KR101602130B1 - Mortar composition for compaction grouting process using unsintered inorganic binder bottom ash - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연약지반을 보강하거나 연약한 지반상의 구조물 침하를 방지하기 위하여, 또는 이미 침하가 이루어져 안전에 위협을 받는 지상 및 지중 구조물 및 설치물 등의 안전을 보장하기 위하여 기초를 보강하는 그라우팅 공법 중 슬럼프가 낮은 저유동성 모르타르를 주입재로 사용하는 콤팩션 그라우팅(Compaction Grouting) 공법용 모르타르 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주입재인 저유동성 모르타르에 일반적인 결합재로 사용하는 포틀랜트 시멘트를 사용하지 않고 슬래그미분말 등의 비정질 물질을 활성화시켜 강도를 발현하고 동시에 고칼슘 플라이애시에 다량 함유된 CaO의 흡수, 발열반응과 체적팽창작용을 이용하여 시멘트 모르타르가 양생되면서 수축하는 특성을 보완하여 연약한 지반 개량의 성능을 크게 향상시키는 콤팩션 그라우팅(Compaction Grouting) 공법용 속경형 모르타르 조성물 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의한 콤팩션 그라우팅(Compaction Grouting) 공법용 모르타르 조성물은 골재로서 버텀애쉬 100중량부에 대하여 고로슬래그 미분말 10~20중량부 및 페트로 코우크스 탈황석고 5~15중량부를 포함한다.
The present invention relates to a grouting method in which a foundation is reinforced in order to reinforce a soft ground or to prevent the settlement of a structure on a soft ground or to secure the safety of ground and underground structures and fixtures that have been already settled and are threatened with safety, The present invention relates to a mortar composition for a compaction grouting method using a low-fluidity mortar as an injection material, and more particularly to a mortar composition for a compaction grouting method using a low-fluidity mortar as an injection material. More specifically, It improves the performance of soft soil improvement by complementing the shrinkage properties of cement mortar by utilizing the absorption, exothermic reaction and volumetric expansion action of CaO contained in large amount in high calcium fly ash by activating amorphous material. Compaction Grouting (Com pumping grouting) method.
The mortar composition for compaction grouting according to the present invention comprises 10 to 20 parts by weight of fine blast furnace slag and 5 to 15 parts by weight of petro coke desulfurization gypsum as 100 parts by weight of an ash aggregate as a bottom ash.

Description

비소성 무기결합재 및 버텀애쉬를 활용한 콤팩션 그라우팅(Compaction Grouting) 공법용 모르타르 조성물 {MORTAR COMPOSITION FOR COMPACTION GROUTING PROCESS USING UNSINTERED INORGANIC BINDER BOTTOM ASH}[0001] MORTAR COMPOSITION FOR COMPACTION GROUTING PROCESS USING UNSINTERED INORGANIC BINDER BOTTOM ASH BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a mortar composition for compaction grouting using a non-

본 발명은 연약지반을 보강하거나 연약한 지반상의 구조물 침하를 방지하기 위하여, 또는 이미 침하가 이루어져 안전에 위협을 받는 지상 및 지중 구조물 및 설치물 등의 안전을 보장하기 위하여 기초를 보강하는 그라우팅 공법 중 슬럼프가 낮은 저유동성 모르타르를 주입재로 사용하는 콤팩션 그라우팅(Compaction Grouting) 공법용 모르타르 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주입재인 저유동성 모르타르에 일반적인 결합재로 사용하는 포틀랜트 시멘트를 사용하지 않고 슬래그미분말 등의 비정질 물질을 활성화시켜 강도를 발현하고 동시에 고칼슘 플라이애시에 다량 함유된 CaO의 흡수, 발열반응과 체적팽창작용을 이용하여 시멘트 모르타르가 양생되면서 수축하는 특성을 보완하여 연약한 지반 개량의 성능을 크게 향상시키는 콤팩션 그라우팅(Compaction Grouting) 공법용 속경형 모르타르 조성물 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a grouting method in which a foundation is reinforced in order to reinforce a soft ground or to prevent the settlement of a structure on a soft ground or to secure the safety of ground and underground structures and fixtures that have been already settled and are threatened with safety, The present invention relates to a mortar composition for a compaction grouting method using a low-fluidity mortar as an injection material, and more particularly to a mortar composition for a compaction grouting method using a low-fluidity mortar as an injection material. More specifically, It improves the performance of soft ground improvement by complementing the shrinkage property of cement mortar by utilizing the absorption, exothermic reaction and volumetric expansion action of CaO contained in high calcium fly ash by activating amorphous material and exhibiting strength. Compaction Grouting (Com pumping grouting) method.

