KR101299164B1 - 비소성 결합재를 다량 포함하는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물 및 이를 이용한 심층 혼합 처리 공법 - Google Patents

비소성 결합재를 다량 포함하는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물 및 이를 이용한 심층 혼합 처리 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비소성 결합재를 다량 포함하는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물 및 이를 이용한 심층 혼합 처리 공법에 관한 것으로서, 상세하게는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물에 있어서, 시멘트 35~45 중량%, 비소성 결합재인 고로 수쇄 슬래그 미분말 35~50 중량%, 비소성 결합재인 플라이애쉬 5~20 중량%, 석고 혼합물 6~12 중량%로 이루어져 시멘트 및 시멘트 광물계와 같이 소성 과정을 통하여 제조되는 결합재의 사용량이 적고, 별도의 소성과정 없이 발생하는 플라이애쉬, 고로 수쇄 슬래그와 같은 비소성 결합재인 산업부산물을 다량 혼합하여 시멘트계 고화재가 갖는 환경문제를 감소시키고, 연약지반의 안정적인 개량효과와 시공상의 편리성을 확보할 수 있도록 하는 비소성 결합재를 다량 포함하는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물 및 이를 이용한 심층 혼합 처리 공법에 관한 것이다.

Description

비소성 결합재를 다량 포함하는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물 및 이를 이용한 심층 혼합 처리 공법{SOLIDIFICATION MATERIAL COMPOSITION FOR DEEP SOIL STABILIZATION INCLUDING LARGE AMOUNT OF NON-FIRING BINDING MATERIALS AND DEEP MIXING METHOD USING THEREOF}
본 발명은 비소성 결합재를 다량 포함하는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물 및 이를 이용한 심층 혼합 처리 공법에 관한 것으로서, 상세하게는 시멘트 및 시멘트 광물계와 같이 소성 과정을 통하여 제조되는 결합재의 사용량이 적고, 별도의 소성과정 없이 발생하는 플라이애쉬, 고로 수쇄 슬래그와 같은 비소성 결합재인 산업부산물을 다량 혼합하여 시멘트계 고화재가 갖는 환경문제를 감소시키고, 연약지반의 안정적인 개량효과와 시공상의 편리성을 확보할 수 있도록 하는 비소성 결합재를 다량 포함하는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물 및 이를 이용한 심층 혼합 처리 공법에 관한 것이다.
종래에는 연약지반을 안정화시키기 위하여 샌드드레인 공법과 같은 압밀배수에 의한 지반개량 방법, 페이퍼드레인공법과 무른 모래지반의 개량을 위한 샌드콤팩션 파일공법과 같은 기계적인 안정화 처리방법, 슬러지 또는 모르타르(점토, 포졸란, 석회, 시멘트 등)를 주입하는 그라우트 공법 등을 사용하였다.
상기의 안정화 처리방법 들은 시공후 안정성 확보가 용이하지 못하거나, 시공이 가능한 심도가 제한적이거나, 과도한 소음이나 진동이 발생하거나, 연약지반의 비균질성으로 인해서 주입한 약액 또는 약제가 고르게 침투하지 못하는 등의 문제점을 가지고 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 근래에 와서는 안정화 대상인 연약지반에 슬러리상의 고정재(고화재 조성물)을 투입하여 교반날개 또는 고압분사 방식으로 연약토와 고화재를 혼합하여 지반을 개량하는 공법이 널리 사용되고 있다.
상기의 공법을 심층 혼합 처리 공법(DCM 공법)이라고 하며 종래의 연약지반 개량기술과 비교하여 개량 효과가 크며, 조기에 큰 강도를 얻을 수 있으며, 소음과 진동이 크게 감소하고, 다양한 대상토에 시공이 가능하다는 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다.
상기의 심층 혼합 처리 공법은 시멘트계 또는 고로 수쇄 슬래그 시멘트계 슬러리를 다축식 심층 혼합 처리기에 의해서 시공하는 연약지반 처리 공법으로 가장 널리 사용되고 있다. 심층 혼합 처리 공법이 종래의 기술과 비교하여 시공의 편리성 및 광범위한 적용 범위 등에서 큰 장점을 가지고 있으나, 개량 대상인 연약지반을 구성하고 있는 토양의 함수비의 변화에 따라 성능변화 폭이 크고 품질의 불균질성이 나타날 수 있으며, 연약지반이 위치한 환경에 따라 요구되는 조기강도를 확보하지 못하는 경우가 발생할 수 있으며, 시멘트 수화과정에서 생성되는 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 연약지반의 pH에 영향을 줄 수 있는 등의 문제점이 있다.
