KR101592199B1 - 6가 크롬이 용출되지 않는 심층혼합처리 공법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 심층혼합처리 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬래그와 탈황공정 부산물이 포함된 슬러리를 이용하여 1종 보통시멘트와 동등 이상 성능을 발현할 수 있을 뿐만 아니라, 체적 팽창작용을 이용하여 벤토나이트 사용을 배제할 수 있고 6가 크롬 등 유해성분 용출을 최소화할 수 있는 심층혼합처리 공법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 심층혼합처리 공법은 1) 굴착장비를 설계심도까지 지중에 관입하는 단계; 2) 상기 굴착장비를 다시 인발하는 단계; 3) 상기 1)단계 또는 2)단계 중 적어도 어느 하나의 단계에서 슬래그와 탈황공정 부산물을 포함하는 슬러리를 주입하여 굴착된 지반의 토양과 혼합하는 믹싱단계; 및 4) 상기 슬러리를 경화시켜 양생하는 단계;를 포함한다.

Description

6가 크롬이 용출되지 않는 심층혼합처리 공법{DEEP CEMENT MIXING METHOD WITHOUT HEXAVALENT CHROMIUM ELUTION}
본 발명은 심층혼합처리 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬래그와 탈황공정 부산물이 포함된 슬러리를 이용하여 1종 보통시멘트와 동등 이상 성능을 발현할 수 있을 뿐만 아니라, 체적 팽창작용을 이용하여 벤토나이트 사용을 배제할 수 있고 6가 크롬 등 유해성분 용출을 최소화할 수 있는 심층혼합처리 공법에 관한 것이다.
토목 및 건축 구조물의 사용 중 터널공사 및 증축이나 리모델링, 용도변경, 하중증가 등으로 인해 차수 및 지반 보강이 필요한 경우가 자주 발생하게 된다.
이러한 문제들이 예상되는 지반을 개량하여 어떠한 목적물을 건설하는데 있어 차수 및 보강 등의 안전상의 문제점을 제거하기 위한 수단으로 연약지반 개량공법으로 그라우팅 공법이 이용된다.
그라우팅 시공시 약액 주입공법이란 연약지반 속에 시멘트 액과 같은 주입재를 펌프의 압력으로 주입하여 지반내의 공극이나 균열을 충전시켜 줌으로써 용수의 유출을 막거나, 또는 연약 지층을 뭉쳐 굳게 하여 지반의 붕괴를 억제하게 되며, 주입재로는 시멘트액, 모르타르액, 물유리액과 같은 약액 등이 사용된다.
따라서, 약액주입공법은 원래 유동성을 갖고 있지만 소정 시간 후에 고결시키는 것이 가능한 현택액형 및 용액형 약액을 지반 중에 주입하여 지반의 투수성을 감소시키고, 지반의 강도를 증대시킴으로써 변상방지 등의 복합적인 효과를 기대하는 지반개량 공법 중의 하나다.
일반적으로 사용되는 그라우팅용 약액주입공법에서는 주요 결합재로 시멘트를 사용하는데 시멘트는 지반의 강알칼리 및 6가 크롬에 의한 환경오염을 유발할 수 있고 수화반응 진행 시 과도한 체적 수축이 발생하는 문제점을 내포하고 있다. 특히 시멘트는 6가 크롬을 함유할 수 밖에 없는데 그 이유는 시멘트 킬른은 온도가 낮은 로의 압부분에는 내화 점토질 벽돌이 사용되며, 온도가 높고 클링커의 마찰에 의한 마모와 반용융 상태의 클링커와 화학반응이 이루어지는 부분에는 마그네시아와 크롬이 함유된 마그-크롬질 벽돌이 사용되고 있다. 이 과정에서 이 마그-크롬질 내화벽돌에 함유된 크롬이 클링커가 생성되는 과정 중에 함유되는 것으로 알려지고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 슬래그와 탈황공정 부산물이 포함된 슬러리를 이용하여 1종 보통시멘트와 동등 이상 성능을 발현할 수 있는 심층혼합처리 공법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 체적 팽창작용을 이용하여 벤토나이트 사용을 배제할 수 있고 6가 크롬 등 유해성분 용출을 최소화할 수 있는 심층혼합처리 공법을 제공함에 있다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 심층혼합처리 공법은 1) 굴착장비를 설계심도까지 지중에 관입하는 단계; 2) 상기 굴착장비를 다시 인발하는 단계; 3) 상기 1)단계 또는 2)단계 중 적어도 어느 하나의 단계에서 슬래그와 탈황공정 부산물을 포함하는 슬러리를 주입하여 굴착된 지반의 토양과 혼합하는 믹싱단계; 및 4) 상기 슬러리를 경화시켜 양생하는 단계;를 포함한다.