일반적으로 재료를 충진해 연약지반을 개량하는 그라우팅공사는 시멘트 밀크 및 화학약품을 주입하는 약액주입공법, 굴착지반에 자갈 등 골재를 매입하는 현장타설 골재말뚝 공법, 슬럼프가 낮은 모르타르를 충진하는 콤팩션 그라우팅(Compaction Grouting) 공법 등이 있는데, 수직압 및 수평압과 동하중을 가장 잘 견딘다고 평가되는 콤팩션 그라우팅(Compaction Grouting) 공법이 다수 현장에 적용되고 있는 추세이다. In general, grouting works to improve the soft ground by filling the material, such as injecting chemical solution injecting cement milk and chemical, locally pouring aggregate piling method for buying aggregate such as gravel on excavation ground, compaction filling low slump mortar And compaction grouting method. Compaction grouting method which is evaluated to be most resistant to vertical pressure and horizontal pressure and dynamic load is applied to many sites.

콤팩션 그라우팅(Compaction Grouting) 공법의 시공은 개량대상 지반에 소정 심도까지 천공기를 이용해 구멍을 파낸 직후 저유동성 모르타르를 고압펌프를 이용해 주입하면서 인발하는 방법으로서, 연약한 지반에 결합재로서 시멘트를 사용하고 골재로 실트질 미립분 및 석분을 사용하고 물을 혼합한 저유동성 모르타르를 충진하는 공법이다.The construction of the compaction grouting method is a method of drawing a low-flow mortar using a high-pressure pump immediately after piercing a hole with a perforator to a predetermined depth in a ground to be improved, and cement is used as a binder in a soft ground, It is a method of filling low-flowable mortar mixed with water by using rosy grit fine particles and stones.

하지만, 상기 시멘트의 경우 석회석, 점토, 철광석을 원료로하고 수입 유연탄을 연로로하여 1,450℃의 고온에서 열분해하여 제조되는 제품으로서 제조공정상 이산화탄소를 다량 발생시키며, 유한한 천연자원을 다량 소모해서 생산하므로 친환경적이지 않은 문제점을 가지고 있다. However, in the case of the above-mentioned cement, the product is produced by calcining limestone, clay and iron ore at high temperature of 1,450 ° C. using imported bituminous coal as a raw material, and generates a large amount of normal carbon dioxide in the manufacturing process and produces a large amount of finite natural resources It is not environmentally friendly.

또한 상기 골재중 세골재로 사용되는 실트질 미립분과 조골재로 사용되는 석분은 천연자원을 훼손하여 인공적으로 제조한 골재로서 친환경적이지 않으며, 연약지반 개량 현장 인근에 골재원이 없는 경우 원재료를 구하기 어려운 측면이 있다.In addition, the silt used in the fine aggregate of the aggregate and the fine aggregate used as the coarse aggregate are not environmentally friendly because they are artificially produced by damaging the natural resources, and it is difficult to obtain the raw materials when there is no aggregate circle near the soft ground improvement site have.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 모르타르의 결합재인 시멘트를 사용하지 않고 고로슬래그 미분말 등의 비정질 물질을 알칼리 및 황산염 복합자극을 통해 활성화시켜 강도를 발현하고 동시에 고칼슘 플라이애시에 다량 함유된 CaO의 흡수, 발열반응과 체적팽창작용을 이용하여 천공 구멍과 모르타르 사이에 존재할 수 있는 지하수에 의한 시멘트 페이스트의 유실을 저감하여 그라우팅 모르타르의 선단지지력 및 주면마찰력을 기존 시멘트만을 사용한 모르타르에 비하여 크게 향상시키는 콤팩션 그라우팅(Compaction Grouting) 공법용 모르타르 조성물을 제공하는 것이다. Disclosure of the Invention The present invention has been conceived in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method for producing a high- calcium fly ash by activating an amorphous material such as blast furnace slag fine powders through a combination of alkali and sulfate without stimulating cement, By utilizing the absorption of CaO, exothermic reaction and volumetric expansion, loss of cement paste caused by groundwater, which may exist between perforated holes and mortar, is reduced, and the end bearing capacity and surface friction of grouting mortar are compared with those of conventional mortars And to provide a mortar composition for compaction grouting which greatly improves the strength of the mortar composition.

