KR101640155B1 - 사면 보강용 고화 조성물 및 이를 이용한 사면 보강법 - Google Patents

사면 보강용 고화 조성물 및 이를 이용한 사면 보강법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사면 보강용 고화 조성물 및 이를 이용한 사면 보강법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 손실된 경사면을 복원하거나 또는 신규 경사면을 시공할 때 현장의 토사와 배합될 수 있는 사면 보강용 고화 조성물, 및 상기 조성물을 사용하여 절취사면을 보강하거나 복원하는 동시에 식물의 생육이 가능한 개량층을 형성하는 사면 보강법에 관한 것이다.

Description

사면 보강용 고화 조성물 및 이를 이용한 사면 보강법 {HARDENING COMPOSITION FOR REINFORCING A SLOPE, AND METHOD FOR REINFORCING A SLOPE BY USING THE SAME}
본 발명은 사면 보강용 고화 조성물 및 이를 이용한 사면 보강법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 손실된 경사면을 복원하거나 또는 신규 경사면을 시공할 때 현장의 토사와 배합되어 사용될 수 있는 사면 보강용 고화 조성물 및 상기 조성물을 사용하여 절취사면을 보강하거나 복원하는 동시에 식물의 생육이 가능한 개량층을 형성하는 사면 보강공법에 관한 것이다.
일반적으로 도로의 경사면에 대한 보강은 신규도로 건설시 발생한 절취사면의 보강, 기존도로 유지보수 차원에서의 사면보강 및 사면 손실에 대한 보수 등으로 구분될 수 있으며, 최근 고속도로를 비롯한 국가 도로망의 확충으로 많은 보수 보강이 필요한 절취 사면이 급격히 증가하였다.
또한 비교적 안전하다고 평가되는 사면도 장기간 방치되면 우수, 지하수 및 지표수에 의한 침식 및 세굴 현상으로 인하여 그 구조적 안전성이 약화될 수 있으며, 겨울철에 동결했다가 봄이 되면 해동되는 동상작용 및 풍화작용 등에 의해 경사면의 표면부가 약화되는 현상이 진행되어, 집중 강우 또는 지하수 수위상승 등의 영향이 가해지면 붕괴할 수 있다.
따라서 도로의 효율성과 시민의 안전을 위하여 사면의 장기적인 안정 유지가 필요하며, 사면의 형태, 절취면의 각도, 지질적 특성, 토질역학적 특성 등을 고려하여 가장 적합한 공법을 선정하여야 한다.
본 발명은 현장의 토사와 배합되어 절취사면을 보강하거나 복원하는 동시에 식물의 생육이 가능한 개량층을 형성할 수 있는 사면 보강용 고화 조성물 및 이를 사용한 사면 보강법에 관한 것이다. 기존의 고화 조성물은 시멘트계나 석회계가 주종을 이루고 있다. 그러나 이러한 시멘트계 또는 석회계의 고화 조성물은 연약한 지반의 강도를 개선하는 효과는 발휘할 수 있으나, 다량의 CaO성분으로 인하여 pH가 13에 달할 정도로 강알칼리 물질이며, 이와 접촉하는 토양 역시 강알칼리 성분으로 변하게 된다. 이와 같은 강알칼리 환경에서는 식물의 생육이 저해된다고 알려져 있다. 그리고 유기물의 함량이 많은 토양에서는 시멘트의 수화가 유기질에 의해 방해되어 소정의 강도를 발현하는데 과량의 시멘트가 사용될 수 밖에 없기 때문에 이러한 강알칼리의 부작용을 증대시킬 수 있고, 또한 시멘트의 경우 주원료인 석회석을 채광하여 1,450°C의 고온에서 소성하여 제조되는 관계로 석회석의 탈탄산 과정에서 온실가스의 주원인인 다량의 CO2 가스가 발생하여 대기환경에 치명적인 해를 준다.
