KR100927960B1 - 수용성 고분자계 조성물 및 그 제조방법, 수용성 고분자계조성물을 이용한 펌프압송식 쉴드 공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 쉴드 공법에서 굴착된 토사의 이송을 위해 토사에 첨가하여 토사의 유동성을 조절하는 수용성 고분자계 조성물에 있어서, 분자량이 적어도 100만이고 음이온화도가 5∼50몰％인 폴리아크릴아미드 공중합체와, 분자량이 적어도 5만이고 에테르화도가 0.3∼3.0인 셀룰로오스 유도체와, α-L-굴론산(gulonic acid)과 β-D-만누론산(mannuronic acid)이 피라노스형(pyranose type)으로 1,4-글리코시드(glycoside) 결합된 제1 수용성 천연 다당류와, 나트륨(Na)형 또는 칼슘(Ca)형의 몬모릴로나이트(montmorillonite)를 함유하는 점토계 광물을 포함하는 수용성 고분자계 조성물 및 그 제조방법, 수용성 고분자계 조성물을 이용한 펌프압송식 쉴드 공법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 수용성 고분자계 조성물이 혼합된 굴착토는 슬럼프치 및 블리딩율이 모두 양호하며, 굴착 토사와 물의 불분리성, 유동성 및 지수성을 확보하여 펌프 압송에 의해 토사를 양호하게 대량으로 배출할 수가 있다.
쉴드(shield) 터널링 공법, 토사, 압송 펌프, 수용성 고분자계 조성물
Description
본 발명은 수용성 고분자계 조성물 및 그 제조방법, 수용성 고분자계 조성물을 이용한 펌프압송식 쉴드 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펌프 압송 배출방식을 채용한 쉴드 공법에서 굴착 토사에 첨가하여 토사와 물의 불분리성, 유동성 및 지수성을 확보하여 펌프 압송에 의해 토사를 배출할 수 있게 하는 수용성 고분자계 조성물 및 그 제조방법, 수용성 고분자계 조성물에 관한 것이다.
쉴드(Shield) 공법은 메커니컬 쉴드기(Mechanical Shield Machine)를 사용하여 터널을 굴착한 다음, 형성된 터널 안에 터널 구조물을 형성하는 공법이다.
쉴드 공법은 지상에서 일정한 깊이로 수직 굴착하여 수직 전진갱과 수직 도달갱을 형성한 다음, 수직 전전갱에서 수직 도달갱까지 도달하도록 굴착기를 이용 하여 지층을 굴착하여 터널을 시공하게 된다.
이러한 쉴드 공법은 회전식 컷트, 챔버, 스크류 콘베이어 등의 메커니컬 쉴드기가 구비되고, 메커니컬 쉴드기에서 배출되어진 굴착 토사를 벨트 콘베이어에 의해 버력 광차로 이송한 후, 굴착 토사를 갱내에서 갱외로 반출 이송하는 방식을 적용한다.
상기 쉴드 공법은 토사층을 비롯한 점토층, 자갈층 또는 암반층 굴착에 적절한 공법이다. 지반의 굴착토에 있어서 투수성이 좋은 사층 ,모레 자갈층, 암반층 등의 지층의 경우는 굴착 토사의 유동성이 부족하기 때문에 챔버 내에 굴착 토사가 폐색(閉塞)한다든지 스크류 콘베이어에 의한 물의 누수를 막는데에 어렵다는 등의 문제가 있다.
상기 문제를 해결하기 위한 방안으로 점토 광물로 만든 가니재(加泥材)를 굴착 토사에 첨가하는 방법이 행해졌으나, 그 효과가 불충분하여 다량의 점토계 광물을 첨가함으로써 산업폐기물의 증가라는 문제점을 낳았다.
또한, 버력 광차 배출 방식에 의한 굴착 토사의 배출에 있어서 갱내에 버력 광차와 관련된 설비, 굴착 토사 이송시 벨트 콘베이어에서 버력 광차로 이송할 때 굴착 토사의 비산 등의 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 메커니컬 쉴드기에 의해 배출되어진 굴착토의 토사 배출방식으로 펌프 압송 배출방식이 연구되고 있다. 상기 압송 펌프 배출방식은 토사 압송관에 의해 갱내에서 갱외로 배출하는 것으로 굴착 토사의 비산 방지 및 작업환경 개선 등 버력 광차 배출방식의 문제점을 해결하였다. 이와 같 이 쉴드(shield) 공법에 있어서 펌프 압송에 의해 압송관을 통해 굴착 토사를 외부로 배출하는 것을 펌프압송식 쉴드 공법이라 한다.
그러나 점토 광물로 만든 가니재를 사용한 경우, 압송 펌프에 의한 압력 부가에 의해 토사 압송관 내에 가압 탈수가 일어나 물과 토사가 분리되어 배관 내 폐색(閉塞)을 일으킨다. 이 때문에 점토 광물로 만든 가니재를 사용할 경우에는 메커니컬 쉴드기에 의해 굴착되어진 토사를 지상으로 배출하기 위한 펌프 압송에 의한 배출방식은 부적절하기 때문에 주로 버력 광차에 의한 배출방식이 행해져 왔다.
펌프압송식 쉴드 공법에 있어서 메커니컬 쉴드기의 컷트로 굴착되어진 굴착 토사에 적당한 첨가재, 즉 가니재를 첨가해 반출할 수 있는 상태의 이토(泥土)를 만들어 상기 이토(泥土)에 유동성을 부여하여 갱외로 배출하는 것으로, 특히 굴착 토사에는 물과 토사의 불분리성(不分離性)), 소성 유동성(塑性流動性), 지수성(止水性) 등이 요구되어 진다.
