KR100387105B1 - 비다짐 무침하 채움재, 그의 제조방법 및 그를 이용한시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴착복구 및 되메우기용으로 사용할 수 있는 비다짐 무침하 채움재에 관한 것으로, 기존의 토사 굴착에 비하여 공사 수행속도가 신속하고 시공 후 침하가 전혀 발생하지 않는 채움재 및 그의 제조, 및 그를 이용한 시공에 관한 것이다. 본 발명은 화력 발전소에서 부산물로 발생하는 플라이 애쉬와 골재 생산 중에 발생하는 40번체를 통과한 폐석분(Screenings), 200번체를 통과한 폐미분(Dust)을 적정 비율로 혼합하고 물과 시멘트를 섞어 액상의 굴착복구 되메우기 전용인 채움재(B-2)를 개발한 것이다. B-2는 슬러리(액상)이기 때문에 굴착 부위에 쉽게 부어 넣을 수 있으며 흐름성이 좋기 때문에 다짐이 어려웠던 부분까지 자체적으로 스며들어 완벽한 채움을 형성하고 다짐이 필요 없도록 하였다. 특히, B-2의 경화(수분이 모두 배수되고 성인 1 사람의 무게를 지지 할 수 있는 정도-잘 다짐된 일반토사의 지지력)는 1∼2 시간 내에 완료되기 때문에 굴착복구 공사시간을 크게 단축함과 동시에 추후 침하가 발생치 않아 짧은 시간내에 공사를 효율적으로 수행할 수 있는 새롭고 경제적인 공법이다. 더욱이, 오랜 시간(28 일 이상)이 경과하여도 배합설계에 의해 경화 후의 강도는 3.5∼15㎏/㎠가 되도록 배합 조절하였기 때문에 삽 또는 굴착 장비로 손쉽게 재굴착할 수 있고, 관설치 후 다시 보수가 필요할 경우 재굴착을 할 수 있도록 하였다. 본 발명인 B-2의 재료는 매년 증가하고 있는 폐석분 (screenings) 및 폐미분(dust), 플라이애쉬를 재활용한 제품으로 굴착복구 공사의 난제를 해결할 수 있는 새로운 제품 및 공법이다.

Description

비다짐 무침하 채움재, 그의 제조방법 및 그를 이용한 시공방법{Self-Leveling and backfill settlement-free material, manufacturing method thereof and construction method using the same}

본 발명은 굴착복구 및 되메우기용으로 사용할 수 있는 비다짐 무침하 채움재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 토사 굴착에 비하여 공사 수행속도가 신속하고 시공 후 침하가 전혀 발생하지 않는 채움재, 및 그의 제조 및 그를 이용한 시공방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 화력 발전소에서 부산물로 발생하는 플라이 애쉬와 골재 생산 중에 발생하는 40번체를 통과한폐석분(Screenings), 200번체를 통과한 폐미분(Dust)을 적정 비율로 혼합하고 물과 시멘트를 섞어 액상의 일반 채움재, 굴착복구 되메우기 전용 채움재, 구조용 채움재용으로 적용되는 비다짐 무침하 채움재에 관한 것이다.

토목공사의 굴착복구 공사에서는 관로 또는 지하 매설물을 설치한 후에 다시 토사를 되메우는 작업을 한다. 굴착 보수 공사를 수행할 때에는 교통 소통의 어려움, 공사장 주위의 주민들의 민원, 공사 후에 발생하는 하자로 인하여 굴착복구 공사 방법이 표준화되어 있다.

우리나라의 경우, 건설교통부, 서울시 및 지방도시에서는 90년대에 접어들면서 사회 간접시설의 확충과 유지보수 공사로서, 도로의 확장, 상하수관거의 설치 및 교체, 지하구조물 설치 후 공극 매움 등 굴착 후에 복구공사(되메우기, 다짐, 재포장공사)가 전국적으로 실시되고 있다. 현재 국내에서는 굴착 복구공사 수행 시 교통흐름과 인근 주민의 불편을 최소로 하기 위해서 공사를 주로 자정에 시작하여 새벽 6시경에 완료하도록 공사지침을 정하고 있는 실정이다. 따라서 신속하게 공사를 완료하여야 하는 굴착 복구공사의 공정상 양질의 공사를 실시하기에는 시간상 매우 부족한 형편이다. 공사시간이 절대적으로 부족하기 때문에 관의 기초 및 토사의 다짐이 불충분하고 다짐을 충실하게 하더라도 토사의 특성상 추가 침하가 발생하기 때문에 재포장 후에 굴착했던 부위를 따라 균열이 발생하고 수분이 침투하여 포장의 수명과 관거의 수명을 단축하는 원인을 제공하게끔 되어 있다. 굴착 복구 공사이외에도 자동차 수의 증가로 인하여 전국의 여러 곳에서 도로 확장공사를 실시하고 있는데 도로 확장공사에 필연적으로 수반되는 성토공사는 기존 도로의노상체에 새로운 토사를 사용하여 성토를 실시하므로 매우 철저한 다짐시공이 요구된다. 전국의 여러 확장공사 구간에서 포장 후 교통하중의 작용으로 인하여 확장 노선의 침하와 붕괴로 인하여 보수공사가 실시되고 있기 때문에 매우 많은 예산을 소요하고 있다.

