KR100984778B1 - 고강도 슬래그 모르타르 주입재 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 고강도 슬래그 모르타르 주입재는 실리케이트 또는 칼슘알루미노실리케이트 성분이 90중량%이상 함유된 용융 수재 슬래그를 블레인 분말도 4,000~6,000cm2/g로 미분쇄한 슬래그 미분말 30~60중량부와, 포틀랜드 시멘트 40~70중량부를 혼합하여 제조된 슬래그 시멘트 100중량부를 결합재로 하여, 120~180중량부의 잔골재, 40~60중량부의 물이 배합되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 결합재는 상기 슬래그 시멘트 100중량부에 대해 알칼리염 혼화재 5-15중량부를 추가로 포함하는 데, 상기 알칼리염 혼화재는 60~75중량% CaO, 20~30중량% Al2(SO4)3, Na2O와 SiO2가 약 1:1 몰 비율인 무수 규산염 5~10중량%을 혼합, 미분쇄하여 블레인 분말도가 5,000~7,000cm2/g으로 분말화한 알칼리염 혼화재이다.

Description

고강도 슬래그 모르타르 주입재{Slag Mortar Paste and high alkali salt contained in it}
본 발명은 고강도 슬래그 모르타르 주입재 및 이에 혼합되는 알칼리염 혼화재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연약지반의 지반 강화를 위하여 지중 원통형의 공간부에 주입되어 양생시킴으로써 지중 강화 구조물을 시공하는 데 사용되는, 알칼리 자극 기법을 이용한 고강도 슬래그 모르타르 주입재 및, 상기 모르타르 주입재에 혼합되어 슬래그 모르타르 주입재의 강도를 강화시키는 알칼리염 혼화재에 관한 것이다.
일반적으로 연약지반 보강을 목적으로, 도 1과 같이 (a)단부에 비트가 장착된 굴착 헤드로 지중을 굴착하여 천공을 형성하고, (b)고압수로 분사하여 천공의 직경을 확장시킴으로써 원통형의 공간부를 형성한 다음, (c),(d)공간부에 모르타르를 주입·양생시켜 지중 강화 구조물을 시공하게 된다. 일정 시공간격을 두어 상부 구조물의 지지 파일 기초용이나 일련으로 시공하여 지중 연속벽체를 형성시켜 굴착을 위한 토류벽체 및 차수보강벽체용으로 사용하게 된다.
상기와 같은 안점으로 본 출원인이 선등록한 특허 제10-0831705의 ‘절삭 및 토사의 분리배출과 모르타르 주입이 연속적으로 이루어지는 지반 개량공법’과 상기 공법의 시공을 위한 장치로 특허 제10-0822829의 ‘수압으로 작동되는 굴착 및 지반개량 장치’가 개시되어 있다.
그러나, 상기 발명들은 지중에 모르타르 구조체의 효율적인 시공을 위한 작업방법 및 장치를 안출한 것일뿐, 건축용 조인트재나 콘크리트 마감재 등의 통상의 모르타르 조성물을 사용한 고결물체이기 때문에 지중 상부 구조물의 지지 파일 기초용시 요구되는 고압축강도, 고휨강도, 고내구성에 충족을 못하는 문제점이 있었다.
일반적으로 콘크리트는 시멘트를 결합재로 한 시멘트, 물, 잔골재, 굵은골재 및 필요에 따라서 혼화재를 혼합하여 만든 것으로, 여기에 굵은골재를 사용하지 않은 것이 모르타르인데, 현재 건설공사의 규모가 대형화이고, 건축구조물 또한 초고층화됨에 따라 모르타르의 고강도, 고내구성이 절실히 요구되고 있는 실정이기 때문에 결합재인 시멘트의 강도를 높이고, 워커빌리티(workability)가 가능한 범위 내에서 W/C비(물/시멘트)가 최대한 낮은 조성비를 갖추는 것이 현 기술의 관건이다.