또한 천연자원을 훼손하여 인공적으로 제조되는 골재를 산업부산물로 발생하는 버텀애쉬(bottom ash)로 대체하여 친환경적인 모르타르 조성물을 제공할 수 있다.Also, it is possible to provide an environmentally friendly mortar composition by replacing an aggregate produced artificially by damaging natural resources with bottom ash which is an industrial byproduct.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 콤팩션 그라우팅(Compaction Grouting) 공법용 속경형 모르타르 조성물은 골재로서 버텀애쉬 100중량부에 대하여 고로슬래그 미분말 10~20중량부, 페트로 코우크스(petro cokes) 탈황석고 5~15중량부를 포함한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a fast-curing mortar composition for compaction grouting comprising 10 to 20 parts by weight of a blast furnace slag fine powder, 100 parts by weight of petro cokes ) 5-15 parts by weight of desulfurized gypsum.

또한 팽창재가 더 포함되는 것이 바람직하다. It is also preferred that an expander is further included.

또한 상기 팽창재는 산화칼슘(CaO) 함량이 20% 이상인 로내 탈황방식 석탄연소 소각잔재, 바이오매스 소각잔재, 제지슬러지 소각잔재, RDF 소각잔재, RPF 소각잔재, 전로슬래그 더스트 및 생석회, 경소백운석으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다. Further, the expanding material is composed of an in-furnace desulfurization type coal combustion incineration residue, a biomass incineration residue, a paper sludge incineration residue, an RDF incineration residue, an RPF incineration residue, a converter slag dust and a quicklime, and a light incineration dolomite having a calcium oxide (CaO) content of 20% , Or a mixture of two or more thereof.

또한 상기 팽창재는 상기 버텀애쉬 100중량부에 대하여 2~6중량부 혼입되는 것이 바람직하다. It is preferable that the expanding agent is incorporated in an amount of 2 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the bottom ash.

또한 배합수로서 물을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이 물은 염분을 함유하지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다.It is also preferable to further include water as a blending water. This water is not particularly limited as long as it does not contain salt.

또한, 상기 물은 KS F 2402(콘크리트의 슬럼프시험방법)에 따른 모르타르의 슬럼프가 50 내지 70 mm가 되도록 하는 양으로 혼입되는 것이 바람직하다.The water is preferably mixed in an amount such that the mortar slump according to KS F 2402 (concrete slump test method) is 50 to 70 mm.

본 발명에 따르면, 모르타르의 결합재인 고로슬래그 미분말과 고칼슘플라이애시등의 비정질 물질을 페트로 코우크스 탈황석고에 포함된 황산염과 CaO에 의한 알칼리 복합자극을 유도해 활성화시켜 강도를 발현하고 동시에 고칼슘 플라이애시에 다량 함유된 CaO의 흡수, 발열반응과 체적팽창작용을 이용하여 천공 구멍과 모르타르 사이에 존재할 수 있는 지하수에 의한 시멘트 페이스트의 유실을 저감하여 그라우팅 모르타르의 선단지지력 및 주면마찰력을 기존 시멘트만을 사용한 모르타르에 비하여 크게 향상시키는 콤팩션 그라우팅(Compaction Grouting) 공법용 속경형 모르타르 조성물을 제공하는 효과가 있다.According to the present invention, an amorphous material such as a blast furnace slag powder and a high calcium fly ash, which is a binder of mortar, is activated by inducing and activating an alkali complex stimulus by sulfates and CaO contained in petrocokus desulfurization gypsum to exhibit strength, The amount of cement paste lost due to groundwater, which may exist between the perforated hole and the mortar, is reduced by utilizing the absorption of CaO, the exothermic reaction and the volumetric expansion action of the CaO contained in the mortar, and the leading end bearing force and the main surface friction force of the grouting mortar, The present invention provides a fast-curing mortar composition for compaction grouting.

또한, 천연골재의 사용을 완전히 배제하고 석탄화력발전소에서 산업부산물로 발생하는 버텀애쉬를 재활용하여 환경을 보존하는 효과도 있다.In addition, the use of natural aggregates is completely eliminated, and the ash produced from coal-fired power plants as an industrial by-product is recycled to preserve the environment.

이하, 본 발명에 의한 콤팩션 그라우팅(Compaction Grouting) 공법용 모르타르 조성물에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a mortar composition for a compaction grouting method according to the present invention will be described in detail.

먼저, 본 발명에 의한 콤팩션 그라우팅(Compaction Grouting) 공법용 모르타르 조성물의 구성성분 및 작용을 설명한다. First, the components and the action of the mortar composition for compaction grouting according to the present invention will be described.