지금까지 사용해온 굴착 토사를 이용하여 다짐 복구를 실시하는 기존 방법은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

①다짐의 어려움

토사 굴착후 관거의 매설을 위해서 기초 베딩(bedding이란 관의 수평을 유지하기 위해서 관 설치 전에 토사를 수평으로 고르는 작업을 뜻함)을 실시하고 굴착토사를 되메우고 다짐을 실시하지만 최적함수비로 다짐하기가 현실적으로 불가능하고 다짐장비가 좁은 구석까지 철저하게 다짐을 실시할 수 없다.

②다짐후 침하 발생 및 포장의 균열 발생

흙은 교란이 된 후에 철저하게 다짐을 하더라도 흙의 강도회복 현상으로 인하여 고유의 강도와 밀도를 발휘하기 위해서는 많은 시간이 경과하여야 한다. 이러한 이유로 인하여 굴착복구 후 침하가 발생하여 도로 표층의 균열이 발생하여 도로 전체가 파손되어 많은 예산을 들여 재포장을 실시하게 되는 경우가 빈번하게 발생하고 있다.

③다짐중 관 또는 매설 구조물의 파손

다짐을 철저히 하기 위해서 지나치게 다짐을 실시하면 하부의 관 또는 매설 지하 구조물이 다짐 에너지에 의해서 파손이 발생하게 되고 재시공을 실시하여야한다.

④공사시간

교통 소통 및 공사장 주위의 주민의 불편 해소를 위해서 굴착 복구공사는 주로 새벽시간을 이용하여 실시되고 있다. 그러나, 공사시간이 절대적으로 부족하여 굴착복구 공사의 품질이 저하되는 원인을 제공하고 있다.

⑤성토후 측방유동 발생

교통량의 증가로 인하여 전국의 여러 곳에서 도로 확장 공사를 실하고 있다. 도로 확장 공사에는 반드시 성토를 실시하여야 하는데 성토의 다짐 불충분, 흙의 강도 회복기간으로 인하여 도로 포장 후에 침하로 인한 포장의 균열 및 성토부위의 파손이 발생한다.

상술한 문제점을 해결하는 공법 중의 하나로서 미국 교통국에서 활용되는 도로 굴착복구용 채움재를 들 수 있다. 이러한 미국 교통국에서 사용하고 있는 유동성 채움재인 CLSM (Controlled Low Strength Mortar)과 K-crete가 우리나라 실정에 가장 적합할 것으로 판단된다. 그러나, 상기 미국에서 사용되는 굴착복구용 채움재는 물, 시멘트, 모래, 플라이애쉬의 값비싼 건설재료를 사용하고 있으며 지지력을 발휘하는 경화 속도가 6시간으로 국내 실정에는 부적합하며, 우리나라에서 이용할 수 있는 국내산 플라이애쉬의 경우에는 화학성분과 발생과정이 달라져서 흐름성에 문제가 있으며, 모래와 플라이애쉬의 운반가격이 비싸서 기존 토사 되메우기공법에 비교하여 경제성이 없다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 굴착 복구 공사시 시간 부족으로 인한 품질확보에 어려움을 겪고 있는 관로공사, 도로확장공사, 다짐이 어려운 장소 등에 사용되어, 교통 및 공공의 방해 최소화, 시공 후에 침하가 발생하지 않는 등 확고한 품질을 제공하는 경제적이며 신속한 공사 수행이 가능한 비다짐 무침하 채움재를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 현재 처리 문제가 심각한 폐석분, 폐콘크리트 분말을 플라이애쉬와 모래의 대체재료로 사용하여 경화속도, 경화시간 및 흐름성을 개선한 비다짐 무침하 채움재를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는 상기 비다짐 무침하 채움재를 제조하는 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는 상기 비다짐 무침하 채움재를 이용하여 시공하는 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 비다짐 무침하 채움재의 관입량과 시간을 비교한 관입저항력을 나타내는 그래프도이다.