상기 펌프압송식 쉴드 공법을 달성하는 메커니컬 쉴드기는 전면에 컷트를 부착한 면판과 그 후방에 챔버가 구비되고 상기 챔버에 컷트로 굴착한 굴착 토사와 가니재를 혼합하는 혼합봉이 구비되어 있다. 굴착된 토사는 챔버 내에서 가니재와 혼합되어져 이토가 되고, 챔버와 스크류 콘베이어 내에 충진되어져 쉴드젝의 작동으로 발생되어지는 추력에 의해 챔버 내의 이토에 이토압을 발생시켜 막장에 작용하는 토압 및 수압에 대응하며, 메커니컬 쉴드기의 굴진과 버력의 배출이 이루어진다.
그러나, 점토 광물계 가니재로 처리되어진 이토의 배출은 버력 광차에 의한 배출방식을 사용할 경우에는 가능하나, 배출 방식으로 압송 펌프 배출방식을 이용하는 경우는 불분리성, 유동성 면에서 불충분하다. 즉, 챔버 내의 스크류 콘베이어에 의한 반출, 압송 펌프의 의한 압송관을 통한 배출에 적절치 못한 상태의 굴착토가 되기 때문에 양호한 이송이 되지 않아 갱외로 반출이 어려운 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 펌프압송식 쉴드 공법에서 토사에 첨가하여 토사와 물의 불분리성, 유동성 및 지수성을 확보하여 펌프 압송에 의해 토사를 배출할 수 있게 하는 수용성 고분자계 조성물을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 펌프압송식 쉴드 공법에서 토사에 첨가하여 토사와 물의 불분리성, 유동성 및 지수성을 확보하여 펌프 압송에 의해 토사를 배출할 수 있게 하는 수용성 고분자계 조성물을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 수용성 고분자계 조성물을 토사에 첨가하여 토사와 물의 불분리성, 유동성 및 지수성을 확보하여 펌프 압송에 의해 토사를 배출할 수 있게 하는 펌프압송식 쉴드 공법을 제공함에 있다.
본 발명은, 쉴드 공법에서 굴착된 토사의 이송을 위해 토사에 첨가하여 토사의 유동성을 조절하는 수용성 고분자계 조성물에 있어서, 분자량이 적어도 100만이고 음이온화도가 5∼50몰％인 폴리아크릴아미드 공중합체와, 분자량이 적어도 5만이고 에테르화도가 0.3∼3.0인 셀룰로오스 유도체와, α-L-굴론산(gulonic acid)과 β-D-만누론산(mannuronic acid)이 피라노스형(pyranose type)으로 1,4-글리코시드(glycoside) 결합된 제1 수용성 천연 다당류와, 나트륨(Na)형 또는 칼슘(Ca)형의 몬모릴로나이트(montmorillonite)를 함유하는 점토계 광물을 포함하는 수용성 고분 자계 조성물을 제공한다.
상기 수용성 고분자계 조성물은, 상기 수용성 고분자계 조성물의 전체 중량에 대하여, 상기 폴리아크릴아미드 공중합체는 0.01∼50 중량％, 상기 셀룰로오스 유도체는 0.01∼50 중량％, 상기 제1 수용성 천연 다당류는 0.01∼50 중량％, 상기 점토계 광물은 10∼99.7 중량％를 함유할 수 있다.
상기 수용성 고분자계 조성물은, 글루코만난(gluoco mannan), 크탄산검, 알루긴산나트륨(sodium alginate), 구아검(guar gum) 및 풀루란(pullulan) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 수용성 천연 다당류; 폴리아크릴아미드(polyacrylamide) 공중합체, 폴리아크릴산소다(sodium polyacrylate) 공중합체, 폴리아크릴산소다 및 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethyl cellulose) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 폴리카본산염류; 트리폴리 인산소다(sodium tripolyphosphate), 인산칼슘(calcium phosphate), 인산나트륨(sodium phosphate) 및 헥사메타인산나트륨(sodium hexametaphosphate) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 인산염류; 메타규산소다 및 무수규산소다 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 규산염류; 및 중탄산소다, 중탄산칼륨 및 탄산칼슘 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 무기염류; 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 더 포함하되 수용성 고분자계 조성물의 전체 중량에 대하여 0.01∼50 중량％ 함유하는 것이 바람직하다.
상기 수용성 고분자계 조성물은 물을 더 포함하는 수용액이며, 상기 수용액의 1㎥에 대하여, 상기 폴리아크릴아미드 공중합체는 0.01∼2 중량％, 상기 셀룰로오스 유도체는 0.01∼2 중량％, 상기 제1 수용성 천연 다당류는 0.01∼2 중량％, 상기 점토계 광물은 0.01∼20 중량％를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 수용성 고분자계 조성물은 물을 더 포함하는 수용액이며, 글루코만난(gluoco mannan), 크탄산검, 알루긴산나트륨(sodium alginate), 구아검(guar gum) 및 풀루란(pullulan) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 수용성 천연 다당류; 폴리아크릴아미드(polyacrylamide) 공중합체, 폴리아크릴산소다(sodium polyacrylate) 공중합체, 폴리아크릴산소다 및 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethyl cellulose) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 폴리카본산염류; 트리폴리 인산소다(sodium tripolyphosphate), 인산칼슘(calcium phosphate), 인산나트륨(sodium phosphate) 및 헥사메타인산나트륨(sodium hexametaphosphate) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 인산염류; 메타규산소다 및 무수규산소다 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 규산염류; 및 중탄산소다, 중탄산칼륨 및 탄산칼슘 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 무기염류; 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 더 포함하되 상기 수용액 1㎥에 대하여 0.01∼5 중량％ 함유하는 것이 바람직하다.
상기 수용성 고분자계 조성물은 이산화규소(SiO2)를 10∼40 중량% 함유하는 제2 규산염류와 물을 더 포함하는 수용액이며, 상기 제2 규산염류는 상기 수용액 1㎥에 대하여 0.01∼5 중량％ 함유하는 것이 바람직하다.