최근에는 이러한 기존의 사면 보강용 고화 조성물의 문제점을 개선하여 시멘트 이외의 물질을 혼합하는 조성물이 제시되고 있다. 대표적인 예를 들면 국내 등록특허 10-1179582에서는 시멘트 100중량부에 대하여 고로슬래그 80내지 100중량부, 바텀애쉬 20내지 60중량부, 스코리아 15내지 30중량부 및 크롬산염 5내지 15중량부를 배합하여 제조함을 특징으로 하는 공법을 제안하였다. 그러나 이 공법은 고로슬래그가 발생상태의 수분을 포함한 모래입자인지 아니면 미분말인지가 명확하지 않고, 바텀애쉬의 경우도 연료의 종류와 보일러의 타입이 명기되지 않았으며, 화력발전소에서 습식 처리하여 애쉬 폰드의 바닷물에 침지되어있는 버텀애쉬를 사용하는 것인지 아니면 소규모 열병합 발전소에서 발생하는 입도선별되지 않은 건식 버텀애쉬를 사용하는 것인지에 대한 설명이 없어 그 재료적 특성 및 강도발현 메커니즘을 명확히 알 수 없어 기술의 실현성에 대한 의문이 발생한다.
국내 등록특허 제10-0379112호에서는 SiO2 30~50 중량부, CaO 20~40 중량부, Al2O3 15~30 중량부 및 SO3 5~10 중량부, MgO 1 ~ 5 중량부, Fe2O3 1~5 중량부, TiO2 0.1~3 중량부, K2O 0.1~1 중량부 기타 등으로 구성된 미량물질을 포함하는 토양안정 및 개량용 조성물을 제시하고 있다. 그러나 고정된 여러 가지 산화물과 화학성분으로 구성되어 있는 물질들을 화학성분으로 그 배합을 설계할 수 있는지와 0.1 중량부 단위로 배함 및 제품의 비율에 따른 화학성분이 통제가능한지에 대한 의문이 발생한다.
또한 국내 등록특허 제10-1070644호에서는 미분탄을 연소하는 보일러의 플라이애시를 시멘트 및 별도의 고화재 등과 혼합하여 생성하는 고화재를 제시하였으나, 구성성분 및 비율 그리고 반응메커니즘 등이 명기되지 않아 토양의 고결강도 발현에 확신은 가질 수 없다.
이들 상기 기술 이외에도 많은 종래의 사면보강용 고화 조성물에 대한 기술은 시멘트, 플라이애시, 고로슬래그, 제강슬래그, 석회 등으로 혼합된 무기성 고화재와 흙을 수화반응 및 포졸란 반응을 유도하여 혼합토의 강도를 높이고 내구성을 향상시키는 기술이나, 천연 흙에는 유기물이 분해되어 형성한 유기산 등에 의하여 이러한 반응이 저해된다. 따라서 소정의 강도 및 내구성을 갖기 위해서는 일정량 이상의 시멘트가 필요하거나 석회, 슬래그 등의 함량을 늘려야 하므로 모두 강알칼리 물질로 구성된 이들 고화재의 영향으로 알칼리도가 높아져 토양의 염기성화를 촉진시키는 나쁜 영향을 준다.
