KR100370880B1 - 활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입 방법 - Google Patents

활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100370880B1
KR100370880B1 KR10-2000-0022594A KR20000022594A KR100370880B1 KR 100370880 B1 KR100370880 B1 KR 100370880B1 KR 20000022594 A KR20000022594 A KR 20000022594A KR 100370880 B1 KR100370880 B1 KR 100370880B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water glass
active
solution
weight
water
Prior art date
Application number
KR10-2000-0022594A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010104437A (ko
Inventor
류동성
Original Assignee
뉴텍건설화학 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 뉴텍건설화학 주식회사 filed Critical 뉴텍건설화학 주식회사
Priority to KR10-2000-0022594A priority Critical patent/KR100370880B1/ko
Publication of KR20010104437A publication Critical patent/KR20010104437A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100370880B1 publication Critical patent/KR100370880B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/02Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/02Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
    • C09K17/06Calcium compounds, e.g. lime
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/02Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
    • C09K17/10Cements, e.g. Portland cement
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/02Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
    • C09K17/12Water-soluble silicates, e.g. waterglass
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

본 발명은 활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입 방법에 관한 것으로, 지반개량을 위하여 물유리계 약액 및 시멘트 수용액을 각각 지반 내로 분사 주입, 혼합하여 겔화시키는 지반주입 방법에 있어서, 상기 물유리계 약액이 50∼60 부피%의 물유리와 40∼50부피%의 물을 혼합시킨 물유리 수용액 및 8∼12중량%의 알칼리 토금속염 화합물과 88∼92중량%의 물을 혼합시킨 활성 반응물을 각각 제공하여 상기 물유리 수용액과 활성 반응물을 5:1∼6:1의 무게비로 혼합, 분사시켜 고전단 라인믹서를 통과시킴으로써 개질시킨 콜로이드 졸 상태의 활성 실리케이트 약액이고, 상기 활성 실리케이트 약액과 시멘트 수용액의 혼합비가 부피 기준으로 1:1인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 상기 활성 실리케이트 약액을 사용함으로써 통상의 물유리계 약액과 같은 조건에서 비교할 때 겔타임이 단축이 되고, 압축강도, 투수계수 등에서도 우수한 공학적 특성 및 다량의 지하수에 의한 용탈현상이 현저히 낮은 특징을 나타낸다.

