건설재료시험기사

1. 개요[편집]

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국토교통부가 주무부처이고, 한국산업인력공단에서 주관하는 토목 분야 기사 자격 종목이다. 4년제 대학 건축공학과 또는 토목공학과에서 많이 응시하는 시험이고 특히 토목공학과에서는 토목기사를 합격하고 토질 및 기초 과목 면제를 받아서 건설재료시험기사에 응시하는 경우가 많다.

일단 공부 내용 자체가 토목기사의 하위 호환이라고 보면 되고 이 자격증을 취득하면 비전공자라도 건설기술인협회에서 품질분야 '초급'으로 인정받을 수 있다.[1] 기사는 30점이 인정되고 이것저것 점수를 더하다 보면 40점은 받을 수 있다. 경력이 없어도.


또한 에너지관리기사 응시자격이 되지 않는 수험자가 건설재료시험기사 자격을 취득하면 에너지관리기사 시험을 볼 수 있는 자격이 주어진다.

1, 2, 4회차 시험이 실시되고 있다.

2. 시험 구성[편집]

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다른 기사시험에 비하여 필기시험 과목수가 1~2과목 적은 것이 특징. 4과목이다. 산업기사와 과목수가 똑같다.

필기 시험 과목은 1. 콘크리트공학 2. 건설시공 및 관리 3. 건설재료 및 시험 4. 토질 및 기초가 있으며 토목기사를 취득하고 2년 이내에 시험을 보면 토질및 기초를 면제받을 수 있다. 전 과목 각각 40점 이상, 평균 60점 이상 취득 시 합격.

실기는 복합형으로 필답형 60점+작업형 40점이며 필답형은 대부분 토질과 콘크리트 시험 분야에서 출제되고 1~2문제는 역청재료 등의 문제가 출제된다. 필답형+작업형 총 60점 이상 취득 시 합격.

작업형은 공고 토목과 실험실 또는 전문대학 토목과 실험실[2]에서 3시간 동안 3가지 실험을 하게 된다.

2.1. 필기과목[편집]

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2.1.1. 콘크리트공학[편집]

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콘크리트기사에서 나오는 내용을 한 과목으로 압축했다고 보면 된다. 다만 콘크리트기사에서 난이도가 어려운 구조해석은 출제되지 않긴 하지만 외울 게 상당히 많다.

특히 수치를 가지고 장난치는 문제가 많이 나오므로(콘크리트표준시방서에 나오는 시공기준 등) 꼼꼼하게 암기할 필요가 있다.

2.1.2. 건설시공 및 관리[편집]

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간단한 통계학적 지식을 요구하는 문제가 출제되기도 하며, 토목기사를 취득하면 복습하는 느낌으로 공부할 수 있다.

2.1.3. 건설재료 및 시험[편집]

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암기가 대부분이다. 이 부분은 실기 필답형에 나오는 부분이므로 골재와 콘크리트 부분은 확실하게 공부하면 실기에 도움이 된다.

2.1.4. 토질 및 기초[편집]

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그나마 건설재료시험기사에서 어려운 과목이다. 비전공자는 토목기사를 취득하고 시험보는 경우가 드물기 때문에 거의 토질및 기초를 공부를 해야 되는데 이 부분은 계산문제의 비중이 높고 토질은 실기 필답형에 출제가 되기 때문에 시간을 많이 투자해야 할 것이다. (기초는 필답형에 안 나온다.)

물론 기초도 공부를 해야 과락을 면할 수 있으며 토질및기초는 건설재료시험기사 시험에서 알파와 오메가라고 보면 되고 토질에서 과락이 나지 않으면 다른 암기과목을 열심히 공부했다는 전제 하에 거의 합격한다고 보면 된다.

2.2. 실기과목[편집]

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2.2.1. 필답형(60점)[편집]

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60점 만점으로, 5점 배점의 12문제가 출제된다. 예전에 비하여, 그래프 문제의 비중이 약화됨과 동시에
이론문제(KS 규격에 근거한 문제 등) 비중이 늘어났다.