본 발명에 의한 콤팩션 그라우팅(Compaction Grouting) 공법용 모르타르 조성물은 골재로서 버텀애쉬 100중량부에 대하여 고로슬래그 미분말 10~20중량부, 페트로 코우크스 탈황석고 5~15중량부를 포함한다. The mortar composition for a compaction grouting method according to the present invention comprises 10 to 20 parts by weight of a blast furnace slag fine powder and 5 to 15 parts by weight of Petro coke desulfurization gypsum as 100 parts by weight of an ash aggregate.

상기 버텀애쉬는 석탄화력발전소에서 터빈을 돌리기 위한 증기를 생산하기 위하여 유연탄을 연소하는 과정에서 발생하는 부산물의 일종이다. 석탄을 완전히 연소하여도 잔분으로 남는 것을 회분(Ash)이라고 하며, 현재 국내에서 사용하는 수입 유연탄의 경우 석탄 중량의 5~15%정도 회분이 포함되어 있다. The bottom ash is a kind of by-product generated in the process of burning bituminous coal to produce steam for turning a turbine in a coal-fired power plant. Ash, which remains as a residue even after the coal has been completely burned, is currently in use in Korea and contains 5 to 15% ash of coal.

한편, 석탄재는 플라이애시와 버텀애쉬로 나뉘어지는데, 국내 화력발전소의 석탄재는 2012년 현재 약 1,100만톤 가량이 발생되며 석탄재의 10~15% 정도가 버텀애쉬로 발생한다. 상기 플라이애시는 주성분이 이산화규소이며, 고온에서 활성화되고 미립의 분체형태이기 때문에 포졸란 반응성을 이용한 콘크리트 혼화재료 또는 시멘트 제조공정중 규산질 원료로 거의 발생 전량이 재활용 되고 있다. 그러나 버텀애쉬는 회분(Ash)이 고온에서 용융 응집된 발생 공정상의 특성 때문에 플라이애시에 비해 상당히 큰 입경을 가지며, 재활용이 어려워 각 발전소에서는 대단히 큰 규모의 연못(Pond)을 만들어 이를 매립하고 있는 실정이다. 그러나 버텀애쉬 역시 주성분이 이산화규소이며, 모래 정도의 입경을 가진 안정적인 물질로서 고온에서 용융된 특성상 그 강도도 천연골재에 준하는 특성을 가지고 있다. Meanwhile, the coal ash is divided into fly ash and bottom ash. The coal ash of the domestic thermal power plant is about 11 million tons as of 2012, and 10 ~ 15% of coal ash is generated as bottom ash. Since fly ash is mainly silicon dioxide and is activated at high temperature and is in the form of fine powder, almost all of the generated amount is recycled as a silicate raw material during concrete admixture material or cement manufacturing process using pozzolanic reactivity. However, the bottom ash has a considerably larger particle size than the fly ash due to the characteristics of the ash that is melt-agglomerated at a high temperature, and it is difficult to recycle the bottom ash. In each power plant, to be. However, the bottom ash is also a silicon dioxide as the main component, and it is a stable material having a particle size of about the same as that of the sand.

본 발명에서는 이렇게 재활용되지 못하고 있는 버텀애쉬를 천연골재를 대체하는 용도로 사용하는 것이다.In the present invention, the bottom ash which can not be recycled is used as a substitute for natural aggregate.

본 발명에서 상기 버텀애쉬의 입도분포는 KS L 2526 및 2527에 준하며, 10mm 이상의 굵은 골재가 포함될 때는 모르타르의 작업성이 저하되며, 0.02mm미만의 잔골재가 포함될때는 골재표면적의 증가로 강도가 저하되기 때문에 0.02 내지 10 mm의 입도 분포를 갖는 것이 바람직하다. In the present invention, the particle size distribution of the bottom ash is in accordance with KS L 2526 and 2527. When the coarse aggregate of 10 mm or more is included, the workability of the mortar is lowered. When the aggregate of less than 0.02 mm is included, Therefore, it is preferable to have a particle size distribution of 0.02 to 10 mm.

또한 체적팽창을 통한 모르타르 조성물 주면 마찰력을 향상시키기 위하여 팽창재가 더 포함되는 것이 바람직하다.Further, it is preferable that an expansion material is further included to improve the friction force of the main surface of the mortar composition through volume expansion.

