KR100852391B1 - 토사 및 산업폐기물의 고화 조성물 - Google Patents

토사 및 산업폐기물의 고화 조성물 Download PDF

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Abstract

토사 및 산업폐기물의 고화 조성물이 개시된다. 고화 조성물은, 스트레이트아스팔트 16~24중량%, 아스팔트용 유화제 0.06~0.10중량%, 경유, 중유 또는 이들의 혼합물 0.8~1.2중량%, 염화칼슘 0.01~0.03중량%, 리그닌 0.8~1.2중량%, 아크릴 에멀젼계 아스팔트 개질제 0.7~1.3중량%, 수산화나트륨 0.13~0.21중량%, 올레인산 0.22~0.34중량% 및 잔량으로서 물을 함유하도록 이루어진다. 이러한 고화 조성물을 사용할 경우, 형성되는 고화체의 밀도, 강도 및 탄성을 증대시키며 내구성을 강화시키고 경화 속도를 단축시킬 수 있다. 또한 토사 및 산업폐기물을 석재 대용으로 재활용할 수 있게 하여, 토목 또는 건축공사 현장에서 손쉽게 재료원을 확보할 수 있어 공사비를 절감할 수 있으며, 자연환경 보전에도 기여할 수 있다.
토사, 산업폐기물, 스트레이트아스팔트, 고화, 경화

Description

토사 및 산업폐기물의 고화 조성물{Composition for solidifying soils and industrial wastes}
본 발명은 토사 및 산업폐기물의 고화 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 스트레이트아스팔트를 주성분으로 함유하며, 화강토, 이토, 강모래, 바다모래 등의 토사 및 슬래그, 분슬래그, 폐콘크리트, 슬러지 등의 산업폐기물의 단일 또는 혼합물과 소량의 시멘트에 첨가되어, 석재 대용으로 사용 가능한 물성을 갖는 토사 및 산업폐기물의 고화체를 형성할 수 있는 토사 및 산업폐기물의 고화 조성물에 관한 것이다.
최근 토목공사 및 건설사업 수행시 양질의 건설재료 확보 어려움으로 인해 공사기간이 지연되어 경비를 증가시키는 요인으로 작용하며, 건설자재 확보를 위하여 석산개발을 하거나 하천, 해상 등에서 골재채취를 함으로써 자연환경을 훼손하고 생태계를 교란시키고 있다. 구체적으로는, 기존 항만매립 공법, 기존 아스팔트 및 콘크리트 포장공법 등에서는 석재 등의 입상재료를 사용하므로 채석을 위하여 산야를 훼손하고 있고, 채석, 운반, 깨기 작업이 공사비를 증가시키는 요인이 되고 있다. 그 외에도, 대부분의 하천제방 축조공법에서는 일반 토사를 사용하므로 수류 의 압력에 의한 세굴 작용으로 내구성 및 안전성이 결여되어 제방이 붕괴되고, 이로 인해 수해가 발생하고 질병이 확산되며, 기존 연약지반 개량공법의 경우 공사비가 고가이고 사용재료의 손실율이 컸다.
이에, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 우리나라 전역에 널리 분포되어 있는 토사 및 산업폐기물을 각종 토목공사 및 기타 건설사업에 석재 대용으로 재활용하기 위한 방안이 요구되어 왔다.
이러한 방안으로서, 종래에 시멘트 안정처리공법(cement stabilization), LAC(Lignin Rosin Asphalt Concrete)공법 등이 개발되어 활용되고 있으나, 마무리 양생시간이 길어 조기 압축강도를 얻기 힘들며, 압축강도 또한 100kgf/㎠ 이하로 낮아 사용할 수 있는 분야가 도로건설의 보조기층재 등에 국한되어 있어서 활용성이 매우 낮았다.
또 다른 방법으로 한국특허공개 제1996-29280호에 경화제 조성물을 사용하여 산업폐기물 및 토양 혼합물을 경화하는 방법이 게시되어 있다. 이때 사용된 경화제 조성물은 탄산나트륨 25%, 염화가리 25%, 탄산마그네슘 15%, 염화암모늄 10%, 규산화가리 8%, 실리케이트 7%, 황산철 5% 및 산화티탄 5%를 포함하도록 구성되어 있다. 이 경화제는 산업폐기물과 토양의 혼합물을 고화하기에 적합한 조성으로 기재되어 있으나, 탄산나트륨과 염화가리를 주성분으로 사용함으로써 제조비용이 고가이며 이를 사용하여 제조되는 고화체의 강도 또한 크게 향상되지 못하여, 고화체의 강도를 더욱 향상시킬 수 있는 고화제 개발이 요구된다.