본 발명은 상술한 선행기술의 제반 문제점을 보완하여 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 소각잔재에 다량 함유된 CaO의 발열반응과 체적팽창작용을 이용하여 토양의 간극수를 제거하고 함수율을 저감하여 토양을 조속히 안정시키는 친환경적인 고화 조성물을 제공하는 동시에 이를 이용한 사면보강법을 제공하려 한다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 사면 보강용 고화 조성물은 산화칼슘(CaO)함량이 25 중량%이상이며 비표면적이 2,000~4,000㎠/g인 고칼슘 애시 40~90중량%와 산화칼슘(CaO)함량이 25 중량%이상이며 비표면적이 2,000~4,000㎠/g인 코우크스 탈황석고 10~60중량%로 이루어진 탈수재 100중량부에 대하여, 고화 촉진제 5~30중량부 및 포졸란 반응재 2~15중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 고칼슘 애시는 열병합 플라이애시, 제지슬러지 소각잔재, 및 바이오매스 소각잔재로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다. 또한, 상기 고칼슘 애시는 열병합 플라이애시를 제지슬러지 소각잔재 및/또는 바이오매스 소각잔재와 1:1.2~0.8의 중량비로 혼합하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 상기 고화 촉진제는 3종 조강 포틀랜드시멘트, CSA(Calcium Sulfur Aluminate), 알루미나시멘트, 및 1종 보통 포틀랜드시멘트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다. 또한, 상기 고화 촉진제는 3종 조강 포틀랜드 시멘트와 1종 보통 포틀랜드 시멘트를 1: 1.2~0.8의 중량비로 혼합하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 상기 포졸란 반응재는 탈황시설을 별도로 구비하고 전력만을 생산하기 위한 석탄연소 발전소 PC보일러에서 발생하는 산화칼슘(CaO)함량이 5 중량% 미만이며, 이산화규소(SiO2)함량이 40~60 중량%인 F급 플라이애시일 수 있다.
본 발명의 사면 보강법은 1) 상기 본 발명의 사면 보강용 고화 조성물을 제조하는 단계; 및 2) 상기 고화 조성물을 토사와 균질하게 혼합하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 2) 단계는 상기 토사 100중량부에 대하여 5~20중량부의 물과, 10~30 중량부의 상기 1) 단계에서 제조된 사면 보강용 고화 조성물을 혼합하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 상기 사면 보강법은 3) 현장의 시공높이를 3 단계 또는 4단계로 층별 구분하는 단계 및 4) 상기 3) 단계에서 구분된 단계별로 아래층부터 맨 위층까지 차례로, 상기 2) 단계에서 혼합한 혼합물을 포설 및 다짐하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 여기서, 상기 4) 단계에서, 최하부층의 개량요구 범위가 크고 지지하중이 크게 요구되는 경우, 상기 2) 단계의 혼합물을 폴리백을 이용하여 약 1.5톤 가량의 개량체로 포장 및 성형하여 최하부층에 적층하는 공정이 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 사면 보강법은 5) 상기 2) 단계에서 혼합한 혼합물의 경화 및 양생을 위하여 보호 덮개를 덮는 단계; 및 6) 상기 5) 단계에서 보호 덮개로 덮힌 혼합물을 양생하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 또한 상기 6)단계는 상기 혼합물을 만 7일 이상 상온 양생 또는 보온 양생 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 소각잔재에 다량 함유된 CaO의 발열반응과 체적팽창작용을 이용하여 토양의 간극수를 제거하고 함수율을 저감하여 토양을 조속히 안정시키는 친환경적인 고화 조성물을 제공하는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 의한 사면 보강용 고화 조성물 및 이를 이용한 사면 보강법을 구체적으로 설명한다.
먼저, 본 발명에 의한 사면 보강용 고화 조성물의 구성성분 및 작용을 설명한다.
본 발명에 의한 사면 보강용 고화 조성물은 산화칼슘(CaO)함량이 25 중량% 이상이며 비표면적이 2,000~4,000㎠/g인 고칼슘 애시 40~90중량%와 산화칼슘(CaO)함량이 25 중량%이상이며 비표면적이 2,000~4,000㎠/g인 코우크스 탈황석고10~60중량%로 이루어진 탈수재 100중량부에 대하여, 고화 촉진제 5~30중량부 및 포졸란 반응재 2~15중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 고칼슘 애시는 열병합 발전소 또는 제지공정 등에서 발생하는 산업부산물로서, 구체적으로는, 열병합 발전소에서 연소온도를 850°C 정도로 유지하고 암모니아를 분무하는 등의 공정에서 발생하는 열병합 플라이애시, 제지공정의 부산물로서 제지슬러지를 소각하는 과정에서 전기집진기에 의해 포집되는 제지슬러지 소각잔재, 및 바이오매스 소각잔재를 총괄하여 지칭하는 것이다. 상기 고칼슘 애시는 화력발전소에서 발생하는 플라이애시와는 매우 상이한 화학적 특성을 가지고 있는데, 상기 고칼슘 애시는 다량의 CaO를 포함하고 있고, SO3 및 MgO를 일반 플라이애시에 비해 다량 포함하고 있다. 이에, 본 발명에서 상기 고칼슘 애시는 바람직하게는 열병합 플라이애시, 제지슬러지 소각잔재, 및 바이오매스 소각잔재로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물일 수 있다. 또한, 상기 고칼슘 애시는 더 바람직하게는, 열병합 플라이애시를 제지슬러지 소각잔재 및/또는 바이오매스 소각잔재와 1:1.2~0.8의 중량비로, 더더욱 바람직하게는 열병합 플라이애시와 제지슬러지 소각잔재를 1:1.2~0.8의 중량비로 혼합하여 이루어질 수 있다. 이들 고칼슘 애시에 다량 함유된 산화칼슘은 물과 반응하여 흡수, 발열 및 팽창하여 수산화칼슘이 된다. 이에 대한 반응식은 아래와 같다.