또한 상기 팽창재는 산화칼슘(CaO) 함량이 20% 이상인 로내탈황방식 석탄연소 소각잔재, 바이오매스 소각잔재, 제지슬러지 소각잔재, RDF 소각잔재, RPF 소각잔재, 전로슬래그 더스트, 생석회, 및 경소백운석으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다. Also, the expanding material may be a desulfurization-type coal combustion incineration residue, a biomass incineration residue, a paper sludge incineration residue, an RDF incineration residue, an RPF incineration residue, a converter slag dust, a quick lime, and a light dolomite with a calcium oxide (CaO) content of 20% And more preferably at least one selected from the group consisting of

또한 상기 팽창재는 상기 버텀애쉬 100중량부에 대하여 2~6중량부, 바람직하게는 2~4 중량부 혼입되는 것이 바람직하다.It is preferable that the expansion material is incorporated in an amount of 2 to 6 parts by weight, preferably 2 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the bottom ash.

또한 산화칼슘(CaO) 함량이 20% 이상인 팽창재는 물과 반응하여 흡수, 발열 및 팽창하여 수산화칼슘이 된다. 이에 대한 반응식은 아래와 같다. In addition, an expanding material having a calcium oxide (CaO) content of 20% or more reacts with water to be absorbed, exothermic, and expanded to become calcium hydroxide. The reaction formula is as follows.

CaO+ H2O->Ca(OH)2+15.6kcal mol-1 CaO + H 2 O-> Ca (OH) 2 + 15.6 kcal mol -1

통상 별도의 탈황장치를 구비한 화력발전소에서 배출되는 석탄재는 산화칼슘(CaO) 함량이 5% 이하로 콘크리트 혼화재료로 재활용됨에도 불구하고, 위와 같이 산화칼슘이 다량 함유된 석탄재 및 소각잔재들은 흡수, 발열 및 팽창 특성이 있어 콘크리트 혼화재료로 활용이 불가능하다. Although the coal ash discharged from a thermal power plant having a separate desulfurization apparatus is recycled as a concrete admixture material with a calcium oxide (CaO) content of 5% or less, coal ash and incineration residues containing a large amount of calcium oxide as described above, It can not be used as a concrete admixture because of its heat and expansion characteristics.

따라서 본 발명은 통상적으로 콘크리트 혼화재료로 활용할 수 없는 소각잔재들은 팽창재로 이용하는 것이다. Therefore, the present invention utilizes incineration residues, which can not normally be utilized as a concrete admixture, as an expansion material.

본 발명에서 비소성 무기 결합재의 주원료로 쓰이는 고로슬래그 미분말은 한국공업규격(KS)에 따라 제조된 제품으로 시중에서 유통되는 통상적인 제품을 사용한다. 이 고로슬래그 미분말은 골재로서 버텀애쉬 100중량부에 대하여 10~20 중량부, 바람직하게는 10~15 중량부 포함되는 것이 바람직하다. 10중량부 미만이면 결합재의 양이 적어 소정의 강도를 발현할 수 없으며, 20중량부를 초과하여 혼입될 경우에도 알칼리 및 황산염 복합자극을 하는 자극제인 페트로 코우크스의 상대적인 양이 부족하여 요구되는 강도가 발현되지 않는다.In the present invention, the blast furnace slag fine powder used as the main material of the non-fired inorganic binder is a product manufactured according to Korean Industrial Standard (KS), which is a commercial product that is commercially available. The blast furnace slag fine powder is preferably contained as an aggregate in an amount of 10 to 20 parts by weight, preferably 10 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the bottom ash. If the amount is less than 10 parts by weight, the amount of the binder is too small to exhibit the predetermined strength, and even when the amount exceeds 20 parts by weight, the relative amount of the petroleum coke, which is a stimulant for alkaline and sulfate complex stimulation, Is not expressed.

또한 상기 페트로 코우크스 탈황석고는 반응초기에 고로슬래그 미분말과 반응하여 에트린가이트를 다량 생성해주고 재령이 경과함에 따라 비정질 물질인 슬래그 및 석탄재를 활성화시켜 강도를 발현해주는 자극제 역할을 하는 물질로서 소각로에서 폐기물로 발생하기 때문에 동등한 성능을 발휘하는 천연 무수석고나 소성에 의한 탈수과정을 거쳐야하는 인산석고 등에 비해서 경제성이 월등하다.In addition, the PetroCoux desulfurization gypsum reacts with the fine powder of blast furnace slag at the beginning of the reaction to produce a large amount of etyne wite, and activates slag and coal as amorphous material as aged, and acts as a stimulant for expressing strength. It is more economical than natural gypsum and gypsum which are required to undergo dehydration process by gypsum and sintering because they are generated as waste and have equivalent performance.