앞서 설명한 바와 같이, 석재는 항만 및 해안 분야, 도로 및 공항 분야, 수자 원 개발 분야, 토질 분야, 토목 분야 등 그 사용범위가 광범위하지만 자원은 한정되어 있으므로, 대용으로서 건설 현장 발생량이 많아 쉽게 취득 가능한 산업폐기물 및 화강토 등의 토사를 재활용할 수 있는 방안이 절실히 요구되어 왔다.
이러한 요구에 따라 본 발명자는 2005년 8월 2일자로 한국특허출원 제2005-0070705호에서 유화아스팔트 25~35중량%, 아스팔트용 유화제 0.05~0.20중량%, 염산 0.1~0.3중량%, 염화칼슘 0.01~0.05중량%, 리그닌 0.1~0.5중량%, 올레인산 0.01~0.05중량%, 계면활성제 0.005~0.030중량% 및 잔량으로서 물을 함유하는 고화 조성물을 출원한 바 있다. 그러나, 이 조성물에서는 유화아스팔트를 사용함으로써 조성물 제조원가가 높고, 충격이나 유연성에 대처하는 능력이 다소 미약한 문제점이 있었다.
본 발명자들은 다양한 석유아스팔트(Petroleum Asphalt) 중 스트레이트아스팔트(Straight Asphalt)를 주원료로서 사용하여 종래의 문제점을 해결할 수 있는 고화 조성물에 대하여 연구를 거듭한 결과, 본 발명의 고화 조성물을 토사, 산업폐기물 또는 이들의 혼합물과 소량의 시멘트에 혼합하여 고화체를 제조할 경우, 밀도, 강도 및 탄성이 증대되고, 내구성이 우수하며 경화속도가 단축되어 석재 대용으로 건축자재, 토목공사자재 등으로 사용할 수 있는 토양 및 산업폐기물 고화체를 제조할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 스트레이트아스팔트를 주원료로 함유하며, 토사, 산업폐기물 또는 이들의 혼합물에 사용되어 석재 대용으로 사용가능한 물성을 갖는 고화체 를 제조할 수 있는 토사 및 산업폐기물의 경화 또는 고화 조성물을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 토사 및 산업폐기물의 고화 조성물은 스트레이트아스팔트 16~24중량%, 아스팔트용 유화제 0.06~0.10중량%, 경유, 중유 또는 이들의 혼합물 0.8~1.2중량%, 염화칼슘 0.01~0.03중량%, 리그닌 0.8~1.2중량%, 아크릴 에멀젼계 아스팔트 개질제 0.7~1.3중량%, 수산화나트륨 0.13~0.21중량%, 올레인산 0.22~0.34중량% 및 잔량으로서 물을 함유하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 아크릴 에멀젼계 아스팔트 개질제는 스티렌 부타디엔 스티렌 블럭 공중합체(SBS Block Copolymer)임을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 토사 및 산업폐기물의 고화 조성물은 상기 고화 조성물 100중량부에 대하여 200~400중량부의 물을 더 함유하도록 구성되는 상기 고화 조성물의 3~5배 희석액임을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 토사 및 산업폐기물의 고화 조성물은 필수구성요소로서 스트레이트아스팔트; 아스팔트용 유화제; 경유, 중유 또는 이들의 혼합물; 염화칼슘; 리그닌; 아크릴 에멀젼계 아스팔트 개질제; 수산화나트륨; 올레인산 및 물을 함유하도록 구성되어, 토사 및 산업폐기물에 효과적인 강도를 부여하며 건조수축으로 인한 균열을 방지하는 역할을 한다.
