KR101178873B1 - Cement mixture for filling - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시멘트를 포함하는 시멘트 혼합조성물에 관한 것으로서, 혼합조성물 100중량%를 기준으로, 중금속 흡착용 다공성 수지 0.1~5.0중량%; 고흡수성 폴리머 수지 0.01~5.0중량%;가 포함된 구성을 제시한다.The present invention relates to a cement mixed composition comprising cement, based on 100% by weight of the mixed composition, 0.1 to 5.0% by weight of a porous resin for adsorption of heavy metals; It proposes a configuration that includes; 0.01 to 5.0% by weight of a super absorbent polymer resin.
이는 지반의 차수 및 보강을 목적으로 지반에 고압 및 저압으로 시멘트 밀크를 주입함에 있어, 주입과 충전을 위한 유동성을 충분히 확보하면서도, 지반의 균열을 통한 충전재의 유실이 발생하지 않고, 수중불분리성이 우수하여 지하수, 해수 및 하천수에 의한 재료의 희석과 유출, 분리를 방지할 수 있어 친환경적이며, 비중이 적고 부피가 커서 적은 양으로 큰 체적의 충전이 가능하고, 경화 후에는 수축이 없어 주입후 충전재의 체적 변화가 발생하지 않아 완전한 충전을 통한 차수 및 지반 보강이 가능하도록 한다.In order to infuse cement milk at high pressure and low pressure into the ground for the purpose of ordering and reinforcing the ground, it ensures sufficient fluidity for injection and filling, and does not cause loss of filler material through cracking of the ground. It is excellent in preventing dilution, spillage, and separation of materials by groundwater, seawater and river water. It is eco-friendly, and has a small specific gravity and a large volume, so it can fill a large volume with a small amount. The volume change of the filler does not occur to allow the order and ground reinforcement through full filling.
시멘트, 지반, 그라우트 Cement, ground, grout
Description
본 발명은 토목 재료 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 지반의 보강 및 차수를 위한 주입시공의 혼합시멘트 조성물에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of civil engineering materials, and more particularly, to a mixed cement composition of injection construction for reinforcement and order of soil.
지반의 보강 및 차수를 목적으로 지중에 주입 시공하는 그라우트용 재료로는 시멘트 밀크가 사용되는 것이 일반적이다.Cement milk is generally used as a grout material to be injected into the ground for the purpose of reinforcing and ordering the ground.
시멘트 밀크는 원활한 주입 작업을 위해 어느 정도의 유동성이 확보될 수 있어야 한다는 점, 주입 완료 후에는 충전된 그라우트의 유실이 없이 신속한 응결 및 강도 발현이 이루어져야 한다는 점 등의 물성이 요구된다. Cement milk is required to have a certain degree of fluidity for smooth injection operation, and after the completion of the injection is required that properties such as rapid condensation and strength development without loss of filled grout.
지반 그라우팅 시공에 있어 충전성을 확보하기 위하여 시멘트 밀크의 유동성을 증가시키기 위하여 일반적으로 100~300중량%의 높은 물시멘트비에 의해 시멘트 밀크가 제조되는데, 이러한 시멘트 밀크는 교반이나 가압 등의 외력이 존재하는 상태에서는 시멘트 입자가 수중에 균질하게 분포하는 유체 상태로 거동하나, 충전 작업 이후의 외력이 가해지지 않은 상태에서 정치하면 유체인 물과 고체인 시멘트 입자가 분리하여 다량의 블리딩 수가 발생하거나 물이 차지하는 부분은 장기적으로 공극으로 존재하게 되어 지반 보강 및 차수 효과를 크게 저감시킨다. In order to increase the fluidity of cement milk in order to secure filling in the ground grouting construction, cement milk is generally manufactured by a high water cement ratio of 100 to 300% by weight, and such cement milk has an external force such as stirring or pressing. In this state, the cement particles behave as a homogeneous fluid in the water, but when left standing without the external force applied after the filling operation, water and solid cement particles are separated and a large amount of bleeding water is generated. The portion occupies voids in the long term, greatly reducing the ground reinforcement and order effects.