Description

활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입 방법{Chemical Grouting by Use of Activated Silicate}
본 발명은 활성 실리케이트 지반주입약액의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 지반보강 및 차수 등의 지반개량을 위해 종래에 물유리(소디움 실리케이트)계 약액을 사용하고 있으나, 내구성에 문제가 있어 연구결과 물유리에 활성 반응물을 특수하게 반응시켜 활성 실리케이트 약액을 얻어 활성 실리케이트 겔을 형성케 함으로써 겔타임이나 압축강도, 투수계수 등 우수한 공학적 특성을 갖게 함은 물론, 물로 인한 알카리 용탈현상을 현저히 낮추는 결과에 의해 기존의 물유리계 약액보다 내구성 문제 등을 향상시킨 활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입방법에 관한 것이다.
현재 가장 보편화된 주입약액은 물유리(소디움 실리케이트)계 약액인바 주입조건 및 목적에 따라 순수 용액형과 시멘트를 공용하는 현탁액형 약액 등으로 구분되며, 약액의 구성면에서 여타 고분자계 주입약액 등과 비교할 때 상당히 염가인 점을 고려한다면 경제성 대비 지반개량효과라는 측면에서 비교적 우수한 공법으로 인정되고 있다.
이와 관련된 선행기술로서는 한국 등록특허 제153238호(명칭: 지반주입용 약액), 한국 등록특허 제22435호(명칭: 주입공법 및 이에 사용하는 주입관), 한국 등록특허 제153217호(명칭: 지반 주입용 약액), 한국 등록특허 제50112호(명칭: 지반 주입 공법), 한국 등록특허 제197851호(명칭: 지반주입용 약액), 한국 특허출원 제92-024865호(명칭: 지반 주입용 약액), 한국 특허출원 제81-3590호(명칭: 지반 주입 공법) 등이 있으며, 특히 한국 등록특허 제153217호에서는 몰비가 2.5이하인 물유리와 슬래그, 몰비가 10이상의 알루민산나트륨과 슬래그, 또는 물유리, 알루민산나트류 및 슬래그로 구성되고 필요에 따라 이들 각 지반주입용약액에 시멘트 및/또는 분산제를 첨가하여 비교적 저점성으로 긴 겔화시간에서도 고강도를 얻고 장기간 고결강도가 우수한 현탁형 지반주입용 약액을 개시하고 있고, 한국 등록특허 제197851호에서는 몰비가 1.5∼2.8인 범위에 있는 물유리와, 평균입경이 10㎛ 이하이고 비표면적이 5,000㎠/g 이상의 미립자 슬래그를 유효성분으로 함유하고, 또 필요에 따라 시멘트및/ 또는 석회류, 다시 칼슘용출량 조정제를 함유시킨 지반주입용 약액을 개시하고 있다. 또한, 한국 특허출원 제92-024865호에서는 물유리, 산근 및 금속이온 봉쇄재를 유효성분으로 함유하는 물유리계 지반주입용 약액을 개시하고 있다.
그러나, 물유리계 약액은 지반주입 고결 후 시간경과에 따라 지반토양내의 흡착수 및 자유수에 의해 주입고결체로부터 용탈이 진행되어 결국에는 주입재가 전부 용탈되는 현상, 다시 말해 내구성이 약한 문제점을 지녀 주입효과 상실에 따른 안전문제는 물론, 이로 인한 지하수 오염도 있다 하겠다. 또한 물유리계 약액은 지반주입시 많은 양의 지하수에 의해 희석될 경우 겔화시간이 지연되어 원하는 주입효과를 얻지 못하는 경우가 있고, 고결이 안되어 유실하는 경우도 있어 이에 대한 문제점이 있기도 하다.
그래서 선진 외국의 경우 물유리를 화학적으로 변성, 개질하여 그 특성을 향상시킨 실리카졸 등의 약액을 개발하여 내구성, 수질오염 등에서 많은 문제점을 개선시킨 것으로 알려지고 있으나 실제로 적용하는데 있어 기술적, 경제적, 작업상의 문제점이 있어 온전히 시행하지 못하고 있다. 이 약액은 크게 산성 실리카졸과 중성 실리카졸로 분류할 수 있는데, 전자는 물유리를 황산 등의 과량의 산성제를 사용하여 준안정상태의 실리카졸 수용액을 적절한 제조 플랜트로 현장에서 제조하는 방법으로 현장제조원료로서 황산 등 위험물질을 취급하기 때문에 문제점이 있다. 반면에 후자는 물유리를 특정한 산성제로 전처리한 후 이온교환수지 또는 멤브레인 휠터 등에 의해 부산물을 제거, 농축하는 방법으로 제조공정이 복잡하여 별도의 공장에서 제조, 공급하는 문제점이 있는 등 성능은 보다 좋아 졌지만 경제성이 떨어지는 단점이 있다.