따라서, 보통 포틀랜드 시멘트 사용보다는 플라이애시(fly-ash), 포졸란(pozzolan), 알루미나(allumina), 고로슬래그(blast-furnace slag)등을 주성분으로 한 혼합시멘트를 국내외로 연구개발하여 다수 사용하고 있는데, 그 중 대표적인 것이 보통 포틀랜드 시멘트에 슬래그 미분말을 혼합한 슬래그 시멘트이다.
최근, 국내에서는 90년대 중후반 이후부터 산업부산물의 재활용에 대한 본격적인 방안으로 고로에서 선철을 제조할 때 발생되는 슬래그를 급냉시킨 후 미분말로 분쇄하고, 시멘트에 혼합하여 사용함으로써 시멘트 생산시 석회석과 같은 광물자원의 채취를 줄이면서 산업부산물의 매립에 따른 환경 및 경제적 부담을 감소시킬 수 있었는데, 나아가서는 슬래그 미분말을 혼합한 시멘트를 사용한 콘크리트 및 모르타르가 포틀랜드 시멘트의 수화반응에서 생기는 Ca(OH)2를 감소시킴으로써 내해수성, 내화학성이 향상되고, 낮은 수화열에 의한 크랙 발생량이 적어 수밀성 등 성능개선의 효과를 볼 수 있는 것으로 밝혀졌다.
그러나, 상기와 같은 종래의 슬래그 미분말은 제조시 통상적으로 용융슬래그를 수중 또는 공기중에서 급냉시키기 때문에 유리질의 가벼운 다공질의 입상으로 되고, 잠재수경성을 가져 수화반응이 초기에 일어나지 않는다. 따라서 고로슬래그 시멘트는 포틀랜드 시멘트에 비해 조기강도가 낮으며, 슬래그 미분말의 혼합량이 증가할수록 이러한 현상은 더 나타나게 된다.
그러므로, 고로슬래그 시멘트 제조시 슬래그 미분말의 혼합량에 제한을 둘 뿐만 아니라 현장 타설시에는 포틀랜드 시멘트에 비해 거푸집 등의 존치기간을 연장해야 되는 상황이 발생되기 때문에 고로슬래그 시멘트는 댐, 하천, 항만공사시 외에는 사용이 현재에도 한정 되어 있는 실정이다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지중 원통형의 공간부에 모르타르를 주입·양생시켜 지중강화 구조물을 시공하는데 있어, 조인트재나 마감용 등의 통상적으로 사용하는 종래의 모르타르가 아닌 고압축강도, 고휨강도, 고내구성의 모르타르 주입재를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명에서는 모르타르 주입재 제조시 결합재에 슬래그 미분말을 혼합함으로써 장기 고강도, 지중 유해물질로부터의 화학적 저항성의 효율적인 성능은 유지하되, 슬래그의 잠재수경성에 의한 조기강도가 낮은 문제점을 극복할 뿐만 아니라, 나아가 포틀랜드 시멘트를 사용한 모르타르 주입재보다 조기 고강도를 가능케 하여 양생시간 단축에 의한 공기 및 비용을 절감시키고, 지지파일 기초용시 상부 구조물의 안정성을 확보하는데 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명은 지중 공간부 형상에 모르타르가 주입,시공되기 때문에 종래보다 낮은 W/C비에서도 모르타르 유동성능을 향상시킴으로써 작업성이 우수하고, 장기적으로 고내구성의 모르타르 구조체를 확보하는데 그 목적이 있다.
본 발명에서는 연약지반 보강을 위한 지중 원통형의 공간부에 모르타르를 주입·양생시켜 지중강화 구조물을 시공하는데 있어, 상기 상술한 목적을 전체적으로 달성할 수 있도록 모르타르 주입재 제조시 사용되는 조성물과 각각의 조성비를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 고강도 슬래그 모르타르 주입재는 실리케이트 또는 칼슘알루미노실리케이트 성분이 90중량%이상 함유된 용융 수재 슬래그를 블레인 분말도 4,000~6,000cm2/g로 미분쇄한 슬래그 미분말 30~60중량부와, 포틀랜드 시멘트 40~70중량부를 혼합하여 제조된 슬래그 시멘트 100중량부를 결합재로 하여, 120~180중량부의 잔골재, 40~60중량부의 물이 배합되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 결합재는 상기 슬래그 시멘트 100중량부에 대해 알칼리염 혼화재 5-15중량부를 추가로 포함하는 데, 상기 알칼리염 혼화재는 60~75중량% CaO, 20~30중량% Al2(SO4)3, Na2O와 SiO2가 약 1:1 몰 비율인 무수 규산염 5~10중량% 혼합 미분쇄하여 블레인 분말도가 5,000~7,000cm2/g으로 분말화한 알칼리염 혼화재이다.
