건설재료시험기능사 필기시험 5회 핵심요약노트 및 실전테스트

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📝 건설재료시험기능사 필기시험 5회 핵심 요약노트







아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

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1. 골재 및 기본 성질


1.1. 골재의 물리적 성질

  • 조립률 (Fineness Modulus, FM)

    • 혼합 골재의 조립률은 각 골재의 조립률을 무게비로 가중 평균하여 산정합니다.

    • 공식 : 혼합 골재의 조립률 = [Σ (각 골재의 조립률 x 무게비)] / (총 무게비)

  • 실적률 (Bulk Volume Ratio)

    • 실적률이 큰 골재를 사용하면 시멘트 페이스트 양이 적어져 경제적이며, 콘크리트 밀도가 증가합니다.

    • 단위 시멘트량이 줄어들기 때문에 균열 발생 위험이 감소하고 콘크리트의 수밀성이 증가합니다.

  • 흡수율 (Absorption Rate)

    • 흡수율은 골재 내부의 공극이 흡수하는 물의 양을 절대 건조 질량에 대한 백분율로 나타냅니다.

    • 공식 : 흡수율(%) = [(표면건조질량 - 절대건조질량) / 절대건조질량] x 100


1.2. 골재 시험

  • 체가름시험: 골재의 입도 (크고 작은 알이 섞인 정도)를 파악하기 위한 시험입니다.

  • 로스앤젤레스 닳음(마모)시험: 골재의 마모 저항성을 측정하며, E, F, G급 골재의 경우 매분 30~33회의 속도로 1,000회 회전시키는 것이 일반적입니다.



2. 시멘트 및 콘크리트


2.1. 시멘트 성질 및 시험

  • 시멘트의 비중 시험

    • 비중을 측정하는 가장 타당한 이유는 콘크리트 배합 설계 시 시멘트가 차지하는 절대 부피를 계산하기 위해서입니다.

    • 르샤틀리에 비중병을 사용하여 측정합니다.

    • 공식: 시멘트 비중 = 시료의 무게 / (광유 눈금차)

  • 비표면적: 시멘트의 분말도를 나타내며, 시멘트 1g이 가지고 있는 전체 입자의 총 표면적 (제곱센티미터/그램)입니다.

  • 시멘트 모르타르 시험체의 양생 온도: 압축 및 인장 강도 시험을 위한 모르타르 시험체의 양생 온도는 20 ± 2°C가 적절합니다.


2.2. 콘크리트의 성질

  • 워커빌리티 (Workability)

    • 반죽 질기 여하에 따른 작업의 난이도 및 재료의 분리에 저항하는 정도를 나타내는 굳지 않은 콘크리트의 성질입니다.

  • AE 공기량

    • AE 공기량은 4 ~ 7% 범위일 때 워커빌리티와 내구성이 가장 좋습니다.

    • 공기량 측정법에는 공기실 압력법, 용적법, 무게법이 있습니다.

  • 크리프 (Creep)

    • 크리프는 재령이 짧을수록, 물-시멘트비가 클수록, 작용하는 응력이 클수록 크게 일어납니다.

    • 부재의 치수가 작을수록 크리프는 크게 일어납니다.

  • 시멘트 종류

    • 중용열 포틀랜드 시멘트: 수화열이 적고, 건조수축이 작으며 장기강도가 커서 댐, 지하구조물, 서중 콘크리트 공사에 사용됩니다.


2.3. 혼화제 (Admixtures)

  • 계면활성작용 혼화제: AE제, 감수제, 유동제 등은 계면활성작용을 통해 워커빌리티와 동결융해에 대한 내구성을 개선시킵니다.

  • 발포제: 시멘트가 응결할 때 화학적 반응으로 수소 가스를 발생시켜 콘크리트 속에 아주 작은 기포를 생기게 합니다.

  • 염화칼슘 (CaCl2, 경화 촉진제)

    • 철근의 부식을 촉진하고 황산염에 대한 저항성을 작게 만듭니다.

    • 건습에 의한 팽창, 수축과 건조에 의한 수분의 감소가 크다 (흡습성이 강함).


2.4. 콘크리트 시험

  • 슬럼프시험

    • 콘크리트가 내려앉은 길이는 5mm 단위로 측정합니다.

    • 콘크리트는 슬럼프 콘 부피의 1/3까지 채워 넣는 것을 첫 층으로 합니다.

  • 압축강도 공시체

    • 공시체는 지름의 2배 높이를 가진 원기둥형으로 합니다.

    • 몰드를 떼는 시기는 콘크리트 채우기가 끝난 후 16시간 이상, 3일 이내로 합니다.

  • 휨강도 공시체

    • 콘크리트를 몰드에 2층으로 나누어 채우고, 각 층은 적어도 1,000 mm2에 1회의 비율로 다짐을 합니다.

  • 길모어 침 시험: 시멘트의 응결 시간 측정에 사용됩니다. (워커빌리티 시험 아님)

  • 블리딩 시험: 처음 60분 동안은 10분 간격으로 블리딩 물을 피펫으로 빨아냅니다.