또한 연약지반 개량에 소비되는 시멘트 량이 많아 시멘트 생산과정에서 다량의 이산화탄소가 발생하기 때문에 환경에 미치는 영향도 개선되어야할 필요성이 있다.
국내 특허등록공보 10-0940802호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시멘트 및 시멘트 광물계와 같이 소성 과정을 통하여 제조되는 결합재의 사용량이 적고, 별도의 소성과정 없이 발생하는 플라이애쉬, 고로 수쇄 슬래그와 같은 비소성 결합재인 산업부산물을 다량 혼합하여 시멘트계 고화재가 갖는 환경문제를 감소시키고, 연약지반의 안정적인 개량효과와 시공상의 편리성을 확보할 수 있도록 하는 비소성 결합재를 다량 포함하는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물 및 이를 이용한 심층 혼합 처리 공법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
심층 혼합 처리용 고화재 조성물에 있어서, 시멘트 35~45 중량%, 비소성 결합재인 고로 수쇄 슬래그 미분말 35~50 중량%, 비소성 결합재인 플라이애쉬 5~20 중량%, 석고 혼합물 6~12 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 시멘트는 분말도 3,000~4,000㎠/g의 범위를 갖는 1종 보통 포틀랜드 시멘트이다.
여기에서 또한, 상기 석고 혼합물은 천연 무수석고, 화학 이수석고, PNS(poly naphthalene sulfur formaldehyde condensate) 부산물 화학석고 중 2종 이상이 혼합된다.
여기에서 또, 상기 고로 수쇄 슬래그 미분말은 분말도가 4,000~4,800㎠/g이다.
여기에서 또, 상기 플라이애쉬는 미연탄분의 함량이 7% 이하이다.
본 발명의 다른 특징은,
상기 비소성 결합재를 다량 포함하는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물을 이용하여 연약 지반을 고화시키는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 비소성 결합재를 다량 포함하는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물 및 이를 이용한 심층 혼합 처리 공법에 따르면, 시멘트 사용량을 감소시키고, 비소성 결합재인 산업부산물의 특성을 고려하여 심층혼합처리공법에 최적화된 비율로 혼합하여 시공성 및 연약지반 개량 효과가 우수한 고화재 조성물을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 비소성 결합재인 산업부산물을 다량 사용하여 시멘트 소성과정에서 수반되는 이산화탄소(CO2) 발생을 피할 수 있으며, 산업부산물의 처리에 수반되는 환경파괴를 방지하고, 순환자원의 재활용에 기여할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 비소성 결합재를 다량 포함하는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명에 따른 비소성 결합재를 다량 포함하는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물은 시멘트 35~45 중량%, 고로 수쇄 슬래그 미분말 35~50 중량%, 플라이애쉬 5~20 중량%, 석고 혼합물 6~12 중량%를 포함한다.
먼저, 시멘트는 분말도가 3,000~4,000㎠/g의 범위를 갖는 1종 보통 포틀랜드가 가장 적절하며, 시공직후 초기 수화반응을 주도하고 시멘트에 포함된 규산2석회(C2S) 및 규산3석회(C3S)의 수화과정에서 생성되는 수산화칼슘(Ca(OH)2)은 비소성 결합재의 잠재수경성 반응 및 포졸란 반응에 기여하게 된다.
상기의 시멘트 양은 고화재 조성물 중량에 대하여 35~45 중량%인 것이 바람직하다. 시멘트 함량이 45 중량% 이상인 경우 초기강도가 소폭 증가하지만 작업성이 감소하고 황산염 소비가 증가하여 오히려 연약지반의 개량효과가 감소하는 단점이 있다. 또한 시멘트 함량이 너무 높으면 비소성 결합재 및 산업부산물 사용에 의한 환경문제 해결 효과가 감소하는 단점이 있다. 이와는 반대로 시멘트 함량이 35 중량% 미만인 경우에는 시멘트 수화반응으로 생성되는 수산화칼슘이 부족하여, 비소성 결합재의 초기 수화반응을 충분히 진행시키지 못하기 때문에 초기강도 확보 및 안정적인 개량효과를 나타낼 수 없다.
그리고, 고로 수쇄 슬래그 미분말은 고화재 조성물 중량에 대하여 35~50 중량%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 고로 수쇄 슬래그 미분말의 함량이 50 중량%를 초과하면, 또 다른 비소성 결합재인 플라이애쉬의 함량이 낮아져 볼베어링 효과에 의한 작업성 개선 및 충진성 향상 효과가 감소한다. 또한 35 중량% 미만의 범위에서는 형태가 다른 결합재의 혼합 사용에 따른 충진성 향상효과가 감소하고 시멘트 사용량이 증가하는 문제점을 갖게 된다.