바람직하게는, 상기 결합재 100중량부에 대해 0.1 ~ 5중량부의 유동화재가 배합되되, 상기 유동화재는 폴리 알킬아릴 설폰산염계 또는 멜라민 포르말린 수지 설폰산염계열의 분말이며, 보다 바람직하게는 상기 유동화재는 나프탈렌 분말인 것을 특징으로 한다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 고강도 슬래그 모르타르 주입재는 결합재에 슬래그 미분말을 혼합함으로써 장기 고강도, 지중 유해물질로부터의 화학적 저항성의 효율적인 성능은 유지할 수 있으며, 슬래그의 잠재수경성에 의한 조기강도가 낮은 문제점을 극복하고, 포틀랜드 시멘트를 사용한 모르타르 주입재보다 조기 고강도를 가능케 하여 양생시간 단축에 의한 공기 및 비용을 절감시키고, 지지파일 기초용시 상부 구조물의 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 유동화재로 나프탈렌 분말을 첨가함으로써, 종래보다 낮은 W/C비에서도 모르타르 유동성능을 향상시킴으로써 작업성이 우수하고, 장기적으로 고내구성의 모르타르 구조체를 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 지중 원통형의 공간부에 고강도 슬래그 모르타르 주입재를 주입·양생시킴으로써 지중 강화 구조물을 시공하기 위한 실시 과정을 순차적으로 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 모르타르 주입재에 대해 슬럼프치(cm)를 측정한 사진.
본 발명의 고강도 슬래그 모르타르 주입재는 단부에 비트가 장착된 굴착 헤드로 지중을 굴착하여 천공을 형성하고, 고압수로 분사하여 천공의 직경을 확장시킴으로써 원통형의 공간부를 형성한 다음, 상기 공간부에 모르타르를 주입·양생시켜 지중 강화 구조물을 시공하는 데 사용된다
본 발명에서는 모르타르 주입재 제조시 사용되는 결합재로 블레인 분말도가 4,000~6,000cm2/g인 슬래그 미분말을 제조하고, 여기에 포틀랜드 시멘트를 혼합하여, 최종 블레인 분말도가 3,000~4,000cm2/g인 슬래그 시멘트(결합재)를 조성한다. 슬래그 시멘트를 조성한 후, 슬래그 시멘트(결합재) 100중량부에 대해 120~180중량부의 잔골재, 및 40~60중량부의 물을 배합하여 고강도 슬래그 모르타르 주입재를 완성하게 된다.
슬래그 미분말은 실리케이트 또는 칼슘알루미노실리케이트 성분이 90중량%이상 함유된 용융 수재 슬래그를 볼 밀(ball mill)과 같은 장치로 미분쇄하여, 블레인 분말도가 4,000~6,000cm2/g 인 슬래그 미분말을 제조한다. 분말도는 시멘트입자의 고운 정도를 나타내는 것으로, 시멘트 입자가 미세할 수록 즉, 고분말(마이크로시멘트의 경우 6,000cm2/g 이상)일수록 물과 접촉하는 표면적이 커지기 때문에 수화반응이 빨라지고, 조기강도가 높다. 그러나, 고분말의 물과 접촉하는 표면적이 커지고, 이에 수화반응시 발생되는 수화열이 더 증가됨에 따라 모르타르 유동성이 저하되는 단점 또한 발생할 수 있다. 따라서, 슬래그 미분말의 분말도는 4,000 ~ 6,000cm2/g 이 바람직하며, 이에 따라, 여기에 포틀랜드 시멘트를 혼합한 최종적인 슬레그 시멘트의 분말도는 3,000~4,000cm2/g가 바람직하다.
