KR101035876B1

KR101035876B1 - 친환경 연약지반 개량용 고화제 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101035876B1
Application number: KR20100087677A
Authority: KR
Inventors: 박수영
Original assignee: 주식회사 이콘스
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2011-05-20

Abstract

본 발명은 친환경 연약지반 개량용 고화제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 연약지반 개량용 고화제에 있어서; 상기 고화제는 중량%로, 포틀랜트시멘트: 20~50%, 고로 슬래그: 10~30%, 무수석고: 5~20%, 생석회: 5~10%, 소석회: 5~10%, 유동화제: 1~3%를 기본성분으로 하고, 상기 기본성분에 메타카올린: 16~32%, 폴리에스터 폴리올: 2~5%, 비정질 칼슘알루미네이트: 5~10%, 이소시아네이트: 0.6~2.0%, 알루민산소다: 0.2~1.5%, 폴리퍼티: 0.2~0.5%를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 친환경 연약지반 개량용 고화제를 제공한다.
본 발명에 따르면, 유해물질의 용출량이 거의 없어 환경부고시에 부합되고, 토양오염이 없으며, 단시간에 고화가 촉진되어 공사기간을 단축할 수 있음과 아울러 압축강도는 향상되어 기존 대비 상대적으로 적은 양의 고화제를 사용하더라도 동등 이상의 효과를 얻을 수 있다.

Description

친환경 연약지반 개량용 고화제 및 그 제조방법{ENVIRONMENTAL FRIENDLY SOLIDIFICATION AGENT TO STRENGTHEN WEAK STRATUM AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 친환경 연약지반 개량용 고화제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유해물질 용출이 거의 없어 친환경적이고 시멘트 대비 적은 양의 고화재를 사용하여도 기존 대비 동등 이상의 강도 발현이 가능하여 저비용 고효율을 달성할 수 있도록 한 친환경 연약지반 개량용 고화제 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 해안습지나 하천, 호수, 항만 등의 간척 또는 준설매립지와 같은 습기를 가지고 있는 연약지반은 다양한 방법으로 탈수시켜 연약지반 전체를 견고하고 균일하게 응결, 경화시켜야만 건축물 축조시 침하를 방지하고, 지지력을 확보할 수 있다.

따라서, 연약지반을 급속히 개량할 수 있는 경제적인 시공법이 요구되며, 또한 연약지반 전부를 단시간에 균일하게 응결, 경화시킬 수 있는 고화제(SOLIDIFICATION AGENT)가 요구된다.

특히, 고화제의 경우에는 점성도 지반의 공극을 치밀하게 메우면서 짧은 시간내에 경화되고, 충분한 강도를 유지할 수 있어야 지반 공사를 신속하면서도 단단하게 시행할 수 있다.

이를 위해, 연약지반 처리대상 연약토 1m³ 당 50∼200kg의 시멘트와 시멘트 중량대비 10∼20%의 플라이애쉬와, 1∼3%의 리그닌 슬폰네이트를 혼합하여 연약지반 개선용 분말상 고화제의 제조방법이 개시된 바 있다.

또한, 다른 예로 보조드레인을 시공설치함으로서 형성되는 미흡탈수부의 중앙부에 생석회말뚝을 시공설치하여 연약지반내의 잔류과잉 간극수가 생석회말뚝과 수화반응을 일으켜 지중의 토중수를 급속하게 흡착함과 동시에 화학적 탈수 및 물리적 팽창력에 의하여 연약지반내의 잔류과잉 간극수까지 급속하게 탈수시키면서 연약지반을 균일하고 견고하게 응결, 경화시키는 방법이 개시된 바 있다.