또한, 플라이애쉬는 미연탄소함량이 7%이하인 것이 적절하며, 고화재 조성물 중량에 대하여 5~20 중량%인 것이 바람직하다. 플라이애쉬는 입자의 형태가 구형인 특징을 가지고 있어 고화재 조성물 및 연약지반의 토양 사이에서 볼 베어링 효과로 작업성을 향상시키는데 매우 효과적이다. 플라이애쉬의 함량이 5 중량% 미만인 경우에는 볼 베어링효과에 의한 작업성 향상 및 결합재의 서로 다른 형태로 인한 충진성 향상 효과가 미비하며, 20 중량% 이상인 경우에는 초기 반응성이 감소하고 미연탄소분의 함량이 증가하여 작업성이 감소하게 된다.
또, 석고 혼합물은 고화재 조성물 중량에 대하여 7~10 중량%인 것이 바람직하며, 천연 무수석고, 화학 이수석고, PNS 부산물 화학석고 중 2종 이상의 석고를 혼합하는 것을 특징으로 한다. 천연 무수석고는 비소성 결합재의 초기 반응성을 향상시켜 초기강도를 개선하며, 화학 이수석고는 시멘트가 물과 접촉한 이후 수 시간 동안 유동성을 유지시켜주는 기능을 하고, PNS 부산물 화학석고는 화학 이수석고와 유사한 기능을 가지면서 표면에 흡착된 PNS(poly naphthalene sulfur formaldehyde condensate) 성분이 고화재 조성물의 분산성을 증진시켜주는 특징을 가지고 있다. 또한 모든 석고에 함유된 삼산화황(SO3) 성분은 시멘트와 비소성 결합재와 반응하여 침상의 수화생성물을 생성시키고 이들 침상의 수화생성물이 고화재 입자(수화물)와 연약지반 토양입자를 입체적으로 연결시켜주는데 기여한다. 석고 혼합물이 6 중량% 미만인 경우에는 비소성 결합재의 초기 반응성을 향상시키는 효과가 미비하고 침상의 수화생성물을 충분히 생성시킬 수 없으며, 이와는 반대로 12 중량%를 초과하는 경우에는 시멘트 및 비소성 결합재의 함량이 감소하여 강도확보가 곤란하며 과도한 침상 수화생성물이 생성되어 강도저하 및 재료의 분리 현상을 일으키기 때문에 연약지반의 개량효과가 저하되는 문제점을 갖게 된다.
한편, 본 발명에 따른 비소성 결합재를 다량 포함하는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물은 일반적인 심층 혼합 처리 공법통해 연약 지반에 투입되어 연약 지반을 고화시킨다.
이하에서는 다양한 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명의 특징을 더욱 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
《실시예 1》
본 발명의 조성비에 따라 1종 보통 포틀랜드 시멘트 362g, 고로 수쇄 슬래그 미분말 425g, 플라이애쉬 138g, 천연 무수석고 37g, 화학 이수석고 38g을 혼합한 조성물 1,000g에 물 1,000g을 가하여 상온에서 3분간 기계적으로 혼합하여 제조한 고화재 조성물을 제조하였다.
《실시예 2》
본 발명의 조성비에 따라 1종 보통 포틀랜드 시멘트 378g, 고로 수쇄 슬래그 미분말 392g, 플라이애쉬 150g, 천연 무수석고 22g, 화학 이수석고 34g, PNS 제조 부산물 24g을 혼합한 조성물 1,000g에 물 800g을 가하여 실시예 1과 동일하게 고화제 조성물을 제조하였다.
《실시예 3》
본 발명의 조성비에 따라 1종 보통 포틀랜드 시멘트 402g, 고로 수쇄 슬래그 미분말 395g, 플라이애쉬 114g, 천연무수석고 42g, 화학 이수석고 36g, PNS 제조 부산물 11g을 혼합한 조성물 1,000g에 대하여 물 900g을 가하여 실시예 1과 동일하게 고화제 조성물을 제조하였다.
《실시예 4》
본 발명의 조성비에 따라 1종 보통 포틀랜드 시멘트 352g, 고로 수쇄 슬래그 미분말 402g, 플라이애쉬 161g, 천연무수석고 45g, 화학 이수석고 40g을 혼합한 조성물 1,000g에 대하여 물 900g을 가하여 실시예 1과 동일하게 고화제 조성물을 제조하였다.
《비교예 1》
1종 보통 포틀랜드 시멘트 1,000g에 물 1,000g을 가하여 상온에서 3분간 기계적으로 혼합하여 제조한 고화재 조성물을 제조하였다.