슬래그 미분말과 포틀랜드 시멘트의 배합비율은 슬래그 미분말 30~60중량부에 대해서 포틀랜드 시멘트 40~70중량부를 혼합하여 제조된다.
슬래그 미분말과 포틀랜드 시멘트가 혼합된 결합재는 결합재로 포틀랜드 시멘트를 사용한 모르타르 주입재에 비해 장기적으로도 고강도의 성능을 발휘할 뿐만 아니라, 특히 슬래그미분말의 혼입으로 유리석회 및 C3A의 수화물이 적어지기 때문에 해수 및 공장폐수·하수 등에 대한 내화학적 저항성이 커지게 되어 지중에서도 유해물질로부터의 안정성이 높아지므로 모르타르 주입재 고결체의 내구성능이 훨씬 커지게 된다.
본 발명에서는 슬래그시멘트의 분말도를 4,000cm2/g 이하로 한정하였는데, 이것은 물과의 접촉하는 표면적을 줄임으로써 모르타르 주입재의 유동성을 확보하여 지중 공간부상에 고르게 주입시공이 될 수 있다.
그러나, 상기 슬래그 시멘트는 물과 접한 직후 슬래그 미분말에서 Ca2-가 용출되고, 표면에 투과성이 나쁜 부정형의 ASH6의 피막이 형성되어 슬래 그미분말 입자 속으로 물의 침투 및 슬래그 미분말 입자로부터의 이온의 용출이 억제되기 때문에 수화반응이 잘 진행되지 않는다.
따라서, 본 발명에서는 상기 슬래그 시멘트에 알칼리염 혼화재가 추가로 첨가된다. 바람직하게는 슬래그 시멘트 100량부에 대해 알칼리염 혼화재 5-15중량부가 첨가된다.
알칼리염 혼화재는 60~75중량% CaO, 20~30중량% Al2(SO4)3, 5~10중량%인 Na2O와 SiO2가 약 1:1 몰 비율인 무수 규산염이 혼합된 블레인 분말도가 5,000~7,000cm2/g인 알칼리염 혼화재를 제조하여 상기 혼화재에 의한 슬래그미분말의 피막을 파괴시킴으로써 초기 강도를 증가시키게 된다.
이것은, 상기 알칼리염 혼화재에서 용출된 OH-가 슬래그 미분말 입자에 흡착되면 유리구조인 피막이 파괴되고, 시멘트 성분과 비슷한 SiO2·Al2O3·CaO·MgO의 성분이 용출되어 슬래그 시멘트의 수화반응이 촉진되게 되는 것이다.
즉, 슬래그미분말 입자의 유리질을 구성하고 있는 불규칙한 -O-Si-O-Al-O-의 3차원 그물구조의 쇄상결합이 pH12 이상의 알칼리염 혼화재에 의해 절단되고, 그물구조 속에 있는 Al2O3·CaO·MgO등이 쉽게 용출할 수 있어 반응이 시작되며, 또한, 반응이 시작되면 시멘트 매트릭스는 슬래그미분말에서 용출되는 알칼리성분에 의해 높은 pH상태가 유지되는데, 이후 반응은 슬래그미분말에 함유되어 있는 Ca2+와 SiO2가 용출하여 지속적인 수화반응을 하며 C-S-H계의 수화물을 형성하게 되는 것이다.
결국, 본 발명에서는 결합재인 슬래그 시멘트에 슬래그미분말을 40중량%이상 다량으로 혼합하더라도 알칼리염 혼화재 첨가를 통해 슬래그미분말의 잠재수경성을 자극하여 초기 수화반응을 촉진 시킴과 동시에 지속적인 수화반응을 유지시킴으로써 초기 고강도 및 장기적으로도 기존의 고강도를 유지할 수 있는 것이다.