일반적으로 석유아스팔트(Petroleum Asphalt)는 석유 정제와 같은 석유류 제품의 제조과정에서 얻어지는 것으로, 스트레이트(Straight) 아스팔트, 아스팔트 시 멘트(Asphalt Cement), 컷백(Cutback) 아스팔트, 유화(Emulsified) 아스팔트, 블로운(Blown) 아스팔트, 개질(Modified) 아스팔트 등으로 분류할 수 있다. 이들 중 스트레이트아스팔트는 원유 중에 함유되어 있는 가장 중질(重質)의 유분으로 감압증류장치를 통해 고진공에서 증류하여 경질분을 완전 제거하여 얻어지는 잔류물로서, 신도(伸度) 및 점착력이 크며, 연화점(軟化點)은 통상 65℃ 이하이다. 주로 도로포장용 및 공항포장용으로 사용되고 있다. 이러한 스트레이트 아스팔트는 국내 아스팔트 생산회사에서 AP-3, AP-5 등의 제품으로 출하 중에 있으므로, 추가의 가공없이 그대로 사용할 수 있어 제조원가를 절감할 수 있다. 본 발명에서 스트레이트아스팔트는 토사 또는 산업폐기물, 시멘트 및 고화제로 이루어지는 혼합 입자의 탄력성과 안정성을 증대시키고 표면 방수 역할을 한다. 16중량% 미만의 양으로 함유될 경우에는 입자간의 탄력성 저하로 안정성 및 부착성이 결여되는 문제점이 있을 수 있으며, 24중량% 초과의 양으로 함유될 경우에는 제품비용을 증대시키고 강도 저하 현상을 유발하는 문제점이 있을 수 있으므로, 고화 조성물 총 중량에 대하여 16~24중량%의 양으로 함유된다.
아스팔트용 유화제는 높은 유화성으로 인해 양호한 분해성을 가지며 혼합용 아스팔트 유제로서 사용되는 것으로서, 양이온계 또는 비이온계 유화제 중 어느 것이라도 사용 가능하다. 0.06중량% 미만의 양으로 함유될 경우 아스팔트 등을 유화시키지 못 하는 문제점이 있을 수 있으며, 0.10중량% 초과의 양으로 함유될 경우 제품비용을 증대시키고 유화기능이 오히려 감소하는 문제점이 있을 수 있으므로, 고화 조성물 총 중량에 대하여 0.06~0.10중량%의 양으로 함유된다.
경유, 중유 또는 이들의 혼합물은, 스트레이트아스팔트를 그대로 사용할 경우 침입도가 낮고 상온에서 쉽게 고형화되어 유화하기가 매우 어렵게 되는 현상을 해결하기 위하여 사용되는 것으로, 0.8중량% 미만의 양으로 함유될 경우 유화가 용이하지 않은 문제점이 있을 수 있으며, 1.2중량% 초과의 양으로 함유될 경우 유화 후 조기 고화되지 않는 문제점이 있을 수 있다. 따라서, 고화 조성물 총 중량에 대하여 0.8~1.2중량%의 양으로 함유된다.
염화칼슘은 시멘트와 혼합하여 흡수성을 촉진하고 동결을 방지하는 촉매제 역할을 한다. 0.01중량% 미만의 양으로 함유될 경우 수분과의 원활한 수용이 되지 않아 동결방지 효과가 약하게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 0.03중량% 초과의 양으로 함유될 경우 무수물이 다량 발생하여 고화제가 액상을 이루기 어려운 문제점이 있을 수 있으므로, 고화 조성물 총 중량에 대하여 0.01~0.03중량%의 양으로 함유된다.
리그닌은 토사, 산업폐기물, 시멘트 등의 혼합물질을 분산시키는 역할을 하며 시멘트와 혼합물질을 결합하여 강도를 증대시킨다. 0.8중량% 미만의 양으로 함유될 경우 입자분산을 저해하며 재료의 완성 후 강도를 저하시키는 문제점이 있을 수 있으며, 1.2중량% 초과의 양으로 함유될 경우 재료의 특성상 3차원 망상구조이므로 다른 물질의 화학적 반응을 저해하는 문제점이 있을 수 있으므로, 고화 조성물 총 중량에 대하여 0.8∼1.2중량%의 양으로 함유된다.