《비교예 2》
1종 보통 포틀랜드 시멘트 1,000g에 물 800g을 가하여 비교예 1과 동일하게 고화제 조성물을 제조하였다.
《비교예 3》
고로슬래그 시멘트 1,000g에 물 1,000g을 가하여 비교예 1과 동일하게 고화제 조성물을 제조하였다.
《비교예 4》
고로슬래그 시멘트 1,000에 물 800g을 가하여 비교예 1과 동일하게 고화제 조성물을 제조하였다.
실시예 1~4 및 비교예 1~4의 고화재 조성물을 사용하여 두 종류의 토양과 배합 후 물성을 평가하여 표 1과 표 2에 나타내었다.
물성평가를 위한 토양의 특성 및 시험방법은 다음과 같다.
* 토양의 특성
- 점성토 A : 함수비 46%, 습윤밀도 1,886g/㎤
- 점성토 B : 함수비 68%, 습윤밀도 1,767g/㎤
* 성능평가 방법
- 고화재 사용조건 : 190~200㎏/㎥
- 일축 압축강도 : KS F 2314, 2426
- 유동성 : KS L 5105, KS L 5111
Figure 112013041543702-pat00001
점성토 A에 대하여 실시예 및 비교예의 압축강도 및 유동성을 평가한 결과, 상기의 표 1에서 보이는 바와 같이 본 발명의 고화재 조성물의 경우가 포틀랜드 시멘트 및 고로슬래그 시멘트를 사용한 고화재 조성물과 비교하여 압축강도가 우수하고 유동성이 향상됨을 확인할 수 있었다. 또한 실시예 2의 경우 물/고화재 비가 80%로 낮고 고화재 사용량이 190㎏/㎥ 임에도 비교예 1~4의 200㎏/㎥ 보다 우수한 유동성 및 강도발현이 우수하였다.
Figure 112013041543702-pat00002
점성토 B에 대하여 실시예 및 비교예의 압축강도 및 유동성을 평가한 결과, 상기의 표 2에서 보이는 바와 같이, 점성토 A에서의 결과와 유사하게 본 발명의 고화재 조성물의 경우 포틀랜드 시멘트 및 고로슬래그 시멘트를 사용한 고화재 조성물과 비교하여 유동성 및 압축강도 발현에 있어서 우수한 성능을 나타내었다.
점성토 A와 점성토 B에 대한 압축강도 비교에서 점성토 B의 경우 함수비가 점성토 A와 비교하여 22% 높기 때문에 모든 실시예와 비교예에서 유동성이 높고 압축강도가 낮은 수준을 나타내었다. 하지만 점성토 A에 대한 점성토 B의 압축강도 비를 비교하면 실시예의 경우 재령 7일에서는 92~94%, 재령 28일에서는 87~91%를 나타낸 반면, 비교예의 경우 각 각 89~92% 및 78~85%의 수준을 나타내어 실시예가 연약지반 토양의 변화에도 안정적인 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명에 따른 고화재 조성물은 포틀랜드 시멘트의 사용량이 적기 때문에, 동일한 용적의 연약지반을 개량하는데 발생되는 이산화탄소(CO2) 양이 감소하는 특징을 가지고 있다. 시멘트 1톤 생산과정에서의 이산화탄소 발생량은 석회석의 탈탄산반응, 화석원료의 연소, 전기에너지 사용 등에 의해서 약 800㎏에 이른다. 이 값을 실시예 1~4 및 비교예 1~4에 적용하여 이산화탄소 발생량을 비교하였다. 또한 시멘트 제조 및 콘크리트 제조에 다량 사용되는 비소성 결합재와 달리 대부분 폐기처분되는 PNS 부산물 화학석고의 재활용량을 함께 비교하였다.