상기 상술한 바와 같이, 본 발명에서는 연약지반 보강을 위한 지중 원통형의 공간부에 모르타르를 주입·양생시켜 모르타르 지중강화 구조물을 시공하는데 있어, 고강도, 고내구성의 모르타르 주입재 고결체를 조성하기 위하여 결합재인 시멘트의 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
그러나, 모르타르 주입재의 강도는 시멘트의 성능을 완벽히 보완하였다 하더라도 W/C비(물/시멘트비, 중량비%)가 높으면 고강도를 실현할 수 없다. 특히, 본 발명의 모르타르 주입재 조성물은 지중 공간부상에 인력이 아닌 이송압을 통한 기기장치에 의해 주입시공 되기 때문에, 50중량% 이하 매우 낮은 W/C비에서도 모르타르 주입재의 유동성을 확보할 수 있어야 한다.
본 발명의 모르타르 주입재는 바람직하게는 강도가 떨어지지 않는 범위내 본 발명 결합재 100중량부에 대해서 0.1 ~ 5중량부의 유동화재가 배합된다. 즉, 고강도 콘크리트용 유동화제인 폴리 알킬아릴 설폰산염계 또는 멜라민 포르말린 수지 설폰산염계열의 분말을 모르타르에 첨가함으로써, 동일한 W/C비에서 모르타르 주입재의 유동성이 증가되는 효과를 얻게 된다. 보다 바람직하게는 상기 유동화재는 실질적으로 나프탈렌 분말을 첨가하게 된다.
이하, 본 발명에 의한 모르타르 주입재의 효과를 상세히 알아볼 수 있도록 실험에 관한 실시예에 대하여 설명한다. 단 아래 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 아래 실시예에 한정되는 것은 아니다.
알 칼리염 혼화재 제조
6kg CaO[생석회]분말, 3kg Al2(SO4)3[황산알루미늄]분말, 1kg인 Na2O[산화나트륨], SiO2[이산화규소]가 약 1:1 몰 비율인 무수 규산염[메타규산나트륨] 분말을 서로 혼합한 후, 볼 밀(ball mill)로 미분쇄함으로써 블레인 분말도 5,000~7,000cm2/g로 알칼리염 혼화재를 제조하였다.
〈실시예 1〉
본 발명의 모르타르 주입재로, 슬래그미분말, 포틀랜드 시멘트를 각각 40kg중량, 60kg중량씩 혼합하여 100kg중량의 슬래그 시멘트를 제조한 후 여기에, 상기에서 제조된 알칼리염 혼화재 10kg중량을 혼합하여 결합재로 110kg중량을 사용하였다. 잔골재와 물은 각각 160kg중량, 45kg중량으로 결합재와 혼합하여 배합하고, 나프탈렌 분말을 결합재의 0.5중량%인 550g중량을 첨가하여 모르타르 주입재를 제조하였다.
〈실시예 2〉
본 발명의 모르타르 주입재로, 슬래그미분말, 포틀랜드 시멘트를 각각 40kg중량, 60kg중량씩 혼합하여 100kg중량의 슬래그 시멘트를 제조하여 결합재로 사용였다. 잔골재와 물은 각각 160kg중량, 45kg중량으로 결합재와 혼합하여 배합하고, 나프탈렌 분말을 결합재의 0.5중량%인 500g중량을 첨가하여 모르타르 주입재를 제조하였다.
〈실시예 3〉
본 발명의 모르타르 주입재로, 슬래그미분말, 포틀랜드 시멘트를 각각 40kg중량, 60kg중량씩 혼합하여 100kg중량의 슬래그 시멘트를 제조한 후 여기에, 알칼리염 혼화재 10kg중량을 혼합하여 결합재로 110kg중량을 사용한다. 잔골재와 물은 각각 160kg중량, 45kg중량으로 결합재와 혼합하여 배합한 후 모르타르 주입재를 제조하였다.
〈비교예 1〉
포틀랜드 시멘트 110kg중량을 결합재로 사용하고, 잔골재와 물은 각각 160kg중량, 45kg중량으로 혼합하여 배합한 후 모르타르 주입재를 제조하였다.