제한 시간은 2시간으로 기사시험의 경우에는 산업기사에 비해 그래프문제가 복잡한 문제가 출제될 수 있고 (e-logP 곡선 등) 이론문제의 비율이 높을 때도 있으며, 심지어 어떤 회차에서는 절반 이상 이론문제가 나온 적도 있었다. [3]

산업기사와 기능사에 비하면 기사에서는 토질 문제에서 깊게 파고 들어간 문제가 나올 수 있고[4] 배합설계 문제의 경우 기능사와 산업기사는 단순히 공식대입으로 끝나는 반면 기사는 잔골재율과 단위수량을 보정해야하는 복잡한문제가 출제가 많이 되는 편이다. [5]

그래프 문제의 경우 최근에는 자주 나오는 유형은 아니지만, 반드시 컴퍼스와 삼각자를 사용하지 않아도 되며 프리핸드로 작도하면 된다.(컴퍼스, 삼각자는 수험자 지참 준비물에 언급되지 않음.)

2.2.2. 작업형(40점)[편집]

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작업형은 공고 또는 전문대 토목과 실습실에서 보게 되고 수도권에서는 인하공전과 인덕공고밖에 고사장이 없기 때문에 접수 경쟁이 매우 치열하다. 즉 첫날에 접수를 못하면 지방에 내려가서 시험을 봐야 될 가능성이 매우 크다.[6]

2021년 4회차 부터는 아래 3가지가 무조건 나온다. 큐넷에 공개가 되었고, 실기 결과 발표시 작업형 항목에서
세부 점수도 공개된다.

1. 콘크리트의 슬럼프 및 공기량 시험, 15점
2. 흙의 액성한계 및 소성한계 시험, 10점
3. 모래치환법에 의한 흙의 밀도 시험(들밀도시험), 15점

- 여기서 가장 어려운 것은 들밀도시험이다. 다른 시험에 비해서 계산 및 측정해야 할 게 많으며 그만큼 문제를 푸는 시간도 많이 걸린다.

- 액성한계 시험은 시험장마다 편차가 매우 크다. FM대로 깐깐하게 보면 한도 끝도 없이 감점이 될 수 있고 프리하게 감독하는 감독위원이라면 거의 만점에 가까운 점수를 받을 수 있으며 이것은 시험장마다 기기가 미세하게 다르므로 [7] 시험 보기 전 해당 고사장 후기를 숙지하면 도움이 된다.

- 슬럼프 및 공기량시험은 콘크리트기사 취득자 입장에선 했던 걸 또 하는 셈이다. CBR 시험이 사라지고 새로 들어온 시험인데,
Youtube 이미지트레이닝하는 사람 입장에선 지금은 폐지된 CBR시험보다, 공기량시험이 더 까다로울 수 있다. [8]


결국엔 필답형에서 당락이 좌우된다. 작업형에서 30점대 초반 점수를 받는 것은 어렵지 않으나[9], 만점을 받으려면 고사장의 운도 중요하기 때문에 (작업형은 감독 위원이 직접 점수를 준다.) 필답형은 가급적 반타작 이상을 득점을 하는 것이 한번에 합격을 하는 가장 좋은 방법이다.

2.2.2.1. 콘크리트의 슬럼프 및 공기량 시험(15점)[편집]

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콘크리트의 슬럼프(KS F 2402) 및 공기량 시험(KS F 2421) : 산출된 배치량으로 콘크리트를 직접 만들어, 슬럼프 및 공기량 시험을 하여 답안지를 완성하시오.

