KCS 표준시방서 241105 콘크리트구조(한계상태설계법)

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콘크리트 시방서

1. 일반사항

1.1 적용범위

본 시방서는 교량, 암거 및 기타 도로교 구조물에 사용되는 콘크리트의 자재 및 시공에 관한 일반적인 표준을 규정합니다.
무근콘크리트, 철근콘크리트, 프리스트레스트 콘크리트 또는 이들의 조합을 사용하는 현장타설 및 공장제작 방법으로 건설되는 도로교 구조물과 부재를 포함합니다.

1.2 참고 기준

1.2.1 관련 법규

(내용 없음)

1.2.2 관련 기준

KCS 14 20 10 일반콘크리트
KCS 14 20 20 경량골재 콘크리트
KCS 14 20 21 순환골재 콘크리트
KCS 14 20 22 섬유보강 콘크리트
KCS 14 20 23 폴리머시멘트 콘크리트
KCS 14 20 24 팽창 콘크리트
KCS 14 20 31 유동화 콘크리트
KCS 14 20 32 고유동 콘크리트
KCS 14 20 33 고강도 콘크리트
KCS 14 20 40 한중 콘크리트
KCS 14 20 41 서중 콘크리트
KCS 14 20 42 매스 콘크리트
KCS 14 20 43 수중 콘크리트
KCS 14 20 44 해양 콘크리트
KCS 14 20 50 프리플레이스트 콘크리트
KCS 14 20 52 프리캐스트 콘크리트
KCS 14 20 70 합성구조 콘크리트
KCS 24 11 10 철근 (한계상태설계법)
KCS 24 11 15 프리스트레싱 (한계상태설계법)
KDS 14 00 00 구조 설계기준
KDS 14 20 10 콘크리트구조 해석과 설계 원칙
KDS 24 00 00 교량 설계기준
KDS 24 12 11 교량 설계하중조합 (한계상태설계법)
KDS 24 14 21 콘크리트교 설계기준 (한계상태설계법)
AASHTO LRFD Bridge Construction Specifications (2010)

