인트가 된다.
AE 감수제는 콘크리트 내부에 미세 기포를 형성해 수밀성을 높이고 투수성을 낮추며 내부 수분을 보유하여 건조수축을 감소시키는 작용을 한다. 따라서 AE 감수제 사용 시 건조수축이 증가한다고 보는 설명은 원리와 반대이며, 기포 형성에 따른 동결융해 저항성 개선 등도 기대할 수 있다.
재료별 단위중량과 고정하중 관계도 실무에서 중요하다. 동일한 규모의 구조물을 제작할 때 고정하중은 재료의 단위중량에 비례하므로 화강석(약 2.6 t/m³)이 철근콘크리트(약 2.4~2.5 t/m³), 무근콘크리트(약 2.3~2.4 t/m³), 목재(약 0.6~0.8 t/m³)보다 고정하중이 크다는 점을 고려해 구조 설계 및 기초 설계를 진행해야 한다.
동일한 부피로 만든 구조물을 비교할 때 화강석 구조가 가장 무겁고 고정하중이 크다는 사실을 이용해 기초 설계에서 지지력과 침하를 검토한다. 골재 선택 문제에서는 편평·침상 골재를 고르면 공극률 증가로 물·시멘트 소요량이 커져 강도가 떨어지므로 둥글고 입방체에 가까운 골재를 우선 검토한다. 한중콘크리트는 타설 온도를 5~20℃ 범위로 관리해야 한다는 점을 즉시 적용해 동절기 타설 계획을 수립한다. AE 감수제는 내부 기포로 수밀성·동결저항성을 높이고 건조수축을 줄이는 효과가 있다는 점을 시공 품질 관리에 반영한다.
아래의 재료를 사용하여 동일한 규모의 시설물을 축조하였을 때, 고정하중(固定荷重)이 가장 큰 구조체는 어떤 것인가?
정답 ③ · 문제는 동일한 규모의 시설물을 축조할 때 고정하중이 가장 큰 재료를 묻고 있다. 고정하중은 단위체적당 재료의 단위중량에 비례하므로 단위중량이 큰 재료일수록 고정하중이 커진다.
고정하중은 재료 단위중량에 비례하며, 화강석(약 2.6t/m³)이 RC·무근콘크리트·목재보다 가장 무겁다.
다음 석재에 관한 설명 중 옳지 않는 것은?
정답 ② · 문항은 여러 암석의 특징을 묻는 것으로 화강암의 내구성에 대한 진술이 잘못되었다. 화강암은 석질이 단단하고 내구성과 내풍화성이 좋아 대형 석재나 외장재로 널리 쓰이는 대표적인 강한 암석이다.
화강암은 석질이 견고하고 내구성이 큰 대표 건축석이다(내구성 약함은 오답).
콘크리트용 골재의 필요 성질에 관한 설명중 적합하지 않은 것은?
정답 ③ · 콘크리트용 골재는 단단하고 내구성이 있어야 하며, 입형(입자의 모양)은 구형에 가까운 둥근 모양이 작업성과 강도에 유리합니다. 보기 3번에서 '골재의 입형은 될 수 있는대로 편평하고 가늘며 길어야 단단한 구조를 가질수 있다'고 한 설명은 틀렸습니다.
골재 입형은 구형에 가까울수록 유리하며, 편평·침상 골재는 공극과 필요 수량을 늘려 강도 저하·재료분리를 일으킨다.
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