시험 순서(콘크리트의 슬럼프 시험)

• 배합표에 의해 배치량을 구하고 배치량에 맞춰 시료를 판이나 용기 위에서 비빈다. 이 때 문제지를 통해 콘크리트 [math(1m^{3})]을 제조하기 위한 시방배합표가 주어지며, 콘크리트 1배치에 필요한 각 재료의 양을 각자 구해야 한다. 콘크리트 1배치량은 시험위원이 지정한 값으로 한다. 배합 시에는 시료 팬에 계량한 잔골재와 시멘트를 삽을 이용하여 혼합한다. 그리고 중앙 부위에 움푹한 공간을 만들고 계량한 골재를 넣고, 물을 비커로 계량하여 조금씩 넣으면서 골고루 혼합한다.
• 밑판 표면과 슬럼프 콘의 내부를 젖은 걸레로 닦은 후, 슬럼프 콘을 판 위에 고정한다.
• 콘크리트를 슬럼프 콘에 3층으로 균등하게 나누어 채워 넣고 각 층마다 25회 다진다. 다짐은 단면 전체에 균등하게 실시하며, 다짐 깊이는 거의 층의 깊이와 같게 한다. 콘크리트를 최상층에 채워 넣고 다질 때에는 콘크리트를 슬럼프 콘 위에 쌓이도록 넉넉하게 채워 넣는다. 마지막 다짐 시 윗부분이 채워지지 않았을 경우 다짐 중간에 잘 관찰하면서 모자란 콘크리트를 채워 총 25회가 되도록 다진다.
• 콘크리트 채움과 다짐이 끝난 후, 슬럼프 콘 상단의 여분의 콘크리트를 흙손으로 깎아서 콘의 윗면과 평평하게 맞춘다.
• 채움, 다짐, 및 평탄화가 완료된 후 양발로 콘을 고정시킨 채 수직 방향으로 슬럼프 콘을 들어 올린다. 이 때 슬럼프콘을 들어올리는 시간은 높이 300mm에서 (3.5 ± 1.5)초로 한다. 실제 시험에서는 2~3초 정도로 천천히 들어올리면 된다.
• 슬럼프 콘의 높이와 시험체 밑면의 원의 중심에서부터 시험체 높이와의 차이를 0.5cm 단위로 읽는다. 이 때 눈금 표시의 상단이 0인 측정자는 상단의 눈금을 읽고, 하단이 0인 측정자는 하단의 눈금을 읽는다.(보통 하단이 0인 측정자가 일반적이다.)
• 슬럼프콘에 콘크리트를 채우기 시작하고 나서 슬럼프콘의 들어 올리기를 종료할 때까지의 시간은 3분 이내로 한다.

시험 순서(콘크리트의 공기량 시험)

• 비비기가 끝난(슬럼프 시험을 끝낸) 콘크리트에서 바로 시료를 채취한다
• 시료를 용기에 3층으로 나누어 넣고 각 층을 다짐봉으로 25번씩 고르게 다진 후 용기의 옆면을 고무망치로 골고루 두들겨(10~15회) 빈틈을 없앤다. 콘크리트의 슬럼프 시험과 마찬가지로 최상층의 경우 콘크리트를 넉넉하게 담는다.
• 용기 윗부분의 남는 콘크리트를 철제 자, 흙손 등으로 깎아내고, 주변 테두리에 흘러내린 콘크리트를 깨끗한 천으로 닦아낸 후 뚜껑을 얹어 공기가 새지 않도록 잘 잠근다. 이 때 뚜껑을 덮어 잠그는 고정나사는 대각선 방향으로 잠근다. 그 다음 왼쪽 공기조절 밸브와 오른쪽 공기실 주 밸브는 잠그고, 중앙의 배기구 밸브와 주수구 밸브를 열어놓는다.
• 물을 넣을 경우에는(주수법) 배기구에서 물이 나올 때까지 주수구에 물을 넣고, 배기구에서 기포가 나오지 않을 때까지 손으로 두들기며 주수한 다음, 배기구와 주수구를 잠근다.
• 공기실 주밸브를 열어 상하로 반복하여 눌러 초기압력(주수법의 경우 검은색 IP Line 1눈금, 무주수법의 경우 빨간색 IP line 눈금)을 맞춘다.
• 약 5초 후에 주밸브를 충분히 연다(누름 손잡이를 손바닥으로 지그시 누른 후 손을 뗀다).
• 콘크리트의 각 부분에 압력이 잘 전달되도록 용기의 옆면을 고무망치로 두들긴다.
• 다시 누름 손잡ㅈ이를 눌러 지침이 안정되었을 때 압력계를 읽어 겉보기 공기량([math(A_{1})])을 구한다.

