건설재료시험기능사 필기시험 8회핵심 요약노트
1. 시멘트 및 콘크리트 핵심 개념
1.1 시멘트의 종류 및 특성
알루미나 시멘트
제조: 보크사이트와 석회석을 혼합하여 제조합니다.
특성: 초기 강도가 매우 빠르며, 재령 1일 만에 보통 포틀랜드 시멘트의 28일 강도에 도달합니다.
발열량이 높으므로(최고 100ºC 발생) 긴급 공사나 겨울철 공사에 적합합니다.
화학 작용 및 내화용 콘크리트에 대한 저항성이 큽니다.
시멘트 저장 시 주의사항
저장소의 구조는 반드시방습으로 해야 합니다.
시멘트 포대 사이로통풍이 되지 않도록저장하며, 지면으로부터 습기가 차단되도록 합니다.
장기간 저장 시 7포대 이상 쌓아 올리지 않는 것이 좋습니다.
석고 첨가 목적
시멘트의 수화 반응을 늦추어응결 시간을 조절하기 위한 응결 지연제 역할을 합니다.
1.2 콘크리트의 성질 및 시험
워커빌리티 (Workability)
굳지 않은 콘크리트의 반죽 질기에 따른 작업의 어렵고 쉬운 정도 및 재료의 분리에 저항하는 정도를 나타내는 성질입니다.
블리딩 (Bleeding) 및 레이턴스 (Laitance)
블리딩: 콘크리트를 친 후 시멘트와 골재 알이 침하하면서 물이 위로 상승하여 표면에 떠오르는 현상입니다.
분말도가 높은 시멘트를 사용하면 블리딩을 줄일 수 있습니다.
일반적으로 콘크리트 타설 후 1 ~ 2시간 이후에 발생합니다.
레이턴스: 블리딩으로 인해 물과 함께 콘크리트 표면에 떠오르는 미세 물질(시멘트 입자 등)이 굳어 형성하는 약한 막입니다.
AE 콘크리트
AE제 사용량이 증가할수록압축 강도는 감소합니다.
AE 공기는 워커빌리티 개선, 동결융해에 대한 내구성 증가, 블리딩 감소 효과가 있습니다.
크리프 (Creep)
콘크리트에 하중이 장기간 작용할 때 시간과 함께 변형률이 증가하는 현상입니다.
크리프가 커지는 조건: 하중 재하 시재령이 작을수록,물-시멘트비(W/C)가 클수록, 작용하는응력이 클수록, 부재의치수가 작을수록 크게 일어납니다.
슬럼프 시험
콘크리트의 중앙부와 옆에 놓인 슬럼프콘 상단과의 높이차를5mm 단위로 측정하여 슬럼프값으로 합니다.
슬럼프콘을 처음 넣는 콘크리트의 양은 몰드 용적의1/3까지입니다.
전체 작업 시간은 3분 이내, 슬럼프콘을 벗기는 작업은 2 ~ 3초 이내로 해야 합니다.
압축강도 시험 공시체 양생 온도
몰드를 떼어낸 후 습윤 양생 시 가장 적절한 온도는20 +/- 2ºC입니다.
콘크리트의 일반적인 강도
일반적으로 콘크리트의 강도는압축 강도를 의미합니다.
1.3 콘크리트 및 재료 공식
물-시멘트비 (W/C 비율)물-시멘트비 = (단위수량) / (단위 시멘트량)
압축강도 및 파괴하중압축강도 = (파괴하중) / (단면적)
쪼갬 인장 강도 (ftk)쪼갬 인장 강도 (ftk) = (2 * 하중 P) / (PI * 길이 L * 직경 D) (P: 하중, L: 길이, D: 직경, PI: 원주율)
2. 골재 및 아스팔트 (역청재료)
2.1 골재 시험
체가름 시험
체 눈에 막힌 알갱이는파쇄되지 않도록 주의하면서 되밀어 체에 남은 시료로 간주합니다.
굵은 골재 밀도/흡수율 시험 정밀도
밀도의 경우 시험값은 평균값과의 차이가0.01g/cm³이하입니다.
흡수율의 경우 시험값은 평균값과의 차이가0.03%이하입니다.
골재 단위용적중량 시험 (충격 이용 시)
용기 한쪽을 들어 올렸다가 떨어뜨리는 높이는 약5cm입니다.
2.2 아스팔트 및 역청재료
스트레이트 아스팔트
도로 포장용으로 가장 많이 사용되는 아스팔트입니다.
신장성(연성)이 블론 아스팔트보다 우수합니다.
블론 아스팔트 (Blown Asphalt)
스트레이트 아스팔트에 비해연화점이 높습니다.
연화점 시험
역청제의 연화점을 측정하는 방법은 일반적으로환구법을 사용합니다.
신도 시험 (연성 파악)
아스팔트의연성을 파악하기 위한 시험입니다.