CaO+ H2O->Ca(OH)2+15.6kcal mol-1
통상 플라이애시는 콘크리트 혼화재료로 재활용됨에도 불구하고, 위와 같이 산화칼슘이 다량 함유된 고칼슘 애시는 흡수, 발열 및 팽창 특성이 있어 콘크리트 혼화재료로 활용이 불가능하다.
또한 상기 코우크스 탈황 석고는 석유계(페트로) 코우크스 또는 석탄계 코우크스를 연료로 연소하는 소각로에서 로내 탈황을 하는 과정에서 생성되는 탈황 부산물이다. 코우크스 탈황석고는 황산 가스를 탈탄산된 석회석의 CaO에 흡착시키는 화학반응으로 발생하기 때문에 강알칼리 물질인 CaO성분과 석고 성분을 동시에 가지고 있다. 따라서 코우크스 탈황석고에 포함된 알칼리와 황산염이 고칼슘 애시 중의 비정질 물질을 자극하여 포졸란 활성 및 잠재 수경성을 발휘하게 하는 자극제로 활용하는 것이다.
이들 고칼슘 애시와 코우크스 탈황석고는 각각 비표면적이 2,000~4,000㎠/g인 것이 바람직한데, 만일 비표면적이 2,000㎠/g 이하이면 대상 토양과 접촉하는 표면적이 부족하여 충분한 흡수능력을 발휘할 수 없으며, 비표면적이 4,000㎠/g이상이면 단위당 질량이 너무 가볍게 되어 대상지반과 혼합시 공기중에 비산하는 물질이 많아져 시공상 불편함을 초래하며 비산먼지에 의한 주위환경의 오염 우려가 있다.
그리고 고칼슘 애시는 탈수재 중에 40~90중량% 범위로 사용되는데 40 중량% 미만으로 사용되면 산화칼슘함량이 절대적으로 부족하게 되어 초기의 탈수에 의한 지반탈수효과가 감소하게 되며, 90중량%를 초과하여 사용하게 되면 상대적으로 코우크스 탈황석고의 양이 부족하여 비정질 물질을 알칼리 및 황산염으로 자극하는 석고물질의 함유가 부족하게 되어 강도발현이 충분히 되지 않는다.
또한 코우크스 탈황석고는 탈수재중 10~60중량%로 사용되는데, 만일 10중량% 미만으로 사용하게 되면 고칼슘 애시를 알칼리 및 황산염으로 자극하는 석고물질의 양이 절대적으로 부족하게 되어 충분한 강도발현이 되지 않으며, 60중량% 이상 사용될 경우 상대적으로 반응할 고칼슘 애시의 양이 부족하게 되어 역시 충분한 고결강도를 발현할 수 없다.