그러나, 이들 방법은 고결공법으로 물과 시멘트(또는 생석회)를 혼합시킨 시멘트 페이스트를 원지반 내부에 투입하여 강제로 혼합(기계적 혼합 또는 고압분사) 고결시켜 지반강도를 증가시키는 방법으로 공사기간은 일반적인 압밀 탈수공법보다 짧으나, 매우 고가이고 강제 혼합시키는 과정에서 다량의 지중의 슬러리가 표면부로 배출되어 산업폐기물이 발생되므로 이를 처리하기 방법 또한 문제점으로 상존하게 된다.

또다른 예로, 다공성 세라믹이 혼합된 규산소다계를 주성분으로 하고 여기에 벤토나이트, 쿠마론 인덴 수지, 칼슘 설퍼 알루미네이트, 황산 나트륨, 황산 칼슘, 황산 알루미늄 및 나프탈렌 설퍼네이트 포름알데하이드 축합물을 첨가하여 유기물이나 고함수율로 인하여 고화가 어려운 연약지반, 해안습지, 항만 및 쓰레기 매립장의 지반을 강화시키거나 노상 강화 등에 사용되는 고성능 1성분계 다공성 세라믹이 혼합된 고화제 및 이를 제조하는 방법이 개시되어 있으며, 또한 포졸란 물질과 칼슘설포네이트계 화합물을 혼합하여 유동성이 우수하여 작업성이 좋고 압축강도는 향상시킬 수 있는 고화제가 개시되어 있고, 아울러 고로슬래그 시멘트와 무수석고, 생석화 및 폴리카르본산계 혼화제를 혼합하여 고화제 사용양을 줄이면서도 원하는 강도를 얻을 수 있는 고화제 조성물도 개시된 바 있다.

하지만, 이들 개시 기술들에서는 환경부고시로 규제하고 있는 크롬 6가와 구리, 비소, 납, 카드뮴 등의 유해물질들이 용출되기 때문에 환경오염의 우려가 높고, 경화시간 단축과 압축강도 측면에서 많은 기술적 발전을 이루기는 하였으나 여전히 사용양 대비 경화효율 및 압축강도 효율이 만족할만한 수준에 이르지는 못하였다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 한계점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 유해물질의 용출이 거의 없어 토양오염을 방지하면서 고로 슬래그와 같은 폐기물을 재활용할 수 있어 친환경적이며, 경화가 촉진되어 급결이 가능하되 압축강도가 높아 기존 대비 더 적은 양으로도 충분한 고화작용을 수행할 수 있도록 한 새로운 형태의 친환경 연약지반 개량용 고화제 및 그 제조방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 연약지반 개량용 고화제에 있어서; 상기 고화제는 중량%로, 포틀랜트시멘트: 20~50%, 고로 슬래그: 10~30%, 무수석고: 5~20%, 생석회: 5~10%, 소석회: 5~10%, 유동화제: 1~3%를 기본성분으로 하고, 상기 기본성분에 메타카올린: 16~32%, 폴리에스터 폴리올: 2~5%, 비정질 칼슘알루미네이트: 5~10%, 이소시아네이트: 0.6~2.0%, 알루민산소다: 0.2~1.5%, 폴리퍼티: 0.2~0.5%를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 친환경 연약지반 개량용 고화제를 제공한다.