1.3 용어의 정의

감수제: 혼화제의 일종으로, 시멘트 분말을 분산시켜서 콘크리트의 워커빌리티를 얻기에 필요한 단위수량을 감소시키는 것을 주목적으로 한 재료
거푸집: 타설된 콘크리트가 설계된 형상과 치수를 유지하며 소정의 강도에 도달하기까지 지지하는 가설 구조물
건조수축: 경화 중이거나 경화한 콘크리트의 수분이 증발하면서 발생하는 수축
결합재: 물과 반응하여 콘크리트 강도 발현에 기여하는 물질을 생성하는 것의 총칭으로 시멘트, 고로 슬래그 미분말, 플라이 애시, 실리카 퓸, 팽창재 등을 함유하는 것
고로슬래그 미분말: 용광로에서 선철과 동시에 생성되는 용융상태의 고로 슬래그를 물로 급랭시켜 건조 분쇄한 것, 또는 여기에 석고를 첨가한 것
고성능 감수제: 일반 감수제보다도 높은 감수 성능 및 양호한 슬럼프 유지 성능을 가지는 화학 혼화제의 일종
골재: 모르타르 또는 콘크리트를 만들기 위하여 시멘트 및 물과 혼합하는 잔골재, 부순 모래, 자갈, 부순 굵은 골재, 바다 모래, 고로 슬래그 잔골재, 고로 슬래그 굵은 골재, 기타 이와 비슷한 재료
골재의 조립률: 80mm, 40mm, 20mm, 10mm, 5mm, 2.5mm, 1.2mm, 0.6mm, 0.3mm, 0.15mm 등 10개의 체를 1조로 하여 체가름 시험을 하였을 때, 각 체에 남는 누계량의 전체 시료에 대한 질량백분율의 합을 100으로 나눈 값
광물질 혼화재: 혼화재료 중 사용량이 비교적 많아서 그 자체의 부피가 콘크리트 등의 비비기 용적에 계산되는 것. 광물질 혼화재로는 플라이 애시, 고로슬래그 미분말, 실리카 퓸, 팽창재 등이 있음.
굵은 골재: 5mm 체에 남는 입자의 비율이 질량으로 85% 이상인 골재
굵은 골재의 최대치수: 질량비로 90% 이상을 통과시키는 체 중에서 최소 치수인 체의 호칭치수로 나타낸 굵은 골재의 치수
내구성: 시간의 경과에 따른 구조물의 성능 저하에 대한 저항성
동바리: 콘크리트 타설 시 붕괴방지를 위하여 보 또는 슬래브 등의 연직하중, 수평하중, 시공하중 등을 지지하기 위한 가설 구조물
레디믹스트콘크리트: 정비된 콘크리트 제조설비를 갖춘 공장으로부터 구입자에게로 배달되는 지점에 있어서의 품질을 지시하여 구입할 수 있는 굳지 않은 콘크리트
레이턴스: 블리딩으로 인하여 콘크리트, 모르타르, 그라우트의 표면에 떠올라서 가라앉은 물질
롱라인 공법: 현장 접합부 사이의 긴 길이를 갖는 제작대에서 세그먼트를 하나씩 제작하는 방법. 세그먼트를 이동시키지 않고 제작을 하며 첫 번째 세그먼트는 벌크헤드 사이에서, 그 다음 세그먼트부터는 이동식 벌크헤드와 기 제작된 세그먼트 사이에서 제작함.
매치캐스트: 기 제작된 세그먼트의 면에 잇대어 다음 세그먼트를 제작하는 방법으로서 세그먼트를 가설할 때 제작 시의 기하형상으로 자리 잡도록 함. 이를 위해 숏라인 공법 또는 롱라인 공법을 사용함.
모르타르: 시멘트, 잔골재, 물 및 필요에 따라 첨가하는 혼화재료를 구성재료로 하여, 이들을 비벼서 만든 것, 또는 경화된 것
물-결합재비: 굳지 않은 콘크리트 또는 굳지 않은 모르타르에 포함되어 있는 시멘트풀 속의 물과 결합재의 질량비 (기호: W/C)
반죽질기: 주로 수량의 다소에 의해 좌우되는 굳지 않은 콘크리트, 굳지 않은 모르타르, 굳지 않은 시멘트풀의 변형 또는 유동에 대한 저항성
배합강도: 콘크리트의 배합을 정하는 경우에 목표로 하는 강도
보온양생: 단열성이 높은 재료 등으로 콘크리트 표면을 덮어 열의 방출을 적극 억제하여 시멘트의 수화열을 이용해서 필요한 온도를 유지하는 양생 방법
부순 잔골재: 암석을 크러셔 등으로 분쇄하여 인공적으로 만든 잔골재
블리딩: 굳지 않은 콘크리트, 굳지 않은 모르타르, 굳지 않은 시멘트풀에서 고체 재료의 침강 또는 분리에 의해 혼합수의 일부가 유리되어 상승하는 현상
설계기준 압축강도: 콘크리트 부재의 설계에 사용하는 기준 압축강도를 말하며, 일반적으로 재령 28일의 압축강도를 기준으로 함.
솟음: 최종 종단 선형을 얻기 위해 구조물의 자중, 긴장재 도입, 크리프와 건조수축과 같은 장기변형, 그리고 매 단계의 가설단계의 효과를 감안하여 콘크리트 타설 시에 미리 반영해야 할 처짐량