이렇게 생성된 탈수재의 신속한 고결강도 발현을 위하여, 본 발명의 조성물에는 고화 촉진제가 더 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고화 촉진제는 3종 조강 포틀랜드 시멘트, CSA(Calcium Sulfur Aluminate), 알루미나 시멘트, 및 1종 보통 포틀랜드 시멘트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다. 이들 3종 조강 포틀랜드 시멘트, CSA(Calcium Sulfur Aluminate), 알루미나 시멘트, 1종 보통 포틀랜드 시멘트 등은 공산품으로 국내에서 유통되는 표준화된 제품이다. 즉, 이들 고화 촉진제는 통상 시중에서 수득 가능한 제품을 구매하여 사용하는 것이다. 또한, 상기 고화 촉진제는 3종 조강 포틀랜드 시멘트와 1종 보통 포틀랜드 시멘트를 1: 1.2~0.8의 중량비로 혼합하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 상기 고화 촉진제는 상기 탈수재 100중량부에 대하여 5~30중량부 혼입되는 것이 바람직하다. 만일 고화 촉진제가 5중량부 미만 혼입될 경우 초기강도의 발현이 충분치 않아 소정의 강도를 발현하는데 장기간이 소요되어 공기가 지연될 우려가 있다. 또한 상기 고화 촉진제가 30중량부 이상 혼입되게 되면 초기강도의 발현은 더욱더 빨라져 공기를 단축할 수는 있으나, 고결강도가 기대이상 발현되어 식물의 식생에 지장을 줄 수 있으며, 고가의 원재료들인 관계로 경제성이 급격히 저하된다.
그리고, 본 발명의 고화 조성물에는 포졸란 활성에 의한 장기내구성 강화를 위하여 포졸란 반응재가 더 포함되는 것이 바람직하다.
또한 상기 포졸란 반응재는 당업계에 사용되는 통상의 포졸란 반응재, 예를 들어 메타카올린, 실리카퓸 등일 수 있으나, 탈황시설을 별도로 구비하고 전력만을 생산하기 위한 석탄연소 발전소 PC보일러에서 발생하는 F급 플라이애시인 것이 바람직하고, 특히, 산화칼슘(CaO)함량이 대체로 5 중량% 미만이며, 이산화규소(SiO2) 함량이 대략 40~60 중량%인 F급 플라이애시인 것이 더욱 바람직하다.
또한 상기 포졸란 반응재는 상기 탈수재 100중량부에 대하여 2~15중량부 혼입되는 것이 바람직하다. 만일 2중량부 미만 혼입될 경우 포졸란 활성에 의한 장기 강도 발현이 충분치 않게 될 우려가 있으며, 15중량부를 초과하여 혼입될 경우 포졸란 활성물질이 상대적으로 많게 되어 장기 강도는 지속적으로 증가할 수 있으나, 초기 강도가 충분히 발현되지 않아 공기가 지연되거나 특별한 양생이 필요해지는 부작용을 초래할 수 있다.
본 발명의 사면 보강법은 1) 상기 본 발명의 사면 보강용 고화 조성물을 제조하는 단계; 및 2) 상기 고화 조성물을 토사와 균질하게 혼합하는 단계를 포함한다.
또한 상기 2)단계는 상기 토사 100중량부에 대하여 5~20중량부의 물과, 10~30 중량부의 상기 1) 단계에서 제조된 사면 보강용 고화 조성물을 혼합하는 것이 바람직하다. 물을 상기 범위의 양으로 혼합함으로써 혼합 및 시공 반죽질기를 보장할 수 있으며, 본 발며의 고화 조성물을 상기 범위로 혼합함으로써 목적하는 강도를 발현할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 사면 보강법은 3) 현장의 시공높이를 3 단계 또는 4단계로 층별 구분하는 단계 및 4) 상기 3) 단계에서 구분된 단계별로 아래층부터 맨 위층까지 차례로, 상기 2) 단계에서 혼합한 혼합물을 포설 및 다짐하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 여기서, 상기 4)단계에서, 하부층의 개량요구 범위가 크고 지지하중이 크게 요구되는 경우, 상기 2) 단계의 혼합물을 폴리백을 이용하여 약 1.5톤 가량의 개량체로 포장 및 성형하여 최하부층에 적층하는 공정이 포함될 수 있다.