이때, 상기 폴리퍼티는 이산화티탄이 포함된 광촉매퍼티(Light Cunning Putty)인 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 폴리퍼티는 우레탄바니쉬와 1:1의 중량비로 혼합되어 상기 폴리퍼티의 첨가량인 0.2~0.5중량%로 조성되는 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 본 발명은 연약지반 개량용 고화제 제조방법에 있어서; 포틀랜트시멘트: 20~50중량%, 고로 슬래그: 10~30중량%, 무수석고: 5~20중량%, 생석회: 5~10중량%, 소석회: 5~10중량%, 유동화제: 1~3중량%로 조성된 기본성분을 교반기에 투입한 다음 교반하는 1차 교반단계와; 상기 1차 교반된 혼합물에 메타카올린: 16~32중량%, 비정질 칼슘알루미네이트: 5~10중량%를 순서대로 투입한 후 70~120 rpm으로 저속 교반하는 2차 교반단계와; 상기 2차 교반된 혼합물에 폴리에스터 폴리올: 2~5중량%, 이소시아네이트: 0.6~2.0중량%를 투입한 다음 곧바로 알루민산소다: 0.2~1.5중량%, 폴리퍼티: 0.2~0.5중량%를 순차 투입한 후 최종 교반하는 3차 교반단계를 포함하며, 상기 1,2,3차 교반단계들은 연속적으로 처리되어 2~3분 내에 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 연약지반 개량용 고화제 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 유해물질의 용출량이 거의 없어 환경부고시에 부합되고, 토양오염이 없으며, 단시간에 고화가 촉진되어 공사기간을 단축할 수 있음과 아울러 압축강도는 향상되어 기존 대비 상대적으로 적은 양의 고화제를 사용하더라도 동등 이상의 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고화제 제조방법을 보인 플로우챠트이다.
도 2는 본 발명에 따른 고화제를 페이스트 상태에서 기존재와 비교한 압축강도 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 고화제를 해상점토에 적용하여 기존재와 비교한 압축강도 그래프이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 고화제는 지금까지 개시된 기존 고화제에 비해 속성 경화가 가능하고, 동시에 압축강도를 향상시키면서 자연광에 의한 경화 촉진기능까지 포함하며, 성분 조성을 통해 환경부 규제에 부합될 수 있도록 유해물질의 용출량이 거의 없어 친환경적인 것이 특징이다.

특히, 본 발명에 따른 고화제는 폐기 처분되던 고로 슬래그를 회수하여 재활용함으로써 자원 재활용 효과도 얻을 수 있다.

물론, 고로 슬래그를 고화제로 활용한 예는 이전 기술에서도 많이 등장하고 있지만, 단순히 고로 슬래그만을 혼합하는 것이 아니라, 이를 최대로 활용하면서 유해물질 용출을 거의 배제시키면서 유동성은 향상시키고 속성 경화가 가능하면서 충분한 압축강도를 가질 수 있도록 한 것을 기술적 요지로 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 고화제는 중량%로, 포틀랜트시멘트: 20~50%, 고로 슬래그: 10~30%, 무수석고: 5~20%, 생석회: 5~10%, 소석회: 5~10%, 유동화제: 1~3%를 기본성분으로 하고, 이 기본성분에 메타카올린: 16~32%, 폴리에스터 폴리올: 2~5%, 비정질 칼슘알루미네이트: 5~10%, 이소시아네이트: 0.6~2.0%, 알루민산소다: 0.2~1.5%, 폴리퍼티: 0.2~0.5%를 포함하여 구성된다.

이때, 기본성분인 포틀랜트시멘트, 고로 슬래그, 무수석고, 생석회, 소석회, 유동화제 등은 이미 많은 선행 기술들에 개시된 통상적인 성분으로서, 조성비만 약간 차이가 있을 뿐 고화제의 기본적인 성분이라 할 수 있다.

여기에서, 유동화제는 토양과 고화제의 혼합성 및 유동성을 증진하기 위한 것으로, 보통 리그닌계 화합물, 나프탈렌계 화합물, 멜라민계 화합물, 폴라카르본산계 화합물 등이 사용된다.

본 발명은 이들 기본성분 자체에 특징이 있는 것이 아니고, 이 기본성분에 특수한 몇가지 성분들을 더 포함시킴으로써 기본성분에 의해 얻어질 수 있는 특징들을 더욱 더 강화시키고 촉진시킬 수 있도록 구성된 것이며, 지금까지 개시된 바 없는 성분들로 이루어져 있고, 이를 통해 선행 기술들 보다 더 향상된 속결성, 압축강도, 유동성 등을 제공하며, 유해물질 용출성을 거의 제거시킨 것에 특징이 있다.