상기 수용성 고분자계 조성물은 비중이 2.0∼2.5 범위이고, pH는 6.8∼7.8 범위인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 쉴드 공법에서 굴착된 토사의 이송을 위해 토사에 첨가하 여 토사의 유동성을 조절하는 수용성 고분자계 조성물의 제조방법에 있어서, 분자량이 적어도 100만이고 음이온화도가 5∼50몰％인 폴리아크릴아미드 공중합체와, 분자량이 적어도 5만이고 에테르화도가 0.3∼3.0인 셀룰로오스 유도체와, α-L-굴론산(gulonic acid)과 β-D-만누론산(mannuronic acid)이 피라노스형(pyranose type)으로 1,4-글리코시드(glycoside) 결합된 제1 수용성 천연 다당류와, 나트륨(Na)형 또는 칼슘(Ca)형의 몬모릴로나이트(montmorillonite)를 함유하는 점토계 광물을 회전식 믹서에 투입하는 단계 및 상기 회전식 믹서의 회전 날개를 회전시켜 투입된 원료를 일정 시간 혼합하는 단계를 포함하는 수용성 고분자계 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기 수용성 고분자계 조성물의 전체 중량에 대하여, 상기 폴리아크릴아미드 공중합체는 0.01∼50 중량％, 상기 셀룰로오스 유도체는 0.01∼50 중량％, 상기 제1 수용성 천연 다당류는 0.01∼50 중량％, 상기 점토계 광물은 10∼99.7 중량％가 되도록 상기 회전식 믹서에 투입하는 것이 바람직하다.
상기 수용성 고분자계 조성물의 제조방법은, 글루코만난(gluoco mannan), 크탄산검, 알루긴산나트륨(sodium alginate), 구아검(guar gum) 및 풀루란(pullulan) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 수용성 천연 다당류; 폴리아크릴아미드(polyacrylamide) 공중합체, 폴리아크릴산소다(sodium polyacrylate) 공중합체, 폴리아크릴산소다 및 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethyl cellulose) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 폴리카본산염류; 트리폴리 인산소다(sodium tripolyphosphate), 인산칼슘(calcium phosphate), 인산나트륨(sodium phosphate) 및 헥사메타인산나트륨(sodium hexametaphosphate) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 인산염류; 메타규산소다 및 무수규산소다 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 규산염류; 및 중탄산소다, 중탄산칼륨 및 탄산칼슘 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 무기염류; 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 상기 회전식 믹서에 투입하는 단계를 더 포함하되 수용성 고분자계 조성물의 전체 중량에 대하여 0.01∼50 중량％ 함유되도록 투입하는 것이 바람직하다.
상기 수용성 고분자계 조성물의 제조방법은, 물을 첨가하고 교반하여 수용액을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 수용액 1㎥에 대하여, 상기 폴리아크릴아미드 공중합체는 0.01∼2 중량％, 상기 셀룰로오스 유도체는 0.01∼2 중량％, 상기 제1 수용성 천연 다당류는 0.01∼2 중량％, 상기 점토계 광물은 0.01∼20 중량％를 함유되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 수용성 고분자계 조성물의 제조방법은, 글루코만난(gluoco mannan), 크탄산검, 알루긴산나트륨(sodium alginate), 구아검(guar gum) 및 풀루란(pullulan) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 수용성 천연 다당류; 폴리아크릴아미드(polyacrylamide) 공중합체, 폴리아크릴산소다(sodium polyacrylate) 공중합체, 폴리아크릴산소다 및 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethyl cellulose) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 폴리카본산염류; 트리폴리 인산소다(sodium tripolyphosphate), 인산칼슘(calcium phosphate), 인산나트륨(sodium phosphate) 및 헥사메타인산나트륨(sodium hexametaphosphate) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 인산염류; 메타규산소다 및 무수규산소다 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 규산염류; 중탄산소다, 중탄산칼륨 및 탄산칼슘 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 무기염류; 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 상기 회전식 믹서에 투입하는 단계 및 물을 첨가하고 교반하여 수용액을 형성하는 단계를 더 포함하되, 상기 제2 수용성 천연 다당류, 상기 폴리카본산염류, 상기 인산염류, 상기 제2 규산염류 및 상기 무기염류 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 상기 수용액 1㎥에 대하여 0.01∼5 중량％ 함유되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 수용성 고분자계 조성물의 제조방법은, 이산화규소(SiO2)를 10∼40 중량% 함유하는 무기 광물과, 탄산칼슘, 탄산나트륨 및 탄산칼륨 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 무기염류를 혼합하여 용융로에서 용융시키는 단계와, 컬릿(cullet) 형상의 용융물을 오토클레이브(autoclave)에서 수열 처리(hydrothermal treatment)하는 단계와, 수열 처리된 결과물을 필터 프레스를 통과시켜 압력 여과하여 이산화규소(SiO2)를 10∼40 중량% 함유하는 제2 규산염류를 얻는 단계와, 상기 수용성 고분자계 조성물에 이산화규소(SiO2)를 10∼40 중량% 함유하는 제2 규산염류와 물을 첨가하고 교반하여 수용액을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 규산염류는 상기 수용액 1㎥에 대하여 0.01∼5 중량％ 함유되도록 첨가하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 메커니컬 쉴드기를 이용하여 지층을 굴착하고, 굴착된 토사에 수용성 고분자계 조성물을 교반 혼련(kneading)하여 토사의 유동성을 조절하며, 토사와 상기 수용성 고분자계 조성물이 혼합된 이토(泥土)를 압송 펌프에 의한 압력으로 압송관을 통해 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자계 조 성물을 이용한 펌프압송식 쉴드 공법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 수용성 고분자계 조성물이 혼합된 굴착토는 슬럼프치 및 블리딩율이 모두 양호하다.