페트로 코우크스 탈황석고는 상기 버텀애쉬 100중량부에 대하여, 5~15중량부, 바람직하게는 5~12 중량부 포함되는 것이 바람직하다. 5중량부 미만이면 CaO 성분과 석고 성분을 동시에 함유하고 있는 알칼리 및 황산염 복합 자극제로서 그 효과가 미비하고, 15중량부를 초과하면 슬래그 및 석탄재와 반응하지 못한 잉여량이 존재하여 오히려 강도가 저하될 우려가 있다. It is preferable that the Petro Cokes desulfurization gypsum is contained in an amount of 5 to 15 parts by weight, preferably 5 to 12 parts by weight, based on 100 parts by weight of the bottom ash. If the amount is less than 5 parts by weight, the effect as an alkali and sulfate complex irritant containing the CaO component and the gypsum component at the same time is insufficient. If the amount is more than 15 parts by weight, there is a surplus amount that does not react with the slag and the coal material, have.

또한 주입 모르타르의 주면마찰력을 향상시키기 위하여 팽창재가 더 포함되는 것이 바람직하다. Further, it is preferable that an expansion material is further included to improve the frictional force of the main surface of the injection mortar.

상기 팽창재는 산화칼슘(CaO) 함량이 20% 이상인 로내탈황방식 석탄연소 소각잔재, 바이오매스 소각잔재, 제지슬러지 소각잔재, RDF 소각잔재, RPF 소각잔재, 전로슬래그 더스트 및 생석회, 경소백운석으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하고 상기 버텀애쉬 100 중량부에 대하여 2~6중량부, 바람직하게는 2~4 중량부 혼입되는 것이 바람직하다. The expansion material is composed of an in-furnace desulfurization type coal combustion incineration residue having a calcium oxide (CaO) content of 20% or more, biomass incineration residues, paper sludge incineration residues, RDF incineration residues, RPF incineration residues, converter slag dust and quicklime, Or a mixture of two or more thereof. It is preferable that 2 to 6 parts by weight, preferably 2 to 4 parts by weight, based on 100 parts by weight of the bottom ash are incorporated.

상기 팽창재의 혼입량이 2중량부 미만이면 매입 말뚝의 주면 마찰력을 향상시키기 위하여 팽창 효과가 미비하고, 6중량부를 초과하면 팽창 효과는 증가하나 경화체를 구성하는 시멘트질 물질이 상대적으로 부족하여 강도가 저하 될 수 있다. If the mixing amount of the expanding agent is less than 2 parts by weight, the expansion effect is insufficient for improving the frictional force of the main surface of the embedded pile. If the mixing amount exceeds 6 parts by weight, the expansion effect is increased, but the strength of the cured material is insufficient .

또한 상기 재료들을 원활히 혼합하고 결합재의 수화반응을 유도하며, 소정의 모르타르 반죽질기를 유지하기 위한 배합수로서 물이 포함된다. 이 물은 염분을 함유하지 않은 물이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 염분을 함유하지 않은 지하수, 지표수, 상수도수, 공업용수로 이루어진 군들 가운데서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다.In addition, water is included as a blending water for smoothly mixing the above materials, inducing a hydration reaction of the binder, and maintaining a predetermined mortar kneader. This water is not particularly limited as long as it is water containing no salt. For example, it is preferable that at least one member selected from the group consisting of groundwater containing no salt, surface water, tap water, and industrial water is desirable.

또한 상기 물은 KS F 2402(콘크리트의 슬럼프시험방법)에 따른 모르타르의 슬럼프가 50 내지 70 mm가 되도록 하는 양으로 혼입되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 물은 상기 버텀애쉬 100중량부에 대하여 2~3 중량부 혼입되는 것이 바람직하다. 물이 슬럼프 50 mm 미만이 되도록 양이면 모르타르의 반죽질기가 너무 되게 되어 모르타르 제조과정에서 충분히 혼합되지 않고 공정중에 고착될 가능성이 많아지며, 슬럼프 70 mm 초과가 되도록 하는 양으로 과다 혼입하게 되면 모르타르의 반죽질기가 너무 질게 되어 물 시멘트비가 높아지고 소정의 강도를 발현 할 수 없게 된다. It is also preferred that the water is incorporated in such an amount that the mortar slump according to KS F 2402 (slump test method of concrete) is 50 to 70 mm. For example, it is preferable that the water is added in an amount of 2 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the bottom ash. If the amount of water is less than 50 mm, the kneading of the mortar becomes too much so that it is not sufficiently mixed in the mortar manufacturing process and the possibility of sticking during the process is increased. If the slump is over 70 mm, The kneading agent becomes too thick and the water cement ratio becomes high and the predetermined strength can not be developed.