이에 전술한 종래의 물유리계 약액의 주입공법에 있어서의 여러 문제점을 해소하기 위한 방법을 모색하기 위해 물유리계 약액 주입공법의 제반 장점을 살리면서도 품질면에서 문제점, 즉 지하수에 의한 용탈현상 및 미고결현상 등이 없도록 하고 현장에서 간단히 제조 적용하는 새로운 약액의 제조방법을 연구를 거듭한 결과 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 지반보강 및 차수 등의 지반개량을 위한 약액주입으로 겔화과정을 특이하게 하여 겔타임이나 일축압축강도, 투수계수 등 공학적 특성을 충족할 뿐만 아니라 지하수에 의한 알카리 성분 용탈이 현저히 없게 하여 내구성, 경제성이 있게 하고, 또 환경오염방지 효과도 부여할 수 있는 활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 지반개량을 위하여 물유리계 약액 및 시멘트 수용액을 각각 지반 내로 분사 주입, 혼합하여 겔화시키는 지반주입 방법에 있어서, 상기 물유리계 약액이 50∼60 부피%의 물유리와 40∼50부피%의 물을 혼합시킨 물유리 수용액 및 8∼12중량%의 알칼리 토금속염 화합물과 88∼92중량%의 물을 혼합시킨 활성 반응물을 각각 제공하여 상기 물유리 수용액과 활성 반응물을 5:1∼6:1의 무게비로 혼합, 분사시켜 고전단 라인믹서를 통과시킴으로써 개질시킨 콜로이드 졸 상태의 활성 실리케이트 약액이고, 상기 활성 실리케이트 약액과 시멘트 수용액의 혼합비가 부피 기준으로 1:1인 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 활성 실리케이트 약액을 제조하는 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 고전단 라인믹서(high shear line mixer) 내부의 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1: 물유리 희석 교반조 2: 활성 반응물 용액조
3 및 4: 물유리 및 활성 반응물 자동 비례 이송장치
5: 분사노즐 6: 고전단 라인믹서
7: 제품저장 교반조
8: 고전단 라인믹서의 내부 혼합구조 9: 작동시 분해작용 개념도
10: 전환작용 개념도 11: 반전작용 개념도
이하 본 발명의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 활성 실리케이트 약액의 제조방법은 물유리(소디움 실리케이트)의 반응제에 의한 겔화과정을 이해하여야 한다. 통상적으로 사용하는 방법은 희석한 물유리와 시멘트를 혼합반응시키는 방법(LW법: Labiles Wasser glass)으로 물유리의 규산질과 시멘트 성분 중 Ca이온과 단순히 반응시키는 방법이나, 일반적으로 반응이 늦고 품질이 위약하여 적용범위가 한정되는 특성이 있다. 이의 단점을 보완하기 위해 급결 첨가제인 중탄산나트륨를 사용하여 반응속도를 단축시키는 방법(SGR공법이라 알려짐)이 있는데 반응온도조건에 따른 영향이 큰 점이 있다. 그럼에도 상기 2가지 방법은 지하수에 의한 알카리 용출현상이 있어 내구성에 문제가 되는 단점이 있다.
이런 반응현상을 고찰할 때 물유리의 활성상태를 어떻게 주는가가 겔화과정에서 핵심이라 볼 수 있다. 이를 위해, 황산 등 무기산류를 사용하는 산성 실리카졸방법과 특정의 무기염류를 사용한 다음, 이온교환수지나 멤브레인 필터를 사용하는 중성 실리카졸 방법으로 품질은 비교적 안정성이 있으나, 전자는 제조상 원료의취급이 위험하고, 후자는 조작이 복잡하여 실용성이 낮고 경제적으로도 불리한 단점이 있다.
따라서, 본 발명에서 겔화과정을 예의 주시한 결과, 제1단계로 물유리가 우선 중간체로서 콜로이드상의 규산 올리고머(졸상태)를 생성하고, 제2단계로 상기 올리고머들이 고분자량 상태로 중합되는 실리카 중합체(겔상태)로 전환됨을 알게 되었다. 연구를 거듭한 결과 물유리를 안정성 있게 콜로이드 졸상으로 형성시키는 특수한 활성화 반응물을 사용하는 방법과 이를 위해 미세하게 분산하는 기계적 시스템을 적용하는 방법으로 비교적 장시간 안정한 중간체인 규산 올리고머의 콜로이드 졸을 만들 수 있었다. 이것을 사용하여 시멘트 수용액과 반응시킨 결과, 규산 올리고머들이 고분자량 상태로 망목상 구조의 중합체(겔상태)를 얻을 수 있었다. 여기서 활성물질은 알카리 토금속염(Alkaline earth metal salt)으로 MXn인 분자구조로 나타내는바, M은 알카리 토금속으로 Mg 또는 Ca 등이며, X는 할로겐기, 수산기 또는 설페이트기로, 바람직하게는 Cl, OH 또는 SO4이다. 또한 n은 1 또는 2로 나타내는 약품을 말한다. 구체적으로 황산 마그네슘, 염화 마그네슘, 염화 칼슘, 수산화 마그네슘, 및 수산화 칼슘 등을 1개 또는 1개 이상 선택으로 특수 조제하여 사용하였다.
한편, 물유리 수용액을 미세하게 분산시키는 시스템에 대해 설명하면, 물유리 수용액을 만든 후 활성화 반응물을 일정하게 첨가하며 고속교반(2000rpm이상)시키는 방법도 가능하나, 이 방법이 고속교반장치를 사용하므로 안전상 위험이 있고 품질이 불균일 할 수 있어, 본 발명에서는 도 1 및 2에 나타난 바와 같은 방법과장치를 적용하였더니 보다 저렴한 장치비로 품질이 우수한 활성 실리케이트 약액을 제조할 수 있었다.