3. 아스팔트 및 강재


3.1. 아스팔트

  • 천연 아스팔트: 레이크 아스팔트, 록 아스팔트, 아스팔타이트 등이 있습니다. 스트레이트 아스팔트는 원유를 증류하여 얻는 석유 아스팔트입니다.

  • 컷백 아스팔트: 석유 아스팔트에 휘발성 용제를 가하여 유동성을 좋게 만든 액상의 아스팔트입니다.

  • 침입도시험 (Penetration Test)

    • 아스팔트의 굳기 (컨시스턴시) 정도를 결정합니다.

    • 관입 깊이를 1/10 mm 단위로 나타낸 것을 침입도 1로 규정합니다.

  • 연화점시험 (Softening Point Test)

    • 환구법을 사용하며, 시료가 연화되어 규정 거리 25 mm까지 내려갈 때의 온도를 연화점이라 합니다.

  • 아스팔트 혼합물 배합 설계 시 불필요한 시험: 응결시간 측정은 시멘트 모르타르 시험입니다.


3.2. 강재 및 일반 역학적 성질

  • 인장강도 (Tensile Strength)

    • 공식 : 인장강도 = 최대 하중 / 단면적

    • 인장시험 결과로 비례한도, 파단연신율, 극한강도 등을 구할 수 있습니다.

  • 열처리 (Heat Treatment)

    • 담금질: 오스테나이트 영역까지 가열 후 급랭하여 마텐자이트 조직을 얻어 경도와 강도를 증가시킵니다.

  • 재료의 역학적 성질

    • 전성 (Malleability): 압축력에 의해 얇게 펴지는 성질.

    • 연성 (Ductility): 파괴되지 않고 가늘고 길게 늘어나는 성질.

    • 목재의 강도 순서: 섬유에 평행한 인장강도가 가장 크며, 일반적으로 인장강도 > 휨강도 > 압축강도 > 전단강도 순입니다.



4. 흙 및 지반 공학


4.1. 흙의 기본 성질

  • 액성지수 (LI) 및 애터버그 한계

    • 액성한계 (LL): 유동곡선에서 타격 횟수 25회에 해당하는 함수비입니다.

    • 소성한계 (PL): 흙을 지름 약 3 mm 국수 모양으로 늘여 부서질 때의 함수비입니다.

    • 액성지수 공식 : 액성지수 (LI) = (자연 함수비 - 소성한계) / (액성한계 - 소성한계)

    • 수축한계 시험: 노건조 시료의 체적을 구하기 위해 수은을 사용하는 시험입니다.

  • 입도 계수

    • 유효입경 (D10): 입경가적곡선에서 가적 통과율 **10%**에 해당하는 입경입니다.

    • 균등계수 (Cu) 공식 : 균등계수 (Cu) = D60 / D10

    • 곡률계수 (Cg) 공식 : 곡률계수 (Cg) = (D30 x D30) / (D10 x D60)

  • 간극비 (e)와 간극률 (n)

    • 간극비 공식 : 간극비 (e) = 간극률 (n) / (1 - 간극률 (n))

  • 수중 단위무게 (γsub)

    • 공식 : 수중 단위무게 (γsub) = [(흙의 비중 (Gs) - 1) / (1 + 간극비 (e))] x 물의 단위중량 (γw)


4.2. 흙의 시험 및 분류

  • 투수계수 시험

    • 변수위 투수시험: 투수계수가 낮은 미세한 모래나 실트질 흙에 적합합니다.

    • 정수위 투수시험: 투수계수가 높은 조립토에 적합합니다.

  • 다짐시험

    • 다짐곡선을 통해 최대 건조밀도와 최적 함수비를 구합니다.

    • 다짐에너지는 래머의 무게, 높이, 다짐 횟수, 층수에 비례하고 몰드의 부피에 반비례합니다.

  • 압밀시험: 시험 결과를 통해 간극비-하중 곡선을 얻을 수 있습니다.

  • CBR 시험: 아스팔트 포장 등의 도로 포장 두께 및 재료 설계를 위한 지지력 시험입니다.

  • 통일 분류법: Pt는 이탄으로, 유기질이 매우 많은 흙을 나타냅니다.



5. 지반 및 기초

  • 옹벽의 안정 조건: 전도에 대한 안정, 기초 지반의 지지력에 대한 안정, 활동에 대한 안정, 전체 안정 등을 검토하며, 벽체 강도에 대한 안정은 주된 안정 조건이 아닙니다.

  • 평판재하시험:

    • 지지력계수 공식 : 지지력계수 = 하중강도 / 침하량

  • 기초의 종류: 전면 기초는 얕은 기초에 속하며, 말뚝 기초, 케이슨 기초, 피어 기초 등은 깊은 기초입니다.



6. 기타 건설 재료

  • 암석:

    • 퇴적암: 역암, 사암, 혈암, 점판암, 응회암, 석회암 등

    • 화성암: 안산암 등 (퇴적암에 속하지 않음)







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