도 2는 본 발명에 의한 비다짐 무침하 채움재의 배합시험결과의 흐름도를 나타내는 그래프도이다.

도 3은 본 발명에 의한 비다짐 무침하 채움재의 시험결과의 재령에 따른 압축강도를 나타내는 그래프도이다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 의하면, 골재 생산 중에 발생하는 40번체를 통과한 폐석분(Screenings), 200번체를 통과한 폐미분(Dust), 물과 시멘트를 적정 비율로 혼합하여 형성한 비다짐 무침하 채움재를 제공한다.

본 발명은 상기한 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 형태에 의하면, 건설 공사에 적용하는 채움재의 제조방법에 있어서, (a) 실내에서 흐름시험 및 압축강도로 배합비를 결정하는 단계; (b) 물과 시멘트 비를 5%-20% 사이에서 시방에 맞게 결정하는 단계; (c) 시멘트, 폐석분, 폐미분 및 물의 각 재료를 계량하는 단계; (d) 폐석분 및 폐미분을 1:1 정도로 우선 투입하는 단계; (e) 믹서가동 및 시멘트를 혼합하는 단계; (f) 적정량의 물을 믹서에 투입하는 단계; 및 (g) 상기 단계 (d)-(f) 과정을 반복하여 원하는 량의 채움재를 제조하는 단계;를 포함하는 비다짐 무침하 채움재의 제조방법을 제공한다.

바람직하기로는 상기 혼합비율은 시멘트: 폐석분: 폐미분: 물=1:(15-50):(10-20):15임을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 단계 (e)는 물과 급결제 및 유동화제 혼합액의 적정량을 믹서에 투입함을 특징으로 한다.

더욱 바람직하기로는 상기 급결제는 1-8% 첨가하고, 유동화제는 0.2-4% 첨가함을 특징으로 한다.

바람직하기로는 화력 발전소에서 부산물로 발생하는 플라이애쉬를 소량 혼합함을 특징으로 한다.

본 발명은 상기한 또다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 또다른 형태에 의하면, 건설공사에서 사용되는 일반적인 채움재, 굴착복구용 채움재 또는 구조용 채움재로 사용할 수 있는 비다짐 무침하 채움재를 이용한 시공방법에 있어서, (a) 매설 구조물의 위치 조정 및 수평 조정하는 단계; (b) 위치 조정 및 수평 조정 후 채움재를 투입하는 단계; (c) 채움 깊이에 따라서, 조기 경화를 위해서 채움재를 약 50cm 씩 투입하고 진공흡입장치 또는 진공탈수 공법을 사용하는 단계; 및 (d) 타설 도중에 진동기를 사용하여 채움재가 구석구석 까지 스며들도록 하는단계;를 포함하는 채움재를 이용한 시공방법을 제공한다.

바람직하기로는 상기 단계 (b)는 채움재 투입시 관이나 다른 매설 구조물이 투입압에 의해서 부상하지 않도록 현장에서 투입속도를 조절함을 특징으로 한다.

슬러리상의 비다짐 무침하 채움재(B-2)를 사용함으로서 굴착 부위에 손쉽게 부어 넣고 흐름성이 좋기 때문에 다짐이 어려웠던 부분까지 자체적으로 스며들어 완벽한 채움을 형성하고 다짐이 필요 없게 된다. 또한 B-2의 경화(수분이 모두 배수되고 성인 1 사람의 무게를 지지 할 수 있는 정도-잘 다짐된 일반토사의 지지력)는 1∼2 시간 내에 완료되기 때문에 공사 시간을 크게 단축함과 동시에 추후 침하가 발생치 않아 짧은 공사시간을 효율적으로 활용할 수 있는 매우 경제적인 공법이다. 더욱이, 오랜 시간(28 일 이상)이 경과하여도 경화 후의 강도는 3.5∼15 ㎏/㎠ 정도이기 때문에 삽 또는 굴착 장비로 손쉽게 재굴착할 수 있기 때문에 관설치 후 다시 보수가 필요할 경우 재굴착을 할 수 있는 특징을 가지고 있다. 따라서, 이러한 국내의 어려운 공사 수행환경에서 발생하는 하자를 최소화하고 매년 증가하고 있는 폐석분(Screenings) 및 폐미분(Dust), 플라이애쉬를 재활용할 수 있다.