숏라인 공법: 벌크헤드와 기 제작된 세그먼트 사이에서 세그먼트 하나씩 제작하는 방법. 첫 번째 세그먼트는 벌크헤드와 임시 벌크헤드를 사용하여 제작함.
순환골재: 콘크리트 또는 각종 콘크리트 제품에 사용되는 폐콘크리트를 크러셔로 분쇄하여 인공적으로 만든 골재로서 순환 잔골재와 순환 굵은 골재로 나누어짐.
습윤양생: 콘크리트를 타설한 후 일정기간을 습윤 상태로 유지시키는 양생
시멘트풀: 시멘트와 물 및 필요에 따라 첨가하는 혼화재료를 구성재료로 하여, 이들을 비벼서 만든 것
시방배합: 소정의 품질을 갖는 콘크리트가 얻어지도록 된 배합으로서 표준시방서 또는 공사감독자가 지시한 배합
온도 균열지수: 매스콘크리트의 균열발생 검토에 쓰이는 것으로, 콘크리트의 인장강도를 온도에 의해 발생되는 콘크리트의 최대 인장응력으로 나눈 값
온도제어양생: 콘크리트를 타설한 후 일정 기간 동안 콘크리트의 온도를 제어하는 양생
워커빌리티: 재료 분리를 일으키는 일 없이 운반, 타설, 다지기, 마무리 등의 작업이 용이하게 될 수 있는 정도를 나타내는 굳지 않은 콘크리트의 성질
유동화콘크리트: 미리 비빈 콘크리트에 유동화제를 첨가하여 이를 교반해서 유동성을 증대시킨 콘크리트
잔골재: ① 10mm 체를 전부 통과하고, 5mm 체를 거의 다 통과하며, 0.08mm 체에 거의 다 남는 골재 ② 5mm 체를 통과하고 0.08mm 체에 남는 골재
잔골재율: 골재 중 5mm 체를 통과한 부분을 잔골재로 보고, 5mm 체에 남는 부분을 굵은 골재로 보아 산출한 잔골재량을 전체 골재량에 대한 절대 용적백분율로 나타낸 것 (기호: F.A.)
제작 곡선: 모든 구조적 변형과 시간의존적인 변형 (크리프와 건조수축 등)이 발생한 후에 최종 설계 선형에 이를 수 있도록 제작 시에 반영하는 곡선
철근콘크리트: 철근을 사용한 콘크리트로서 외력에 대해 양자가 일체로 작용 하도록 한 것
초고성능 섬유보강 콘크리트: 압축강도 120MPa, 직접인장강도 5MPa 이상을 가진 섬유보강 콘크리트의 일종
초기동해: 한중콘크리트를 타설할 때 응결경화의 초기에 받는 콘크리트의 동해로서 콘크리트의 강도, 수밀성 및 내구성 저하의 원인이 됨.
촉진양생: 콘크리트의 경화나 강도 발현을 촉진하기 위해 실시하는 양생
콘크리트: 시멘트, 물, 잔골재, 굵은 골재 및 필요에 따라 첨가하는 혼화재료를 구성재료로 하여 이들을 비벼서 만든 것
콜드조인트: 계속하여 콘크리트를 칠 때, 먼저 친 콘크리트와 나중에 친 콘크리트 사이에 완전히 일체화가 되지 않은 시공 불량한 이음
크리프: 응력을 작용시킨 상태에서 탄성변형 및 건조수축 변형을 제외시킨 변형으로 시간과 더불어 증가되어 가는 현상
팽창재: 시멘트 및 물과 함께 혼합하면 수화반응에 의하여 에트린자이트 또는 수산화칼슘 등을 생성하고 모르타르 또는 콘크리트를 팽창시키는 작용을 하는 혼화 재료
표준양생: 20±3℃로 유지하면서 수중 또는 습도 100%에 가까운 습윤상태에서 실시하는 양생
포졸란 재료: 광물질 혼화재의 일종으로서 그 자체에는 수경성이 없으나 콘크리트 중의 물이 용해되어 있는 수산화칼슘과 상온에서 천천히 화합하여 물에 녹지 않은 화합물을 만들 수 있는 실리카 물질을 함유하고 있는 미분말 상태의 재료
프리캐스트 콘크리트: 콘크리트가 굳은 후에 제자리에 옮겨 놓거나 또는 조립하는 콘크리트 부재를 말하며 PC 콘크리트라고 약칭하기도 함.
현장배합: 시방배합의 콘크리트가 얻어지도록 현장에서 재료의 상태 및 계량방법에 따라 정한 배합
호칭강도: KS F 4009의 레디믹스트콘크리트에 있어 콘크리트의 강도 구분 또는 수준을 나타내기 위한 호칭으로 호칭강도는 설계기준강도와 기온보정강도를 합한 것을 의미함.
혼화재료: 시멘트, 골재, 물 이외의 재료로서 콘크리트 등에 특별한 성질을 주기 위해 타설하기 전에 필요에 따라 더 넣는 재료이며, 광물질 혼화재와 화학 혼화제로 구분
화학 혼화제: 혼화재료 중 사용량이 비교적 적어서 그 자체의 부피가 콘크리트 등의 비비기 용적에 계산되지 않은 것