아크릴 에멀젼계 아스팔트 개질제는 미립자의 분산 및 분배작용을 하며 점착력이 우수하여 입자간의 접착을 위해 사용된다. 방수 효과 또한 우수하다. 0.7중 량% 미만의 양으로 함유될 경우 아스팔트 등을 유화시키지 못하는 문제점이 있을 수 있으며, 1.3중량% 초과의 양으로 함유될 경우 접착력 향상에는 도움이 되지만 제품비용을 증대시키므로, 고화 조성물 총 중량에 대하여 0.7~1.3중량%의 양으로 함유된다. 더욱 바람직하게는, 스티렌 부타디엔 스티렌 블럭 공중합체(SBS Block Copolymer)이다. 예를 들어, 부타놀(Butonal NS 198; BASF사 제품, 미국 소재) 등이 사용될 수 있다.
수산화나트륨은 유기물질을 분해하고, 대기중의 습기와 이산화탄소를 흡수하여 탄산나트륨이 되어 유제의 농도를 제어하며, pH를 조절하는 역할을 한다. 0.13중량% 미만의 양으로 함유될 경우 유제의 농도 및 점성도를 저하시키고 강산성 또는 강염기성이 될 수 있으며, 0.21중량% 초과의 양으로 함유될 경우에도 유제의 농도 및 점성도를 저하시키고 강산성 또는 강염기성이 될 수 있고 환경적인 저해 요인이 되므로, 고화 조성물 총 중량에 대하여 0.13~0.21중량%의 양으로 함유된다.
올레인산은 지방산 계면활성제의 일종으로 유화제로서 사용되며, 다른 물질이 혼합입자에 흡수가 잘 되게 하며 혼합입자 내면에 침투하여 내면 방수성을 좋게 하고 결빙 기온에서의 응고 현상을 감소시키는 역할을 한다. 0.22중량% 미만의 양으로 함유될 경우 방수성이 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 0.34중량% 초과의 양으로 함유될 경우 부유물을 형성하게 되는 문제점이 있을 수 있으므로, 고화 조성물 총 중량에 대하여 0.22~0.34중량%의 양으로 함유된다.
물은 함수비의 적응력을 수용하여 앞서의 성분들을 제외한 잔량을 차지하도록 함유된다. 물이 지나치게 소량 함유될 경우 유화 분산이 제대로 일어나지 않게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 과량 함유될 경우 혼합물 입자간 접착성, 방수력 및 강도저하를 초래하는 문제점이 있을 수 있으므로, 물의 함유량 또한 적합한 범위로 조절하여야 한다. 가장 바람직하게는 고화 조성물 총 중량에 대하여 약 70~80중량%의 양으로 함유된다.
유화아스팔트를 사용한 종래의 고화 조성물은 충격이나 유연성에 대처하는 능력이 다소 떨어졌던 반면에, 본 발명의 고화 조성물은 침입도가 유화아스팔트보다 낮은 스트레이트아스팔트를 사용하고, 경유, 중유 또는 이들의 혼합물을 사용하여 침입도를 높여서 직접 유화시켜 사용하였다. 또한, 본 발명의 고화 조성물은 종래 계면활성제 대신 수산화나트륨을 사용하여 유기물질의 분해 능력을 향상시켜 유화를 안정적으로 보조하였다. 또한, 아크릴 에멀젼계 아스팔트 개질제를 첨가함으로써 내마모성, 내충격성, 유연성, 저응력성, 이형성, 내열성 및 내후성의 향상을 도모하였다.
본 발명의 고화 조성물은 상기 성분을 혼합함으로써 제조될 수 있으며, 물을 더 첨가하여 소정의 농도로 희석된 형태로도 제조할 수도 있다. 특히, 본 발명의 고화 조성물은 상기 조성을 갖도록 제조된 고화 조성물 100중량부에 대하여 200~400중량부의 물을 더 함유하도록 구성되는 상기 고화 조성물의 3~5배 희석액으로 제조될 수 있다. 이러한 경우, 고화체 제조시 별도로 물을 첨가하여 희석시키는 작업없이 토사 및 산업폐기물과 시멘트에 그대로 첨가할 수 있게 된다.