또한 본 발명의 상기 사면 보강법은 5) 상기 2) 단계에서 혼합한 혼합물의 경화 및 양생을 위하여 보호 덮개를 덮는 단계; 및 6) 상기 5) 단계에서 보호 덮개로 덮힌 혼합물을 양생하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 또한 상기 6)단계는 상기 혼합물을 만 7일 이상 상온 양생 또는 보온 양생하는 것이 바람직하다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다. 또한 이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한하는 것으로 이해되어져서는 않된다.
실시예
먼저, 탈수재로서 울산광역시 소재 K열병합발전소에서 발생한 열병합 플라이애시와 대전광역시 소재 H사의 제지슬러지 소각잔재를 동일량, 즉 1:1의 중량비으로 혼합한, 산화칼슘(CaO) 함량이 대략 25 중량%이며 비표면적이 대략 3,000㎠/g 내외인 고칼슘 애시 70중량%, 및 산화칼슘(CaO)함량이 대략 25 중량%이며 비표면적이 대략 3,000㎠/g 내외인 충남 대산 소재 H사의 페트로 코우크스 탈황 석고 30중량%를 균질하게 혼합하여 탈수재로 준비하였다. 상기 준비한 탈수재 100중량부에 대하여 국내 S사의 3종 조강 포틀랜드 시멘트와 1종 보통 포틀랜드 시멘트를 동일량씩, 즉, 1:1의 중량비로 혼합한 고화 촉진제 20중량부, 및 충남 보령소재 B화력발전소의 F급 플라이애시를 포졸란 반응재로하여 10중량부 혼합하여 본 발명의 고화 조성물을 만들었다. 천연토사 100중량부에 대하여 상기 고화 조성물을 20 중량부 및 상수도 물 12중량부를 강제식 믹서로 충분히 균질하게 혼합하여 슬럼프 40mm의 고화토 조성물을 제조하고 이를 지름 10cm, 높이 20cm의 몰드에 투입하여 12개의 공시체를 제작하고 7일간 20℃에서 양생하였다.
비교예
천연토양 100중량부에 대하여, 일반적으로 사면보강공사에 결합재로 사용하는 국산 A사 고로슬래그시멘트 시멘트를 상기 실시예의 결합재 량과 동일한 20중량부를 첨가하고 실시예와 동일한 상수도 물 12중량부를 첨가하여 강제식 믹서로 충분히 균질하게 혼합하여 슬럼프 40mm의 고화토 조성물 제조하고 이를 지름 10cm, 높이 20cm의 몰드에 투입하여 12개의 공시체를 제작하고 7일간 20℃에서 양생하였다.
황토 포장 조성물의 성능 시험 방법 및 결과
아래 표 1에 나타낸 바와 같이 크랙 발생 정도는 육안으로 확인하고 압축 강도 시험은 KS F 2343 방법에 의해 pH는 pH Meter를 이용하여 실시하였다.
실험 방법 비고
크랙발생정도 육안검사
압축강도 KS F 2343 일축압축강도시험방법
pH 기기분석
(1) 크랙발생정도
재령 1일, 3일, 7일 동안 20℃에서 양생한 공시체의 표면에 발생한 크랙을 표 2에 나타내었다. 표2에서 알 수 있는바와 같이 고로슬래그 시멘트만을 사용한 비교예에서는 상당한 크랙이 발생한 것을 알 수 있었으며, 이는 시멘트의 수화시 발생하는 체적수축과 고화토에 함유된 수분이 증발 또는 수화 되면서 크랙이 발생한 것이라 할 수 있으며 이는 포장체의 내구성 저하에 나쁜 영향을 미칠 것으로 판
반면, 아래 표 2에 나타난 바와 같이 본 발명의 사면보강용 고화조성물의 실시예 에서는 크랙의 발생이 거의 없는바, 이는 조성물에 다량 포함되어있어 유리석회(Free CaO) 역할을 하는 산화칼슘(Cao) 성분의 체적팽창에 기인한 바가 크고 시멘트의 사용량이 매우 적어 상대적인 수화 수축량이 저감된 것이라 판단된다.