1.4 제출물

1.4.1 재료에 관한 자료 제출

시멘트, 골재, 혼화재료, 이음재료 등에 관해 시방규정에 합치하는 보증서를 제출하여야 한다.
콘크리트 혼화재료는 사용 전에 이들의 사용계획을 제출하여 공사감독자의 승인을 받아야 한다.

1.4.2 배합설계 성과 제출

시험결과를 포함하여 배합설계 성과를 제출하여야 하며 시험시료를 비치하여야 한다.

1.4.3 품질관리 계획서 제출

본 시방서의 품질요건에 합치하도록 승인된 배합설계에 알맞은 재료의 관리 및 균일성을 보증하기 위한 품질관리 계획서를 제출하여야 한다.
품질관리 계획서는 시방요건에 합치함을 보여주는 모든 시험을 포함하며 수급인은 필요한 시험을 실시하여야 한다.

1.4.4 시공 상세도면 제출

콘크리트의 타설순서, 이음위치, 양생방법 등을 명시한 시공 상세도면을 제출하여야 한다.

1.4.5 레디믹스트콘크리트에 관한 자료 제출

KS F 4009의 요건에 합치되도록 현장에 운반되는 콘크리트의 계량표를 제출하여야 한다.

2. 자재

2.1 콘크리트 분류

2.1.1 일반사항

콘크리트 도로교 구조물에 사용되는 콘크리트 종류는 계약문서로 규정되어야 한다.
계약문서에 콘크리트 종류가 규정되어 있지 않은 경우에는 공사감독자가 교량 구조물에 적절한 콘크리트 종류를 선정한다.
콘크리트는 KS F 4009에 규정한 것을 사용하거나 현장에서 배치플랜트를 이용하여 제조할 수 있다.

2.1.2 일반 콘크리트

일반 콘크리트에 관련된 사항은 KCS 14 20 10의 규정에 따른다.

2.1.3 경량골재 콘크리트

경량골재 콘크리트에 관련된 사항은 KCS 14 20 20의 규정에 따른다.

2.1.4 순환골재 콘크리트

순환골재 콘크리트에 관련된 사항은 KCS 14 20 21의 규정에 따른다.

2.1.5 섬유보강 콘크리트

섬유보강 콘크리트에 관련된 사항은 KCS 14 20 22의 규정에 따른다.
KCS 14 20 22의 섬유보강 콘크리트는 초고성능 섬유보강 콘크리트를 포함한다.

2.1.6 폴리머시멘트 콘크리트

폴리머시멘트 콘크리트에 관련된 사항은 KCS 14 20 23의 규정에 따른다.

2.1.7 팽창 콘크리트

팽창 콘크리트에 관련된 사항은 KCS 14 20 24의 규정에 따른다.

2.1.8 유동화 콘크리트

유동화 콘크리트에 관련된 사항은 KCS 14 20 31의 규정에 따른다.

2.1.9 고유동 콘크리트

고유동 콘크리트에 관련된 사항은 KCS 14 20 32의 규정에 따른다.

2.1.10 고강도 콘크리트

고강도 콘크리트에 관련된 사항은 KCS 14 20 33의 규정에 따른다.

2.1.11 한중 콘크리트

한중 콘크리트의 재료에 관련된 사항은 KCS 14 20 40의 규정에 따른다.
한중 콘크리트의 시공에 관련된 사항이 본 시방서에 규정되어 있지 않을 경우에는 KCS 14 20 40의 규정을 참고한다.

2.1.12 서중 콘크리트

서중 콘크리트의 재료에 관련된 사항은 KCS 14 20 41의 규정에 따른다.
서중 콘크리트의 시공에 관련된 사항이 본 시방서에 규정되어 있지 않을 경우에는 KCS 14 20 41의 규정을 참고한다.

2.1.13 매스 콘크리트

매스 콘크리트의 재료에 관련된 사항은 KCS 14 20 41의 규정에 따른다.
매스 콘크리트의 시공에 관련된 사항이 본 시방서에 규정되어 있지 않을 경우에는 KCS 14 20 42의 규정을 참고한다.

2.1.14 수중 콘크리트

수중 콘크리트의 재료에 관련된 사항은 KCS 14 20 43의 규정에 따른다.
수중 콘크리트의 시공에 관련된 사항이 본 시방서에 규정되어 있지 않을 경우에는 KCS 14 20 43의 규정을 참고한다.