펌프 압송 배출방식을 사용한 펌프압송식 쉴드 공법에 수용성 고분자계 조성물의 수용액을 지층에서 굴착한 토사와 혼합하는 것으로 상기 굴착 토사, 수용성 고분자계 조성물 및 물과의 불분리성, 적당한 소성 유동성, 차수성을 가지게 되어 굴착토는 스크류 콘베이어에서 부드럽게 이송되어지고 압송관 내에서 폐색(閉塞)없이 지상으로 배출이 가능하다.
본 발명의 수용성 고분자계 조성물의 수용액은 지하수에 잘 희석되지 않아 토사와 물의 불분리성, 적당한 소성 유동성을 유지한다.
본 발명의 수용성 고분자계 조성물의 농도 및 주입율을 변동함으로서 버력 광차에 의한 배출방식에도 충분한 효과를 발휘한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니 다.
본 발명은 펌프압송식 쉴드 공법에 있어 굴착 토사를 펌프 압송에 의해 압송관을 통해 배출하는데 양호한 개량 토사로 만들 수 있는 수용성 고분자계 조성물을 제시한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 고분자계 조성물을 메커니컬 쉴드기의 챔버 내에 주입하여 굴착 토사와 혼합하여 물과 버력의 불분리성과, 토사의 소성 유동성을 확보함으로서, 펌프 압송 배출방식에 의한 이토(泥土)의 갱외 배출 효율을 좋게 하고, 대량으로 반출할 수 있게 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 고분자계 조성물은, 폴리아크릴아미드 공중합체, 셀룰로오스 유도체, 제1 수용성 천연 다당류 및 점토계 광물을 주성분으로 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 고분자계 조성물은, 분자량이 100만 이상이고 음이온화도가 5∼50몰％의 폴리아크릴아미드 공중합체와, 분자량이 5만 이상이고 에테르화도가 0.3∼3.0의 셀룰로오스 유도체와, α-L-굴론산(gulonic acid)과 β-D-만누론산(mannuronic acid; C6H10O7)이 피라노스형(pyranose type)으로 1,4-글리코시드(glycoside) 결합된 제1 수용성 천연 다당류와, 나트륨(Na)형 또는 칼슘(Ca)형의 몬모릴로나이트를 주성분으로 하는 점토계 광물을 주성분으로 한다.
상기 수용성 고분자계 조성물에 포함되는 성분은, 수용성 고분자계 조성물의 전체 중량에 대하여 상기 폴리아크릴아미드 공중합체는 0.01∼50 중량％, 상기 셀룰로오스 유도체는 0.01∼50 중량％, 상기 제1 수용성 천연 다당류는 0.01∼50 중 량％, 상기 점토계 광물은 10∼99.7 중량％ 함유되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 고분자계 조성물은, 제2 수용성 천연 다당류, 폴리카본산염류, 인산염류, 제1 규산염류 및 무기염류 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 성분을 조제(助劑)로서 더 포함할 수 있고, 상기 조제는 수용성 고분자계 조성물의 전체 중량에 대하여 0.01∼50 중량％ 함유할 수 있다. 상기 제2 수용성 천연 다당류로는 글루코만난(gluoco mannan), 크탄산검, 알루긴산나트륨(sodium alginate), 구아검(guar gum), 풀루란(pullulan) 등을 사용할 수 있다. 상기 폴리카본산염류로는 폴리아크릴아미드(polyacrylamide) 공중합체, 폴리아크릴산소다(sodium polyacrylate) 공중합체, 폴리아크릴산소다, 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethyl cellulose) 등을 사용할 수 있다. 상기 인산염류로는 트리폴리 인산소다(sodium tripolyphosphate), 인산칼슘(calcium phosphate), 인산나트륨(sodium phosphate), 헥사메타인산나트륨(sodium hexametaphosphate) 등을 사용할 수 있다. 상기 제1 규산염류로는 메타규산소다, 무수규산소다 등을 사용할 수 있다. 상기 무기염류로는 중탄산소다, 중탄산칼륨, 탄산칼슘 등을 사용할 수 있다.
상기 수용성 고분자계 조성물은 물을 더 포함하는 수용액일 수 있으며, 상기 수용액의 1㎥에 대하여, 상기 폴리아크릴아미드 공중합체는 0.01∼2 중량％, 상기 셀룰로오스 유도체는 0.01∼2 중량％, 상기 제1 수용성 천연 다당류는 0.01∼2 중량％, 상기 점토계 광물은 0.01∼20 중량％를 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수용성 고분자계 조성물은 물을 더 포함하는 수용액일 수 있으며, 제2 수용성 천연 다당류, 폴리카본산염류, 인산염류, 제1 규산염류 및 무기염 류 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 성분을 조제(助劑)로서 더 포함할 수 있고, 상기 조제는 상기 수용액 1㎥에 대하여 0.01∼5 중량％ 함유할 수 있다.
상기 수용성 고분자계 조성물은 이산화규소(SiO2)를 10∼40 중량% 함유하는 제2 규산염류와 물을 더 포함하는 조성물일 수 있다. 상기 수용성 고분자계 조성물에 제2 규산염류와 물이 더 포함되어 수용액을 이룬다. 상기 제2 규산염류는 제2 규산염류와 물을 포함하는 수용성 고분자계 조성물 전체의 수용액의 1㎥에 대하여 0.01∼5 중량％ 함유되는 것이 바람직하다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 고분자계 조성물의 제조방법을 설명한다.