상기 성분을 혼합하여 제조된 본 발명의 고화 조성물은 소량의 시멘트와 함께 첨가되어 토사 및 산업폐기물을 고화하는 역할을 하는 것으로, 토사로는 화강토, 이토, 강모래, 바다모래, 자연토사 등을 포함하여 통상 토사류라고 분류되는 것이라면 제한됨이 없이 사용될 수 있으며, 화강토 단일 또는 화강토와 그 외 토사류와의 혼합물이 가장 바람직하다. 산업폐기물은 일반적으로 산업체에 의해 점유된 건물 또는 구역 내에서 발생한 불필요한 잉여물이라는 의미로 사용되는 것이며, 폐기물로 관리되는 것은 폐유를 포함한 고체상태의 폐기물에 한정하는 것이 일반적으로서, 본 발명에서는 사업활동에 수반되어 발생하는 오니(汚泥), 잔재물(殘滓物), 화산재, 환경폐기물 등을 포함하는 것으로서, 광의의 폐기물로 분류되는 것이라면 한정됨이 없이 사용될 수 있으며, 용광로에서 발생되는 슬래그, 분슬래그, 폐콘크리트, 각종 광물의 선광 후 폐기되는 슬러지 등의 단일 또는 혼합물이 가장 바람직하다. 본 발명에서 토사 및 산업폐기물은 각각의 단일 또는 혼합물이 사용될 수 있으며, 토사와 산업폐기물의 혼합물 또한 사용 가능하다.
토사 또는 산업폐기물의 단일 또는 혼합물과 소량의 시멘트에 본 발명의 고화 조성물을 첨가하여 제조되는 고화체는 밀도, 강도 및 탄성이 증대되고, 고온에서의 구조적인 내구성이 우수하며, 경화속도 또한 단축되어 석재 대용으로 토목 또는 건설공사 전반에 걸쳐 사용할 수 있다.
<시험예 1>
고화 조성물을 혼합하여 제작되는 토사 또는 산업폐기물 공시체의 강도를 평가하기 위하여, 이하 제조예에서 대표시료로서 사용되는 화강토, 슬래그, 분슬래그, 슬러지 및 폐콘크리트의 기본적인 물성을 하기 표 1의 시험방법에 따라 시험하 여 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 대표시료는 각 시험을 위하여 실험실에 반입된 각각의 재료를 4분법 하여 추출하였다.
기본 물성 시험방법
함수량 KS F 2306
비중 KS F 2308
액성한계 KS F 2303
소성한계 KS F 2304
입도 KS F 2302
체분석 KS F 2309
시료 함수량 (Wn) (단위: %) 비중 (Gs) (단위:ton/㎥) 액성한계 (LL) (단위: %) 소성한계 (PI) (단위: %) #200번 체통과량 (단위: %) 입도 (USCS)
화강토 19.6 2.65 29.1 13.6 12.9 모래질 조립토
슬래그 15.8 3.05 - - 0.60 -
분슬래그 14.3 3.05 - - 7.52 -
슬러지 16.4 3.01 - - 62.8 -
폐콘크리트 13.4 2.98 - - 2.07 -
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 상세히 설명하지만 본 발명이 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4> 고화 조성물
별도의 저장 탱크에 스트레이트아스팔트(AP-3; SK 주식회사 제품, 한국 소재) 또는 유화아스팔트(AP-3; 한국유제 제품, 한국 소재)를 130℃ 이상의 온도를 유지하면서 저장하여 두었다. 또 다른 저장 탱크에 아스팔트용 유화제(Farmin ST-7; Kao Corp. 제품, 일본 소재), 경유, 염화칼슘, 리그닌, 아크릴 에멀젼계 아스팔트 개질제(Butonal NS198; BASF사 제품, 미국 소재), 수산화나트륨, 올레인산 및 물 각각을 정량하여 혼합한 혼합물을 80℃ 온도를 유지하면서 저장하여 두었다. 상기 아스팔트와 혼합물을 균질혼합기(Homogenizer)에 투입하여 유화시켜 실시예 및 비교예의 고화 조성물을 제조하였다. 이때, 각 성분은 하기 표 3의 함량이 되도록 첨가되었다.