2.2.2.2. 흙의 액성한계 및 소성한계 시험(10점)[편집]

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흙의 액성한계 및 소성한계 시험(KS F 2303) : 주어진 시료를 가지고 액성한계 및 소성한계 시험을 하여 답안지를 완성하시오.

• No.40 체로 체가름하여 시료를 약 200g 정도 채취한다. 시험장에 시료가 준비되어 있을 경우에는 체를 칠 필요 없이 필요한 양을 시료삽으로 채취한다.
• 시료를 증발접시에 넣고 분무기로 물을 가하여 스패츌러로 혼합한다. 액성한계시험은 본래 여러 번 시험하여 25회 타격에 맞는 함수비를 구하지만, 시간관계상 시험을 1회만 진행하므로 반죽 상태를 25회 타격부근에 맞는 함수비가 되도록 물을 살수해야 한다. 물을 조금씩 분무기로 뿌리면서 스패츌러로 혼합하여 땅콩잼 정도의 질기가 되도록 반죽하여야 한다.
• 젖은 헝겊을 증발접시 위에 덮어놓는다.
• 손잡이를 회전시켜 황동접시의 높이가 1cm가 되는지 확인한 후, 아니라면 황동접시의 높이가 1cm가 되도록 나사를 풀어 조정한다.
• 흙의 질량과 함수량을 측정하는데에 사용할 함수량 캔의 질량을 측정하고 성과표에 기록한다.
• 스패츌러를 이용하여 시료의 높이가 1cm가 되도록 황동접시에 시료를 조금씩 넣고 시료를 반듯하게 고른다.
• 홈파기 날로 황동접시의 시료를 2등분하여 가른다.
• 1초당 2회의 속도로 손잡이를 회전시켜 갈라놓은 바닥 부위의 시료가 1.3cm 접할 때의 타격 횟수를 측정한다. 접한 부분의 시료를 채취하여 함수비를 측정한다. 시료를 스패츌러로 채취하여 함수량 캔에 넣고 질량을 측정한 후 건조기나 전열기에 넣어 건조시킨 후 질량을 다시 측정하여 함수비를 구한다. 시험 상황에 따라 흙의 밀도 시험 시 현장작업은 함수비 측정용 시료를 채운 후 오븐 투입 전까지의 작업만 실시하고, 시간 절약을 위해 주어진 함수비 값을 이용하거나 감독관이 시료의 일정량을 덜어낸 상태를 건조된 상태의 질량으로 가정하기도 한다.

• No.40 체를 통과한 시료를 약 30g 준비한다.
• 증발접시에 시료를 넣고 분무기로 물을 뿌려 스패츌러로 혼합한다. 이 때 흙 속의 물을 증발시키는 데에 시간이 오래 걸릴 수 있으므로 물을 너무 많이 분사하지 않도록 한다.
• 반죽한 시료 덩어리를 손바닥과 불투명 유리판 사이에서 굴리면서 지름 3mm의 봉 모양으로 만든다. 이 흙을 다시 덩어리로 만들고 위 과정을 반복하며 물을 증발시킨다.
• 혹은 반죽한 시료 덩어리를 지름 3mm의 봉 모양으로 만든 후 거의 힘을 가하지 않고 굴리며 물을 증발시킨다.
• 시료가 3mm의 굵기에서 끊어질 때 시료의 각 조각을 모아 함수량 캔(용기)에 넣어 질량을 측정하고, 건조로에 넣은 뒤 다시 질량을 측정하여 함수비를 구한다.

2.2.2.3. 모래치환법에 의한 흙의 밀도 시험(15점)[편집]

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모래치환법에 의한 흙의 밀도 시험(KS F 2311) : 주어진 시료를 가지고 현장밀도 시험을 실시하고 다음 조건을 참고하여 답안지를 완성하시오. (단, 흙의 밀도 시험 시 현장작업은 함수비 측정용 시료를 채운 후 오븐(oven) 투입 전까지의 작업만 실시하고, 전기오븐을 사용하여 건조밀도를 구하려면 많은 시간이 소요되므로 주어진 함수비 값을 이용하여 구하시오.)

