📝 예상문제 & 모범답안
용어예상프리팩트콘크리트(Preplaced Aggregate Concrete)의 정의와 특징. (10점)
1. 정의
거푸집 내에 굵은골재를 먼저 채운 후, 골재 사이 공극으로 유동성 모르타르를 주입관을 통해 하부에서 상부로 압입하여 완성하는 콘크리트.
2. 특징
① 재료분리 거의 없음(골재 선배치) ② 건조수축 작음(모르타르 비율 낮음) ③ 수밀성·내구성 우수 ④ 진동다짐 불필요 → 수중·협소부 시공 가능.
3. 유의사항
일반콘크리트와 달리 배합·타설 순서가 역전(골재 선배치 후 모르타르 압입)되므로, 거푸집은 모르타르 주입압에 견디는 별도의 강성 검토가 필요하다.
용어예상프리팩트콘크리트의 주입관리(주입관 간격·매입깊이·상승속도). (10점)
1. 주입관 배치
수평간격 1.5~2.0m 이하로 배치하여 골재층 전체에 모르타르가 고르게 도달하도록 계획.
2. 매입깊이·상승속도 관리
관 선단은 항상 기 주입된 모르타르 속에 0.5~2.0m 매입된 상태 유지, 주입 진행에 따라 서서히 인발하며 상승속도는 시간당 0.3~2m로 관리한다.
3. 유의사항
상승속도 과속 시 재료분리, 정체 시 콜드조인트가 발생하므로 주입 진행레벨을 실측하며 관리해야 한다.
용어예상프리팩트콘크리트용 모르타르의 배합 특징. (10점)
1. 구성재료
시멘트+플라이애시(포졸란)+잔골재+팽창재+유동화제(감수제).
2. 배합관리
물-결합재비 45% 이하, 플로우 시험으로 유동성 관리. 팽창재로 침하수축·블리딩 보완, 유동화제로 장거리 압송성 확보.
3. 유의사항
모르타르는 시간경과·온도에 따라 유동성이 저하되므로, 배합 후 주입까지의 대기시간을 최소화하고 플로우값을 반복 확인해야 한다.
용어예상프리팩트콘크리트의 굵은골재 채움 관리기준을 설명하시오. (10점)
1. 골재 기준
굵은골재 최소치수 15mm 이상(부재 최소치수의 1/4, 철근 순간격의 2/3 이하)이며, 골재 공극률은 약 35~45%(실적률 55~65%) 수준으로 관리한다.
2. 채움 시 유의
골재는 세척·표면건조 상태로 채워야 하며, 미분·먼지가 잔류하면 모르타르 부착을 저해해 공극 미충전의 원인이 된다.
3. 유의사항
공극률이 지나치게 작으면 모르타르 주입저항이 커지고, 지나치게 크면 소요강도 확보가 어려우므로 골재 입도·실적률 시험으로 사전 검증해야 한다.
서술형예상프리팩트콘크리트의 시공방법과 품질관리대책에 대하여 설명하시오. (25점)
Ⅰ. 개요
프리팩트콘크리트는 굵은골재 선채움 후 모르타르를 압입하는 공법으로, 매스콘크리트·수중구조물·보수보강 등 진동다짐이 곤란한 부위에 적합하며 주입관리와 배합관리가 품질을 좌우한다.
Ⅱ. 공법 원리
일반콘크리트는 골재·모르타르가 혼합된 상태로 타설 후 다짐으로 공극을 제거하지만, 프리팩트콘크리트는 골재가 미리 골격(뼈대)을 형성한 상태에서 모르타르만 압입되므로 다짐이라는 개념 자체가 없고, 대신 모르타르가 골재 간극을 빠짐없이 채우도록 하는 주입관리가 다짐을 대체한다.
Ⅲ. 시공순서
① 거푸집 설치(모르타르 압력에 견디는 강성 확보) → ② 굵은골재 채움(세척·표면건조) → ③ 주입관 배치(간격 1.5~2.0m) → ④ 모르타르 배합·시험(플로우) → ⑤ 하부→상부 순차 주입(관 인발) → ⑥ 양생.
Ⅳ. 품질관리 대책
① 골재관리: 최소치수 15mm 이상, 세척 후 이물질 제거
② 배합관리: 물-결합재비 45% 이하, 플라이애시·팽창재·감수제 배합, 플로우값 관리
③ 주입관리: 매입깊이 0.5~2.0m 유지, 상승속도 0.3~2m/hr 관리, 연속 주입
④ 이음관리: 중단 없는 연속시공으로 콜드조인트 방지, 부득이한 중단 시 이음처리 계획 수립
골재가 이미 골격을 형성하므로 콘크리트의 건조수축은 모르타르 부피비에 비례 — 프리팩트는 일반콘크리트 대비 모르타르 비율이 낮아 수축·발열이 작다(매스콘크리트 온도균열 저감 원리와 동일 맥락).
댐 및 대형 기초 보수공사에서 협소공간·수중부 밀실충전에 프리팩트콘크리트를 적용해 진동다짐 없이 공극 없는 충전을 달성한 사례가 다수 보고된다.
Ⅴ. 맺음말
주입관 배치도와 모르타르 배합관리 기준을 사전에 명확히 하고, 시공 중 상승레벨을 실측 관리하여 미충전 공극을 예방해야 한다.
서술형예상프리팩트콘크리트의 적용사례(매스콘크리트·수중구조물·보수보강)와 시공 시 유의사항을 설명하시오. (25점)
Ⅰ. 개요
프리팩트콘크리트는 재료분리가 없고 건조수축이 작다는 특성으로 인해 일반콘크리트 타설이 곤란한 3가지 대표 분야에 적용된다.
Ⅱ. 적용사례 (두문자 대·수·보)
① 매스콘크리트: 댐·대형 기초 등 부피가 큰 구조물 — 시멘트량(모르타르비) 감소로 수화열·온도균열 저감
② 수중구조물: 교각·안벽 등 — 골재가 미리 자리 잡아 물속 타설에도 재료분리가 없어 트레미공법과 병행·대체 가능
③ 보수·보강공사: 기존 구조물 균열보수, 협소공간 밀실충전 — 진동다짐 불가 부위에 압입만으로 충전 가능
Ⅲ. 시공 시 유의사항
① 굵은골재 세척·이물질 제거 ② 모르타르 물-결합재비 45% 이하 유지 ③ 주입관 매입깊이·간격 준수 ④ 연속 주입으로 콜드조인트 방지 ⑤ 초기 양생관리(수화열·건조 방지)
매스콘크리트에 프리팩트콘크리트를 적용하면 전체 배합에서 시멘트풀이 차지하는 비율이 낮아지므로 단위체적당 수화열 발생량이 줄어, 별도의 파이프쿨링 없이도 온도균열지수를 개선하는 효과를 기대할 수 있다.
수중 교각 기초 보수 시 프리팩트콘크리트를 적용해 별도 가물막이 없이 밀실 충전에 성공한 사례가 대표적으로 인용된다.
Ⅳ. 맺음말
적용 목적(매스·수중·보수)에 따라 배합과 주입관리 기준을 차별화하여 적용하는 것이 시공품질 확보의 핵심이다.