성분(중량%) 실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4
스트레이트아스팔트 20.0 16.0 24.0 12.0 20.0 20.0 -
유화아스팔트 - - - - - - 20.0
아스팔트용 유화제 0.08 0.06 0.10 0.08 0.08 0.08 0.08
경유 1.0 0.8 1.2 1.0 0.5 1.0 1.0
염화칼슘 0.02 0.01 0.03 0.02 0.02 0.02 0.02
리그닌 1.0 0.8 1.2 1.0 1.0 1.0 1.0
아크릴 에멀젼계 아스팔트 개질제 1.0 0.8 1.2 1.0 1.0 0.5 1.0
수산화나트륨 0.17 0.13 0.21 0.17 0.17 0.17 0.17
올레인산 0.28 0.22 0.34 0.28 0.28 0.28 0.28
물 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량
<제조예 1 내지 7 및 비교제조예 1 내지 4> 공시체 제작
상기 표 3의 조성 및 함량에 따라 제조된 실시예 1~3 및 비교예 1~4의 고화 조성물 100중량부에 대하여 300중량부의 물을 혼합한 4배 희석액을 미리 준비해 둔다. 하기 표 4 및 표 5의 조성으로 포틀랜드 시멘트(동양시멘트 제품)와 미리 준비된 고화 조성물 희석액을 혼합한 후, 양 측면 2개의 이음매를 가진 원통형의 강제몰드에 각각의 시료(토사 또는 산업폐기물)를 투입하여 3층 25씩 다져서 직경 50㎜, 높이 100㎜인 공시체를 제작하였다. 이때 이음매와 상하단부에 누수나 변형이 발생하지 않도록 하였으며 몰드내면에는 광물성 기름을 발라 양생 후 쉽게 몰드로부터 분리될 수 있도록 하였다. 이러한 과정을 거친 후 7일간 수침을 통해 양생하였다. 7일의 양생기간이 종료된 후 공시체를 몰드로부터 분리하여 상하단부를 평면도 0.05㎜ 이내가 되도록 연마하였다. 이때 사용된 토사 및 산업폐기물은 시험예 1에서 대표시료로 사용된 것이다.
성분 (단위: 중량부) 제조예 비교제조예
1 2 3 1 2 3 4
고화 조성물의 희석액 실시예 1 4 - - - - - -
실시예 2 - 4 - - - - -
실시예 3 - - 4 - - - -
비교예 1 - - - 4 - - -
비교예 2 - - - - 4 - -
비교예 3 - - - - - 4 -
비교예 4 - - - - - - 4
시멘트 포틀랜드 시멘트 10 10 10 10 10 10 10
토사 또는 산업폐기물 화강토 100 100 100 100 100 100 100
성분 (단위: 중량부) 제조예
4 5 6 7
고화 조성물의 희석액 실시예 1 4 4 4 4
비교예 1 - - - -
비교예 2 - - - -
비교예 3 - - - -
비교예 4 - - - -
시멘트 포틀랜드 시멘트 10 10 10 10
토사 또는 산업폐기물 슬래그 100 - - -
분슬래그 - 100 - -
폐콘크리트 - - 100 -
슬러지 - - - 100
<시험예 2>
제조예 1 내지 7 및 비교제조예 1 내지 4에서 제조된 공시체 각각을 7일 및 28일 양생 후 KS F 2405에 따라 시험기의 강성가압판의 상하압축면을 청소하고 제작된 공시체의 중심축이 가압판의 중심과 일치하도록 놓은 후 공시체에 충격을 주지 않도록 일정한 속도로 하중을 가하였다. 하중을 가하는 속도는 압축응력의 증가가 매초 2∼3kgf/㎠가 되도록 하였으며, 공시체가 급격한 변형을 시작한 후에는 하중을 가하는 속도의 조정을 중지하고 하중을 계속 가하여 일축압축강도를 측정하였다. 그 결과는 하기 표 6에 나타내었다.
일축압축강도 (단위: kgf/㎠)
7일 양생시 28일 양생시
제조예 1 158.41 250.28
제조예 2 158.03 260.74
제조예 3 162.22 259.55
제조예 4 108.93 175.37
제조예 5 100.85 168.41
제조예 6 90.18 142.48
제조예 7 68.34 118.22
비교제조예 1 92.29 152.27
비교제조예 2 100.34 159.54
비교제조예 3 98.05 164.72
비교제조예 4 91.38 146.20
상기 표 6에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 고화 조성물을 처리한 화강토(제조예 1~3)의 압축강도가 전반적으로 가장 높게 나타났으며, 슬래그(제조예 4), 분슬래그(제조예 5), 폐콘크리트(제조예 6), 슬러지(제조예 7) 순으로 압축강도가 점차적으로 낮아졌다. 화강토를 이용한 제조예 1~3의 경우 28일 양생시 압축강도가 모두 250kgf/㎠ 이상이었다. 또한, 슬래그, 분슬래그, 폐콘크리트 또는 슬러지를 사용하고 시멘트를 겨우 10중량부 첨가한 제조예 4~7의 경우에도 28일 양생시 최소 압축강도가 118.22kgf/㎠이었다. 반면, 본 발명의 고화 조성물을 처리하지 않은 화강토(비교제조예 1~4)의 압축강도는 본 발명의 고화 조성물을 처리한 화강토(제조예 1~3)의 압축강도에 비하여 현저히 저하되었다.