또한 상기 슬러리는 상기 슬래그 100중량부에 대하여 상기 탈황공정 부산물 20~1,000중량부와 배합수 60~1,000중량부를 포함하고, 상기 슬래그는 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 40~70중량%를 포함하고 비표면적이 3,500~8,000cm2/g이고, 상기 탈황공정 부산물은 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 50~80중량%와 설페이트 옥사이드(Sulfate oxide) 10~40중량%를 포함하고 비표면적이 2,000~8,000cm2/g인 것이 바람직하다.
또한 상기 탈황 공정 부산물은 페트로 코크스를 연료로 하는 유동층 보일러 또는 제철 및 제강 공장에서 탈황공정 중 발생하는 부산물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
삭제
또한 상기 슬래그 100중량부에 대하여 속경성 및 강도를 증진시키기 위하여 시멘트 3~100중량부가 더 혼입되며, 상기 시멘트는 CSA(Calcium Sulfur Aluminate), 알루미나 시멘트, 초속경 시멘트, 1종 시멘트, 3종 시멘트, 고로슬래그 시멘트 및 플라이애시 시멘트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
또한 상기 슬래그의 잠재수경성을 향상시키기 위하여 상기 슬래그 100중량부에 대하여 석고 1~20중량부가 더 혼입되며, 상기 석고는 천연석고, 배연 탈황석고, 인산석고, 화학석고, 제련석고, 티탄석고, 불산석고로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
또한 체적팽창을 통한 수축을 방지하기 위하여 상기 슬래그 100중량부에 대하여 팽창재 5~100중량부가 혼입되며, 상기 팽창재는 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 20중량% 이상인 석탄재, 바이오매스 소각잔재, 제지슬러지 소각잔재, RDF 소각잔재, RPF 소각잔재, 제철 및 제강 공정 분진, 생석회 및 경소백운석으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
또한 유동성을 증진시키기 위하여 상기 슬래그 100중량부에 대하여 액상 및 분말형 유동화제 0.1~10중량부를 더 포함하며, 상기 유동화제는 나프탈렌계, 멜라민계, 아민계, 리그닌계 및 폴리 카르본산계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
또한 수중 분리를 방지하기 위하여 상기 슬래그 100중량부에 대하여 수중 불분리제 0.1~20중량부가 혼입되며, 상기 수중 불분리제는 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HYDROXY PROPYL METHYL CELLULOSE, HPMC), 하이드록시 에틸셀룰로오스(HYDROXY ETHYL CELLULOSE, HEC), 카르복시메틸 셀룰로오스(CARBOXY METHYL CELLULOSE, CMC), 에틸 하이드록시틸 셀룰로오즈(ETHYL HYDROXY ETHYL CELLULOSE, EHEC), 폴리 아크릴계, 다당체(POLY SACCARIDE), 하이드록시에틸 메틸셀룰로오스(HYDROXY ETHYL METHYL CELLULOSE, HEMC), 폴리 에틸렌 옥시드(POLY ETHYLENE OXIDE, PEO)계, 에틸렌 비닐 아세테이트(ETHYLENE VINYL ACETATE, EVA)계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 슬래그와 탈황공정 부산물이 포함된 슬러리를 이용함으로써 1종 보통시멘트와 동등 이상 성능을 발현할 수 있는 효과가 있다.
또한 체적 팽창작용을 이용하여 벤토나이트 사용을 배제할 수 있고 6가 크롬 등 유해성분 용출을 최소화할 수 있는 효과도 있다.
이하, 본 발명에 의한 심층혼합처리공법과, 심층혼합처리공법에 이용되는 6가 크롬 용출을 최소화할 수 있는 지반보강용 친환경 밀크결합재 조성물을 구체적으로 설명한다.