특히, 본 발명에 따른 고화제가 심층혼합처리(DCM:Deep Cement Mixing) 공법에 의해 혼합 고결된다는 점을 감안할 때 시공성 향상을 위해 일정 이상의 유동성을 가져야 함은 필요불가결하다 하겠다.

이를 위해, 본 발명에서는 상기 기본성분에 메타카올린: 16~32%, 폴리에스터 폴리올: 2~5%, 비정질 칼슘알루미네이트: 5~10%, 이소시아네이트: 0.6~2.0%, 알루민산소다: 0.2~1.5%, 폴리퍼티: 0.2~0.5%가 더 포함된다.

이하, 본 발명에 따른 성분 조성의 첨가사유를 설명하기로 한다. 다만, 기본성분들은 선행 기술들에 의해 충분히 공지된 사항이고, 각 성분의 용도 및 특성들이 잘 알려져 있으므로 그에 대한 구체적인 이유는 생략하며, 본 발명에서 새롭게 첨가 혼합되는 성분들과의 상관관계를 고려하여 최적의 조성비로 조성된 것이므로 특별히 기본성분들만이 갖는 성분 조성상 특징은 본 발명에서 배제하기로 한다.

[메타카올린]:16~32중량%

메타카올린(MetaKaolin)은 시멘트 입자와 세골재 사이의 공극을 메워 경화체가 치밀한 조직을 가질 수 있도록 하기 위해 첨가된다.

이러한 메타카올린은 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃를 주성분으로 하고 있으며, 여기에 CaO, MgO, K₂O, Na₂O 등이 포함되어 이루어진 물질이다.

특히, 상기 메타카올린은 시멘트의 수화반응에 의해 생성되는 수산화칼슘을 규산칼슘 수화물로 전이시켜 골재 하부의 결함부를 감소시키고, 골재와의 부착력을 증가시켜 고강도 발현이 가능하게 한다.

뿐만 아니라, 경화체 내부조직을 치밀하게 함으로써 투수성이나 흡수성을 감소시켜 중성화, 동결융해 등에 대한 저항성을 증대시키므로 내구성을 향상시킨다.

아울러, 상기 메타카올린은 단기적으로 에트링가이트(Ettringite)의 생성과 시멘트 중의 C₃S의 활성화로 초기강도를 증대시키며, 중장기적으로는 수산화칼슘과의 반응으로 내구성과 압축강도를 향상시킨다.

이와 같은 메타카올린은 본 발명에서 16~32중량%로 한정하여 첨가되어야 하는데, 만약 16중량% 미만으로 첨가되게 되면 수화반응에 의해 생성되는 수산화칼슘을 규산칼슘 수화물로 전이시키는 활성도가 떨어져 내구성 및 고강도 발현이 어렵고, 32중량%를 초과하게 되면 고화제의 유동성을 급격히 떨어뜨려 시공성을 어렵게 하므로 상기 범위로 한정됨이 바람직하다.

[폴리에스터 폴리올]:2~5중량%

폴리에스터 폴리올(Polyester Polyol)은 본 발명 고화제의 흐름성, 유동성을 향상시키기 위해 첨가된다.

이러한 폴리에스터 폴리올은 우레탄 반응을 유도하기 위한 것으로, 후술되는 이소시아네이트와 반응하여 우레탄 결합을 함으로써 고화성을 증진시킨다.

이때, 상기 폴리에스터 폴리올은 분자중 2개의 수산기를 갖는 알코올의 일종인 디올(diol)과 이산기(diacid)가 중합되면서 에스테르기 생성과 함께 얻어진다.

본 발명에서는 2~5중량%로 한정하여 첨가되어야 하는데, 2중량% 미만으로 첨가되면 고화제의 유동성이 떨어지고, 5중량%를 초과하게 되면 유동성은 향상되나 속결성(급결성) 및 압축강도가 저하되므로 상기 범위로 한정함이 바람직하다.

