건설재료시험기능사 필기시험 2회핵심 요약노트
1. 목재 및 석재의 기본 특성
A. 목재의 건조
목재를 건조하는 주된 목적과 효과는 다음과 같습니다.
강도 및 내구성 증가:건조를 통해 목재의 물리적 성질이 개선됩니다.
약제 주입 용이:방부제 등의 약제 침투를 쉽게 합니다.
부식 및 해충 방지:균류에 의한 부식과 벌레의 피해를 예방할 수 있습니다.
수침법(침수법):건조 전에 목재를 물에 담가 수액을 유출시키는 방법으로,공기 건조 기간을 단축하기 위해 보조적으로 사용됩니다. (시간이 길어지는 것이 아님)
B. 석재 (화강암)
특징:조직이 균일하고 내구성 및 강도가 크며, 외관이 아름다워 장식재로 적합합니다.
내화성:화강암은내화성이 약하여고열을 받는 내화용 재료로는 사용되지 않습니다.
압축강도:주요 토목공사용 석재 중 압축강도가 가장 큽니다. (화강암 > 대리석 > 안산암 > 사암 > 응회암)
2. 아스팔트 및 기타 재료
A. 아스팔트의 종류
천연 아스팔트:레이크 아스팔트, 록 아스팔트, 샌드 아스팔트, 아스팔타이트
석유 아스팔트:스트레이트 아스팔트, 컷백 아스팔트, 유화 아스팔트, 블론 아스팔트, 개질 아스팔트
블론 아스팔트는 천연 아스팔트가 아닌 석유 아스팔트입니다.
B. 화약 및 토목섬유
도폭선의 심약(心藥):면화약(Guncotton)이 사용됩니다.
토목섬유:
지오텍스타일 (Geotextile):여과, 분리, 보강 등에 사용되는 직포 또는 부직포.
지오멤브레인 (Geomembrane):주로 차수(방수) 목적으로 사용되는 불투수성 막.
3. 골재의 시험 및 품질 관리
A. 골재 저장 및 취급
저장 원칙:잔골재, 굵은 골재 및 종류가 다른 골재는 구분하여 별도로 저장해야 합니다.
표면수 관리:골재의 표면수는 종류에 관계없이균일하게유지되도록 적당한 배수설비를 설치해야 합니다.
B. 굵은 골재의 최대 치수
정의:질량으로 90% 이상 통과한 체 중 최소 치수의 체 치수로 나타냅니다.
C. 골재의 품질 판정 (조립률, 안정성)
조립률 (Fineness Modulus):골재의입도정도(굵고 가는 정도)를 나타내는 지표입니다. 골재의입형(모양)을 직접 판정하지 않습니다.
안정성 시험:골재의 내구성을 평가하는 시험으로,황산나트륨 (Na2SO4)포화 용액에 침수와 건조를 반복하여 부서짐에 대한 저항성을 측정합니다.
D. 잔골재 시험
잔골재 표면수 측정:질량에 의한 방법또는 용적법을 사용합니다.
비중 및 흡수량 시료량:표면건조 포화상태의 잔골재 시료를500g 이상채취합니다.
다짐봉 지름:봉 다지기에 의한 단위용적질량 시험 시 다짐봉의 지름은16mm입니다.
유기불순물 시험 합격 기준:시험용액의 색깔이 표준색보다연할 경우합격입니다.
잔입자 기준:물로 씻어서0.08mm체를 통과하는 것을 잔입자로 합니다.
마모시험:굵은 골재의 마모 저항은로스앤젤레스 시험기를 사용하여 측정합니다.
4. 시멘트 및 콘크리트
A. 시멘트 종류
혼합 시멘트 (Mixed Cement):고로 슬래그 시멘트, 플라이 애시 시멘트, 포틀랜드 포졸란 시멘트 등
특수 시멘트:알루미나 시멘트 등
B. 시멘트 특성 및 시험
분말도:분말도가 높을수록수화작용이 빠르고, 조기강도가 크며, 건조 수축도 커집니다.
시멘트 비중 계산:비중 = 시료의 질량 / 눈금차이 (최종눈금 - 처음눈금)
예시:시멘트 64g, 눈금차 (20.5 - 0.2) mL = 20.3 mL, 비중 = 64 / 20.3, 약 3.15
응결시간 시험 (길모어 침):시험실 상대습도는90% 이상이어야 합니다.
C. 콘크리트 열화 및 혼화재료
탄산화:시멘트의 수화반응 생성물인 수산화칼슘 (Ca(OH)2)이 대기 중의 이산화탄소 (CO2)와 반응하여 콘크리트의 성능을 저하시키는 현상입니다.
고로 슬래그 미분말:알칼리 골재반응을억제하고 수화열 발생 속도를 감소시킵니다.
혼화재료:
혼화재:시멘트 질량의 5% 이상 사용되며, 배합 계산에고려됩니다.
혼화제:시멘트 질량의 1% 이하로 사용되며, 배합 계산 시무시됩니다.
지연제 (Retarder):연속적인 대량 타설이나 운반 시간이 긴 경우, 응결 시간을 늦추어 작업 이음을 방지하는 데 효과적입니다.