즉, 도 1을 참조하면, 물유리 희석 교반조(1)에서 50∼60부피%의 물유리와 40∼50부피%의 물을 혼합시켜 물유리 수용액을 얻고, 활성 반응물 용액조(2)에서 8∼12중량%의 활성물질과 88∼92중량%의 물을 혼합시킨 활성 반응물을 얻은 다음, 상기 물유리 수용액과 활성 반응물을 물유리 수용액 및 활성반응물 자동 비례 이송장치(3, 4)을 통하여 5∼6 : 1의 무게비로 혼합하여 분사노즐(5)을 이용하여 분사시켜 내부 혼합구조가 특수 설계, 제작된 고전단 라인믹서(6)를 통과시키는 방법으로 안정성이 있고 균일한 미세 활성 실리케이트 약액을 얻을 수 있었다. 상기 고전단 라인믹서(6)의 내부 혼합구조는 도 2에 도시하였다. 도 2에서, 참조부호 8은 관내에 좌, 우 방향으로 180°비틀린 단자가 각각 90°로 내장되게 하고 길이는 직경 D의 1.5배정도로 한 혼합구조이고, 참조부호 9는 작동시 분해작용 개념도이며, 부호 10은 작동시 전환작용 개념도이고, 부호 11은 작동시 반전작용 개념도이다.
일반적인 지반주입약액은 활성화된 올리고머이기 때문에 장기간 보관시 경화되는 특성이 있으므로, 본 발명에서는 도 1과 같이 현장제조가 가능하게 혼합과정을 단순화시키고, 제품저장조(7)에서 교반할 수 있게 하여 장기보관에 문제가 없게 한 것이 특징이다.
본 발명에 따르면, 물유리 수용액에서 물유리의 농도는 50∼60부피%가 바람직하며, 50부피% 미만이면 고형분 함량이 낮아 품질저하가 야기될 수 있고,60부피%를 초과하면 고형분은 높아지나 제조과정중 쉽게 겔화되어 제조공정을 조절하기 어려운 경향이 있다. 또한, 활성 반응물에서 활성물질인 알카리 토금속염의 사용량은 8∼12중량%가 바람직하며, 12중량%을 초과하면 엉기는 현상이 나타나 품질에 악영향을 줄 수 있고, 8중량% 미만이면 겔화되는데 지장을 초래할 수 있다. 아울러, 상기 물유리 수용액과 활성 반응물의 혼합비는 무게비로 5∼6 : 1이 바람직한데, 이때, 물유리 수용액의 혼합비가 5 미만이면 엉기는 현상이 초래될 수 있고, 6을 초과하면 최종 생성물의 활성화가 완전히 이루어지지 않는 경향이 있다.
이렇게 얻은 활성 실리케이트 약액을 겔화시킴에 있어 종전의 물유리계 약액의 제조방법에서와 같이 시멘트용액과 혼합시켜 겔화시킨다. 즉, 50중량%의 시멘트와 50중량%의 물로 조성된 시멘트 수용액과 상기 활성 실리케이트 약액을 약 1 : 1의 부피비로 분사 주입하면 활성 실리케이트 겔을 얻는다. 생성물을 시험한 결과 겔타임의 단축 및 우수한 압축강도, 투수계수 등 공학적 특성이 있었으며, 특히 종전 물유리계 겔에서 보여준 알카리 용탈현상이 거의 없음을 나타내었다.
그리고, 선택적으로 급결제인 중탄산나트륨을 종전의 물유리계 방법(SGR 법)과 같이 시멘트 수용액에 대하여 9∼13중량% 정도를 사용하는 경우에는 겔타임이 수초로 되어 활성 실리케이트 약액을 이용한 주입 공법의 수행시 겔타임을 임의로 조정할 수 있는 특성을 갖는 것이 확인되었다.
이하 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것이 아니다.
본 발명에 따른, 활성 실리케이트 약액을 이용한 주입방법을 평가하기 위하여 우선 활성 실리케이트 약액을 얻고 이 약액에 의한 활성 실리케이트 겔과 기존 물유리 겔과 비교실험을 다음과 같이 실시하였다.
실시예 1
교반조에 물 50부피%와 물유리 50부피%를 혼합하여 물유리 수용액을 만든 다음, 다른 교반조에서 황산 마그네슘 10중량%을 물 90중량%에 용해시켜 활성 반응물 용액을 준비한다. 물유리 수용액과 활성 반응물액을 5.7 : 1의 무게비율로 분사노즐을 통해 고전단 라인믹서로 이송시켜 계속적으로 활성 실리케이트 약액을 얻었고, 이를 교반기를 설치한 저장조에 보관하고 사용하였다(도 1 및 2 참조). 상기에서 얻은 활성 실리케이트 약액과 50중량% 시멘트(나머지는 물)를 약 1 : 1의 부피비로 동시에 혼합하여 겔화시켜 활성 실리케이트 겔을 얻었다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 고전단 라인믹서 대신에 일반적인 반응기를 이용하여 고속교반 (2,000rpm)시켜 활성 실리케이트 약액을 얻은 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 활성 실리케이트 겔을 얻었다.
비교예 1
교반조에서 물 50부피%와 물유리 50부피%로 희석한 물유리 수용액과 50중량% 시멘트(나머지는 물)를 약 1 : 1의 부피비로 혼합, 겔화시켜 물유리 겔을 얻었다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 얻은 활성 실리케이트 약액과 시멘트 30중량%, 급결제 중탄산나트륨 12.5중량% 및 나머지는 물로 구성된 시멘트 혼합물을 약 1 : 1의 부피비로하여 혼합, 겔화하여 활성 실리케이트 겔을 얻었다.
비교예 2