또한 이와 같이 높은 물시멘트비에 의해 유동성이 높은 시멘트 밀크는 충전 작업 중이나 이후에 지반에 틈이나 공극이 존재하는 경우에는, 그 틈이나 공극 사이로 흘러나가 역시 지반 보강이나 차수 효과를 크게 저감시킨다는 문제점이 존재한다. In addition, the cement milk having high fluidity due to the high water cement ratio flows between the gaps and the voids during or after the filling operation, thereby greatly reducing the ground reinforcement or the order effect. do.
나아가 시멘트 밀크가 지반 중에 존재하는 지하수, 하천수 및 해수와 접촉할 경우, 시멘트 밀크는 물에 희석되고 시멘트 중의 중금속 및 알칼리 등의 유해 성분이 유출되어 환경 오염의 문제를 발생시킨다. Furthermore, when cement milk comes in contact with groundwater, river water and seawater present in the ground, cement milk is diluted in water and harmful components such as heavy metals and alkalis in the cement leak out, causing problems of environmental pollution.
즉, 종래의 그라우트 재료로서 사용되는 일반적인 시멘트 밀크는 유동성의 요건을 충족하나, 충전 중 혹은 충전 완료 후에는 블리딩 발생이 심하고, 체적의 변화가 크며, 지반 중에서 지하수 및 하천수, 해수와 접촉하는 경우에는 그라우트가 유실되어 지반 보강 및 차수 효과가 감소하며 시멘트로부터 용출하는 알칼리와 중금속들에 의한 환경의 오염이 발생한다는 문제가 있다. In other words, general cement milk, which is used as a conventional grout material, satisfies the fluidity requirements, but when the filling is completed or after filling, the bleeding is severe, the volume change is large, and when it is in contact with groundwater, river water and seawater in the ground. There is a problem that the grout is lost and the ground reinforcement and ordering effect is reduced and the pollution of the environment by alkali and heavy metals eluted from the cement occurs.
따라서 이들 요건을 모두 충족하는 지반 주입재용 시멘트의 개발이 시급한 실정이었다.Therefore, it was urgent to develop cement for ground injection material that satisfies all these requirements.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 지반의 차수 및 보강을 목적으로 지반에 고압 및 저압으로 시멘트 밀크를 주입함에 있어, 주입과 충전을 위한 유동성을 충분히 확보하면서도, 지반의 균열을 통한 충전재의 유실이 발생하지 않고, 수중불분리성이 우수하여 지하수, 해수 및 하천수에 의한 재료의 희석과 유출, 분리를 방지할 수 있어 친환경적이며, 비중이 적고 부피가 커서 적은 양으로 큰 체적의 충전이 가능하고, 경화 후에는 수축이 없어 주입후 충전재의 체적 변화가 발생하지 않아 완전한 충전을 통한 차수 및 지반 보강이 가능하도록 하는 차수 및 지반 보강용 친환경 가소성 시멘트 혼합조성물을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention was derived to solve the above problems, in the cement milk is injected at high pressure and low pressure into the ground for the purpose and reinforcement of the ground, while ensuring sufficient fluidity for injection and filling, ground cracking It is eco-friendly, small specific gravity, large volume, and small volume, which can prevent dilution, spillage, and separation of materials by groundwater, seawater and river water due to its excellent water inseparability without occurrence of loss of fillers. The purpose of the present invention is to propose an eco-friendly plastic cement mixture composition for order and soil reinforcement that can be filled and there is no shrinkage after curing, so that volume change of filler material does not occur after injection. It is done.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 시멘트를 포함하는 시멘트 혼합조성물에 있어서, 상기 혼합조성물 100중량%를 기준으로, 중금속 흡착용 다공성 수지 0.1~5.0중량%; 고흡수성 폴리머 수지 0.01~5.0중량%;가 포함된 것을 특징으로 하는 차수 및 지반 보강용 친환경 가소성 시멘트 혼합조성물을 제시한다.The present invention, in order to achieve the above object, in the cement mixed composition comprising cement, based on 100% by weight of the mixed composition, 0.1 to 5.0% by weight of a porous resin for adsorption of heavy metals; It proposes an environmentally friendly plastic cement mixture composition for order and ground reinforcement, characterized in that the superabsorbent polymer resin 0.01 ~ 5.0% by weight.