2.1.15 해양 콘크리트

해안선으로부터 250m 이내의 육상 지역의 콘크리트 교량은 염해의 피해를 받기 쉬우므로 해안으로부터 거리에 따라 구분하여 내구성 향상 대책을 수립하여야 한다.
해양 콘크리트 교량에 사용되는 콘크리트의 설계기준 압축강도는 30MPa 이상으로 하고, KDS 24 14 21의 4.4에서 규정된 노출환경등급에 따라 기준 압축강도를 정한다.
해양 콘크리트에 관련된 사항이 본 시방서에 규정되어 있지 않을 경우에는 KCS 14 20 44의 규정을 참고한다

2.1.16 프리플레이스트 콘크리트

프리플레이스트 콘크리트에 관련된 사항은 KCS 14 20 50의 규정에 따른다.

2.1.17 프리캐스트 콘크리트

프리캐스트 콘크리트의 재료에 관련된 사항은 KCS 14 20 52의 규정에 따른다.
프리캐스트 콘크리트의 시공에 관련된 사항이 본 시방서에 규정되어 있지 않을 경우에는 KCS 14 20 52의 규정을 참고한다.

2.1.18 합성구조 콘크리트

합성구조 콘크리트 관련된 사항은 KCS 14 20 70에 따른다.

2.2 콘크리트 재료

2.2.1 시멘트

시멘트는 KCS 14 20 10의 규정을 따른다.

2.2.2 물

배합수는 KCS 14 20 10의 규정을 따른다.

2.2.3 잔골재

잔골재는 KCS 14 20 10의 규정을 따른다.

2.2.4 굵은 골재

굵은 골재는 KCS 14 20 10의 규정을 따른다.

2.2.5 혼화재료

광물질 혼화재와 화학 혼화제의 혼화재료는 KCS 14 20 10의 규정을 따르는 것을 원칙으로 한다.
철근 콘크리트에는 질량으로 1%를 초과하는 염소이온 (Cl-)를 함유하는 화학 혼화제를 사용할 수 없고, 프리스트레스트 콘크리트에는 0.1%를 초과할 수 없다.
KCS 14 20 10 이외의 혼화재료에 대해서는 그 품질을 확인하고, 사용방법을 충분히 검토하여 공사감독자의 승인을 받아 사용할 수 있다.

2.2.6 섬유

시멘트계 복합재료용 섬유는 KCS 14 20 22의 규정을 따른다.

2.2.7 폴리머시멘트 재료

시멘트 혼화용 폴리머 디스퍼젼과 시멘트 혼화용 재유화형 분말수지는 KCS 14 20 23의 규정을 따른다.

2.3 재료의 저장

재료의 저장은 KCS 14 20 10의 규정을 따른다.

2.4 재료의 품질관리

재료의 품질관리는 KCS 14 20 10의 규정을 따른다.

2.5 콘크리트 배합

2.5.1 일반사항

콘크리트의 배합은 목표 강도, 인성, 내구성, 수밀성, 균열저항성과 철근 또는 강재를 보호하는 성능을 갖도록 하여야 한다.
작업에 적합한 워커빌리티를 갖는 범위 내에서 단위수량을 될 수 있는 대로 적게 하여 양질의 콘크리트를 만들 수 있도록 하여야 한다.
특히 염해의 영향을 받는 해안지역이나 심한 동결융해 작용을 받는 한랭지에 가설되는 콘크리트 교량의 경우에는 배합에 대해서 충분히 검토하여야 한다.

2.5.2 배합강도

배합강도는 KCS 14 20 10의 규정을 따른다.

2.5.3 물-결합재비

물-결합재비는 콘크리트의 목표 강도, 인성, 내구성, 수밀성, 균열저항성과 사용환경 등을 고려하여 정하여야 한다.
콘크리트의 압축강도를 기준으로 하여 물-결합재비를 정할 경우에는 KCS 14 20 10의 기준을 따른다.
콘크리트의 내구성을 기준으로 하는 경우에는 KCS 14 20 10의 기준을 따른다.
콘크리트의 수밀성을 기준으로 하여 물-결합재비를 정할 경우에는 0.5 이하를 표준으로 한다.
수중 콘크리트에 사용되는 물-결합재비는 표 2.5-1의 이하로 하여야 한다.