상기 실시예 3에서 활성 실리케이트 약액 대신 비교예 1의 물유리 수용액을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 물유리 겔을 얻었다.
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1, 그리고, 실시예 3 및 비교예 2에 대하여 겔타임, 일축압축강도(KSF 2314), 투수계수(KSF 2322) 및 알카리 성분 용탈량(원자흡광도법)을 시험측정하여 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 참고적으로, 실시예 3 및 비교예 2의 경우 중탄산나트륨을 9중량%를 사용한 것에 대해 별도 실험하여 겔타임만 기재하였고, 다른 물성은 비슷한 결과를 얻었다.
시 험 항 목 실시예1 실시예2 비교예 1 실시예3 비교예2 비 고
겔타임(sec) 50 45 60 9(41) 16(52) ()는 급결제9중량% 사용
일축압축강도 (kg/cm2 ,σ28) 27.1 26.2 18.5 12.6 11.7
투수계수 κ(cm/sec) 4.3×10-8 3.6×10-8 1.7×10-7 2.9×10-8 2.3×10-7 변수위 투수시험
알카리 용출량(mg/ℓ) 5.9 6.7 32.6 6.3 30.4 투수시험후 투과수 분석(Na)
실시예 4
실시예 1에서 활성 반응물로서 사용된 황산 마그네슘, 염화 마그네슘, 수산화 마그네슘, 염화 칼슘 및 수산화 칼슘을 각각 사용하여 활성 실리케이트 약액을 제조한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였고, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
실시예 5
실시예 3의 방법으로 실시예 4에 의하여 얻어진 각각의 활성실리케이트 약액을 이용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였고, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
황산마그네슘 염화마그네슘 수산화마그네슘 염화 칼슘 수산화칼슘 비고
약액 상태 묽은 현탁 중간 현탁 진한 현탁 현탁 응결 (1시간후) 현탁 응결(2시간후)
겔타임 (sec) 실시예 4 45 42 63 25 37 Ca이온 속결현상
실시예 5 9 10 17 6 7
비고(겔 상태) 비슷한 물성임
이상의 실험결과를 보면 통상적인 물유리 약액보다 활성 실리케이트 약액이 겔화하는데 겔타임에서도 다소 단축되는 것을 알 수 있고, 압축강도에서 물유리 겔보다 활성 실리케이트 겔이 약 40%이상의 강도 증진을 보였는데, 이는 활성 실리케이트화로 분자량 증진효과에 의한 견고한 겔이 형성되었다고 판단된다. 또한 투수계수에서도 대폭 향상된 것으로 나타났는데 이는 분자량 증진에 따른 겔 조직의 치밀화의 영향이라 판단된다. 한편, 지하수로 일어날 수 있는 알카리 용탈량(Na+이온 검출)을 측정한 결과 물유리 겔보다 약 1/5로 현저히 용탈이 낮음을 보여주고 있는데, 이는 견고성 및 내구성에 영향이 줌은 물론 지하수 등 환경오염을 억제하는 효과가 있다. 여기서 급결제인 중탄산나트륨을 사용한 실험결과를 보면 다른 공학적 특성은 실시예 1 및 2와 비슷하나 단지 겔타임에서 보다 단축됨을 보여 주어 다량의 지하수로 희석되는 조건에서도 유실되지 않고 안전성있는 겔을 형성할 수 있음을 나타내고 있다. 또한, 급결제인 중탄산나트륨의 사용량이 9 및 13중량% 일때 겔타임 측정결과에서 보면 현장조건에 따라 급결제 사용량을 9 내지 13중량%의 범위에서 사용함으로 겔화를 충족할 수 있음을 알 수 있다.
아울러, 활성 실리케이트 약액을 얻을 때 활성 반응물인 알카리 토금속염에서 Mg 및 Ca이온중 Ca이온 물질이 보다 응결성이 있어 작업성에서 불리하고, SO4, Cl, OH기 순으로 작업성이나 품질상 유리함이 나타나고 있다. 즉, 황산 마그네슘, 염화 마그네슘, 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘, 염화 칼슘 등 순으로 유리함을 나타내고 있다.
또한, 고속회전장치(2,000rpm)를 사용한 방법(실시예 2)보다 본 발명에서 설계, 제작한 고전단 라인믹서를 사용하는 방법(실시예 1)이 상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 품질이 우수함을 나타내는데, 특히, 일축압축강도나 알카리 용출량에서 우수함을 보여주고 있다.
전술한 바와 같이, 지반보강 및 차수 등의 지반개량을 위해 본 발명에 따른 활성 실리케이트 약액을 사용하여 지반주입 방법을 수행할 경우, 겔타임이나 압축강도, 투수계수등 공학적 특성에서 우수함이 있고, 알카리 용출현상이 현저히 낮아 내구성 및 환경에도 유리하다. 또한 지반내 다량의 지하수에도 대응할 수 있는 겔화 속도를 가지고 있어 어떤 경우라도 적용할 수 있는 방법으로 응용범위가 광범위한 특징이 있다.