상기 중금속 흡착용 다공성 수지는 킬레이트 수지, 인산기가 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 가교 공중합체, 티올이 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체, 디티오카바메이트가 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체, 이미도 아세트산이 도입된 스타이렌 디비닐 벤젠 공중합체, 이미드옥심기가 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중 합체, 황산기가 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체, 메타아크릴산 디비닐벤젠 공중합체, N- 메칠글루타민산이 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 것이 바람직하다.The porous resin for adsorption of heavy metals may include a chelating resin, a styrene divinylbenzene crosslinked copolymer having a phosphate group introduced therein, a styrene divinylbenzene copolymer having a thiol introduced therein, a styrene divinylbenzene copolymer having a dithiocarbamate introduced therein, Styrene divinyl benzene copolymer with acetic acid already introduced, styrene divinyl benzene copolymer with imide oxime group, styrene divinyl benzene copolymer with sulfate group, methacrylic acid divinyl benzene copolymer, N- Preference is given to formation of one or two or more of the styrene divinylbenzene copolymers in which methylglutamic acid is introduced.
상기 고흡수성 폴리머 수지는 아크릴산 나트륨 중합체, 메타아크릴산 나트륨 중합체, 아크릴 아마이드 중합체, 가수분해된 아크릴로 니트릴 중합체, 아크릴산 메타아크릴산 공중합체, 아크릴산 아크릴 아마이드 공중합체 주성분의 고흡수성 폴리머 수지 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 것이 바람직하다.The superabsorbent polymer resin may be a mixture of one or two or more of a superabsorbent polymer resin of sodium acrylate polymer, sodium methacrylate polymer, acrylamide polymer, hydrolyzed acrylonitrile polymer, acrylic methacrylate copolymer, and acrylic acrylate copolymer main component. It is preferable that it is formed by.
상기 혼합조성물 100중량%를 기준으로, 증점제 0.01~5.0중량%가 포함된 것이 바람직하다.Based on 100% by weight of the mixed composition, it is preferable that 0.01 to 5.0% by weight of a thickener is included.
상기 증점제는 하이드록시 에칠 셀룰로스, 하이드록시 메칠 셀룰로스, 하이드록시 프로필 셀룰로스, 카르복시 메칠 셀룰로스, 메칠 셀룰로스 주성분의 증점제 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 것이 바람직하다.The thickener is preferably formed by mixing one or more of the thickeners of hydroxy ethyl cellulose, hydroxy methyl cellulose, hydroxy propyl cellulose, carboxy methyl cellulose, methyl cellulose main component.
상기 혼합조성물 100중량%를 기준으로, 속경재 미분말 1.0~50중량%가 포함된 것이 바람직하다.Based on 100% by weight of the mixed composition, it is preferred that 1.0 to 50% by weight fine powder fine powder.
상기 속경재 미분말은 칼슘 설포 알루미네이트 미분말, 비정질 칼슘 알루미네이트 미분말 중 하나 또는 혼합물; 석고 분말;을 포함하는 것이 바람직하다.The fastwood fine powder may include one or a mixture of calcium sulfo aluminate fine powder and amorphous calcium aluminate fine powder; Gypsum powder; preferably.
상기 혼합조성물 100중량%를 기준으로, 광물 미분말 혼화재 1.0~90중량%가 포함된 것이 바람직하다.Based on 100% by weight of the mixed composition, it is preferred that 1.0 to 90% by weight of the fine mineral admixture.
상기 광물 미분말 혼화재는 유연탄 플라이애쉬 분말, 무연탄 플라이애쉬 분말, 슬래그 미분말, 천연 포졸란 분말, 석회석 미분말, 실리카질 광물 미분말, 기 타 암석 미분말, 열처리를 한 암석 미분말 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 것이 바람직하다.The fine mineral admixture is formed by one or two or more of bituminous coal fly ash powder, anthracite fly ash powder, slag fine powder, natural pozzolane powder, limestone fine powder, silica fine mineral powder, other rock fine powder, and heat fine rock powder. desirable.
상기 혼합조성물 100중량%를 기준으로, 분산제 분말 0.01~3.0중량%가 포함된 것이 바람직하다.It is preferable that 0.01 to 3.0% by weight of the dispersant powder is included based on 100% by weight of the mixed composition.