또한, 상기 조성물은 포틀랜드 시멘트, 플라이애쉬 또는 이들 둘 다를 포함하지 않는 것이 바람직하다.It is also preferred that the composition does not include Portland cement, fly ash or both.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다. 또한 이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한하는 것으로 이해되어져서는 아니 된다.
Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described. The following examples are intended to illustrate the invention and should not be construed as limiting the scope of the invention.

실시예Example

먼저, 골재로서 0.02㎜~10㎜의 입도분포를 가진 버텀애쉬 100중량부에 대하여 고로슬래그 미분말 12중량부, 페트로 코우크스 탈황석고 7중량부, 팽창재 3중량부 및 배합수 2.5중량부를 강제식 믹서로 균질하게 혼합하여 모르타르 혼합물을 제조하였다.First, 12 parts by weight of a blast furnace slag fine powder, 7 parts by weight of Petro coke desulfurization gypsum, 3 parts by weight of an expanding material and 2.5 parts by weight of a blending amount were added to 100 parts by weight of a bottom ash having a particle size distribution of 0.02 mm to 10 mm as an aggregate, To prepare a mortar mixture.

다음으로 제조된 시료를 이용하여 슬럼프 시험을 실시하였고, 압축강도 측정용 공시체를 제작하여 재령별 압축강도를 측정하였다.
The slump test was carried out using the samples prepared in the following, and the specimens for measuring the compressive strength were prepared and the compressive strengths were measured at each ages.

비교예 (OPC)Comparative Example (OPC)

먼저, 골재로서 0.02㎜~10㎜의 입도분포를 가진 버텀애쉬 100중량부에 대하여 1종 포틀랜트 시멘트 22중량부 및 배합수 2.5중량부를 강제식 믹서로 균질하게 혼합하여 모르타르 혼합물을 제조하였다.First, 22 parts by weight of one kind of portland cement and 2.5 parts by weight of the compounding water were homogeneously mixed with 100 parts by weight of a bottom ash having a particle size distribution of 0.02 mm to 10 mm as an aggregate to prepare a mortar mixture.

다음으로 제조된 시료를 이용하여 슬럼프 시험을 실시하였고, 압축강도 측정용 공시체를 제작하여 재령별 압축강도를 측정하였다.
The slump test was carried out using the samples prepared in the following, and the specimens for measuring the compressive strength were prepared and the compressive strengths were measured at each ages.

콤팩션 그라우팅 공법용 주입 모르타르의 성능시험방법 및 결과Performance test method and result of injection mortar for compaction grouting method

아래 표 1에 나타낸 바와 같이 슬럼프 시험은 KS F 2402(콘크리트의 슬럼프시험방법), 압축강도시험은 KS F 2405(콘크리트의 압축강도시험방법)에 의해 실시하였다.As shown in Table 1 below, the slump test was conducted by KS F 2402 (slump test method of concrete) and the compressive strength test was conducted by KS F 2405 (compressive strength test method of concrete).

실험Experiment 방법Way 명칭designation 슬럼프 플로우Slump flow KS F 2402KS F 2402 콘크리트의 슬럼프 시험방법Test method of concrete slump 압축강도Compressive strength KS F 2405KS F 2405 콘크리트의 압축강도 시험방법Test method of compressive strength of concrete 재료분리 정도Degree of material separation 육안검사Visual inspection 체적변화Volume change 육안검사Visual inspection

(1) 슬럼프 시험 결과(1) Results of the slump test

실시예와 비교예의 슬럼프를 측정한 결과를 표 2에 나타내었다. 실시예와 비교예의 단위 결합재 중량과 배합수의 중량, 그리고 골재의 중량이 동일함에도 불구하고 실시예의 모르타르 조성물의 슬럼프가 좀 낮게 나타났다. 이는 시멘트에 비해 질량이 낮은 소각재, 페트로 코우크스 탈황석고 등이 혼입된 결합재의 단위 분체량이 많아진 결과로 해석될 수 있다. 또한, 이는 팽창재가 추가 혼입되어 팽창재 속의 산화칼슘 성분이 물과 접촉시 흡수, 발열 및 팽창 작용에 의해 유동성이 저하된 것으로 판단된다. The results of the measurement of the slump of the examples and comparative examples are shown in Table 2. The slump of the mortar composition of the examples was slightly lower even though the weight of the unit binder and the weight of the compounded water of the examples and the comparative examples and the weight of the aggregate were the same. This can be interpreted as a result of the increase of the unit powder amount of the binder containing the ash, which is lower in mass than the cement, and the petroleum coke desulfurization gypsum. Further, it is judged that the fluidity is lowered due to absorption, exothermic and expansion action when the calcium oxide component in the expanding material is contacted with water because the expanding material is further mixed.