측정 단위는cm입니다.
시험기를 가동하여 매분5 +/- 0.25cm의 속도로 시료를 잡아당깁니다.
인화점 및 연소점
인화점: 시료 증기에 불이 붙는 최저 온도입니다.
연소점: 인화점을 측정한 뒤 계속 가열하면서 시료가 최소5초동안 연소를 계속할 때의 최저 온도입니다.
일반적으로연소점은 인화점보다 5 ~ 10ºC 높습니다.
3. 토질 및 기초 핵심 개념
3.1 흙의 기본 성질 및 시험
흙 입자 크기 순서
자갈 > 모래 > 실트 > 점토순입니다.
균등 계수 (Cu)
입자 지름이 고른 흙은 균등 계수 값이1에 가깝습니다.
함수비 시험 제습제
데시케이터 안에 넣는 제습제는염화칼슘입니다.
흙의 연경도 상태
소성 한계와액성 한계사이에 있는 흙의 상태를소성 상태라고 합니다.
소성 한계: 흙을 지름 약3mm의 줄 모양으로 늘여 토막토막 끊어지려고 할 때의 함수비입니다. (액성 한계 시험에 홈파기 날 사용)
사질토 상태
사질토가 느슨한 상태인지 촘촘한 상태인지를 파악하는 데상대 밀도를 사용합니다.
건조 단위무게 공식건조 단위무게 (감마 d) = (흙의 비중 Gs * 물의 단위중량 감마 w) / (1 + 간극비 e) (감마는 단위중량을 의미)
현장 흙 단위무게 측정
모래 치환법, 고무막법, 방사선 동위 원소법, 코어 절삭법 등이 있습니다. (공내 재하법은 제외)
3.2 다짐 및 압밀
다짐의 효과
다짐은 흙의전단 강도를 증가시킵니다.
또한 단위 중량 증가, 압축성 감소, 투수성 감소 효과가 있습니다.
다짐 시험 관련: 최적 함수비, 영 공기 간극 곡선, 최대 건조 단위 무게 (입경 가적 곡선은 제외)
압밀 시험
투수 계수, 압축 지수, 체적 변화 계수 등을 얻을 수 있습니다. (연경 지수는 제외)
동상에 취약한 흙
실트질 흙은 모관 상승고와 투수성이 비교적 커서 동상이 잘 일어납니다. (점토는 투수성이 낮아 미미)
3.3 기초 공학
얕은 기초의 종류
확대 기초 (푸팅 기초: 독립, 복합, 연속, 캔틸레버)
전면 기초 (매트 기초)
기초의 구비 조건
하중을 안전하게 지지해야 하며, 침하가허용치를 넘으면 안 됩니다. (침하가 전혀 없어야 하는 것은 아님)
말뚝 지지력
말뚝에부의 주면 마찰이 발생하면 지지력은감소합니다.
강널말뚝: 단면의 힘모멘트와 수평 저항력이 크며, 수밀성이 커서 물막이에 적합합니다.
허용 지지력 공식허용 지지력 = (극한 지지력) / (안전율)
평판 재하 시험 (지지력 계수 K)지지력 계수 (K) = (하중 강도 kg/cm²) / (침하량 cm)
일축 압축 시험 파괴면 각도
파괴면과 최대 주 응력이 이루는 각: 45도 + (내부 마찰각 Phi / 2) (Phi: 내부 마찰각)
4. 기타 재료 및 시험
4.1 석재, 목재, 강재
석재의 일반적인 성질
석재는압축 강도가 가장 크며, 인장, 휨, 전단 강도는 압축 강도에 비해 매우 작습니다.
흡수율이 클수록 강도가 작고 동해를 받기 쉽습니다.
비중이 클수록 압축 강도가 큽니다.
화강암은 내화성이 낮습니다.
목재의 건조 방법
자연 건조: 공기 건조법, 침수법 등이 있습니다.
가단 주철
백 주철을700 ~ 1,000ºC로 열처리하여 연성과 인성을 크게 만든 주철입니다.
강재의 탄성 한도
응력-변형률 곡선에서탄성 한도는 하중을 제거하면 본래의 형태로 복원되는 한계점입니다.
4.2 폭약
다이너마이트 주성분
나이트로글리세린을 주성분으로 합니다.
폭약 취급 주의사항
뇌관과 폭약은 반드시 분리하여 각각 다른 장소에 저장해야 합니다.
운반 중 충격, 햇볕, 화기를 피하고, 흡습이나 동결되지 않도록 해야 합니다.
4.3 시멘트 시험법과 기구 연결 (목록)
시멘트 분말도 시험: 블레인 공기 투과 장치
시멘트 응결 측정: 길모어 침, 비카 침
시멘트 안정성 (팽창도) 시험: 오토클레이브
시멘트 비중 시험: 르샤틀리에 비중병