상기 분산제 분말은 리그닌 설폰산염계, 나프탈렌 설폰산염계, 멜라민 설폰산염계 및 폴리칼본산염계 분말 혼화제 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 것이 바람직하다.The dispersant powder is preferably formed by mixing one or two or more of lignin sulfonate-based, naphthalene sulfonate-based, melamine sulfonate-based and polycarbonate-based powder admixtures.
상기 시멘트는 포틀랜드 시멘트, 슬래그 시멘트, 포졸란 시멘트 또는 이들 시멘트를 미분쇄한 초미립자 시멘트 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 것이 바람직하다.The cement is preferably formed by mixing one or two or more of portland cement, slag cement, pozzolane cement or ultrafine cement which is pulverized these cements.
본 발명은 지반의 차수 및 보강을 목적으로 지반에 고압 및 저압으로 시멘트 밀크를 주입함에 있어, 주입과 충전을 위한 유동성을 충분히 확보하면서도, 지반의 균열을 통한 충전재의 유실이 발생하지 않고, 수중불분리성이 우수하여 지하수, 해수 및 하천수에 의한 재료의 희석과 유출, 분리를 방지할 수 있어 친환경적이며, 비중이 적고 부피가 커서 적은 양으로 큰 체적의 충전이 가능하고, 경화 후에는 수축이 없어 주입후 충전재의 체적 변화가 발생하지 않아 완전한 충전을 통한 차수 및 지반 보강이 가능하도록 하는 차수 및 지반 보강용 친환경 가소성 시멘트 혼합조성물을 제시한다.The present invention injecting cement milk at high pressure and low pressure into the ground for the purpose and reinforcement of the ground, while ensuring sufficient fluidity for injection and filling, the loss of fillers through cracking of the ground does not occur, Its excellent separability prevents dilution, spillage and separation of materials by groundwater, seawater and river water. It is environmentally friendly, and has a low specific gravity and a large volume, so it can fill a large volume with a small amount and there is no shrinkage after curing. We propose an eco-friendly plastic cement mixture composition for order and ground reinforcement that can be filled and ordered by complete filling without volume change of filler after injection.
이하, 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
본 발명은 기본적으로 그라우트 재료로서 시멘트를 포함하는 시멘트 혼합조성물에 관한 것이다.The present invention basically relates to a cement mixture composition comprising cement as the grout material.
여기서, 혼합조성물 전체 100중량%를 기준으로, 중금속 흡착용 다공성 수지 0.1~5.0중량%; 고흡수성 폴리머 수지 0.01~5.0중량%;가 포함된 것을 특징으로 한다.Here, based on 100% by weight of the total mixture composition, 0.1 to 5.0% by weight of the porous resin for heavy metal adsorption; 0.01 to 5.0% by weight of a super absorbent polymer resin; characterized in that it is included.
여기서, 중금속 흡착용 다공성 수지로는, 킬레이트 수지, 인산기가 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 가교 공중합체, 티올이 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체, 디티오카바메이트가 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체, 이미도 아세트산이 도입된 스타이렌 디비닐 벤젠 공중합체, 이미드옥심기가 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체, 황산기가 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체, 메타아크릴산 디비닐벤젠 공중합체, N- 메칠글루타민산이 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체, 이미노디아세틱 액시드형 수지 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 재료를 사용하는 것이 좋다.Here, as the porous resin for heavy metal adsorption, a chelating resin, a styrene divinylbenzene crosslinked copolymer having a phosphate group introduced therein, a styrene divinylbenzene copolymer having a thiol introduced therein, or a styrene divinylbenzene having a dithiocarbamate introduced therein Copolymer, Styrene divinyl benzene copolymer with imide acetic acid introduced, Styrene divinyl benzene copolymer with imide oxime group, Styrene divinyl benzene copolymer with sulfuric acid group, Methacrylic acid divinylbenzene copolymer It is preferable to use a material formed by mixing one or two or more of a styrene divinylbenzene copolymer, an iminodiacetic acid-type resin into which N-methylglutamic acid is introduced.
도 1은 위 중금속 흡착용 다공성 수지의 일례인 킬레이트 수지의 매트릭스 구조를 나타낸 것이다.Figure 1 shows the matrix structure of the chelate resin is an example of the porous resin for adsorption of heavy metals.