슬럼프 및 압축강도 측정 결과Results of slump and compressive strength measurements 구분division 슬럼프(㎜)Slump (mm) 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa) 재령 3일3 days 재령 7일 7 days a year 재령 28일28 days old 실시예Example 5555 10.310.3 20.920.9 25.225.2 비교예Comparative Example 6565 13.713.7 21.321.3 23.923.9

(2) 일축압축강도 시험성과(2) Unconfined compressive strength test performance

표 2에 실시예 및 비교예의 일축압축강도 실험결과를 나타내었다. Table 2 shows the results of uniaxial compressive strength tests of Examples and Comparative Examples.

상기의 표 2와 같이 실시예의 경우 비교예인 1종 시멘트에 비하여 초기 강도가 비교적 낮게 발현되었으며, 이는 1종시멘트의 수화반응보다는 고로슬래그 미분말의 잠재수경성 반응이 조금 늦게 개시되는 특성때문인 것으로 판단된다. As shown in Table 2, the initial strength was relatively low as compared with the one-kind cement, which is the comparative example, and it is considered that the potential hydraulic response of the blast-furnace slag fine powder is slightly delayed rather than the hydration reaction of the first type cement.

한편, 재령 7일 강도에서는 실시예가 비교예인 1종 시멘트에 비하여 거의 동등하였으며, 28일 강도에서는 더 우수한 강도를 발현하는 결과를 보였다. 이는 페트로 코우크스의 황산염 및 알칼리 자극에 의해 고로슬래그 시멘트 중의 슬래그와 팽창재의 비정질물질이 지속적으로 수화물을 만들어낸 결과로 판단된다. On the other hand, at the age of 7 days, the strength of the cement was almost equal to that of the cement of the first grade. It is considered that slag in blast furnace slag cement and amorphous material of expanding material continuously produce hydrate by the sulfate and alkali stimulation of petro coke.

(3) 기타(3) Other

실시예와 비교예 모두 모르타르 혼합 후 재료분리는 발생하지 않아 현장 시공성을 보장 할 수 있었으며, 압축강도 공시체를 제작하여 캐핑(capping) 하기 전 체적 변화를 육안으로 관찰한 결과, 1일 경과후 시간 후 실시예는 팽창성에 의해 수축 발생량을 보상하고도 체적이 증가하였으나, 비교예는 체적 수축이 발생함을 육안으로 확인할 수 있었다. In all of the examples and comparative examples, no material separation occurred after mixing the mortar, and the workability of the site was ensured. By visually observing the volume change before capping, the compressive strength specimen was prepared, Although the volume of the example was increased by compensating for the amount of shrinkage caused by the expandability, it was visually confirmed that the volume shrinkage occurred in the comparative example.

Claims (7)

골재 100중량부에 대하여 고로슬래그 미분말 10~20중량부 및 페트로 코우크스 탈황석고 5~15중량부를 포함하며,
상기 골재는 0.02~10mm의 입도분포를 갖는 버텀애쉬인 것을 특징으로 하는 콤팩션 그라우팅공법용 모르타르 조성물.
10 to 20 parts by weight of a blast furnace slag fine powder and 5 to 15 parts by weight of Petro coke desulfurization gypsum based on 100 parts by weight of the aggregate,
Wherein the aggregate is a bottom ash having a particle size distribution of 0.02 to 10 mm.
제 1 항에 있어서,
상기 버텀애쉬 100중량부에 대하여 팽창재 2~6중량부가 더 포함되며,
상기 팽창재는 산화칼슘(CaO) 함량이 20% 이상인 로내 탈황 방식 석탄연소 소각재, 바이오매스 소각잔재, 제지슬러지 소각잔재, RDF 소각잔재, RPF 소각잔재, 전로슬래그 더스트, 생석회, 및 경소백운석으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 콤팩션 그라우팅공법용 모르타르 조성물.

The method according to claim 1,
Further comprising 2 to 6 parts by weight of an expanding agent based on 100 parts by weight of the bottom ash,
The expansion material is composed of an in-furnace desulfurization type coal combustion incineration ash with a calcium oxide (CaO) content of 20% or more, biomass incineration residues, paper sludge incineration residues, RDF incineration residues, RPF incineration residues, converter slag residues, quicklime and light dolomite Wherein the mortar composition is at least one selected from the group consisting of a cement mortar composition and a mortar composition.

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