또한, 현재 처리 문제가 심각한 폐석분, 폐콘크리트 분말을 플라이애쉬와 모래의 일부로 사용하고 배합을 조절하여 경화시간 및 흐름성을 개선한 비다짐 무침하 채움재를 제공한다. 바람직하기로는, 경화속도가 3 시간 이내임을 특징으로 한다. 더욱 바람직하기로는 경화속도를 1-2 시간으로 단축하고 겨울철에도 시공이 가능하도록 진공탈수 공법 사용함을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 비다짐무침하 채움재의 구성 및 그 제조방법 및 그를 이용한 시공방법에 대해서 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 비다짐 무침하 채움재의 성분은 시멘트: 폐석분: 폐미분: 물의 소정의 배합비율로 이루어진다. 구체적인 그 혼합비율로서, 시멘트를 1로 했을 때 본 발명의 비다짐 무침하 채움재 1m3를 제조하는데 필요한 각 재료의 비율은 시멘트 1, 폐석분 15-50, 폐미분 10-20, 물 5-15이다. 즉, 시멘트: 폐석분: 폐미분: 물=1:(15-50):(10-20):15이다.

또한, 시급을 요하는 장소에는 급결제와 유동화제를 배합에 첨가한다. 급결제와 유동화제는 급결제는 1-8% 첨가하고, 유동화제는 0.2-4% 첨가한다.

다음, 본 발명의 비다짐 무침하 채움재의 제조방법에 대해서 설명하기로 한다. 채움재의 제조는 소량일 경우에는 현장에서 상기 배합비율로 제조하고, 대량 일 경우에는 기존의 레미콘 공장에서 제조토록 한다. 그 제조 단계는 다음과 같다.

① 실내에서 흐름시험 및 압축강도로 배합비 결정한다 (재료에 따라 배합이 변하게 됨).

② 물과 시멘트 비를 5%-20% 사이에서 시방에 맞게 결정한다.

③ 각 재료를 계량한다.

④ 폐석분 및 폐미분을 1:1 정도로 우선 투입한다.

⑤ 믹서가동 및 시멘트를 혼합한다.

⑥ 물, 급결제, 유동화제 혼합액의 적정량을 믹서에 투입한다.

⑦ ④-⑥ 과정을 반복하여 원하는 량의 채움재를 생산한다.

또한, 본 발명의 비다짐 무침하 채움재를 이용하여 시공하는 단계를 설명하기로 한다.

본 발명의 비다짐 무침하 채움재(B-2)는 굴착복구/일반 채움재/구조용 채움재로 사용할 수 있는데 각 항 공히 다음의 시공 순서를 따른다.

① 매설 구조물의 위치 조정 및 수평 조정한다.

② 조정 후 B-2 투입-이때 투입시 관이나 다른 매설 구조물이 투입압에 의해서 부상하지 않도록 현장에서 투입속도를 조절한다.

③ 채움 깊이가 1m 이상 일 경우에는 조기 경화를 위해서 약 50cm 씩 투입하고 진공흡입장치 또는 진공탈수 공법을 사용한다.

④ 타설 도중에 진동기를 사용하여 B-2가 구석구석 까지 스며들도록 한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 비다짐 무침하 채움재는 토사 되메우기와 비교하여 신속한 시공속도, 품질확보(침하발생 방지 및 레벨링), 되메우기가 어려운 장소에서의 시공이 가능하다. 일예로, 서울시 강남구에서 수행된 관거 설치 후 굴착복구 작업공정을 현장에서 작업시간을 측정한 자료에 의하면, 공사구간의 길이는 약 180m 였으며 표층공사 마무리까지는 11 시간이 소용되었다. 작업시간 11시간 중 6∼7 시간이 굴착복구에 소요되었으며, 굴착복구 시간의 지연으로 아스팔트가 현장에 도착하여 약 3시간 30분 동안 방치된 후에 기층포장을 실시하였다. 아스팔트는 현장 도착 즉시 포설 시공하는 것이 시방조건이나 굴착복구 시간이 지연되어 아스팔트가 굳은 후에 시공하는 문제점이 발견되기도 하였다. 이러한 구간에 본 발명의 비다짐 무침하 채움재(B-2)를 사용할 경우 약 2 시간내에 굴착복구 공사가 완료되기 때문에 아스팔트도 여유있게 포설. 다짐할 수 있어서 양질의 도로포장을 완료할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 비다짐 무침하 채움재의 관입량과 시간을 비교한 관입저항력을 나타내는 그래프도이다. 도 1에는 미국공법과 본 발명의 지지력 발휘시간을 관입량 시험을 실시하여 비교 도시한 것으로, 잘 다짐된 토사의 관입량(0.01mm)을 기준으로 했을 때 미국공법은 6 시간 이상, 본 발명 공법은 모두 3 시간 이내로 관입량에 도달되는 것으로 시험결과 나타났다.

