KR101583257B1 - Lightweight soil for preventing sinkhole - Google Patents

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KR101583257B1
KR101583257B1 KR1020140183519A KR20140183519A KR101583257B1 KR 101583257 B1 KR101583257 B1 KR 101583257B1 KR 1020140183519 A KR1020140183519 A KR 1020140183519A KR 20140183519 A KR20140183519 A KR 20140183519A KR 101583257 B1 KR101583257 B1 KR 101583257B1
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양근혁
윤인구
심재일
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지엘기술주식회사
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Abstract

The present invention relates to a lightweight fill material for preventing formation of a sinkhole for backfilling an underground structure buried underground, and more preferably, to a lightweight fill material for preventing formation of a sinkhole, which can prevent a sinkhole from being formed due to occurrence of differential settlement caused by poor compaction of fill material into a sewer pipe, which is an underground structure, and a cavity generated around the sewer pipe. The present invention relates to a lightweight fill material for preventing formation of a sinkhole for backfilling an underground structure buried underground, wherein the fill material comprises a binder, water, and recycled soil, wherein the binder is composed of 20-30 wt% of cement, 10-20 wt% of fly ash, and 50-70 wt% of blast furnace slag.

Description

싱크홀 방지용 경량 성토재{Lightweight soil for preventing sinkhole}{Lightweight soil for preventing sinkhole}

본 발명은 지중에 매립되는 지하구조물의 뒷채움을 위한 싱크홀 방지용 경량 성토재에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는 지하구조물인 하수관거 주변에 성토재의 다짐 불량으로 생기는 부등침하 발생 및 하수관거 주변에 생성되는 공동에 의해 형성되는 싱크홀을 방지할 수 있는 싱크홀 방지용 경량 성토재에 대한 것이다.
The present invention relates to a lightweight embankment for preventing sinkholes for backfilling of an underground structure buried in the ground, and more preferably to a method of manufacturing a lightweight embankment for preventing backfilling of an underground structure buried in the ground, And to a sinkhole-preventing lightweight filler capable of preventing a sinkhole being formed.

종래 지하구조물의 뒷채움에 사용되는 성토재는 주로 흙을 사용하고 있다. 이는 기존에 있던 흙을 이용하여 다시 뒷채움 하는 것이라 경제적으로 이득이지만, 다짐하는 시간이 오래 걸리고, 충분한 다짐 시간을 거치기 않으면 일정 시간이 경과된 후 체적이 감소하여 부등침하가 발생될 수 있다.The embankment used for backfilling of conventional underground structures mainly uses soil. This is economically advantageous because it is used to backfill with the existing soil. However, it takes a long time to compile, and if the compaction time is not long enough, the volume may decrease after a certain period of time, and an uneven settlement may occur.

특히 하수관거 같은 지하구조물은 부등침하에 의해 하수관거 연결부가 변형되어 누수가 발생될 수 있으며, 상기 누수로 인하여 하수관거 주변 뒷채움재가 유실되어 주변에 싱크홀이 발생될 수 있다.Especially, underground structures such as a sewer pipe may be deformed due to deformation of the sewer connection part due to uneven settlement, and the backfilling material around the sewer pipe may be lost due to the leakage, so that a sink hole may be formed around the underground structure.

따라서 이러한 문제점을 해결하고자 시멘트 성토재를 사용는 시도가 있다.Therefore, there is an attempt to use cementitious filler to solve these problems.

그러나 시멘트 성토재의 결합재로 사용되는 시멘트는 생산과정에서 다량의 에너지 소비 및 CO2 배출에 의한 환경오염 등의 문제점이 있다.However, cement used as a binder of cement-based filler has problems such as a large amount of energy consumption during production and environmental pollution due to CO 2 emission.

최근 탄소 저감형, 친환경 등의 환경적인 문제에 대한 관심이 높아지면서, 건설사, 레미콘사 등에서도 시멘트를 소량으로 사용하기 위한 다양한 노력이 있다.Recently, interest in environmental problems such as carbon-reduction type and environment-friendly has increased, and construction companies and remicon companies have made various efforts to use cement in a small amount.