[비정질 칼슘알루미네이트]:5~10중량%

비정질 칼슘알루미네이트는 속결성을 위해 첨가되는 물질로, 점토의 함수비를 낮추고 초기 강도를 높이기 위한 것이다.

삭제

특히, 상기 비정질 칼슘알루미네이트는 인체에 대한 자극성과 해가 없고 유해성분 용출이 없어 친환경적인 소재라 할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 비정질 칼슘알루미네이트는 알루미늄계 액상급결제인 알루민산소다(Sodium Aluminate)와 일정량 결합시 급결성을 더욱 높이고 안정성을 확보할 수 있다.

이를 위해, 본 발명에서는 5~10중량%로 첨가됨이 바람직한데, 만약 5중량% 미만으로 첨가되면 점토의 함수비를 낮출 수 없어 급결성이 떨어지고, 10중량%를 초과하게 되면 유동성이 저하되어 시공성을 저해하므로 상기 범위로 한정됨이 특히 바람직하다.

[이소시아네이트]:0.6~2.0중량%

이소시아네이트(Isocyanate)는 폴리올과 반응하여 불포화 폴리우레탄 결합을 형성하여 접착성을 향상시키기 위해 첨가된다.

이러한 이소시아네이트는 미량으로 첨가되기는 하지만 중요한 성분 중 하나로, 예컨대, 폴리올의 알콜과 다음 반응식에 의해 우레탄 결합을 유도함으로써 고화제내 성분간의 접착성을 향상시키게 된다.

R-NCO(isocyanate) + HO-R'(alcohol) → R-NHㆍCOㆍOㆍR'(Urethane)

이를 위해, 본 발명에서는 0.6~2.0중량%로 첨가되는 것이 바람직한데, 0.6중량% 미만으로 첨가되면 폴리에스터 폴리올과의 반응성이 떨어져 접착성이 저하되므로 고화가 지연되고, 2.0중량%를 초과하게 되면 반응성이 급격히 활성화되면서 고화제의 유동성을 저해하므로 상기 범위로 한정됨이 바람직하다.

[알루민산소다]:0.2~1.5중량%

알루민산소다(Sodium Aluminate)는 앞서 설명하였듯이, 대표적인 알루미늄계 액상 급결제이다.

이러한 알루민산소다는 보통 응집제(Coagulation Agent)로 많이 사용되는데, 특히 본 발명에서는 경화촉진을 위한 다른 성분들, 이를 테면 앞서 설명하였듯이 비정질 칼슘알루미네이트를 조력하기 위해 첨가되며, 이는 친환경을 구현하기 위한 것이기도 하다.

이에 따라, 본 발명에서는 미량 첨가되며, 0.2중량% 미만으로 첨가될 경우 응집력이 떨어져 급결 효율이 낮고, 1.5중량%를 초과하게 되면 과도한 응집으로 고화제의 유동성을 저해하므로 상기 범위로 한정됨이 바람직하다.

[폴리퍼티]:0.2~0.5중량%

폴리퍼티(Poly Putty)는 표면경화 촉진 및 이를 통한 표면 균열을 방지하기 위해 사용된다.

이러한 폴리퍼티는 보통 폴리에스테르 수지에 경화제나 수지분말을 첨가하여 사용하기 적합한 점도와 경도를 갖게 만든 것으로, 특히 표면 경화에 유효하다.

본 발명에서는 내부 발열을 감안하여 표면경화를 강화하기 위해 첨가되며, 더욱 바람직하기로는 자외선에 반응하는 광촉매인 이산화티탄을 함유한 광촉매퍼티(Light Cunning Putty)이면 더욱 좋다.

뿐만 아니라, 상기 폴리퍼티를 우레탄바니쉬와 1:1의 중량비로 혼합하여 상기 조성 범위를 갖도록 구성하는 것도 가능하다.