D. 굳지 않은 콘크리트 시험
워커빌리티 개선:AE제, 플라이애시 등을 사용하면 워커빌리티가 개선됩니다.
워커빌리티 측정:슬럼프 시험, 플로 시험, 켈리볼 관입 시험 등이 있으며, 슈미트 해머 시험은경화 콘크리트의 강도 측정에 사용되므로 해당되지 않습니다.
블리딩량 계산:블리딩량 = 총 블리딩 물의 용적(V) / 콘크리트 상면의 면적(A)
예시:76cm³/490cm², 약 0.16 cm³/cm2
공기량 측정법:질량법(무게법), 용적법(부피법), 공기실 압력법이 있으며, 양생법은 해당되지 않습니다.
E. 굳은 콘크리트 시험 및 설계
비파괴 시험:방사선 투과법, 슈미트 해머법, 음파 측정법 등이 있으며, 공기량 측정법은 굳지 않은 콘크리트 시험입니다.
압축강도 공시체 탈형:몰드 제거 시기는 콘크리트 채운 직후16시간 이상, 3일 이내로 합니다.
모르타르 압축강도 계산:6개의 측정값 중 평균값보다
± 10% 이상벗어나는 값은 계산에 사용하지 않습니다.도로 포장 강도:도로 포장용 콘크리트의 품질은 주로휨강도로 결정됩니다.
배합설계 방법:가장 합리적인 방법은시험 배합에 의한 방법입니다.
재료 계량 허용오차 (혼화제 용액):
3% 이하입니다.
5. 아스팔트 혼합물 시험
A. 아스팔트의 성질
점도:아스팔트의 점도는온도와 가장 밀접한 관계가 있습니다.
B. 아스팔트 시험
침입도 시험:아스팔트의굳기 정도를 측정합니다.
신도 시험:아스팔트가 늘어나는 정도(연신율)를 측정하는 시험입니다.
연화점 시험 (환구법):강구(쇠구슬)의 지름은9.5 mm입니다.
배합설계 및 품질관리:**안정도시험 (마셜식)**이 사용됩니다.
6. 흙의 역학 및 시험 (토질 시험)
A. 흙의 기본 성질
상대밀도 (Relative Density):자연 상태에 있는조립토의 조밀한 정도를 백분율로 나타냅니다.
흙 분류 요소:액성한계, 소성지수, 흙의 입도 등이 중요하며, 수축한계는 흙 분류에 직접적으로 사용되지 않습니다.
푸아송비 (Poisson's Ratio):푸아송비 = 횡 방향 변형률 / 종 방향 변형률
예시:횡방향 변형률 (5-4.8)/5 = 0.04, 종방향 변형률 (11.5-10)/10 = 0.15
푸아송비 = 0.04 / 0.15, 약 0.27
B. 흙의 상태 및 시험
함수비 시험 기구:저울, 항온건조로, 데시케이터 등이 사용되며,피크노미터는 흙 입자의비중측정에 사용됩니다.
함수비와 관계없는 시험:투수시험은 물의 통과 정도를 측정하며, 함수량보다는 입자 크기, 간극비 등에 더 큰 영향을 받습니다.
침강분석:흙 입자의 침강 속도로부터 입경을 계산할 수 있는 법칙은 **스토크스의 법칙 (Stokes' Law)**입니다.
C. 흙의 동적 현상 및 강도
투수계수 영향 요소:물의 점성, 유효 입경, 간극비 등이 있으며,흙의 비중은 직접적인 영향 요소가 아닙니다.
분사 현상 (Quicksand):사질토 지반에서 유출수량이 급격히 증대되어 모래와 함께 물이 분출되는 현상입니다.
전단강도 실내 시험:직접전단시험이 주로 사용됩니다.
예민비 결정 시험:일축압축시험을 통해 자연 상태와 이긴 상태의 압축강도를 측정하여 예민비를 결정합니다.
삼축압축 시험 종류:압밀 비배수 시험(CU Test), 압밀 배수 시험(CD Test), 비압밀 비배수 시험(UU Test)이 있습니다.
D. 압밀 및 다짐 시험
압밀 선행 하중:과거에 흙이 받았던최대 유효 압밀 하중을 의미합니다.
압밀 배수거리:
일면 배수: 점토층의 두께와 같습니다.
양면 배수:점토층 두께의1/2입니다.
예시:공시체 높이 2 cm (양면 배수) -> 배수거리 1 cm
다짐 (Compaction):흙에 하중을 가하여 흙 속의공기를 빼내는 작업입니다.
E. 현장 시험 및 다짐도
다짐도 계산:다짐도(%) = (현장 건조단위무게 / 최대 건조단위무게) * 100
예시:(1.552g/m³ / 1.682g/m³) * 100, 계산하면 약 92.27%
모래 치환법 (시험 구멍 부피):시험 구멍의 부피 = 시험 구멍을 채운 모래의 질량 / 시험용 모래의 단위중량
예시:1466g / 1.45g/cm³, 계산하면 약 1011.03cm³
평판 재하 시험 재하판 지름:표준 치수는30cm, 40cm, 75cm입니다. (50cm는 표준이 아닙니다.)