일반적으로 시멘트의 주원료는 석회석(CaCO2)인데, 시멘트 제조시 석회석을 소성하는 소성과정을 거치게 된다. 이 과정에서 대량의 CO2가 발생하는데, 통상 시멘트 1톤 생산시 0.7~0.9톤의 CO2가 발생하며, 국내 시멘트산업에서 배출되는 CO2 양은 국내 CO2 총 배출량의 약 6~8%에 이를 정도로 많은 양을 차지하고 있다. In general, limestone (CaCO 2 ) is the main material of cement, and it is subjected to calcination process in which limestone is calcined during cement production. To a large amount of CO 2 during this process, typically 1 ton of cement is CO 2 0.7 to 0.9 ton occurs during the production, the amount of CO 2 discharged from the cement industry, domestic domestic CO 2 It accounts for about 6 to 8% of total emissions.

또한, 시멘트 성토재는 강도가 과도하게 강하여 지하구조물 유지 보수 관리시 해체가 어려우며, 해체시 지하구조물의 손상이 우려된다.Also, the strength of cement-based eutectoids is excessively high, so it is difficult to dismantle them in maintenance and management of underground structures, and the underground structures may be damaged when dismantled.

아울러 시멘트 성토재의 결합재인 시멘트를 줄이기 위해 산업 부산물인 고로슬래그 또는 플라이애시를 혼합하여 사용기도 한다.In addition, blast furnace slag or fly ash is used as a by-product in order to reduce cement, which is a binder of cementitious filler.

그러나 이 방법은 시멘트 성토재의 배합설계가 체계적이지 않고 경험에 의존한 현장 배합과 타설이 이루어지고 있어 콘크리트의 품질이 불균질하여, 품질 저하에 따른 기포의 소포로 인한 압축강도의 저하 및 체적의 감소 등의 문제점이 있다.
However, in this method, the mixing design of the cement-based embankment is not systematic and the experience is dependent on the field mixing and pouring. Therefore, the quality of the concrete is inhomogeneous. As a result, the compression strength and the volume And the like.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 지하구조물의 뒷채움을 위한 성토재의 결합재로 시멘트, 플라이애시 및 고로슬래그를 사용하여 시멘트의 사용량을 줄이고 환경 친화적인 싱크홀 방지용 경량 성토재를 제공하고자 한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides cement, fly ash and blast furnace slag as a binder of an embankment for backfilling of an underground structure to reduce the amount of cement used and to provide an environmentally friendly light hole filler for preventing sinkholes.

또한, 시멘트, 플라이애시 및 고로슬래그로 구성된 결합재, 물 및 재활용토사를 포함하여 구성된 성토재에 기포제를 더 첨가하기 때문에, 지하구조물의 유지 보수 관리를 위한 성토재 해체를 보다 쉽게 하고 체적의 변형을 최소화 할 수 있는 싱크홀 방지용 경량 성토재를 제공하고자 한다.In addition, the addition of foaming agent to the embankment composed of cement, fly ash, and blast-furnace slag, water and recycled soil makes it easier to dismantle the embankment for maintenance and maintenance of underground structures, To provide a lightweight embedding material for preventing sinkholes.

아울러 콘크리트 품질의 불균질 및 품질 저하를 방지하기 위하여 실내실험결과의 회귀분석을 통해 성토재의 체계적인 배합설계를 이용한 싱크홀 방지용 경량 성토재를 제공하고자 한다.
In order to prevent inhomogeneity and deterioration of concrete quality, it is desired to provide lightweight embankment for sinkhole prevention using systematic blending design of embankment through regression analysis of indoor test results.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 지중에 매립되는 지하구조물의 뒷채움을 위한 싱크홀 방지용 경량 성토재에 관한 것으로, 상기 성토재는 결합재, 물 및 재활용토사를 포함하여 구성되고, 상기 결합재는 시멘트 20~30중량%, 플라이애시 10~20중량% 및 고로슬래그 50~70중량%로 구성되며, 단위결합재량, 단위수량 및 단위재활용토사량은 하기 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 싱크홀 방지용 경량 성토재를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a lightweight filler for preventing sinkholes for backfilling of an underground structure buried in the ground, the filler including a binder, water, and recycled soil, The binder is composed of 20 to 30% by weight of cement, 10 to 20% by weight of fly ash and 50 to 70% by weight of blast furnace slag, and the unit bonding amount, unit water amount and unit recycle amount are determined by the following formula To provide a light-weight filler for preventing sinkholes.

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[수학식][Mathematical Expression]

Figure 112014123381793-pat00001
Figure 112014123381793-pat00001

여기서, Bunit: 단위결합재량(㎏/m3), Wunit: 단위수량(㎏/m3), Dunit: 단위재활용토사량(㎏/m3), fck: 콘크리트 압축강도(MPa), ρc: 성토재 소요겉보기비중, S/B: 재활용토사-결합재비(중량비)이다.In this case, B unit is the unit bonding amount (kg / m 3 ), W unit is the unit water amount (kg / m 3 ), D unit is the unit recycle amount (kg / m 3 ), f ck is the compressive strength , ρ c : Apparent specific gravity required for embankment, S / B: Recycled soil-binder ratio (weight ratio).