| 종류 | 최대 물-결합재비 | |—|—| | 일반적인 수중 콘크리트 | 0.50 | | 수중 불분리성 콘크리트 | 담수중 – 무근콘크리트: 0.65, 철근콘크리트: 0.55 | | | 해수중 – 무근콘크리트: 0.60, 철근콘크리트: 0.50 | | 현장타설 말뚝에 사용되는 수중 콘크리트 | 0.55 |

해양 구조물에 사용하는 콘크리트의 물-결합재비는 표 2.5-2의 이하로 하여야 한다.

| 시공조건 환경구분 | 일반 현장시공의 경우 | 공장제품 또는 동등 이상의 품질이 보증될 경우 | |—|—|—| | (1) 해 중 (ES3) | 0.50 | 0.50 | | (2) 해상 대기중 (ES1) | 0.45 | 0.50 | | (3) 물보라 지역 또는 간만대 지역 (ES4) | 0.40 | 0.45 |

2.5.4 단위수량

단위수량은 KCS 14 20 10의 규정을 따른다.

2.5.5 단위결합재량

단위결합재량은 원칙적으로 단위수량과 물-결합재비로부터 정하는 것으로 한다.
다만, 최소 단위결합재량은 표 2.5-3과 표 2.5-4의 값을 표준으로 한다.

| 굵은 골재 최대치수 | 환경구분 | 20mm | 25mm | 40mm | |—|—|—|—|—| | | 물보라지역, 간만대 및 해상 대기중 (노출등급 ES1, ES4) | 340 | 330 | 300 | | | 해 중 (노출등급 ES3) | 310 | 300 | 280 |

2.5.6 굵은 골재의 최대치수

굵은 골재의 최대치수는 KCS 14 20 10의 규정을 따른다.

2.5.7 잔골재율

잔골재율은 KCS 14 20 10의 규정을 따른다.

2.5.8 유동성

콘크리트의 슬럼프는 KCS 14 20 10의 규정을 따른다.
고유동 콘크리트의 유동성은 KCS 14 20 32의 규정을 따른다.
고강도 콘크리트의 유동성은 KCS 14 20 33의 규정을 따른다.
수중 콘크리트의 유동성은 KCS 14 20 43의 규정을 따른다.

2.5.9 공기량

공기연행 콘크리트의 공기량은 KCS 14 20 10의 규정을 따른다.
수중 불분리성 콘크리트의 공기량은 KCS 14 20 43의 규정을 따른다.
해양 콘크리트의 공기량은 표 2.5-5의 값을 표준으로 한다.

| 환경조건 | 굵은 골재의 최대치수 (mm) | 20 | 25 | 40 | |—|—|—|—|—| | 동결융해 작용을 받을 염려가 있는 경우 | (a) 물보라, 간만대 지역 (ES4) | 6 | 6 | 5.5 | | | (b) 해상 대기중 (ES3) | 5 | 4.5 | 4.5 | | 동결융해 작용을 받을 염려가 없는 경우 | | 4 | 4 | 4 |

고강도 콘크리트 또는 초고성능 섬유보강 콘크리트는 기상의 변화가 심하거나 동결융해에 대한 특별한 대책이 필요한 경우 등을 제외하고는 공기연행제를 사용하지 않아야 한다.

2.5.10 염화물 함유량

콘크리트 중의 염화물 함유량은 콘크리트 중에 함유된 염소이온의 총량으로 표시한다.
콘크리트 중의 전 염소이온량은 출하지점에서 원칙적으로 0.3kg/m3 이하이어야 한다.
재령 28일이 경과한 굳은 콘크리트의 수용성 염소이온량은 표 2.5-6의 값을 초과하지 않도록 하여야 한다.
이때의 수용성 염소이온량 시험은 KS F 2713 또는 KS F 2715에 따른다.

| 콘크리트 종류 | 콘크리트 내부의 최대 수용성 염소이온량 (시멘트 질량에 대한 비율 (%)) | |—|—| | 프리스트레스트 콘크리트 | 0.06 | | 염화물에 노출된 철근콘크리트 | 0.15 | | 기타 철근 콘크리트 | 0.30 |

2.5.11 혼화재료의 단위량

공기연행제, 공기연행 감수제 및 고성능 감수제 등의 단위량은 본 시방서 2.5.8의 유동성과 2.5.9의 공기량을 얻을 수 있도록 시험에 의하여 정한다.
(1) 이외의

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