건설재료시험기능사 필기시험 2회 핵심요약노트 및 실전테스트

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📝 건설재료시험기능사 필기시험 2회 핵심 요약노트







아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

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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: 화강암은 내화성이 약하여 고열을 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 관계없이 균일하게 유지되도록 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): 골재의 입도 정도(굵고 가는 정도)를 나타내는 지표입니다. 골재의 입형(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 방법 또는 용적법을 사용합니다.

  • 비중 및 흡수량 시료량: 표면건조 포화상태의 잔골재 시료를 500g 이상 채취합니다.

  • 다짐봉 지름: 봉 다지기에 의한 단위용적질량 시험 시 다짐봉의 지름은 16mm입니다.

  • 유기불순물 시험 합격 기준: 시험용액의 색깔이 표준색보다 연할 경우 합격입니다.

  • 잔입자 기준: 물로 씻어서 0.08mm 체를 통과하는 것을 잔입자로 합니다.

  • 마모시험: 굵은 골재의 마모 저항은 로스앤젤레스 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 높을수록 수화작용이 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 상대습도는 90% 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 골재반응을 억제하고 수화열 발생 속도를 감소시킵니다.

  • 혼화재료:

    • 혼화재: 시멘트 질량의 5% 이상 사용되며, 배합 계산에 고려됩니다.

    • 혼화제: 시멘트 질량의 1% 이하로 사용되며, 배합 계산 시 무시됩니다.

  • 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 시험은 경화 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 직후 16시간 이상, 3일 이내로 합니다.

  • 모르타르 압축강도 계산: 6개의 측정값 중 평균값보다 ± 10% 이상 벗어나는 값은 계산에 사용하지 않습니다.

  • 도로 포장 강도: 도로 포장용 콘크리트의 품질은 주로 휨강도로 결정됩니다.

  • 배합설계 방법: 가장 합리적인 방법은 시험 배합에 의한 방법입니다.

  • 재료 계량 허용오차 (혼화제 용액): 3% 이하입니다.



5. 아스팔트 혼합물 시험


A. 아스팔트의 성질

  • 점도: 아스팔트의 점도는 온도와 가장 밀접한 관계가 있습니다.


B. 아스팔트 시험

  • 침입도 시험: 아스팔트의 굳기 정도를 측정합니다.

  • 신도 시험: 아스팔트가 늘어나는 정도(연신율)를 측정하는 시험입니다.

  • 연화점 시험 (환구법): 강구(쇠구슬)의 지름은 9.5 mm입니다.

  • 배합설계 및 품질관리: **안정도시험 (마셜식)**이 사용됩니다.



6. 흙의 역학 및 시험 (토질 시험)


A. 흙의 기본 성질

  • 상대밀도 (Relative Density): 자연 상태에 있는 조립토의 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 입자의 비중 측정에 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 받았던 최대 유효 압밀 하중을 의미합니다.

  • 압밀 배수거리:

    • 일면 배수: 점토층의 두께와 같습니다.

    • 양면 배수: 점토층 두께의 1/2입니다.

      • 예시: 공시체 높이 2 cm (양면 배수) -> 배수거리 1 cm

  • 다짐 (Compaction): 흙에 하중을 가하여 흙 속의 공기를 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 치수는 30 cm, 40 cm, 75 cm입니다. (50 cm는 표준이 아닙니다.)







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