분자량이 적어도 100만이고 음이온화도가 5∼50몰％인 폴리아크릴아미드 공중합체와, 분자량이 적어도 5만이고 에테르화도가 0.3∼3.0인 셀룰로오스 유도체와, α-L-굴론산(gulonic acid)과 β-D-만누론산(mannuronic acid; C6H10O7)이 피라노스형(pyranose type)으로 1,4-글리코시드(glycoside) 결합된 제1 수용성 천연 다당류와, 나트륨(Na)형 또는 칼슘(Ca)형의 몬모릴로나이트(montmorillonite)를 함유하는 점토계 광물을 목표하는 양으로 계량하고 회전식 믹서에 투입한다. 바람직하게는 수용성 고분자계 조성물의 전체 중량에 대하여, 상기 폴리아크릴아미드 공중합체는 0.01∼50 중량％, 상기 셀룰로오스 유도체는 0.01∼50 중량％, 상기 제1 수용성 천연 다당류는 0.01∼50 중량％, 상기 점토계 광물은 10∼99.7 중량％ 함유되게 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 고분자계 조성물에, 제2 수 용성 천연 다당류, 폴리카본산염류, 인산염류, 제1 규산염류 및 무기염류 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 성분이 조제(助劑)로서 더 포함되게 상기 회전식 믹서에 투입할 수 있고, 수용성 고분자계 조성물에 대하여 0.01∼50 중량％ 정도 함유되게 투입한다. 상기 제2 수용성 천연 다당류로는 글루코만난(gluoco mannan), 크탄산검, 알루긴산나트륨(sodium alginate), 구아검(guar gum), 풀루란(pullulan) 등을 사용할 수 있다. 상기 폴리카본산염류로는 폴리아크릴아미드(polyacrylamide) 공중합체, 폴리아크릴산소다(sodium polyacrylate) 공중합체, 폴리아크릴산소다, 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethyl cellulose) 등을 사용할 수 있다. 상기 인산염류로는 트리폴리 인산소다(sodium tripolyphosphate), 인산칼슘(calcium phosphate), 인산나트륨(sodium phosphate), 헥사메타인산나트륨(sodium hexametaphosphate) 등을 사용할 수 있다. 상기 제1 규산염류로는 메타규산소다, 무수규산소다 등을 사용할 수 있다. 상기 무기염류로는 중탄산소다, 중탄산칼륨, 탄산칼슘 등을 사용할 수 있다.
상기 회전식 믹서는 원뿔형 회전식 믹서일 수 있다. 회전식 믹서에서 일정 시간(예컨대, 10분 정도) 믹싱(mixing)하여 균일하게 혼합한다. 상기 회전식 믹서는 자전과 공전을 하는 회전날개가 구비되어 있을 수 있으며, 상기 회전식 믹서의 회전날개의 자전 회전 속도는 30∼100 rpm 정도, 바람직하게는 60 rpm 정도이고, 공전 회전 속도는 0.5∼5 rpm, 바람직하게는 2 rpm 정도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 고분자계 조성물은 비중이 2.0∼2.5 정도이고, pH는 6.8∼7.8 정도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 수용성 고분자계 조성물은 분말 상태이고, 수용성이므로 물과 혼합되어 수용액을 이룰 수 있다.
상기 수용성 고분자계 조성물의 제조방법은, 분말 상태의 수용성 고분자계 조성물에 물을 첨가하고 교반하여 수용액을 형성할 수 있으며, 상기 수용액 1㎥에 대하여, 상기 폴리아크릴아미드 공중합체는 0.01∼2 중량％, 상기 셀룰로오스 유도체는 0.01∼2 중량％, 상기 제1 수용성 천연 다당류는 0.01∼2 중량％, 상기 점토계 광물은 0.01∼20 중량％를 함유되도록 할 수 있다.
또한, 분말 상태의 수용성 고분자계 조성물에 물을 첨가하고 교반하여 수용액을 형성하는 경우, 상기 제2 수용성 천연 다당류, 상기 폴리카본산염류, 상기 인산염류, 상기 제2 규산염류 및 상기 무기염류 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 함유량은 상기 수용액 1㎥에 대하여 0.01∼5 중량％인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 고분자계 조성물은 이산화규소(SiO2)를 10∼40 중량% 함유하는 제2 규산염류와 물을 더 포함하는 조성물일 수 있다. 회전식 믹서에 의해 혼합된 상기 수용성 고분자계 조성물에 이산화규소(SiO2)를 10∼40 중량% 함유하는 제2 규산염류와 물이 더 포함되어 수용액을 이룬다. 이산화규소(SiO2)를 10∼40 중량% 함유하는 상기 제2 규산염류는 제2 규산염류와 물을 포함하는 수용성 고분자계 조성물 전체의 수용액의 1㎥에 대하여 0.01∼5 중량％ 함유되는 것이 바람직하다.
이하에서, 이산화규소(SiO2)를 10∼40 중량% 함유하는 제2 규산염류를 제조하는 방법을 설명한다.
이산화규소(SiO2)를 10∼40 중량% 함유하는 상기 제2 규산염류를 제조하기 위해, 먼저 이산화규소(SiO2)를 10∼40 중량% 함유하는 무기 광물과, 탄산칼슘, 탄산나트륨 및 탄산칼륨 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 무기염류를 혼합하여 용융로에서 용융시킨다. 이때, 용융로의 온도는 1100∼1300℃, 바람직하게는 1200℃ 정도로 하고, 용융 시간은 1∼3시간, 바람직하게는 2시간 정도로 한다.
이어서, 컬릿(cullet) 형상의 용융물을 오토클레이브(autoclave)(내열 내압 밀폐 용기)에서 수열 처리(hydrothermal treatment)한다. 수열 처리 온도는 130∼170℃, 바람직하게는 150℃ 정도로 하고, 수열 처리 시간은 2∼4시간, 바람직하게는 3시간 정도로 한다.
다음에, 수열 처리된 결과물을 필터 프레스를 통과시켜 압력 여과하여 제2 규산염류를 얻는다. 상기 필터 프레스의 압력은 0.1∼0.2 MPa 정도로 하는 것이 바람직하다.