〈비교예 2〉
포틀랜드 시멘트 110kg중량을 결합재로 사용하고, 잔골재와 물은 각각 160kg중량, 45kg중량으로 혼합하여 배합하고, 한 후 고성능 AE감수제를 결합재의 0.5중량%인 500g중량을 첨가하여 모르타르 주입재를 제조하였다.
〈시험예 1〉압축강도 시험
본 발명인 상기 실시예 1 내지 3, 비교예인 1 내지 2에서 제조한 각 공시체를 대상으로 KS L 5105(시멘트 모르타르의 압축강도 시험방법)에 의한 압축강도 시험을 수행하고, 그 결과를 비교분석 하였다.
각각의 공시체 제작은 50.8mm 입방체 몰드에 3층으로 나누어 다진 후 성형 하였고, 성형 후 1일 동안은 공기중에 나머지는 수중에 넣어 1일, 3일, 7일, 28일동안 양생시켰으며, 각 재령마다 공시체에 대하여 압축강도를 측정하였다.
시험결과는 하기의 표 1과 같다.
압축강도 측정
강도 : 재령일 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
압축강도
(kgf/cm2)
 1 일 54.9 24.7 53.1 38.4 42.6
3 일 281.0 210.5 282.5 232.3 264.4
7 일 445.8 411.2 442.1 286.6 402.5
28일 579.9 559.8 576.4 488.9 498.3
상기 표 1의 압축강도를 참조하여 그 결과를 설명하기로 한다. 먼저, 재령 1일 압축강도 값을 비교하여 보면, 실시예 1의 압축강도 값이 54.9kgf/cm2으로 실시예 2(24.7kgf/cm2), 비교예 1 내지 2(38.4~42.6kgf/cm2)보다 월등히 높은 수치임을 확인 할 수 있었다. 이것은, 본 발명인 결합재 제조시 알칼리염 혼화재에 의한 슬래그 시멘트의 초기 수화반응을 자극시켜, 초기 고강도가 발현되는 것으로 알칼염 혼화재가 혼합되지 않은 실시예 2와 비교할 시 확연히 차이나는 효과를 확인 할 수가 있다. 또한, 포틀랜드 시멘트를 사용한 비교예 1 내지 2보다도 16.5~12.3kgf/cm2 더 큰 초기 고강도 효과를 확인 할 수 있었다.
또한, 실시예 3(53.1kgf/cm2)과는 강도 값이 1.8kgf/cm2 차이로 별로 큰 차이가 없는 것을 확인할 수 있었는데, 이것은 모르타르 주입재 제조시 유동화제인 나프탈렌을 결합재 0.5중량% 첨가하면 강도값의 큰 저하없이 모르타르의 작업 유동성을 증가시키는 효과를 나타내는 것이다.
재령 28일 압축강도 값을 비교하여 보면, 실시예 1 내지 3의 압축강도 값이 579.9~576.4kgf/cm2으로, 비교예 1 내지 2(480.9~498.3kgf/cm2)에 비해 월등히 높은 수치임을 확인 할 수 있었다. 이것은 본 발명인 슬래그미분말 혼합에 의한 결합재의 장기 고강도 효과를 나타내는 것이다.
〈시험예 2〉휨강도 시험
본 발명인 상기 실시예 1 내지 3, 비교예인 1 내지 2에서 제조한 각 공시체를 대상으로 KS F 2407, 2408(콘크리트의 휨강도 시험방법)에 의한 휨강도 시험을 수행하고, 그 결과를 비교분석 하였다.
각각의 공시체 제작은 6×6×24cm의 몰드에 3층으로 나누어 다진 후 성형 하였고, 양생은 압축강도 시험과 동일하게 1일은 공기중에 이후는 수중에 넣어 28일까지 양생하고, 휨강도를 측정하였다.
시험결과는 표 2와 같다.
휨강도 측정
강도 : 재령일 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
휨강도
(kgf/cm2)
28일
118.4
111.9
114.3
92.4
101.7
상기 표 2를 참조하여 휨강도 값을 비교하여 보면, 실시예 1 내지 3의 휨강도 값이 118.4~114.3kgf/cm2으로, 비교예 1 내지 2(92.4~101.7kgf/cm2)에 비해 월등히 높은 수치임을 확인 할 수 있었다. 이것 또한, 본 발명인 슬래그미분말 혼합에 의한 결합재의 장기 고강도 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다.