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명에서 상기 성토재에는 기포제가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 싱크홀 방지용 경량 성토재를 제공한다.According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a lightweight filler for preventing sinkholes, wherein the filler further comprises a foaming agent.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명에서 상기 재활용토사는 함수율이 38~42%인 것을 특징으로 하는 싱크홀 방지용 경량 성토재를 제공한다.According to another preferred embodiment of the present invention, the recycled gypsum has a water content of 38 to 42%.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명에서 물-결합재비(중량비)는 25~32.5%인 것을 특징으로 하는 싱크홀 방지용 경량 성토재를 제공한다.According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a lightweight filler for preventing sinkholes, which has a water-binding ratio (weight ratio) of 25 to 32.5%.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명에서 상기 성토재에는 폴리카르본산계열의 고성능 감수제가 포함되는 것을 특징으로 하는 싱크홀 방지용 경량 성토재를 제공한다.According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a lightweight filler for preventing sinkholes, which comprises a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명에서 상기 지하구조물은 하수관거로 성토재가 상기 하수관거의 위치를 고정하는 것을 특징으로 하는 싱크홀 방지용 경량 성토재를 제공한다.
According to another preferred embodiment of the present invention, the underground structure is a sewer pipe, and the embankment material fixes the position of the sewer pipe.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.The present invention has the following effects.

첫째, 시멘트의 사용량을 줄이기 때문에 시멘트 제조시 발생되는 CO2 배출량을 저감시킬 수 있어 환경 친화적이다.First, since it reduces the amount of cement used, it can reduce the amount of CO 2 generated in the production of cement, which is environmentally friendly.

둘째, 지하구조물의 유지 및 보수 관리시 성토재의 해체가 어렵지 않으며, 해체시 지하구조물에 생기는 손상을 최소화할 수 있다.Second, it is not difficult to dismantle the embankment during the maintenance and maintenance of the underground structure, and minimize damage to the underground structure during dismantling.

셋째, 잔 골재 또는 굵은 골재 체적을 기포제로 대체한 경량의 성토재로 뒷채움하기 때문에 지하구조물의 하중 부담을 최소화할 수 있다.Third, the burden of the underground structure can be minimized because it is backfilled with lightweight embankment which is replaced with foamed aggregate or coarse aggregate volume.

넷째, 실내실험결과의 회귀분석을 통해 성토재의 체계적인 배합설계를 제공하기 때문에 균질한 품질을 기대할 수 있다.Fourth, regression analysis of indoor test results provides a systematic blend design of embankment, so that homogeneous quality can be expected.

다섯째, 체계적인 배합설계로 배합한 균질한 품질의 성토재를 사용하기 때문에 뒷채움재의 다짐 불량으로 발생되는 부등침하 및 하수관거 주변에 공동(空洞)이 형성되어 발생하는 싱크홀을 방지할 수 있다.Fifth, because of the use of homogeneous quality embedment combined with systematic mixing design, it is possible to prevent sinkholes caused by uneven settlement caused by poor compaction of backfill material and voids formed around sewer pipes.

여섯째, 잔 골재 및 굵은 골재의 체적을 준설토, 건설잔토 등의 재활용토사로 대체하여 비용 및 환경 문제를 해결할 수 있다.
Sixth, the cost and environmental problems can be solved by replacing the volume of fine aggregate and coarse aggregate with recycled soil such as dredged soil and construction residues.

도 1은 본 발명의 싱크홀 방지용 경량 성토재의 배합설계 프로세스를 도시하는 설계도이다.
도 2는 본 발명의 싱크홀 방지용 경량 성토재를 적용한 지하구조물을 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 2의 다른 실시예를 도시하는 예시도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram showing a mixing design process of a lightweight filler for preventing sinkholes of the present invention. Fig.
2 is a cross-sectional view showing an underground structure to which a light-weight filler for preventing sinkholes of the present invention is applied.
FIG. 3 is an exemplary view showing another embodiment of FIG. 2. FIG.

이하, 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments.