Figure 112013041543702-pat00003
실시예와 비교예의 시멘트 사용량을 기준으로 하여 동일한 용적의 연약지반을 개량하는데 발생되는 이산화탄소의 양을 비교한 결과, 실시예가 최소 38%에서 최대 63.5%까지 이산화탄소 발생을 감소시키는 것으로 나타났으며, 특히 실시예 2와 실시예 3은 폐기물 재활용량이 0.48㎏, 0.22㎏인 것으로 나타나, 본 발명에 따른 심층 혼합 처리용 고화재 조성물이 성능뿐만 아니라 환경적 측면에서도 기존의 시멘트 또는 고로슬래그 시멘트를 사용한 고화재 조성물보다 효과가 월등한 것임을 확인할 수 있었다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (6)

  1. 심층 혼합 처리용 고화재 조성물에 있어서,
    분말도 3,000~4,000㎠/g의 범위를 갖는 1종 보통 포틀랜드 시멘트 35~45 중량%, 비소성 결합재이고, 미연탄분의 함량이 7% 이하, 분말도가 4,000~4,800㎠/g인 고로 수쇄 슬래그 미분말 35~50 중량%, 비소성 결합재인 플라이애쉬 5~20 중량%, 천연 무수석고, 화학 이수석고, PNS(poly naphthalene sulfur formaldehyde condensate) 부산물 화학석고 중 2종 이상이 혼합된 석고 혼합물 6~12 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비소성 결합재를 다량 포함하는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항의 비소성 결합재를 다량 포함하는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물을 이용하여 연약 지반을 고화시키는 것을 특징으로 하는 비소성 결합재를 다량 포함하는 심층 혼합 처리용 고화재 조성물를 이용한 심층 혼합 처리 공법.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016039512A1 (ko) * 2014-09-11 2016-03-17 주식회사 씨엠디기술단 중성화 저항성과 초기강도를 증진시킬 수 있는 고로슬래그 미분말 조성물
KR101614309B1 (ko) * 2014-03-28 2016-04-22 주식회사 지안산업 Ｓｃｗ 공법용 밀크주입재 조성물 및 이를 이용한 ｓｃｗ 공법
KR101683040B1 (ko) 2016-06-03 2016-12-08 주식회사 인트켐 자기치유형 친환경 토양 고화재 분체 조성물 및 이를 적용한 연약지반 안정화공법
KR101791527B1 (ko) 2015-11-20 2017-10-30 건설자원기술단 주식회사 살처분 가축 매몰 방역용 조성물 및 이를 이용한 방법
KR20190005358A (ko) * 2017-07-06 2019-01-16 이엑스티 주식회사 포인트 기초용 친환경 고기능성 고화재 조성물
PL443335A1 (pl) * 2022-12-29 2024-07-01 Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Kompozycja uszczelniająca przeznaczona do stosowania w pracach geoinżynieryjnych

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10310771A (ja) * 1997-05-14 1998-11-24 Mitsubishi Materials Corp 遅硬性固化材
KR100521848B1 (ko) * 2003-10-21 2005-10-14 경상대학교산학협력단 폐콘크리트 슬러지를 이용한 연약지반용 토양고화제
KR100719946B1 (ko) 2006-10-30 2007-05-18 (주)효광건설 연약지반을 개량하기 위한 심층혼합처리장비 및 그의 공법
KR101038537B1 (ko) 2010-09-07 2011-06-03 구구기초개발 주식회사 연약지반 개량용 심층혼합처리장치 및 이를 이용한 심층혼합처리방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10310771A (ja) * 1997-05-14 1998-11-24 Mitsubishi Materials Corp 遅硬性固化材
KR100521848B1 (ko) * 2003-10-21 2005-10-14 경상대학교산학협력단 폐콘크리트 슬러지를 이용한 연약지반용 토양고화제
KR100719946B1 (ko) 2006-10-30 2007-05-18 (주)효광건설 연약지반을 개량하기 위한 심층혼합처리장비 및 그의 공법
KR101038537B1 (ko) 2010-09-07 2011-06-03 구구기초개발 주식회사 연약지반 개량용 심층혼합처리장치 및 이를 이용한 심층혼합처리방법

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101614309B1 (ko) * 2014-03-28 2016-04-22 주식회사 지안산업 Ｓｃｗ 공법용 밀크주입재 조성물 및 이를 이용한 ｓｃｗ 공법
WO2016039512A1 (ko) * 2014-09-11 2016-03-17 주식회사 씨엠디기술단 중성화 저항성과 초기강도를 증진시킬 수 있는 고로슬래그 미분말 조성물
KR101791527B1 (ko) 2015-11-20 2017-10-30 건설자원기술단 주식회사 살처분 가축 매몰 방역용 조성물 및 이를 이용한 방법
KR101683040B1 (ko) 2016-06-03 2016-12-08 주식회사 인트켐 자기치유형 친환경 토양 고화재 분체 조성물 및 이를 적용한 연약지반 안정화공법
KR20190005358A (ko) * 2017-07-06 2019-01-16 이엑스티 주식회사 포인트 기초용 친환경 고기능성 고화재 조성물
KR101974591B1 (ko) * 2017-07-06 2019-05-02 이엑스티 주식회사 포인트 기초용 친환경 고기능성 고화재 조성물
PL443335A1 (pl) * 2022-12-29 2024-07-01 Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Kompozycja uszczelniająca przeznaczona do stosowania w pracach geoinżynieryjnych

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