이렇게 얻어진 이산화규소(SiO2)를 10∼40 중량% 함유하는 제2 규산염류를 물과 함께 상기 수용성 고분자계 조성물에 첨가하고 교반하여 수용성 고분자계 조성물 수용액을 얻을 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 고분자계 조성물(상품명을 SP-R이라고 함)이 용해된 수용액이 굴착 토사에 첨가되면, 토사의 입자 간 공극에 침투하 여 공극을 메우게 된다. 이에 따라 물이 토사의 공극에 침투하는 것을 방지하여 상기 수용액과 토사가 불분리성을 나타내며, 토사의 소성 유동성을 증가시키고, 지수성을 유지한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 고분자계 조성물(SP-R)을 용해한 수용액을 메커니컬 쉴드기로 굴착한 토사와 혼합하고 펌프 압송에 의해 지상으로 배출 이송하는데 있어서 토사 압송성, 즉 굴착 토사에 대한 펌프 압송력에 의한 물과 토사의 불분리화 및 토사의 소성 유동화를 가능하게 하는 효과를 부여한다.
펌프압송식 쉴드 공법을 달성하는 메커니컬 쉴드기는 전면에 컷트를 부착한 면판과 그 후방에 챔버가 구비되고, 상기 챔버에 컷트로 굴착한 굴착 토사와 수용성 고분자계 조성물(SP-R) 수용액을 혼합하는 혼합봉이 구비되어 있다. 굴착된 토사는 챔버 내에서 수용성 고분자계 조성물(SP-R) 수용액과 혼합되어져 이토(泥土)가 되고, 챔버와 스크류 콘베이어 내에 충진되어져 쉴드젝의 작동으로 발생되어지는 추력에 의해 챔버 내의 이토에 이토압을 발생시켜 막장에 작용하는 토압 및 수압에 대응하며, 메커니컬 쉴드기의 굴진과 버력의 배출이 이루어진다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 메커니컬 쉴드기를 이용하여 지층을 굴착하는데 있어서 막장과 전면에 있는 면판의 후방에 형성된 토사에 유동성 조정을 위해 수용성 고분자계 조성물(SP-R) 수용액을 주입하여 교반 혼련(kneading)하고 압송 펌프에 의해 압송관을 통해 지상에 배출 이송하는 펌프압송식 쉴드 공법에 대하여도 제시한다.
메커니컬 쉴드기를 사용해 굴착하는 지층 중에 포함되어진 점토가 미량일 경 우에는 물과 굴착토의 분리성이 높으므로 펌프 압송시에 있어 압송관 내에 폐색(閉塞)이 발생하게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 고분자계 조성물의 수용액을 첨가재로 상기 지층에서 굴착한 함수 토사에 혼합하는 것에 의해 상기 토사는 물과 불분리성을 가지고, 또한 적당한 소성 유동성을 가진 양질의 토사로 개량되어 진다. 상기 불분리성, 소성 유동성은 점토 광물로 만든 첨가재로는 기대할 수 없는 것이고, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 고분자계 조성물의 특유의 성질이다. 또한, 상기 수용성 고분자계 조성물의 수용액은 안정하기 때문에 상기 토사를 압송하는 압송관이 막히는 것이 최소화된다. 또한, 본 발명의 바람직한 수용성 고분자계 조성물은 식물의 생육 장해 물질과 유해 물질을 포함하지 않기 때문에 상기 굴착 토사를 식생 토양 등에 이용하는 것도 가능하다.
<평가방법>
굴착토의 개량 상태는 슬럼프 시험기에 의해 상기 토사의 유동성, 블리딩(bleeding)율에 의해 토사와 물의 불분리성에 대한 평가를 한다. 측정 방법은 다음과 같다.
슬럼프 시험- 개량 후 토사를 슬럼프콘에 담아 수직으로 슬럼프콘을 들어올려 토사의 정상부가 내려간 길이를 측정한다.
슬럼프치가 12㎝에서 18㎝이면 일반적으로 펌프 압송 배출방식에 있어 양호한 이토(泥土)로 평가한다.
블리딩 시험- 표준 건설자재 시험법의 블리딩통에 개량 토사를 400㎖ 넣고, 24시간 경과 후의 블리딩을 계측한다.
블리딩율이 3% 미만일 경우, 일반적으로 펌프 압송 배출방식에 있어 양호한 이토(泥土)로 평가한다.
메커니컬 쉴드기로 굴착된 토질에 대해 표 1과 표 2에 기재한 양의 수용성 고분자계 조성물 수용액을 첨가하여 일정시간 혼합한 후, 상기 시험의 슬럼프치의 결과를 표 1에 나타내었고, 블리딩율의 결과를 표 2에 나타내었다. 표 1 및 표 2에서 농도는 수용성 고분자계 조성물 수용액의 농도로서 분말 상태의 수용성 고분자계 조성물이 수용성 고분자계 조성물 수용액에 함유된 양을 나타내는 것이고, 첨가율은 수용성 고분자계 조성물 수용액의 첨가율을 의미한다. 표 1 및 표 2에서, 예컨대 실험예 1은 굴착토가 암편 40 부피％, 석영 40 부피％ 및 점토 20 부피％로 함유되어 있고 물이 20 부피％ 함유된 것임을 나타내고, 이러한 실험예 1의 굴착토에 수용성 고분자계 조성물 수용액을 45 부피％ 첨가한다는 것을 의미한다.