도 1에 도시한 바와 같이, 미국에서 시행하고 있는 CLSM 또는 K-crete는 모래와 플라이애쉬를 제조에 사용하고 있어 경화 발휘시간이 6 시간 이상이 소용되며, 본 발명은 사용재료의 배합비를 조절하여 지지력 발휘 시간을 3시간 이내로 단축하였으며, 급결제를 사용할 경우 2 시간 이내로 단축이 가능하고 굴착복구 공사의 완료가 시급한 경우 및 동절기에는 필요에 따라 표면에 수분을 흡수하는 진공장치를 사용하여 1 시간 이내로 경화를 단축하였다. 또한 사용 재료도 모래 대신 폐석분을 사용하고 플라이애쉬의 일부 대용으로 폐미분을 사용하여 유동성과 경제성을 확보하였다.

본 발명에 의한 비다짐 무침하 채움재(B-2)는 사용재료의 배합비를 조절하여, 굴착 복구공사 시간 부족으로 인한 품질확보에 어려움을 겪고 있는 관로공사, 도로확장공사, 다짐이 어려운 장소 등에 사용함으로써 교통 및 공공의 방해 최소화, 시공 후에 침하가 발생하지 않는 등 확고한 품질을 제공하는 경제적이며 신속한 공사 수행이 가능하도록 제조하였다. 배합중 최종적으로 결정된 배합비율의 시험결과를 도 2 및 도 3에 도시하였다. 도 2는 본 발명에 의한 비다짐 무침하 채움재의 배합시험결과의 흐름도를 나타내는 그래프도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 비다짐 무침하 채움재는 미국공법에 비하여 흐름도성질이 우수하여 다짐이 어려운 부분까지 채울 수 있다. 도 3은 본 발명에 의한 비다짐 무침하 채움재의 시험결과의 재령에 따른 압축강도를 나타내는 그래프도이다. 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 비다짐 무침하 채움재의 재령에 따른 압축강도는 미국교통국기준을 만족하고 있다.

본 발명의 비다짐 무침하 채움재의 배합비는 아래 표 2의 미국교통국의 설계조건을 충분히 만족하도록 하였다. 표 1은 미국 교통국 굴착복구용 채움재 설계기준이다.

실 험 명	목 적	관련규정	설계기준
흐름시험Flowability)	B-2의 작업성(별도의 다짐이없이 자연적으로흘러서 공극과굴착부위 충진 및self-leveling이 가능)	미국인디아나교통국(INDOT)	수정 흐름시험(3×6인치 개단원통형몰드사용)15∼20 cm(3 방향 측정)
압축강도	B-2의 압축강도(경화후에도 굴착이쉽게 배합설계)	미국인디아나교통국(INDOT)	3.5 ∼ 15 ㎏/㎠(28일 기준)

기존의 토사다짐의 공정은 ①모래포설, ②물다짐, ③토사포설, ④다짐의 4 단계의 공정으로 실시되지만 본 발명의 B-2는 이러한 공정이 필요없고 단일공정이기 때문에 시간이 단축되고 시공 후에 침하가 전혀 발생하지 않아 사용하기가 간편하기 때문에 시공성이 우수하고, 굴착깊이가 깊은 경우 인부가 굴착된 지하로 들어갈 필요가 없어서 안전성이 확보될 뿐만 아니라, 폐자원을 사용하기 때문에 환경친화성 있는 기술이며, 향후 재굴착이 필요할 경우 B-2의 제조 특성상 쉽게 삽으로 재굴착이 가능하여 건설 현장에 널리 보급될 수 있다.

B-2는 굴착복구용 이외에도 다음 3 분야에서 활용할 수 있다. 그 활용범위는 다음과 같다.