Claims (4)

  1. 지반개량을 위하여 물유리계 약액 및 시멘트 수용액을 각각 지반 내로 분사 주입, 혼합하여 겔화시키는 지반주입 방법에 있어서, 상기 물유리계 약액이 50∼60 부피%의 물유리와 40∼50부피%의 물을 혼합시킨 물유리 수용액 및 8∼12중량%의 알칼리 토금속염 화합물과 88∼92중량%의 물을 혼합시킨 활성 반응물을 각각 제공하여 상기 물유리 수용액과 활성 반응물을 5:1∼6:1의 무게비로 혼합, 분사시켜 고전단 라인믹서를 통과시킴으로써 개질시킨 콜로이드 졸 상태의 활성 실리케이트 약액이고, 상기 활성 실리케이트 약액과 시멘트 수용액의 혼합비가 부피 기준으로 1:1인 것을 특징으로 하는 활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 알카리 토금속염 화합물은 MXn으로 표시되고, 여기서, M은 Mg 또는 Ca이고, X는 Cl, OH 또는 SO4이며,n은1 또는 2인 것을 특징으로 하는 활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 알카리 토금속염 화합물은 황산 마그네슘, 염화 마그네슘, 수산화 마그네슘, 염화 칼슘 및 수산화 칼슘으로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택됨을 특징으로 하는 활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 시멘트 수용액이 9∼13중량%의 급결제인 중탄산나트륨을 더 포함하는 특징으로 하는 활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입 방법.
KR10-2000-0022594A 2000-04-27 2000-04-27 활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입 방법 KR100370880B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2000-0022594A KR100370880B1 (ko) 2000-04-27 2000-04-27 활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2000-0022594A KR100370880B1 (ko) 2000-04-27 2000-04-27 활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010104437A KR20010104437A (ko) 2001-11-26
KR100370880B1 true KR100370880B1 (ko) 2003-02-05