이러한 중금속 흡착용 다공성 수지는 시멘트로부터 용출되는 중금속과 알칼리를 흡착하여 환경오염을 방지하는 역할을 수행한다. The porous resin for adsorption of heavy metals serves to prevent environmental pollution by adsorbing heavy metals and alkalis eluted from cement.
고흡수성 폴리머 수지로는, 아크릴산 나트륨 중합체, 메타아크릴산 나트륨 중합체, 아크릴 아마이드 중합체, 가수분해된 아크릴로 니트릴 중합체, 아크릴산 메타아크릴산 공중합체, 아크릴산 아크릴 아마이드 공중합체 주성분의 고흡수성 폴 리머 수지 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 재료를 사용하는 것이 좋다.As the superabsorbent polymer resin, one or two of a superabsorbent polymer resin of sodium acrylate polymer, sodium methacrylate polymer, acrylamide polymer, hydrolyzed acrylonitrile polymer, acrylic acid methacrylate copolymer, and acrylic acid acrylamide copolymer main component It is preferable to use the material formed by the above mixing.
이러한 고흡수성 폴리머 수지는 높은 물시멘트비의 시멘트 밀크의 물을 흡수하여 자체 내부에 보관하여 시멘트 밀크 중의 시멘트와 물의 분리를 방지하고 블리딩을 최소화시키는 역할을 한다.The superabsorbent polymer resin absorbs the water of the cement milk having a high water cement ratio and stores it inside, thereby preventing separation of cement and water in the cement milk and minimizing bleeding.
본 발명에 의한 시멘트 혼합조성물은 상술한 첨가제의 복합적 작용에 의해 충전작업 중에는 유동성을 확보하도록 하는 한편, 충전 후에는 순간적으로 그라우트의 유동성이 사라지는 가소성을 나타낸다는 특징이 있다.The cement mixture composition according to the present invention is characterized by ensuring the fluidity during the filling operation by the combined action of the additives described above, while showing the plasticity that the flowability of the grout disappears instantaneously after filling.
따라서 상술한 본 발명에 의한 혼합시멘트를 물과 혼합하여 제조되는 시멘트 밀크 그라우트는 유동성에 더하여 가소성의 특성을 나타내므로, 압력이 가해지는 충전 중에는 주입 작업에 필요한 유동성을 충분히 확보하나 충전 후의 압력이 가해지지 않는 상태에서는 유동성을 잃고 소성을 나타내어 지반의 균열을 통한 충전재의 유실이 발생하지 않는다는 효과가 있다.Therefore, the cement milk grout prepared by mixing the above-mentioned mixed cement according to the present invention with water exhibits plasticity characteristics in addition to fluidity. Therefore, during filling under pressure, sufficient fluidity required for injection operation is ensured, but pressure after filling is applied. In the unsupported state, it loses fluidity and exhibits plasticity, so that loss of fillers through cracking of the ground does not occur.
또한, 수중불분리성이 우수하여 지하수, 하천수 및 해수에 의한 재료의 희석과 유출, 분리를 방지하여 중금속과 알칼리의 용출을 최소화하여 친환경적이며, 비중이 작고 부피가 커서 상대적으로 적은 량으로 큰 체적의 충전이 가능하고, 경화 후에는 수축이 없어 주입후 충전재의 체적 변화가 발생하지 않아 완전한 충전을 통한 차수 및 지반 보강이 가능하다는 장점이 추가된다.In addition, it is excellent in water inseparability and prevents dilution, spillage and separation of materials by groundwater, river water and seawater, thereby minimizing the dissolution of heavy metals and alkalis. It is eco-friendly, and its specific gravity is small and its volume is large. It is possible to fill, and there is no shrinkage after hardening, so that the volume change of the filling material does not occur after the injection, and thus, the order and ground reinforcement through complete filling are added.
본 발명에 의한 시멘트 혼합조성물은 전체 100중량%를 기준으로, 증점제 0.01~5.0중량%가 포함되는 것이 바람직하다.The cement mixture composition according to the present invention is preferably contained 0.01 to 5.0% by weight thickener based on 100% by weight.