본 발명은 지중에 매립되는 지하구조물의 뒷채움을 위한 싱크홀 방지용 경량 성토재에 관한 것으로, 상기 성토재는 결합재, 물 및 재활용토사를 포함하여 구성되고, 상기 결합재는 시멘트 20~30중량%, 플라이애시 10~20중량% 및 고로슬래그 50~70중량%로 구성된다.
The present invention relates to a lightweight filler for preventing sinkholes for backfilling of an underground structure buried in the ground, wherein the filler comprises a binder, water and recycled soil, wherein the binder comprises 20-30 wt% of cement, 10 wt% of fly ash To 20% by weight and blast furnace slag 50 to 70% by weight.

본 발명에서는 체적이 변하지 않고, 토압을 효과적으로 지지하여 사용 중 변형을 최소화하면서도 유지 보수 관리 시 쉽게 해체할 수 있을 정도의 강도를 지닌 성토재를 제공하기 위해 산업 부산물인 고로슬래그 및 플라이애시를 사용하여 종래 시멘트 결합재의 시멘트를 다량 치환한 결합재로 사용하고 있다. In the present invention, in order to provide an embankment having a strength such that the volume does not change, the earth pressure is effectively supported, and the deformation during use is minimized while being easily disassembled in maintenance management, a blast furnace slag and fly ash Cement-based cement is used as a substitute for a large amount of cement.

또한, 잔 골재 및 굵은 골재의 체적을 요구되는 체적을 유지하면서도 처리 비용이 소요되는 준설토, 건설잔토 등의 재활용토사로 재활용하여 비용 및 환경 문제를 해결할 수 있다.
In addition, it is possible to solve the cost and environmental problems by recycling the volume of the aggregate aggregate and the coarse aggregate as the recycled soil such as dredged soil and construction residues which require the processing cost while maintaining the required volume.

일반적으로 포틀랜드 시멘트는 주성분이 주로 산화칼슘(CaO), 실리카(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3)으로 구성되며, 대략 3,300㎠/g 전후의 높은 분말도를 가지고 있다.Generally, Portland cement is mainly composed of calcium oxide (CaO), silica (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and has a high degree of powder around 3,300 cm 2 / g.

상기 시멘트는 20~30중량% 사용하는 것이 바람직한데, 일반적으로 시멘트는 혼화재를 치환하여 사용할 경우 최소 20중량% 이상 사용되어야 치환된 혼화재의 활성화가 가능하며, 30중량% 이상 사용하게 되면 압축강도가 강하여 지하구조물 유지 보수 관리시 해체가 어렵고, 해체시 지하구조물에 손상을 입힐 수 있다.
It is preferable that the cement is used in an amount of 20 to 30% by weight. Generally, when the cement is substituted with the admixture, it is necessary to use at least 20% by weight or more to activate the substituted admixture. It is difficult to dismantle when maintenance and management of underground structures are strong, and it is possible to damage underground structures when dismantled.

플라이애시는 석탄이나 중유 등을 연소했을 때에 생성되는 미세한 입자의 재료로, 주성분은 실리카(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3) 및 유리질이며 구형에 가까운 입자이다. Fly ash is a fine particle material that is produced when coal or heavy oil is burned. Its main components are silica (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and vitreous, which are spherical.

상기 플라이애시는 혼화재로서 사용될 수 있는 물질 중에서 저렴한 것으로서 경제적이며, 입자가 구형이어서 콘크리트 혼합시 볼베어링 효과에 따른 유동성을 향상시킬 수 있다.The fly ash is inexpensive and economical among materials that can be used as an admixture, and the particles are spherical so that the flowability due to the ball bearing effect can be improved when the concrete is mixed.

상기 플라이애시는 10~20중량% 사용하는 것이 바람직한데, 플라이애시가 10중량% 미만이면 플라이애시의 성능을 발휘하기에 너무 미비한 양이고, 20중량% 이상이면 압축강도가 너무 약해져 성토재의 성능을 발휘하기 힘들다.
If the fly ash content is less than 10% by weight, the fly ash is too small to exhibit its performance. If the fly ash content is more than 20% by weight, the compressive strength of the fly ash is too weak, It is difficult to exert.

고로슬래그는 제철 공업의 용광로에서 철광석, 석회석, 코크스 등을 원료로하여 세철을 제조할 때 얻어지는 부산물로 철광석 중에 불순물로서 포함되는 암석류가 석회와 화합하여 생긴 것이다.Blast furnace slag is a by-product obtained from iron ore, limestone, coke, etc. as a raw material in the blast furnace of the steel industry. It is a combination of limestone and pumice as impurities in iron ore.