본 발명에 의한 심층혼합처리 공법은 1) 굴착장비를 설계심도까지 지중에 관입하는 단계; 2) 상기 굴착장비를 다시 인발하는 단계; 3) 상기 1)단계 또는 2)단계 중 적어도 어느 하나의 단계에서 슬래그와 탈황공정 부산물을 포함하는 슬러리를 주입하여 굴착된 지반의 토양과 혼합하는 믹싱단계; 및 4) 상기 슬러리를 경화시켜 양생하는 단계;를 포함한다.
특히, 상기 슬러리는 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 40~70중량%이고 비표면적이 3,500~8,000cm2/g인 슬래그 100중량부에 대하여, 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 50~80중량%와 설페이트 옥사이드(Sulfate oxide) 10~40중량%를 포함하고 비표면적이 2,000~8,000cm2/g인 탈황공정 부산물 20~1,000중량부, 배합수 60~1,000중량부를 포함한다.
또한 상기 슬래그는 고로 슬래그, 전로 슬래그, 전기로 산화슬래그, 전기로 환원슬래그, 동 슬래그, 스테인레스 슬래그, 연 슬래그, KR 슬래그로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
또한 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량은 40중량% 이상이 바람직한데 40중량% 이하면 잠재수경성을 발휘하여 칼슘실리케이트 수화물(C-S-H) 생성하여 강도를 발현하기 어렵다. 비표면적은 3,500~8,000cm2/g이 바람직한데 3,500cm2/g 이하이면 활성도가 저하되어 강도 발현이 어렵고 8,000cm2/g 이상이면 활성도는 우수하여 강도는 증진되나 초미립분을 얻기 위한 분쇄, 집진 공정에서 생산량이 크게 저하된다.
상기 탈황공정 부산물은 페트로 코크스를 연료로 하는 유동층 보일러 및 제철 및 제강 공장에서 탈황공정 중 발생하는 부산물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
탈황 공정 부산물은 생석회, 무수석고 성분을 함유한 물질이며 경제성이 매우 우수하다. 슬래그의 산성피막을 알칼리 및 황산염 복합 자극에 의해 단시간 내에 파괴하여 슬래그 내부에서 이온 방출을 가속화시키고 이들과 반응하여 수화초기에 에트린가이트를 다량 생성해주고 재령이 경과함에 따라 칼슘실리케이트 수화물을 생성해 강도를 발현해주는 자극제 및 결합재의 동시 역할을 하는 물질이다. 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 50중량% 미만이거나 설페이트 옥사이드(Sulfate oxide) 함량이 15중량% 미만일 경우에는 그 효과가 제대로 발휘되지 못하며, 비표면적이 2,000cm2/g 이하이면 초기에 강도 발현이 어렵고, 8,000cm2/g 이상이면 분쇄 과정에서 제조 비용이 크게 상승한다.
상기 배합수는 지하수, 상수도수, 공업용수, 회수수 및 해수 등 결합재의 응결에 이상을 주지 않는 일반적인 물로서 분말인 결합재를 슬러리로 만들어 배관을 통한 이송을 용이하게 하는 용도로 사용된다.
또한 또한 속경성 및 강도를 증진시키기 위하여 시멘트를 더 포함하되, 상기 시멘트는 CSA(Calcium Sulfur Aluminate), 알루미나 시멘트, 초속경 시멘트, 1종 시멘트, 3종 시멘트, 고로슬래그 시멘트 및 플라이애시 시멘트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 시멘트는 슬래그 100중량부에 대하여 시멘트 3~100중량부를 혼입하는 것이 바람직하다. 3중량부 미만이면 초기 강도 발현이 어렵고 100중량부를 초과하면 초기강도는 상승되나 6가 크롬 등 유해성분 용출될 수 있고 경제성 또한 부족하다.
또한 슬래그의 잠재수경성을 향상시키기 위하여 석고를 더 포함하되, 상기 석고는 천연석고, 배연 탈황석고, 인산석고, 화학석고, 제련석고, 티탄석고, 불산석고로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다. 상기 석고는 슬래그 100중량부에 대하여 1~20중량부 혼입되는 것이 바람직하다. 1중량부 미만이면 초기 강도 발현이 어렵고 20중량부를 초과하면 슬래그와 반응하지 못한 석고가 존재하여 오히려 강도가 크게 저하된다.