일반 채움재용도(Backfill)로 사용되어, 상하수도 관거공사의 굴착복구, 건물의 지하 굴착 후 다짐이 곤란한 부분의 채움재, 교대 (Bridge Abutments)에 적용될 수 있다.

구조용 채움재(Structural Fill)로 사용되어, 도로의 기층, 도로폭 확장 공사의 성토용 채움재, 주위에 진동을 수반해서는 안되는 기초공사의 기초대용(주택 밀집지역 등), 지하철 벽체 기둥과 흙막이벽 공간의 채움재, 쓰레기 매립장의 복토재로 적용될 수 있다.

한편, 다짐심도가 깊어서 다짐이 어려운 지하탱크의 기초 채움재, 토사의 침식작용이 발생하는 장소의 복토용으로 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 비다짐 무침하 채움재를 적용하면, 이상에서 설명한 것처럼 기존의 방법에 비하여 공사 수행 속도가 향상됨은 물론 양질의 시공을 수행할 수 있어서 현재 어려운 작업 여건 하에서 수행하고 있는 굴착복구 공사를 신속하고 시공 후 우수한 품질을 확보할 수 있다. 본 발명의 B-2를 굴착 되메우기용 채움재로 사용할 경우 기존의 토사 되메우기에 비하여 ① 포설이 신속 용이하고, ② 다짐 및 레벨링이 필요치 않고, ③ 시공 후 침하발생이 없으며, ④ 경화 후에도 일반 굴착 장비로 쉽게 굴착할 수 있어 경제적이며 안정적이며 효율적이다.

본 발명의 B-2는 다음과 같은 장점을 가지고 있다.

1) 운반 용이

필요한 양만큼의 B-2를 필요한 때에 현장으로 운반할 수 있다.

2) 포설 용이

사용될 현장의 종류에 따라 B-2는 슈트, 컨베이어, 펌프, 버킷으로 포설할 수 있다. B-2는 비다짐(self-leveling)이기 때문에 포설, 다짐이 필요 없어서 작업시간 노동력을 절약할 수 있다.

3) 다용도로 제조 가능

B-2는 채움재 시방에 맞게 조절해서 설계할 수 있다. 흐름성을 좋게 하거나, 시멘트나 플라이 애쉬로 강도를 조절하거나, 첨가제로 경화시간이나, 다른 성능 특성을 조절할 수 있다. 기포제(foaming agent)를 넣어 가볍게 만들거나, 절연 채움재로 만들 수 있다.

4) 강도 및 내구성이 다짐된 토사에 비하여 좋다

B-2는 하중 전달 능력이 다져진 흙이나, 입상 채움재보다 좋다. 투수성이 낮아 침식에 강하다. 영구 구조 채움재로 쓰일 때는 28일강도가 24㎏/㎠까지 설계 가능하다.

5) 경화 후에 굴착이 가능하다

압축강도가 3.5∼15 ㎏/㎠인 B-2는 기존 굴착장비로 굴착이 가능하며, 대개의 경우 채움재의 강도로도 충분하다.

6) 점검 및 확인 시험이 필요하지 않다

흙 채움재의 경우, 포설 중에 충분한 다짐을 위해 각 층마다 시험해야하지만, B-2는 스스로 단단히 다져지므로 이런 추가적인 현장시험이 불필요하다.

7) 신속한 교통 복구

B-2는 신속하게 포설되며, 몇 시간 이내로 교통하중을 견딜 수 있으므로, 포장 보수공사에 의한 교통지체가 최소화된다.

8) 침하방지

B-2는 포설시 공극을 형성하지 않아서, 하중 재하시 침하나 소성변형(rutting)이 발생하지 않는다. 이것은 특히 채움이 포장 패칭으로 덮이는 경우에 특히 중요하다. 흙 또는 입상 채움재는 알맞게 압밀되지 않은 경우에 패칭한 경우 침하가 발생하여, 균열이나 움푹 패인 곳이 생길 수 있다.

9) 굴착비용절감

B-2는 다짐 장비를 사용하기 위해 트랜치를 넓힐 필요가 없으므로 트랜치를 좁게 굴착하여도 된다.

10) 안전성증대

작업 시 인부가 트랜치 내에 직접 들어가지 않아도 되므로, 낙반, 함몰의 위험에 노출을 줄일 수 있다.