상기 고로슬래그는 종래 포틀랜드 시멘트의 석회석 성분인 수산화칼슘(CaO)을 대체할 수 있는 재료로, 비경질의 유리상이 다량 포함되어 있으며, 이러한 비경질 상은 알칼리성 물질과 접촉하여 반응이 용이하게 일어나는 잠재수경성 물질이다.The blast furnace slag is a material capable of replacing calcium hydroxide (CaO), which is a limestone component of conventional Portland cement, and contains a large amount of non-glazed glass phase. Such a non-hard phase is a latent hydraulic material which easily reacts with an alkaline substance .

상기 고로슬래그는 50~70중량% 사용하는 것이 바람직한데, 고로슬래그가 50중량% 미만이면 고로슬래그의 성능을 발휘하기에 너무 미비한 양이고, 70중량% 이상이면 압축강도의 저하로 성토재의 기능을 기대하기 어렵다.
It is preferable that the blast furnace slag is used in an amount of 50 to 70% by weight. When the blast furnace slag is less than 50% by weight, the blast furnace slag is too small to exhibit its performance. When the blast furnace slag is more than 70% by weight, It is hard to expect.

도 1은 본 발명의 싱크홀 방지용 경량 성토재의 배합설계 프로세스를 도시하는 설계도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram showing a mixing design process of a lightweight filler for preventing sinkholes of the present invention. Fig.

종래 경량 기포 콘크리트 등은 체계적인 배합 설계 없이 경험에 의존한 현장 배합에 따라 배합되어 왔기 때문에 균질한 품질을 기대할 수 없을 뿐만 아니라 부실 공사를 초래할 수도 있다.Conventionally, lightweight foamed concrete has been blended in accordance with experience-based field composition without a systematic blending design, so that homogeneous quality can not be expected, and it may lead to poor construction.

그러나 본발명에서는 실내실험결과의 회귀분석을 통해 최적의 배합설계식을 이용하여 균질한 품질의 경량 성토재를 배합할 수 있다.
However, in the present invention, it is possible to form a lightweight embedding material of homogeneous quality by using an optimal formulation formula through regression analysis of indoor test results.

도 1에 도시된 바와 같이, 단위결합재량, 단위수량 및 단위재활용토사량은 하기 수학식에 의해 결정될 수 있다.
As shown in FIG. 1, the unit bonding amount, the unit amount, and the unit recycle amount can be determined by the following equations.

[수학식][Mathematical Expression]

Figure 112014123381793-pat00002
Figure 112014123381793-pat00002

여기서, Bunit: 단위결합재량(㎏/m3), Wunit: 단위수량(㎏/m3), Dunit: 단위재활용토사량(㎏/m3), fck: 콘크리트 압축강도(MPa), ρc: 성토재 소요겉보기비중, S/B: 재활용토사-결합재비(중량비)이다.In this case, B unit is the unit bonding amount (kg / m 3 ), W unit is the unit water amount (kg / m 3 ), D unit is the unit recycle amount (kg / m 3 ), f ck is the compressive strength , ρ c : Apparent specific gravity required for embankment, S / B: Recycled soil-binder ratio (weight ratio).

배합설계를 위한 입력값은 전체 성토재의 소요겉보기비중(ρc ) 및 재활용토사-결합재비(중량비)(S/B)로 한다. The input values for the blend design are the apparent apparent specific gravity (ρ c ) and the recycled soil-binder ratio (S / B) of the total embankment.

상기 수학식은 이 두 가지 입력값만으로도 단위결합재량(Bunit), 단위수량(Wunit), 단위재활용토사량(Dunit)을 간단하면서도 정확하게 결정할 수 있다.The above equation can easily and accurately determine the unit bonding discretion (B unit ), the unit quantity (W unit ), and the unit recycle amount (D unit ) by only these two input values.

상기 입력값에 의해 콘크리트의 압축강도(fck)를 예측할 수 있고, 상기 예측된 콘크리트 압축강도(fck)에 의해 단위결합재량(Bunit)을 결정할 수 있으며, 상기 단위결합재량(Bunit)에 의해 단위수량(Wunit)을 결정할 수 있다.It is possible to predict the compression strength (f ck) of the concrete by the input value, and to determine the unit coupled discretion (B unit) by the predicted concrete compressive strength (f ck), the unit combining the discretion (B unit) The unit quantity (W unit ) can be determined.