또한 체적팽창을 통한 수축을 방지하기 위하여 팽창재를 더 포함하되, 팽창재는 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 20중량% 이상인 석탄재, 바이오매스 소각잔재, 제지슬러지 소각잔재, RDF 소각잔재, RPF 소각잔재, 제철 및 제강 공정 분진, 생석회 및 경소백운석으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
통상 별도의 탈황장치를 구비한 화력발전소에서 배출되는 석탄재는 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 5중량% 이하로 콘크리트 혼화재료로 재활용됨에도 불구하고, 위와 같이 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 성분이 다량 함유된 석탄재, 소각잔재, 제철 및 제강 분진 등은 흡수, 발열 및 팽창 특성이 있어 콘크리트 혼화재료로 활용이 불가능하다.
따라서 본 발명은 통상적으로 콘크리트 혼화재료로 활용할 수 없는 산업 부산물을 팽창재로 이용하는 것이다.
또한 상기 팽창재 중 생석회 및 경소백운석은 시중에서 유통되는 일반적인 제품이면 사용 가능하다.
상기 팽창재는 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 20중량% 이상이 바람직하다. 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 성분은 물과 반응하여 흡수, 발열 및 팽창하여 수산화칼슘이 된다. 이에 대한 반응식은 아래와 같다.
CaO+ H2O->Ca(OH)2+15.6kcal mol-1
따라서 칼슘 옥사이드(Calcium oxide)가 물과 반응하여 생성된 수산화칼슘은 슬래그의 알칼리 자극제 역할과 동시에 수화반응시 경화체의 체적 수축을 보상하는 효과를 발휘하게 된다.
또한 상기 팽창재는 슬래그 100중량부에 대하여 5~100중량부 혼입되는 것이 바람직하다. 5중량부 미만일 경우 팽창 효과가 미비하며 100중량부를 초과할 경우 팽창효과는 우수해지나 물을 과량 흡수하여 유동성이 크게 저하된다.
또한 유동성을 증진시키기 위하여 액상 및 분말형 유동화제를 더 포함하되, 유동화제는 나프탈렌계, 멜라민계, 아민계, 리그닌계, 폴리 카르본산계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물이 바람직하다.
상기 유동화제는 슬래그 100중량부에 대하여 0.1~10중량부 혼입되는 것이 바람직하다. 0.1 중량부 미만일 경우 유동성 개선 효과가 없으며 10중량부를 초과할 경우 유동성이 과도하게 개선되어 재료분리가 일어날 수 있고 경제성이 부족하다.
또한 수중 분리를 방지하기 위하여 수중 불분리제가 더 포함되며, 수중 불분리제는 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HYDROXY PROPYL METHYL CELLULOSE, HPMC), 하이드록시 에틸셀룰로오스(HYDROXY ETHYL CELLULOSE, HEC), 카르복시메틸 셀룰로오스(CARBOXY METHYL CELLULOSE, CMC), 에틸 하이드록시틸 셀룰로오즈(ETHYL HYDROXY ETHYL CELLULOSE, EHEC), 폴리 아크릴계, 다당체(POLY SACCARIDE), 하이드록시에틸 메틸셀룰로오스(HYDROXY ETHYL METHYL CELLULOSE, HEMC), 폴리 에틸렌 옥시드(POLY ETHYLENE OXIDE, PEO)계, 에틸렌 비닐 아세테이트(ETHYLENE VINYL ACETATE, EVA)계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물을 것이 바람직하다. 상기 수중 불분리제는 상기 슬래그 100중량부에 대하여 0.1~20중량부 혼입되는 것이 바람직하다. 0.1 중량부 미만일 경우 수중 불분리 개선 효과가 없으며 20중량부를 초과할 경우 점성이 과도해져서 시공이 어렵게 된다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다. 또한 이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한하는 것으로 이해되어져서는 아니된다.