| 실험예 | 암편(%) | 석영(%) | 점토(%) | 함수비(%) | 농도(%) | 첨가율(%) | 슬럼프치 (㎝) |
| 1 | 40 | 40 | 20 | 20 | 0.2 | 45 | 12 |
| 2 | 42.5 | 42.5 | 15 | 15 | 0.4 | 35 | 13 |
| 3 | 45 | 45 | 10 | 10 | 0.8 | 30 | 18 |
| 4 | 46 | 46 | 8 | 8 | 1.0 | 28 | 16.5 |
| 5 | 47.5 | 47.5 | 5 | 8 | 1.2 | 28 | 17 |
| 6 | 48.5 | 48.5 | 3 | 10 | 1.5 | 28 | 17.5 |
| 실험예 | 암편(%) | 석영(%) | 점토(%) | 함수비(%) | 농도(%) | 첨가율(%) | 블리딩율 (%) |
| 1 | 40 | 40 | 20 | 20 | 0.2 | 45 | 0 |
| 2 | 42.5 | 42.5 | 15 | 15 | 0.4 | 35 | 0.5 |
| 3 | 45 | 45 | 10 | 10 | 0.8 | 30 | 1.0 |
| 4 | 46 | 46 | 8 | 8 | 1.0 | 28 | 1.2 |
| 5 | 47.5 | 47.5 | 5 | 8 | 1.2 | 28 | 1.5 |
| 6 | 48.5 | 48.5 | 3 | 10 | 1.5 | 28 | 2.5 |
표 1 및 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 고분자계 조성물이 혼합된 굴착토는 슬럼프치 및 블리딩율이 모두 양호하게 나타났음을 알 수 있다.
메커니컬 쉴드기는 지하수의 압을 쉴드기 자체로 받기 때문에 굴착 토사와 물의 분리성이 높다. 이 때문에 종래의 벤톤나이트와 같은 점토계 광물만을 첨가재로 사용하는 경우에는 지하수로 인한 분리를 막을 수가 없다.
펌프 압송 배출방식을 사용한 펌프압송식 쉴드 공법에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 고분자계 조성물의 수용액을 지층에서 굴착한 토사와 혼합하는 것으로 상기 굴착 토사, 수용성 고분자계 조성물 및 물과의 불분리성, 적당한 소성 유동성, 차수성을 가지게 되어 굴착토는 스크류 콘베이어에서 부드럽게 이송되어지고 압송관 내에서 폐색(閉塞)없이 지상으로 배출이 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 고분자계 조성물의 수용액은 지하수에 잘 희석되지 않아 토사와 물의 불분리성, 적당한 소성 유동성을 유지한다. 본 발명의 수용성 고분자계 조성물의 농도 및 주입율을 변동함으로서 버력 광차에 의한 배출방식에도 충분한 효과를 발휘한다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
Claims (14)
- 쉴드 공법에서 굴착된 토사의 이송을 위해 토사에 첨가하여 토사의 유동성을 조절하는 수용성 고분자계 조성물에 있어서,분자량이 적어도 100만이고 음이온화도가 5∼50몰％인 폴리아크릴아미드 공중합체;분자량이 적어도 5만이고 에테르화도가 0.3∼3.0인 셀룰로오스 유도체;α-L-굴론산(gulonic acid)과 β-D-만누론산(mannuronic acid)이 피라노스형(pyranose type)으로 1,4-글리코시드(glycoside) 결합된 제1 수용성 천연 다당류; 및나트륨(Na)형 또는 칼슘(Ca)형의 몬모릴로나이트(montmorillonite)를 함유하는 점토계 광물을 포함하며,상기 수용성 고분자계 조성물의 전체 중량에 대하여, 상기 폴리아크릴아미드 공중합체는 0.01∼50 중량％, 상기 셀룰로오스 유도체는 0.01∼50 중량％, 상기 제1 수용성 천연 다당류는 0.01∼50 중량％, 상기 점토계 광물은 10∼99.7 중량％를 함유하고,상기 수용성 고분자계 조성물은, 조제로서,트리폴리 인산소다(sodium tripolyphosphate), 인산칼슘(calcium phosphate), 인산나트륨(sodium phosphate) 및 헥사메타인산나트륨(sodium hexametaphosphate) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 인산염류;메타규산소다 및 무수규산소다 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 규산염류; 및중탄산소다, 중탄산칼륨 및 탄산칼슘 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 무기염류;중에서 선택된 적어도 어느 하나를 더 포함하되 수용성 고분자계 조성물의 전체 중량에 대하여 0.01∼50 중량％ 함유하는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자계 조성물.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 조제는,글루코만난(gluoco mannan), 크탄산검, 알루긴산나트륨(sodium alginate), 구아검(guar gum) 및 풀루란(pullulan) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 수용성 천연 다당류; 및폴리아크릴아미드(polyacrylamide) 공중합체, 폴리아크릴산소다(sodium polyacrylate) 공중합체, 폴리아크릴산소다 및 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethyl cellulose) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 폴리카본산염류;중에서 선택된 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자계 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 수용성 고분자계 조성물은 물을 더 포함하는 수용액이며,상기 수용액의 1㎥에 대하여, 상기 폴리아크릴아미드 공중합체는 0.01∼2 중량％, 상기 셀룰로오스 유도체는 0.01∼2 중량％, 상기 제1 수용성 천연 다당류는 0.01∼2 중량％, 상기 점토계 광물은 0.01∼20 중량％ 함유되며,상기 조제로서, 상기 인산염류, 상기 제1 규산염류 및 상기 무기염류 중에서 선택된 적어도 어느 하나는 상기 수용액 1㎥에 대하여 0.01∼5 중량％ 함유되는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자계 조성물.
- 제4항에 있어서, 상기 조제는,글루코만난(gluoco mannan), 크탄산검, 알루긴산나트륨(sodium alginate), 구아검(guar gum) 및 풀루란(pullulan) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 수용성 천연 다당류; 및폴리아크릴아미드(polyacrylamide) 공중합체, 폴리아크릴산소다(sodium polyacrylate) 공중합체, 폴리아크릴산소다 및 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethyl cellulose) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 폴리카본산염류;중에서 선택된 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자계 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 수용성 고분자계 조성물은 이산화규소(SiO2)를 10∼40 중량% 함유하는 제2 규산염류와 물을 더 포함하는 수용액이며, 상기 제2 규산염류는 제2 규산염류 및 물을 포함하는 수용성 고분자계 조성물 전체의 상기 수용액 1㎥에 대하여 0.01∼5 중량％ 함유된 것을 특징으로 하는 수용성 고분자계 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 수용성 고분자계 조성물은 비중이 2.0∼2.5 범위이고, pH는 6.8∼7.8 범위인 것을 특징으로 하는 수용성 고분자계 조성물.