또한, 단위결합재량(Bunit)과 재활용토사-결합재비(중량비)(S/B)에 의해 단위재활용토사량(Dunit)을 결정지을 수 있다.In addition, the unit recycling amount (D unit ) can be determined by the unit bonding amount (B unit ) and the recycled soil-bonding material ratio (S / B).

한편, 상기 수학식을 이용한 배합설계의 검증을 위한 실험을 다음과 같이 실행하였다.On the other hand, an experiment for verifying the mixing design using the above equation was performed as follows.

상기 배합설계를 통해 설계한 싱크홀 방지용 경량 성토재의 배합상세 및 이를 기반으로 진행된 실험결과는 [표 1]에 나타내었다.
Table 1 shows the blending details of the lightweight filler for preventing sinkholes and the experimental results based on this blend design.

InputInput 배합 설계Mixing design 실험결과Experiment result 오차율(%)Error rate (%) 소요겉보기비중Apparent apparent density 재활용토사-결합재비(중량비)Recycled soil-binder ratio (weight ratio) 설계압축강도(㎫)Design Compressive Strength (MPa) 배합상세(㎏/㎥)Mixing details (kg / m3) 겉보기비중Apparent specific gravity 압축강도(㎫)Compressive strength (MPa) 겉보기비중Apparent specific gravity 압축강도(㎫)Compressive strength (MPa) 단위결합재량Unit binding discretion 단위수량Unit quantity 단위재활용토사량Unit Recycling Amount 기포량(ℓ)Bubble amount (ℓ) 0.70.7 33 0.360.36 225.5225.5 73.373.3 676.6676.6 470.8470.8 0.710.71 0.360.36 1.41.4 0.80.8 1One 33 1.221.22 307.1307.1 99.899.8 921.4921.4 279.3279.3 1.051.05 1.301.30 5.05.0 6.46.4 1.31.3 33 3.023.02 385.5385.5 125.3125.3 1156.51156.5 95.495.4 1.361.36 3.503.50 4.64.6 15.815.8 0.70.7 55 0.210.21 147.3147.3 41.941.9 736.5736.5 490.8490.8 0.680.68 0.230.23 2.92.9 9.09.0 1One 55 0.790.79 208.5208.5 67.867.8 1042.41042.4 279.3279.3 1.001.00 0.830.83 0.00.0 14.914.9 1.31.3 55 1.791.79 269.2269.2 87.587.5 1346.01346.0 69.469.4 1.301.30 1.811.81 0.00.0 1.41.4 0.70.7 77 0.150.15 108.8108.8 35.435.4 761.8761.8 502.9502.9 0.750.75 0.170.17 7.17.1 11.911.9 1One 77 0.510.51 158.4158.4 51.551.5 1108.91108.9 276.4276.4 1.031.03 0.570.57 3.03.0 11.611.6 1.31.3 77 1.261.26 208.8208.8 67.967.9 1461.61461.6 46.346.3 1.311.31 1.221.22 0.80.8 3.43.4 평균 오차율(%)Average error rate (%) 2.82.8 8.48.4

표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 성토재의 소요겉보기비중 및 재활용토사-결합재비(중량비)의 목표치를 표 1에서와 같이 선정한 후 상기 수학식을 통해 배합설계를 설계할 수 있다. As shown in Table 1, the desired apparent specific gravity of the embankment and the target value of the recycled soil-binder ratio (weight ratio) can be selected as shown in Table 1, and then the mixing design can be designed through the above equation.

상기 배합설계를 통한 실제 실험결과와 목표치로 선정한 성토재의 소요겉보기비중 및 설계압축강도를 비교하여 보면 매우 유사한 값을 확인할 수 있다.A comparison of the actual apparent density and the design compressive strength of the embankment selected as the target value from the actual experimental results through the above mixing design can be confirmed to be very similar.

특히, 겉보기비중은 평균 오차율이 2.8%로 상당히 낮은 것을 확인할 수 있고, 압축강도는 겉보기비중보다는 평균 오차율이 다소 높지만 평균 오차율이 8.4%로 10% 미만의 낮은 수치를 확인할 수 있다. 이러한 결과는 상기 배합설계식이 매우 정확하다는 것을 입증한다.
In particular, it can be seen that the apparent specific gravity has a mean error rate of 2.8% which is considerably low. Compressive strength is slightly lower than the apparent specific gravity, but the average error rate is 8.4%, which is less than 10%. These results demonstrate that the formulation design formula is very accurate.

상기 성토재에는 기포제가 더 포함될 수 있다.The filler may further include a foaming agent.