〈시험예 3〉길이변화 시험
본 발명인 상기 실시예 1 내지 3, 비교예인 1 내지 2에서 제조한 각 공시체를 대상으로 KS F 2424(모르타르 및 콘크리트의 길이변화 시험방법)에 의한 길이변화 시험을 수행하고, 그 결과를 비교분석 하였다.
각각의 공시체 제작은 휨강도 시험 공시체와 동일하게 성형하였고, 양생은 성형후 공기중에 28일까지 양생하여 건조수축량을 측정하였다.
시험결과는 표 3와 같다.
건조 수축성 측정
길이변화 : 재령일 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
건조수축
(×10-4)		 28일 1.2 2.1 1.5 4.4 3.6
상기 표 3을 참조하여 길이변화 시험값을 비교하여 보면, 실시예 1 내지 3의 건조수축량이 1.2~1.5로 비교예 1 내지 2(5.4~4.6)와 비교하여 50%이상 건조수축량이 저감된 것을 확인할 수 있었다. 이것은 본 발명인 모르타르가 포틀랜드 시멘트를 사용한 모르타르에 비해 고내구성인 효과를 나타냄을 알 수 있었다.
〈시험예 4〉슬럼프치 측정
유동화재로서 나프탈렌 분말을 사용한 실시예 1과, 나프탈렌 분말을 사용하지 않은 실시예 3에 대해서, 각각의 모르타르 주입재에 대해 슬럼프치(cm)를 측정하였다. 도 2는 모르타르 주입재에 대해 슬럼프치(cm)를 측정한 모습을 나타내는 사진으로, 동일 W/C비(45중량% 적용)를 적용 하였을 경우 나프탈렌 분말을 결합재의 0.5중량% 첨가한 것(실시예 1)이 무첨가 일때보다 강도값은 떨어지지 않으면서 3~7cm정도 슬럼프치(cm)가 증가하는 효과를 확인할 수 있었다.
전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.
또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
5: 천공 6: 지반
100: 굴착 헤드 200: 모르타르 배출부
300: 절삭 및 분리배출부 M:모르타르
WC: 절삭수 WS: 분리배출수

Claims (6)

  1. 고강도 슬래그 모르타르 주입재에 있어서,
    실리케이트 또는 칼슘알루미노실리케이트 성분이 90중량%이상 함유된 용융 수재 슬래그를 블레인 분말도 4,000~6,000cm2/g로 미분쇄한 슬래그 미분말 30~60중량부와, 포틀랜드 시멘트 40~70중량부를 혼합하여 제조된 슬래그 시멘트 100중량부를 결합재로 하여, 120~180중량부의 잔골재, 40~60중량부의 물이 배합되되,
    상기 결합재는 상기 슬래그 시멘트 100중량부에 대해 알칼리염 혼화재 5-15중량부를 포함하되, 상기 알칼리염 혼화재는 60~75중량% CaO, 20~30중량% Al2(SO4)3, Na2O와 SiO2가 1:1 몰 비율인 무수 규산염 5~10중량%을 혼합, 미분쇄하여 블레인 분말도가 5,000~7,000cm2/g으로 분말화한 알칼리염 혼화재인 것을 특징으로 하는 고강도 슬래그 모르타르 주입재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 결합재 100중량부에 대해 0.1 ~ 5중량부의 유동화재가 배합되되,
    상기 유동화재는 폴리 알킬아릴 설폰산염계 또는 멜라민 포르말린 수지 설폰산염계열의 분말인 것을 특징으로 하는 고강도 슬래그 모르타르 주입재.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 결합재 100중량부에 대해 0.1 ~ 5중량부의 유동화재가 배합되되,
    상기 유동화재는 나프탈렌 분말인 것을 특징으로 하는 고강도 슬래그 모르타르 주입재.
  6. 삭제
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