Family

ID=45812018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-0022594A KR100370880B1 (ko) 2000-04-27 2000-04-27 활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100370880B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101720058B1 (ko) 2016-05-02 2017-03-28 김보형 지반 또는 건설구조물 주입용 유-무기 하이브리드 약액 및 그 제조방법
KR101885303B1 (ko) 2017-03-20 2018-08-06 김보형 차수 그라우팅 시공용 유-무기 하이브리드 약액 주입공법
KR20190008606A (ko) 2017-07-17 2019-01-25 정덕교 팽창성 유-무기 복합 그라우팅 약액 조성물 및 이를 이용한 시공방법
KR102073606B1 (ko) 2019-07-16 2020-02-07 류동성 활성 실리케이트 약액을 이용한 그라우팅 시공방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101536977B1 (ko) * 2013-08-14 2015-07-15 김연용 약액 제조 방법 및 이를 이용한 그라우팅 공법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960002374A (ko) * 1994-06-21 1996-01-26 배순훈 파워코드 부싱 성형방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960002374A (ko) * 1994-06-21 1996-01-26 배순훈 파워코드 부싱 성형방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101720058B1 (ko) 2016-05-02 2017-03-28 김보형 지반 또는 건설구조물 주입용 유-무기 하이브리드 약액 및 그 제조방법
KR101885303B1 (ko) 2017-03-20 2018-08-06 김보형 차수 그라우팅 시공용 유-무기 하이브리드 약액 주입공법
KR20190008606A (ko) 2017-07-17 2019-01-25 정덕교 팽창성 유-무기 복합 그라우팅 약액 조성물 및 이를 이용한 시공방법
KR102073606B1 (ko) 2019-07-16 2020-02-07 류동성 활성 실리케이트 약액을 이용한 그라우팅 시공방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010104437A (ko) 2001-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102073606B1 (ko) 활성 실리케이트 약액을 이용한 그라우팅 시공방법
CN1970647A (zh) 一种复合改性剂表面改性滑石粉体的制备方法
KR100370880B1 (ko) 활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입 방법
CN109485299A (zh) 一种具有自修复能力的多效混凝土结构自防水添加剂
JPS6217636B2 (ko)
KR100402455B1 (ko) 지반주입용재
JPH03170596A (ja) 地盤固結用注入剤組成物
JPH0155679B2 (ko)
JP2987620B2 (ja) 地盤注入用材の製造方法
JP4018942B2 (ja) シリカ系グラウトおよび地盤改良方法
JP3205900B2 (ja) 地盤注入用グラウト材
JP2742173B2 (ja) 薬液の調製方法
JP2853772B2 (ja) 地盤注入剤
JPH0753960A (ja) 土壌の凝固又は封止のための液状無機充填材
JP4757428B2 (ja) 地盤固結用アルカリ性シリカ、その製造装置および地盤固結材
JPH0662953B2 (ja) 耐久性に優れた地盤注入剤
KR20020053102A (ko) 지반주입용 고결(固結)재
JP2004196922A (ja) 地盤固結用アルカリ性シリカ、その製造装置および地盤固結材
JP2588053B2 (ja) 地盤注入工法
JPS6020992A (ja) 地盤改良剤
JP2000109835A (ja) 地盤注入用薬液
JP2750392B2 (ja) コンクリート混和剤及びその製造方法
JPS59152986A (ja) 地盤注入工法
WO2020236107A1 (en) A method for preparing an injection material and the obtained injection material
US737334A (en) Compound for artificial stone.

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130121

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140108

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150107

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160121

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170117

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180122

Year of fee payment: 16

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190121

Year of fee payment: 17

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200120

Year of fee payment: 18