- 쉴드 공법에서 굴착된 토사의 이송을 위해 토사에 첨가하여 토사의 유동성을 조절하는 수용성 고분자계 조성물의 제조방법에 있어서,분자량이 적어도 100만이고 음이온화도가 5∼50몰％인 폴리아크릴아미드 공중합체와, 분자량이 적어도 5만이고 에테르화도가 0.3∼3.0인 셀룰로오스 유도체와, α-L-굴론산(gulonic acid)과 β-D-만누론산(mannuronic acid)이 피라노스형(pyranose type)으로 1,4-글리코시드(glycoside) 결합된 제1 수용성 천연 다당류와, 나트륨(Na)형 또는 칼슘(Ca)형의 몬모릴로나이트(montmorillonite)를 함유하는 점토계 광물을 회전식 믹서에 투입하는 단계; 및상기 회전식 믹서의 회전 날개를 회전시켜 투입된 원료를 일정 시간 혼합하는 단계를 포함하며,상기 수용성 고분자계 조성물의 전체 중량에 대하여, 상기 폴리아크릴아미드 공중합체는 0.01∼50 중량％, 상기 셀룰로오스 유도체는 0.01∼50 중량％, 상기 제1 수용성 천연 다당류는 0.01∼50 중량％, 상기 점토계 광물은 10∼99.7 중량％가 되도록 상기 회전식 믹서에 투입하고,조제로서,트리폴리 인산소다(sodium tripolyphosphate), 인산칼슘(calcium phosphate), 인산나트륨(sodium phosphate) 및 헥사메타인산나트륨(sodium hexametaphosphate) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 인산염류;메타규산소다 및 무수규산소다 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 규산염류; 및중탄산소다, 중탄산칼륨 및 탄산칼슘 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 무기염류;중에서 선택된 적어도 어느 하나를 상기 회전식 믹서에 투입하는 단계를 더 포함하되 수용성 고분자계 조성물의 전체 중량에 대하여 0.01∼50 중량％ 함유되도록 투입하는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자계 조성물의 제조방법.
- 삭제
- 제8항에 있어서, 상기 조제는,글루코만난(gluoco mannan), 크탄산검, 알루긴산나트륨(sodium alginate), 구아검(guar gum) 및 풀루란(pullulan) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 수용성 천연 다당류; 및폴리아크릴아미드(polyacrylamide) 공중합체, 폴리아크릴산소다(sodium polyacrylate) 공중합체, 폴리아크릴산소다 및 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethyl cellulose) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 폴리카본산염류;중에서 선택된 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자계 조성물의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 물을 첨가하고 교반하여 수용액을 형성하는 단계를 더 포함하며,상기 수용액 1㎥에 대하여, 상기 폴리아크릴아미드 공중합체는 0.01∼2 중량％, 상기 셀룰로오스 유도체는 0.01∼2 중량％, 상기 제1 수용성 천연 다당류는 0.01∼2 중량％, 상기 점토계 광물은 0.01∼20 중량％ 함유되도록 하며,조제로서, 상기 인산염류, 상기 제1 규산염류 및 상기 무기염류 중에서 선택된 적어도 어느 하나는 상기 수용액 1㎥에 대하여 0.01∼5 중량％ 함유되도록 하는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자계 조성물의 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기 조제는,글루코만난(gluoco mannan), 크탄산검, 알루긴산나트륨(sodium alginate), 구아검(guar gum) 및 풀루란(pullulan) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 수용성 천연 다당류; 및폴리아크릴아미드(polyacrylamide) 공중합체, 폴리아크릴산소다(sodium polyacrylate) 공중합체, 폴리아크릴산소다 및 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethyl cellulose) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 폴리카본산염류;중에서 선택된 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자계 조성물의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 이산화규소(SiO2)를 10∼40 중량% 함유하는 무기 광물과, 탄산칼슘, 탄산나트륨 및 탄산칼륨 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 무기염류를 혼합하여 용융로에서 용융시키는 단계;컬릿(cullet) 형상의 용융물을 오토클레이브(autoclave)에서 수열 처리(hydrothermal treatment)하는 단계;수열 처리된 결과물을 필터 프레스를 통과시켜 압력 여과하여 이산화규소(SiO2)를 10∼40 중량% 함유하는 제2 규산염류를 얻는 단계;상기 회전식 믹서에 의해 혼합된 수용성 고분자계 조성물에 이산화규소(SiO2)를 10∼40 중량% 함유하는 제2 규산염류와 물을 첨가하고 교반하여 수용액을 형성하는 단계를 더 포함하며,상기 제2 규산염류는 제2 규산염류 및 물을 포함하는 수용성 고분자계 조성물 전체의 상기 수용액 1㎥에 대하여 0.01∼5 중량％ 함유되도록 첨가하는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자계 조성물의 제조방법.
- 메커니컬 쉴드기를 이용하여 지층을 굴착하고, 굴착된 토사에 제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 하나의 항의 수용성 고분자계 조성물을 교반 혼련(kneading)하여 토사의 유동성을 조절하며, 토사와 상기 수용성 고분자계 조성물이 혼합된 이토(泥土)를 압송 펌프에 의한 압력으로 압송관을 통해 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자계 조성물을 이용한 펌프압송식 쉴드 공법.
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| KR20090090901A (ko) | 2009-08-26 |
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