이때, 상기 우레탄바니쉬(Urethane Vanish)는 우레탄 변성 알키드를 주성분으로 한 일종의 도료로서, 부착력, 내구력이 강하고 내마모성, 내약품성, 내수성이 우수하여 과량 첨가시에는 문제가 있지만 본 발명에서 처럼 미량 첨가시에는 폴리퍼티의 기능을 강화시키게 된다.

본 발명에서는 상기 폴리퍼티를 0.2중량% 미만으로 첨가하게 되면 표면경화 효과가 극미하고, 0.5중량%를 넘어서게 되면 고화제의 유동성은 물론 속결성을 저해하므로 상기 범위로 한정함이 바람직하다.

이와 같은 성분 조성을 갖는 본 발명 고화제는 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다.

구체적인 설명에 앞서, 본 발명에 따른 고화제 제조는 끊김없이 연속적으로 처리되는 것으로 보통 2~3분내에 교반 처리되는 것이 일반적이므로 이후 설명되는 교반시간은 특별히 한정하지 않지만 전공정처리가 2~3분내에 이루어지는 연속처리 방법이라고 이해하면 좋다.

예컨대, 도 1을 참조하면, 먼저 기본성분인 포틀랜트시멘트, 고로 슬래그, 무수석고, 생석회, 소석회 및 유동화제를 앞서 설명한 조성범위 대로 교반기에 투입한 다음 교반하는 1차 교반단계(S100)를 거친다.

이때, 상기 1차 교반단계(S100)는 교반속도를 특별히 한정할 필요는 없다.

이렇게 하여 기본성분이 충분히 혼합 교반되면, 이 혼합물에 메타카올린과 비정질 칼슘알루미네이트를 본 발명 조정범위 대로 교반기에 투입한 후 교반하는 2차 교반단계(S110)가 수행된다.

이 경우, 상기 2차 교반단계(S110)는 70~120 rpm으로 저속 교반하여야 하는데, 이는 메타카올린과 비정질 칼슘알루미네이트가 포틀랜트시멘트 및 고로 슬래그 등 기본성분들 사이의 공극으로 완전히 침투할 수 있도록 하기 위함이다.

이후, 폴리에스터 폴리올과 이소시아네이트를 상기 2차 저속교반된 혼합물에 정량 투입한 후 곧바로 알루민산소다와 폴리퍼티를 순차 투입한 후 최종 교반하는 3차 교반단계(S120)가 수행된다.

이로써, 본 발명에 따른 고화제를 제조할 수 있게 된다.

이하, 실시예에 대하여 설명한다.

[실시예]

본 발명에 따른 고화제의 특성을 확인하기 위하여 상술한 성분조성비와 제조방법을 통해 테스트용 시료를 제조하였다.

이때, 제조된 시료는 하기 표 1에 나타난 발명재1,2,3과 같이 성분조성되게 하였다.

아울러, 비교대상 기존재는 앞서 설명한 기본성분을 주성분으로 한 시중에 통용되고 있는 고화제를 채택하였다.

이때, 성분 조성은 모두 중량%이다.

상기 표 1과 같은 조성으로 이루어진 각 시료에 대한 유해물질 용출여부를 확인한 결과 표 2와 같이 나타났다.

여기에서, 유해물질 용출시험은 환경부에서 정한 폐기물 공정시험법에 의하였다.

상기 표 2의 결과를 통해 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 고화제는 동일 물비에서 우수한 유동성을 가지며, 또한 미세공극의 신속한 채움과 구근의 확대로 안정성이 확보됨을 확인하였다.

뿐만 아니라, Cr⁶⁺가 낮아 유해물질의 용출이 거의 없어 토양오염으로부터 안전함도 확인하였다.

그리고, 기존 사용량 대비 적은 양으로도 동등 이상의 강도가 발현되는지를 확인하기 위해 강도를 테스트한 결과 도 2 내지 도 3과 같이 나타났으며, 이를 통해 표 3과 같이 슬라임발생량을 기존 대비 50% 이상 줄일 수 있음을 확인할 수 있었다(이때, 편의상 발명재2 만을 그 대상으로 하였다).