여기서, 증점제로는 하이드록시 에칠 셀룰로스, 하이드록시 메칠 셀룰로스, 하이드록시 프로필 셀룰로스, 카르복시 메칠 셀룰로스, 메칠 셀룰로스 주성분의 증점제 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 재료를 사용하는 것이 바람직하다.Here, as the thickener, it is preferable to use a material formed by mixing one or more of the thickeners of hydroxy ethyl cellulose, hydroxy methyl cellulose, hydroxy propyl cellulose, carboxy methyl cellulose, methyl cellulose main component.
이러한 증점제는 시멘트 밀크의 점도를 증가시켜 유체의 수중불분리성을 향상시키고, 블리딩을 방지하는 효과를 증대시킨다.These thickeners increase the viscosity of the cement milk to improve the in-water inseparability of the fluid and increase the effect of preventing bleeding.
본 발명에 의한 시멘트 혼합조성물은 전체 100중량%를 기준으로, 속경재 미분말 1.0~50중량%가 포함되는 것이 바람직하다.Cement mixture composition according to the present invention, based on 100% by weight of the total, it is preferable to contain 1.0 ~ 50% by weight fine powder fine powder.
이러한 속경재 미분말은 칼슘 설포 알루미네이트 미분말, 비정질 칼슘 알루미네이트 미분말 중 하나 또는 혼합물과 석고 분말을 혼합한 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use a mixture of gypsum powder or one of calcium sulfo aluminate fine powder, amorphous calcium aluminate fine powder or a mixture thereof.
속경재 미분말은 시멘트로부터 용출되는 수산화칼슘과 반응하여 에트린가이트 수화물을 생성하며 이 과정에서 시멘트로부터 용출되는 알칼리를 크게 감소시켜 오염을 방지하는 효과를 얻도록 한다. The fastwood fine powder reacts with calcium hydroxide eluted from the cement to produce ethringite hydrate, which greatly reduces the alkali eluted from the cement to prevent contamination.
또한 속경재는 시멘트의 수화를 촉진시켜 응결을 바르게 하고 조기강도를 발현시키므로, 본 발명에서 첨가되는 증점제에 의한 시멘트 경화체의 수화 지연 효과에 의한 강도 지연을 보정할 수 있다. In addition, since the hard wood material accelerates the hydration of the cement to correct the condensation and expresses the early strength, the strength delay due to the delayed hydration effect of the hardened cement body by the thickener added in the present invention can be corrected.
본 발명에 의한 시멘트 혼합조성물은 전체 100중량%를 기준으로, 광물 미분말 혼화재 1.0~90중량%가 포함되는 것이 바람직하다.Cement mixture composition according to the present invention, based on the total 100% by weight, it is preferable that the mineral fine powder admixture 1.0 to 90% by weight.
이러한 광물 미분말 혼화재는 유연탄 플라이애쉬 분말, 무연탄 플라이애쉬 분말, 슬래그 미분말, 천연 포졸란 분말, 석회석 미분말, 실리카질 광물 미분말, 기타 암석 미분말, 열처리를 한 암석 미분말 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 재료를 사용하는 것이 바람직하다.Such fine mineral admixtures include materials formed by bituminous coal fly ash powder, anthracite fly ash powder, slag fine powder, natural pozzolane powder, limestone fine powder, silica mineral fine powder, other rock fine powders, or heat powdered rock fine powder or a mixture of two or more thereof. It is preferable to use.
일반적으로 물은 중성으로 pH가 약 6~7이나, 시멘트가 혼합된 물은 시멘트로부터 용출된 수산화칼슘에 의해 알칼리도가 상승하여 pH가 12 이상인 강알칼리성을 나타낸다. Generally, the water is neutral, and the pH is about 6-7, but the water mixed with cement exhibits strong alkalinity with a pH of 12 or more due to the increase in alkalinity caused by calcium hydroxide eluted from the cement.
포틀랜드 시멘트를 상술한 광물 미분말 혼화재와 혼합하면, 혼합된 혼화재는 불활성 물질이므로 스스로 물과 수화반응하지는 않으나, 시멘트로부터 용출된 알칼리 등과 반응하여 반응물을 생성하므로 장기적으로 강도 증진 작용이 있다. When Portland cement is mixed with the above-mentioned mineral fine powder admixture, the mixed admixture is an inert material, and thus does not hydrate with water, but reacts with alkali, eluted from cement, thereby increasing strength in the long term.