• 들밀도 샌드 콘(용기)의 질량을 측정한 후 샌드 콘(용기)에 모래를 가득 채우고 질량을 측정한다. 샌드 콘에 모래를 채울 때 콘을 흔들거나 충격을 주지 않는다. 모래를 가득 채운 샌드 콘의 질량에서 샌드 콘의 질량을 빼 샌드 콘 속의 모래량만을 계산한다.
• 모래의 단위용적질량을 계산한다. 시험조건에 샌드 콘 부피가 4[math(l)] = 4000[math(cm^{3})]이므로 공식 [math(γ = \dfrac WV)]에 대입시켜 정리한다.
• 반듯한 지면에 모래를 가득 채운 샌드 콘을 거꾸로 세우고 밸브를 내린다. 일정 시간이 지난 후 샌드 콘의 모래가 흘러내리는 것이 멈추면 밸브를 잠그고 위로 들어 올려 깔때기 부피만큼의 모래가 빠진 샌드 콘의 질량을 측정한다. 모래를 가득 채운 샌드 콘의 질량에서 깔대기 부피만큼의 모래가 빠진 샌드 콘의 질량을 빼 깔때기 속의 모래 질량을 계산한다.
• 깔때기 속의 모래 질량을 측정한 후 다시 샌드 콘에 모래를 가득 채우고 질량을 측정한다. 위에서 구한 모래의 단위용적질량을 구하기 위한 질량과 건조밀도 측정으르 위한 질량은 서로 다르다.
• 밑판을 이용하여 지면을 고르고 못을 이용하여 밑판을 지면에 고정시킨 후 밑판 직경의 [math(\dfrac 1 3)]정도 깊이로 지면을 파고 구멍에서 판 흙의 질량을 측정한다. 측정할 바닥에 빈 공간 없이 밑판을 밀착시키고 사각면에 못을 한 개씩 박아 밑판이 움직이지 않도록 한 다음 정이나 끌과 망치를 이용하여 구멍을 판 후 붓과 숟가락을 이용하여 흙이 손실되지 않도록 시료 팬에 담아 흙의 질량을 측정한다. 구멍 속의 흙을 파기 전에 흙을 담을 용기의 질량을 먼저 측정해야 한다.
• 구멍 속 흙의 질량을 측정한 후 일부를 채취하여 함수량 캔에 담아 질량을 측정한다.
• 샌드 콘을 거꾸로 한 채 밑판 구멍에 정확히 맞춰 세우고 밸브를 연 다음 표준사가 흘러내리지 않을 때 밸브를 잠근다. 구멍 및 깔때기 부피 만큼의 모래가 빠진 샌드 콘의 질량을 측정한다. 모래가 가득 찬 샌드 콘의 질량에서 구멍 및 깔때기 부피 만큼의 모래가 빠진 샌드 콘의 질량과 깔때기 속의 모래 질량을 빼면 구멍 속에 들어간 표준사의 질량이 된다. 밸브를 열고 모래가 내려가는 사이에 [시료팬(용기)+채취시료] 질량과 [함수량 캔] 질량, [함수량 캔+채취시료] 질량을 측정한다.
• 성과 표에 흙의 단위용적질량을 구하고 건조 밀도, 다짐도를 계산한다.
• 흙의 단위용적질량 [math(γ_{t} = \dfrac WV)]
• 흙의 건조밀도 [math(γ_{d} = \dfrac {γ_{t}}{1 + \footnotesize{\dfrac w{100}}})]
• 다짐도 = [math(\dfrac {γ_{d}}{γ_{dmax}}×100)]
• 시험 후 정리를 할 때는 모래를 위에서부터 솔(붓)과 숟가락(꽃삽)을 이용하여 흙이 섞이지 않도록 떠내고 빈 구멍에 파낸 흙을 넣고 발로 밟아 뒷정리한다.