본 발명의 고화 조성물을 사용하여 양생기간, 시멘트 및 고화 조성물의 양을 조절함으로써 다양한 강도를 갖는 고화체를 제조할 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 고화 조성물을 사용하여 형성되는 고화체는 다양한 분야에 적용가능하다.
본 발명의 제조예로서 토사 또는 산업폐기물 단일물만을 사용하여 공시체를 제조하였으나, 본 발명의 고화 조성물을 사용하여 형성될 수 있는 고화체는 이들 예에만 한정되는 것이 아니며, 토사 혼합물, 산업폐기물 혼합물, 토사와 산업폐기물 혼합물을 사용한 것에도 적용가능하다.
구체적으로는, 본 발명의 고화 조성물은 시멘트 및 토사, 산업폐기물 또는 이들의 혼합물과 소정 조성으로 혼합되어 고화된 후 양생과정을 거치면, 항만 및 해안분야의 해안매립공사, 도로 및 공항분야의 도로 기층 및 보조기층과 활주로 및 항공기 이송로의 기층 등에 적용할 수 있으며, 수자원개발 분야에서는 하천제방의 축조와 보수, 토사댐의 축조 등에 사용할 수 있다. 특히, 토사댐 축조시 과거 심벽을 수밀성이 있는 진흙을 쓰던 것을 대체할 수 있으므로 진흙을 구하기 위하여 환경을 저해하던 것을 예방할 수 있다. 그 외에 토질 및 기초분야에서 연약지반 치환 및 개량에 적용할 수 있다.
이상으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 고화 조성물은 국내에서 생산되는 스트레이트아스팔트를 그대로 사용할 수 있으며, 저장 안정성이 우수하여 장기간 저장이 가능하고, 방수성 또한 우수하다. 또한, 본 발명의 고화 조성물을 사용하여 형성된 토사 및 산업폐기물의 고화체는 우수한 밀도, 강도, 탄성 및 내구성을 지니고 있어 석재 대용으로 활용 가능하며, 외부의 충격이나 압력이 아스팔트 내부에 흡수되어 완화되므로 특히 고온다습한 지역에서 용이하게 활용될 수 있다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 스트레이트아스팔트 16~24중량%, 아스팔트용 유화제 0.06~0.10중량%, 경유, 중유 또는 이들의 혼합물 0.8~1.2중량%, 염화칼슘 0.01~0.03중량%, 리그닌 0.8~1.2중량%, 아크릴 에멀젼계 아스팔트 개질제 0.7~1.3중량%, 수산화나트륨 0.13~0.21중량%, 올레인산 0.22~0.34중량% 및 잔량으로서 물을 함유하며,
    상기 아크릴 에멀젼계 아스팔트 개질제는 스티렌 부타디엔 스티렌 블럭 공중합체(SBS Block Copolymer)임을 특징으로 하는 토사 및 산업폐기물의 고화 조성물.
  3. 스트레이트아스팔트 16~24중량%, 아스팔트용 유화제 0.06~0.10중량%, 경유, 중유 또는 이들의 혼합물 0.8~1.2중량%, 염화칼슘 0.01~0.03중량%, 리그닌 0.8~1.2중량%, 아크릴 에멀젼계 아스팔트 개질제 0.7~1.3중량%, 수산화나트륨 0.13~0.21중량%, 올레인산 0.22~0.34중량% 및 잔량으로서 물을 함유하는 토사 및 산업폐기물의 고화 조성물로서,
    상기 고화 조성물 100중량부에 대하여, 200~400중량부의 물을 더 함유하는 3~5배 희석액임을 특징으로 하는 토사 및 산업폐기물의 고화 조성물.
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