이러한 혼화재가 혼합된 혼합시멘트는 자체 내의 포틀랜드 시멘트 비율이 낮고, 혼합시멘트 중의 혼화재가 포틀랜드 시멘트로부터 공급되는 수산화칼슘 등의 알칼리와 반응하여 불활성 2차수화물을 생성하므로, 지하수나 하천수, 해수와 접촉하여 용출되는 알칼리량을 저감하며, 장기적으로는 시멘트 조직을 치밀하게 하고 화학저항성과 내구성을 증가시키는 효과가 있다. The mixed cement mixed with these admixtures has a low proportion of Portland cement in itself, and the admixtures in the mixed cement react with alkalis such as calcium hydroxide supplied from the Portland cement to generate inert secondary hydrates, so that they are eluted in contact with groundwater, river water, and seawater. It reduces the amount of alkali, which in the long term has the effect of densifying the cement structure and increasing chemical resistance and durability.
본 발명에 의한 시멘트 혼합조성물은 전체 100중량%를 기준으로, 분산제 분말 0.01~3.0중량%가 포함되는 것이 바람직하다.The cement mixture composition according to the present invention is preferably contained 0.01 to 3.0% by weight of the dispersant powder based on 100% by weight.
이러한 분산제 분말은 리그닌 설폰산염계, 나프탈렌 설폰산염계, 멜라민 설폰산염계 및 폴리칼본산염계 분말 혼화제 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 재료를 사용하는 것이 바람직하다.The dispersant powder is preferably a material formed by mixing one or two or more of lignin sulfonate-based, naphthalene sulfonate-based, melamine sulfonate-based and polycarbonate-based powder admixtures.
본 발명에 의한 혼합시멘트를 사용한 시멘트 밀크의 가소성으로 인하여 유동성이 저하하는 문제가 발생할 수 있는데, 상술한 분산제 분말은 이러한 유동성의 저하를 개선하도록 하는 효과가 있다.Due to the plasticity of the cement milk using the mixed cement according to the present invention may cause a problem that the fluidity is lowered, the above-described dispersant powder is effective to improve such a decrease in fluidity.
시멘트로는 포틀랜드 시멘트, 슬래그 시멘트, 포졸란 시멘트 또는 이들 시멘트를 미분쇄한 초미립자 시멘트 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 재료를 사용하는 것이 바람직하다.As the cement, it is preferable to use a material formed by one or two or more of portland cement, slag cement, pozzolane cement or ultrafine cement which is pulverized these cements.
이하, 본 발명에 의한 혼합시멘트의 성능을 알아보기 위한 실험예에 관하여 설명한다.Hereinafter, an experimental example for examining the performance of the mixed cement according to the present invention will be described.
실험을 위한 본 발명의 혼합시멘트 조성물의 배합비는 표 1과 같다.The mixing ratio of the mixed cement composition of the present invention for the experiment is shown in Table 1.
위 배합비에 의한 혼합물에 대해 물 100중량%를 첨가하여 고속 교반함으로써 지반주입 그라우트용 시멘트 밀크를 제조하였다.Cement milk for ground injection grout was prepared by adding 100% by weight of water to the mixture according to the above mixture and stirring at high speed.
비교예로서 1종 보통 포틀랜드 시멘트와 물을 1:1 중량비로 혼합하고 고속 교반하여 일반 시멘트 밀크를 제조하였다.As a comparative example, a common cement milk was prepared by mixing one ordinary portland cement and water in a 1: 1 weight ratio and stirring at high speed.
도 2는 비교예에 의한 시멘트 밀크를 수중에 정치한 경우의 사진이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 시멘트 밀크를 수중에 정치한 경우의 사진으로서, 이로부터 수중에서의 형상 유지 성능과 수중불분리 성능을 알아볼 수 있었다. Figure 2 is a photograph when the cement milk according to the comparative example is left in water, Figure 3 is a photograph when the cement milk according to an embodiment of the present invention in water, from which the shape retention performance in water and Underwater separation performance was recognized.