비교예
해성점토 1m3 기준으로 1종 시멘트 400kg, 벤토나이트 20kg, 물 410kg를 강제식 믹서로 충분히 혼합하여 슬러리를 제조하여 해성점토 1m3와 균질하게 혼합하여, Ø10cm×20cm 크기의 공시체 9개를 제작하여 이를 20에서 양생하여 재령 3일, 7일, 28일 강도를 측정하였다. 투수계수는 7일 재령에서 압축강도 측정 전에 실시하였다.
실시예 1
상기 비교예와 모든 조건은 동일하지만 1종 시멘트를 대신하여 비표면적이 4,130cm2/g인 고로슬래그 100중량부에 대하여, 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 67중량%, 설페이트 옥사이드(Sulfate oxide) 24중량%인 페트로 코크스 탈황공정 부산물 40중량부를 균질하게 혼합하여 결합재를 제조하였다.
이를 해성점토 1m3 기준으로 상기 결합재 400kg, 물 410kg를 강제식 믹서로 충분히 혼합하여 슬러리를 제조하여 해성점토 1m3와 균질하게 혼합하여, Ø10cm×20cm 크기의 공시체 9개를 제작하여 이를 20℃에서 양생하여 재령 3일, 7일, 28일 강도를 측정하였다. 투수계수는 7일 재령에서 압축강도 측정 전에 실시하였다.
실시예 2
상기 비교예와 모든 조건은 동일하지만 1종 시멘트를 대신하여 비표면적이 4,370cm2/g인 고로슬래그 100중량부에 대하여, 비표면적이 3,360cm2/g이며 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 67중량%, 설페이트 옥사이드(Sulfate oxide) 24중량%인 페트로 코크스 탈황공정 부산물 20중량부, 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 41중량%인 석탄재를 균질하게 혼합하여 결합재를 제조하였다.
이를 해성점토 1m3 기준으로 상기 결합재 400kg, 물 410kg를 강제식 믹서로 충분히 혼합하여 슬러리를 제조하여 해성점토 1m3와 균질하게 혼합하여, Ø10cm×20cm 크기의 공시체 9개를 제작하여 이를 20℃에서 양생하여 재령 3일, 7일, 28일 강도를 측정하였다. 투수계수는 7일 재령에서 압축강도 측정 전에 실시하였다.
실시예 3
상기 비교예와 모든 조건은 동일하지만 1종 시멘트를 대신하여 비표면적이 4,380cm2/g인 스테인레스 슬래그 100중량부에 대하여, 3종 시멘트 60중량부, 비표면적이 3,360cm2/g이며 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 58중량%, 설페이트 옥사이드(Sulfate oxide) 34중량%인 제철 공정 탈황 부산물 20중량부, 황산염 자극제로 천연 무수석고 10중량부를 균질하게 혼합하여 결합재를 제조하였다.
이를 해성점토 1m3 기준으로 상기 결합재 400kg, 물 410kg를 강제식 믹서로 충분히 혼합하여 슬러리를 제조하여 해성점토 1m3와 균질하게 혼합하여, Ø10cm×20cm 크기의 공시체 9개를 제작하여 이를 20℃에서 양생하여 재령 3일, 7일, 28일 강도를 측정하였다. 투수계수는 7일 재령에서 압축강도 측정 전에 실시하였다.
공시체의 시험방법 및 결과
아래 표 1에 나타낸 바와 같이 투수계수는 KS F 2322 변수위투수시험법에 따라 실시하고 압축강도시험은 KS F 2343 일축압축강도 시험방법에 의해 실시하였다. 중금속 용출시험은 28일 압축강도 측정 후 일부를 채취하여 실시하였다.
실험 방법 비고
투수계수 KS F 2322 변수위 투수시험방법
압축강도 KS F 2343 일축압축강도시험방법
중금속 용출 폐기물공정시험기준 중금속 용출시험방법
(1) 투수계수
7일 동안 20에서 양생한 공시체의 투수계수 시험성과를 표 2에 나타내었다. 표 2에서 알 수 있는바와 같이 모든 공시체에서 불투수층을 구성하여 만족할 만한 결과를 도출하였으며, 비교예보다 본 발명 실시예의 투수계수가 낮은 것을 알 수 있으며, 이는 비교예의 1종 시멘트와 벤토나이트를 사용한 경우 수화반응시 발생하는 체적수축과 공시체에 함유된 수분이 증발 또는 수화 되면서 상대적으로 투수계수가 크고, 본 발명에 따른 결합재의 경우 페트로 코크스 탈황부산물 및 팽창재의 수분 흡수 작용에 의해 단위수량의 저감 및 구속된 상태에서 팽창을 일으켜 화학적 프리스트레스 작용에 의해 조직이 치밀해져 상대적으로 낮은 투수성능을 보이는 것으로 판단된다.