구분	사용량(kg/㎥)	W/C(%)	슬라임발생량 (투입량 대비%)
기존재	200	70	20
발명재2	150	60	10

여기에서, W/C는 콘크리트제조시 사용되는 배합수를 말하며, 슬라임발생량은 토사반출량을 말한다.

아울러, 압축강도의 경우, 도 2 및 도 3에서와 같이, 페이스트 상태일 때와 해성점토에 적용한 때 2가지로 테스트하였으며, 해성점토의 경우에는 사용량에 변화를 주면서 테스트하였다. 또한, 대상 발명재는 표 3과 마찬가지로 발명재2로 한정하여 실시하였다.

실시결과, 도시된 그래프에서와 같이, 장기재령에서도 토립자와의 지속적인 반응으로 강도증가가 탁월하여 안정적인 지지력을 확보할 수 있음을 알았고, 또한 침상결정의 에트링가이트 수화물이 생성되어 다량의 수분을 고형화시킴으로써 높은 함수비를 가진 토양에서도 탁월한 고화체를 형성할 수 있음도 확인하였으며, 시멘트 대비 적은 단위사용량으로도 기존 대비 동등 이상의 고강도를 실현할 수 있음을 확인하였다.

이로써, 본 발명에 따른 고화제의 효용성을 충분히 확인할 수 있었다.

S100 : 1차 교반단계 S110 : 2차 교반단계
S120 : 3차 교반단계

Claims

연약지반 개량용 고화제에 있어서;
상기 고화제는 중량%로,
포틀랜트시멘트: 20~50%, 고로 슬래그: 10~30%, 무수석고: 5~20%, 생석회: 5~10%, 소석회: 5~10%, 유동화제: 1~3%를 기본성분으로 하고,
상기 기본성분에 메타카올린: 16~32%, 폴리에스터 폴리올: 2~5%, 비정질 칼슘알루미네이트: 5~10%, 이소시아네이트: 0.6~2.0%, 알루민산소다: 0.2~1.5%, 폴리퍼티: 0.2~0.5%를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 친환경 연약지반 개량용 고화제.
청구항 1에 있어서;
상기 폴리퍼티는 이산화티탄이 포함된 광촉매퍼티(Light Cunning Putty)인 것을 특징으로 하는 친환경 연약지반 개량용 고화제.
청구항 1에 있어서;
상기 폴리퍼티는 우레탄바니쉬와 1:1의 중량비로 혼합되어 상기 폴리퍼티의 첨가량인 0.2~0.5중량%로 조성되는 것을 특징으로 하는 친환경 연약지반 개량용 고화제.
연약지반 개량용 고화제 제조방법에 있어서;
포틀랜트시멘트: 20~50중량%, 고로 슬래그: 10~30중량%, 무수석고: 5~20중량%, 생석회: 5~10중량%, 소석회: 5~10중량%, 유동화제: 1~3중량%로 조성된 기본성분을 교반기에 투입한 다음 교반하는 1차 교반단계와;
상기 1차 교반된 혼합물에 메타카올린: 16~32중량%, 비정질 칼슘알루미네이트: 5~10중량%를 순서대로 투입한 후 70~120 rpm으로 저속 교반하는 2차 교반단계와;
상기 2차 교반된 혼합물에 폴리에스터 폴리올: 2~5중량%, 이소시아네이트: 0.6~2.0중량%를 투입한 다음 곧바로 알루민산소다: 0.2~1.5중량%, 폴리퍼티: 0.2~0.5중량%를 순차 투입한 후 최종 교반하는 3차 교반단계를 포함하며, 상기 1,2,3차 교반단계들은 연속적으로 처리되어 2~3분 내에 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 연약지반 개량용 고화제 제조방법.