표 2는 비교예 및 본 실시예에 의한 시멘트 밀크의 블리딩 발생량을 측정한 결과를 나타낸 것이다. Table 2 shows the results of measuring the amount of bleeding of the cement milk according to the comparative example and this example.
표 3은 비교예 및 본 실시예에 의한 시멘트 밀크를 각각 경화시키고, 10배의 물과 혼합하여 10시간 동안 경과시킨 후, 시멘트로부터 물에 용출되는 6가 크롬 중량을 ICP-AES에 의해 측정한 결과를 나타낸 것이다.Table 3 shows that the cement milk according to the comparative example and the present example was cured, mixed with 10 times of water, and elapsed for 10 hours, and then the weight of hexavalent chromium eluted from the cement by water was measured by ICP-AES. The results are shown.
이에 관한 수질환경 기준은 0.05ppm이므로, 비교예는 위 기준을 만족하지 못하나, 본 발명에 의한 실시예는 위 기준을 만족함을 알 수 있다.Since the water environmental standard is 0.05ppm, the comparative example does not satisfy the above criteria, but it can be seen that the embodiment according to the present invention satisfies the above criteria.
표 4는 비교예 및 본 실시예에 의한 시멘트 밀크(굳지 않은 상태) 각각 1리터를 음용수 200리터의 수중에 넣은 후, pH 변화를 측정한 결과이다. Table 4 shows the results of measuring the change in pH after putting 1 liter of cement milk (solid state) according to the comparative example and this example into 200 liters of drinking water.
비교예에 비해, 본 발명의 실시예의 경우 알칼리 용출량이 대단히 적음을 알 수 있다. Compared with the comparative example, in the Examples of the present invention it can be seen that the alkali elution amount is very small.
또한 본 발명의 실시예에 의한 시멘트 밀크(굳지 않은 상태) 1리터를 대형 수조(용량 약 300리터) 속의 플로우 콘에 넣고, 음용수 200리터를 수조에 첨가하여 수중에서 플로우 콘을 위로 올린 후에, 1급수에 서식하는 물고기를 넣고 생존 여부를 한 달간 관찰한 결과, 물고기가 생존함을 확인할 수 있었다(도 4).In addition, 1 liter of cement milk (solid state) according to an embodiment of the present invention is placed in a flow cone in a large tank (capacity of about 300 liters), and 200 liters of drinking water is added to the tank to raise the flow cone in water, and then 1 Put the fish inhabiting the watering and observed the survival for a month, it was confirmed that the fish survive (Fig. 4).
이와 같이 본 발명에 의한 시멘트 혼합조성물은 수중불분리성이 우수하여, 지하수와 하천수, 해수와 접촉하는 지반에서도 안정된 주입이 가능하고, 충분한 강도를 확보할 수 있으며 환경 오염을 방지할 수 있으므로 신뢰성 있고 내구적이며 친환경적인 시공이 가능함을 확인할 수 있다. As described above, the cement mixture composition according to the present invention has excellent inseparability in water, and can be stably injected in the ground in contact with groundwater, river water, and seawater, and can secure sufficient strength and prevent environmental pollution. Durable and eco-friendly construction is possible.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is to be understood that both the technical idea and the technical spirit of the invention are included in the scope of the present invention.
도 1 이하는 본 발명에 의한 시멘트 혼합조성물을 설명하기 위한 것으로서,1 is for explaining the cement mixture composition according to the present invention,
도 1은 중금속 흡착용 다공성 수지의 일례인 킬레이트 수지의 매트릭스 구조를 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the matrix structure of the chelate resin which is an example of the porous resin for heavy metal adsorption.
도 2는 비교예에 의한 시멘트 밀크를 수중에 정치한 경우의 사진.2 is a photograph when the cement milk according to the comparative example is left in water.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 시멘트 밀크를 수중에 정치한 경우의 사진.Figure 3 is a photograph when the cement milk according to an embodiment of the present invention in the water.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 시멘트 밀크가 포함된 물 속에서 물고기의 생존 가능여부를 확인하기 위한 시험 상태를 촬영한 사진.Figure 4 is a photograph taken a test state for confirming the viability of fish in water containing cement milk according to an embodiment of the present invention.
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