본 발명에서는 성토재에 기포제를 더 첨가하여 잔 골재, 굵은 골재 등의 체적을 대체하면서도 경량화하여 지하구조물의 하중 부담을 최소화하였다.In the present invention, by adding a foaming agent to the embankment, the weight of the underground structure is minimized by reducing the volume of the remaining aggregate and coarse aggregate while reducing the weight.

또한, 기포제 조절에 따라 투수성이 필요한 경우 연속공극이 형성되도록 하고, 불투수성이 필요한 경우 단일공극이 형성되도록 할 수도 있다.It is also possible to allow continuous pores to be formed when water permeability is required, and single pores to be formed if impermeability is required, by controlling the foaming agent.

상기 기포제는 콘크리트에 사용되는 기포제로 국내에서 일반적으로 사용되는 동물성 및 식물성 기포제를 사용할 수 있으며, 희석시켜 사용하는 것이 바람직하고 희석된 기포는 기포 발생기를 통해 약 6bar의 기압으로 발포시켜 사용하는 것이 바람직하다.
The foaming agent may be an animal or vegetable foaming agent commonly used in Korea and may be used as a foaming agent used in concrete. It is preferable to use diluted foaming agent. It is preferable that the diluted bubble is foamed at a pressure of about 6 bar through a bubble generator Do.

상기 재활용토사는 함수율이 38~42%인 것이 바람직하다.The recycled gypsum preferably has a water content of 38 to 42%.

재활용토사의 함수율이 38% 미만일 경우 콘크리트 타설시 기포의 소포를 유도하여 체적 감소를 발생시킬 수 있으며, 42% 이상일 경우 단위 수량의 증가로 인해 압축강도의 저하를 발생시킬 수 있다.
When the water content of recycled soil is less than 38%, it may cause volume reduction by inducing vesicle bubbles during concrete pouring. If it exceeds 42%, the compressive strength may decrease due to increase of unit water quantity.

물-결합재비(중량비)는 25~32.5%인 것이 바람직하다. The water-binding ratio (weight ratio) is preferably 25 to 32.5%.

일반적인 경량 기포 콘크리트는 물-결합재비(중량비)를 50% 이상을 사용하고 있는데, 본 발명에서는 플라이애시 및 고로슬래그의 다량 치환으로 압축강도를 확보하기 위해 물-결합재비(중량비)를 32.5% 이하로 한다.In the present invention, the water-binding material ratio (weight ratio) is preferably not more than 32.5% in order to secure the compressive strength due to the large amount of fly ash and blast furnace slag substitution. .

하지만, 물-결합재비(중량비)가 25% 미만인 경우에는 결합재의 결합력이 감소될 수 있다.However, when the water-binding ratio (weight ratio) is less than 25%, the binding force of the binding material can be reduced.

상기 성토재에는 폴리카르본산계열의 고성능 감수제가 포함될 수 있다.The above-mentioned embedding material may include a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent.

상기 고성능 감수제는 시멘트 입자 표면에 흡착하여 입자들끼리 상호 반력을 일으키므로, 응집된 입자가 분산되어 시멘트 입자의 유동을 증가시키기 때문에 감수 효과로 인한 강도의 균질을 가능하게 한다.Since the high-performance water reducing agent adsorbs on the surface of the cement particles and causes mutual reaction between the particles, the aggregated particles are dispersed to increase the flow of the cement particles, thereby enabling homogenization of the strength due to the water reducing effect.

일실시예로, 물-결합재비(중량비) 32.5% 및 재활용토사 함수율 40%일때 고성능 감수재는 1.75% 첨가하는 것이 바람직하다.In one embodiment, when the water-binding ratio (weight ratio) is 32.5% and the recycled soil moisture content is 40%, the high-performance reducing material is preferably added in an amount of 1.75%.

도 2는 본 발명의 싱크홀 방지용 경량 성토재를 적용한 지하구조물을 도시하는 단면도이고, 도 3은 도 2의 다른 실시예를 도시하는 예시도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view showing an underground structure using the lightweight filler for preventing sinkholes according to the present invention, and FIG. 3 is an exemplary view showing another embodiment of FIG.

상기 지하구조물은 하수관거(30)로 성토재(10)가 상기 하수관거(30)의 위치를 고정시킬 수 있다.
The underground structure can fix the position of the sewer pipe (30) by the embankment (10) with the sewer pipe (30).