11) 전천후 시공

B-2는 트랜치 내의 눈, 비등에 의한 지하수를 배출시키며 시공되므로, 펌핑비용을 절감할 수 있다. 차가운 물 속에 B-2를 시공할 경우, 레미콘과 동일한 방법으로 폐미분(Dust) 및 폐석분(Screenings)을 가열하면 된다.

12) 장비소요절감

흙이나, 입상 채움재와는 달리 B-2는 로더, 롤러, 탬퍼없이 시공이 가능하다.

13) 적재불필요

필요량만큼 트럭으로 운반하므로, 채움재를 현장에 저장할 필요가 없으며, 버려지는 채움재도 없다.

14) 폐재(廢在) 재활용

플라이애쉬는 석탄을 이용한 화력발전소의 부산물로, 폐미분(Dust) 및 폐석분(Screenings)은 골재 채취장의 부산물로서 B-2는 이러한 산업 폐기물 및 부산물을 재활용함으로써, 환경에 이바지한다.

Claims (12)

1. 골재 생산 중에 발생하는 40번체를 통과한 폐석분(Screenings), 200번체를 통과한 폐미분(Dust), 물과 시멘트를 적정 혼합비율로 혼합하되, 상기 혼합비율은 시멘트: 폐석분: 폐미분: 물=1:(15-50):(10-20):15임을 특징으로 하는 비다짐 무침하 채움재.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 급결제 및 유동화제 혼합액의 적정량을 혼합하되, 상기 급결제는 1-8% 첨가하고, 유동화제는 0.2-4% 첨가함을 특징으로 하는 비다짐 무침하 채움재.
4. 삭제
5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 화력 발전소에서 부산물로 발생하는 플라이애쉬는 상기 폐미분의 혼합비율보다 적은 양으로 혼합함을 특징으로 하는 비다짐 무침하 채움재.
6. 건설 공사에 적용하는 채움재의 제조방법에 있어서,

   (a) 실내에서 흐름시험 및 압축강도로 배합비를 결정하는 단계;

   (b) 물과 시멘트 비를 5%-20% 사이에서 시방에 맞게 결정하는 단계;

   (c) 시멘트, 폐석분, 폐미분 및 물의 각 재료를 계량하는 단계;

   (d) 폐석분 및 폐미분을 1:1 정도로 우선 투입하는 단계;

   (e) 믹서가동 및 시멘트를 혼합하는 단계;

   (f) 적정량의 물을 믹서에 투입하는 단계; 및

   (g) 상기 단계 (d)-(f) 과정을 반복하여 원하는 량의 채움재를 제조하는 단계;를 포함하며, 상기 시멘트, 폐석분, 폐미분, 물의 혼합비율은 시멘트: 폐석분: 폐미분: 물=1:(15-50):(10-20):15임을 특징으로 하는 는 비다짐 무침하 채움재의 제조방법.
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8. 제6항에 있어서, 상기 단계 (e)는 물과 급결제 및 유동화제 혼합액의 적정량을 믹서에 투입하되, 상기 급결제는 1-8% 첨가하고, 유동화제는 0.2-4% 첨가함을 특징으로 하는 비다짐 무침하 채움재의 제조방법.
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10. 제6항 또는 제8항에 있어서, 화력 발전소에서 부산물로 발생하는 플라이애쉬를 상기 폐미분의 혼합비율보다 적은 양으로 혼합함을 특징으로 하는 비다짐 무침하 채움재의 제조방법.
11. 건설공사에서 사용되는 일반적인 채움재, 굴착복구용 채움재 또는 구조용 채움재로 사용할 수 있는 비다짐 무침하 채움재를 이용한 시공방법에 있어서,

    (a) 매설 구조물의 위치 조정 및 수평 조정하는 단계;

    (b) 위치 조정 및 수평 조정 후 채움재를 투입하는 단계;

    (c) 채움 깊이에 따라서, 조기 경화를 위해서 채움재를 약 50cm 씩 투입하고 진공흡입장치 또는 진공탈수 공법을 사용하는 단계; 및

    (d) 타설 도중에 진동기를 사용하여 채움재가 구석구석 까지 스며들도록 하는 단계;를 포함하는 채움재를 이용한 시공방법.
12. 제11항에 있어서 상기 단계 (b)는 채움재 투입시 관이나 다른 매설 구조물이 투입압에 의해서 부상하지 않도록 현장에서 투입속도를 조절함을 특징으로 하는 시공방법.