구분 투수계수(㎝/sec) 압축강도 3일
(kgf/cm2)		 압축강도 7일
(kgf/cm2)		 압축강도 28일
(kgf/cm2)
비교예 4.32 × 10-6 6.3 15.3 28.2
실시예1 5.61 × 10-7 7.8 15.8 29.5
실시예2 4.83 × 10-7 8.6 21.2 32.6
실시예3 4.15 × 10-7 11.2 25.1 38.2
(2) 일축압축강도의 변화
표 2에 비교예 및 실시예 1, 실시예 2 와 실시예 3의 일축압축강도를 나타내었다. 이를 통해 알 수 있는 바와 같이, 슬래그와 탈황공정 부산물을 사용한 실시예 1은 1종 시멘트를 사용한 비교예 1과 거의 동등한 강도를 발현하였으며, 팽창재가 더 포함된 실시예 2와 석고가 더 포함된 실시예 3은 모든 재령에서 1종 시멘트에 비해 더욱 높은 강도를 발현함을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 슬러리가 1종 시멘트를 대체할 수 있는 성능 발휘가 가능함을 알 수 있었다.
(3) 중금속 용출 실험
KSLT
6가크롬 구리 수은 카드뮴 납 비소
허용기준 1.5 3.0 0.005 0.3 3.0 1.5
비교예 1 0.873 0.231 불검출 0.051 0.345 0.234
실시예 1 불검출 0.018 불검출 0.008 불검출 불검출
실시예 2 불검출 0.008 불검출 불검출 불검출 불검출
실시예 3 불검출 0.012 불검출 불검출 불검출 0.056
상기 표 3의 중금속 용출실험결과를 보면 비교예 1의 경우 허용기준치에는 만족하는 것으로 나타나지만 6가 크롬의 경우 기준치의 50%를 상회하는 양이 용출되었다. 그러나 본 발명의 실시예는 모두 6가 크롬이 불검출되었다.
따라서 본 발명은 슬래그의 잠재수경성 발휘에 의해 슬러리의 고결강도 증진, 유해물질 용출 방지, 산업부산물의 대량 활용 가능 등 기존의 시멘트에 비하여 물리적/환경적/경제적 측면에서 우수한 특성이 기대된다.

Claims (8)

1) 굴착장비를 설계심도까지 지중에 관입하는 단계;
2) 상기 굴착장비를 다시 인발하는 단계;
3) 상기 1)단계 또는 2)단계 중 적어도 어느 하나의 단계에서 슬래그와 탈황공정 부산물을 포함하는 슬러리를 주입하여 굴착된 지반의 토양과 혼합하는 믹싱단계; 및
4) 상기 슬러리를 경화시켜 양생하는 단계;를 포함하며,
상기 슬러리는 상기 슬래그 100중량부에 대하여 상기 탈황공정 부산물 20~1,000중량부와 배합수 60~1,000중량부를 포함하고,
상기 슬래그는 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 40~70중량%를 포함하고 비표면적이 3,500~8,000cm2/g이고,
상기 탈황공정 부산물은 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 50~80중량%와 설페이트 옥사이드(Sulfate oxide) 10~40중량%를 포함하고 비표면적이 2,000~8,000cm2/g이고,
상기 탈황공정 부산물은 제철 및 제강 공장에서 탈황공정 중 발생하는 부산물이고,
상기 슬러리는 상기 슬래그 100중량부에 대하여 속경성 및 강도를 증진시키기 위하여 시멘트 3~100중량부가 더 혼입되며,
상기 시멘트는 CSA(Calcium Sulfur Aluminate), 알루미나 시멘트, 초속경 시멘트, 1종 시멘트, 3종 시멘트, 고로슬래그 시멘트 및 플라이애시 시멘트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 심층혼합처리 공법.


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