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 싱크홀 방지용 경량 성토재(10)는 시멘트, 플라이애시 및 고로슬래그로 구성되는 결합재에 기포제, 고성능 감수제 등의 첨가제를 더 첨가하여 지반(20)과 하수관거(30) 사이를 메워주기 때문에 하수관거(30)의 위치를 고정시킬 뿐만 아니라, 성토재(10)의 유실을 방지할 수 있어 지반(20)이 가라앉아 생기는 싱크홀을 방지할 수 있다.As shown in FIG. 2, the lightweight filler 10 for preventing sinkholes of the present invention is prepared by adding an additive such as a foaming agent and a high-performance water reducing agent to a binder composed of cement, fly ash and blast furnace slag, 30, it is possible not only to fix the position of the sewer pipe 30, but also to prevent the loss of the embankment 10, thereby preventing the sink hole from sinking into the ground 20.

또한, 상기 성토재(10)는 경량이기 때문에 하수관거(30)에 전달되는 하중이 약해 하수관거(30)의 수명을 연장시킬 수 있다.
In addition, since the embankment 10 is light in weight, the load transmitted to the sewer pipe 30 is weak, so that the life of the sewer pipe 30 can be prolonged.

상기 싱크홀 방지용 경량 성토재(10)의 다른 실시예로 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 성토재(10)는 하수관거(30) 하단에만 시공하여 하수관거(30)의 높이 및 위치를 균등하게 고정시킬 수도 있다.
3, the embankment 10 may be applied only to the lower end of the sewer pipe 30 to uniformly fix the height and the position of the sewer pipe 30 have.

10: 싱크홀 방지용 경량 성토재
20: 지반
30: 하수관거
10: Lightweight embankment for sink hole prevention
20: Ground
30: sewer pipe

Claims (7)

지중에 매립되는 지하구조물의 뒷채움을 위한 싱크홀 방지용 경량 성토재에 관한 것으로,
상기 성토재(10)는 결합재, 물 및 재활용토사를 포함하여 구성되고,
상기 결합재는 시멘트 20~30중량%, 플라이애시 10~20중량% 및 고로슬래그 50~70중량%로 구성되며,
단위결합재량, 단위수량 및 단위재활용토사량은 하기 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 싱크홀 방지용 경량 성토재.
[수학식]
Figure 112015111964002-pat00003

여기서, Bunit: 단위결합재량(㎏/m3), Wunit: 단위수량(㎏/m3), Dunit: 단위재활용토사량(㎏/m3), fck: 콘크리트 압축강도(MPa), ρc: 성토재 소요겉보기비중, S/B: 재활용토사-결합재비(중량비)이다.
The present invention relates to a lightweight embankment for preventing sinkholes for backfilling of underground structures buried in the ground,
The embankment (10) is composed of a binder, water and recycled soil,
The binder is composed of 20 to 30% by weight of cement, 10 to 20% by weight of fly ash and 50 to 70% by weight of blast furnace slag,
Unit bonded amount, unit number and unit recycle amount are determined by the following equation.
[Mathematical Expression]
Figure 112015111964002-pat00003

In this case, B unit is the unit bonding amount (kg / m 3 ), W unit is the unit water amount (kg / m 3 ), D unit is the unit recycle amount (kg / m 3 ), f ck is the compressive strength , ρ c : Apparent specific gravity required for embankment, S / B: Recycled soil-binder ratio (weight ratio).
삭제delete 제1항에서,
상기 성토재(10)에는 기포제가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 싱크홀 방지용 경량 성토재.
The method of claim 1,
Wherein the embedding material (10) further comprises a foaming agent.
제1항에서,
상기 재활용토사는 함수율이 38~42%인 것을 특징으로 하는 싱크홀 방지용 경량 성토재.
The method of claim 1,
Wherein the recycled soil has a water content of 38 to 42%.
제1항에서,
물-결합재비(중량비)는 25~32.5%인 것을 특징으로 하는 싱크홀 방지용 경량 성토재.
The method of claim 1,
And the water-binding ratio (weight ratio) is 25 to 32.5%.
제1항에서,
상기 성토재(10)에는 폴리카르본산계열의 고성능 감수제가 포함되는 것을 특징으로 하는 싱크홀 방지용 경량 성토재.
The method of claim 1,
Characterized in that the embedding material (10) contains a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent.
제1항에서,
상기 지하구조물은 하수관거(30)로 성토재(10)가 상기 하수관거(30)의 위치를 고정하는 것을 특징으로 하는 싱크홀 방지용 경량 성토재.
The method of claim 1,
Wherein the underground structure fixes the position of the sewer pipe (30) with the embankment (10) as the sewer pipe (30).
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