구분 크랙발생 압축강도 (MPa) pH

실시예
 재령 1일 발생없음 0.11 12.2
재령 3일 발생없음 2.83 11.6
재령 7일 미세크랙 발생 6.33 11.3

비교예
 재령 1일 미세크랙 발생 0.15 12.5
재령 3일 미세크랙 다량발생 3.17 12.4
재령 7일 굵은 크랙 발생 5.92 12.4
(2) 일축 압축 강도의 변화
표2에 실시예 및 비교예의 일축 압축 강도를 나타내었다. 이를 통해 알 수 있는 바와 같이, 양생 7일에, 실시예는 6.33MPa, 비교예는 5.92MPa로 나타나 본 발명의 사면보강용 고화 조성물이 고로슬래그 시멘트에 비하여 다소 높은 강도를 발현하는 결과를 보였다. 이는 본 발명의 결합재가 물과 토양과 반응하여 신속한 고결반응에 의해 토양입자의 단립화를 이루어 압밀 촉진 효과를 얻을 수 있고 CaO와 SiO2 성분에 의해 칼슘 실리케이트 반응이 유도되어 압축강도를 확보할 수 있는 고화반응이 일어나 강도를 증진시키기 때문이다.
또한 교정검사를 필한 pH Meter를 이용하여 각각의 재령별 공시체 압축강도 시험 후 pH를 측정한 결과 각 재령에서 실시예의 pH가 비교예보다 낮게 나타나 환경의 영향이 비교적 적으며, 식생이 가능한 토양으로 유지된다는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (10)

  1. 산화칼슘(CaO) 함량이 25 중량% 이상이며 비표면적이 2,000~4,000㎠/g인 고칼슘 애시 40~90중량%와 산화칼슘(CaO)함량이 25 중량%이상이며 비표면적이 2,000~4,000㎠/g인 코우크스 탈황석고 10~60중량%로 이루어진 탈수재 100중량부에 대하여, 고화 촉진제 5~30중량부 및 포졸란 반응재 2~15중량부를 포함하고,
    상기 고칼슘 애시는 열병합 플라이애시와 제지슬러지 소각잔재를 1 : 1.2~0.8의 중량비로 혼합하여 이루어지는 것이고,
    상기 고화 촉진제는 3종 조강 포틀랜드 시멘트와 1종 보통 포틀랜드 시멘트를 1: 1.2~0.8의 중량비로 혼합하여 이루어지는 것이고,
    상기 포졸란 반응재는 탈황시설을 별도로 구비하고 전력만을 생산하기 위한 석탄연소 발전소 PC보일러에서 발생하는 산화칼슘(CaO) 함량이 5 중량% 미만이며, 이산화규소(SiO2) 함량이 40~60 중량%인 F급 플라이애시인 것을 특징으로 사면 보강용 고화 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 1) 제1항에 기재된 사면 보강용 고화 조성물을 제조하는 단계; 및
    2) 상기 고화 조성물을 토사와 균질하게 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사면 보강법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 2) 단계는 상기 토사 100중량부에 대하여 5~20중량부의 물과, 10~30 중량부의 상기 1) 단계에서 제조된 사면 보강용 고화 조성물을 혼합하는 것을 특징으로 하는 사면 보강법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    3) 현장의 시공높이를 3 단계 또는 4단계로 층별 구분하는 단계 및 4) 상기 3) 단계에서 구분된 단계별로 아래층부터 맨 위층까지 차례로, 상기 2) 단계에서 혼합한 혼합물을 포설 및 다짐하는 단계를 추가로 포함하고,
    상기 4) 단계 중 최하부층의 개량요구 범위가 크고 지지하중이 크게 요구되는 경우, 상기 2) 단계의 혼합물을 폴리백을 이용하여 1.5톤 가량의 개량체로 포장 및 성형하여 최하부층에 적층하는 공정이 포함되는 것을 특징으로 하는 사면 보강법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    5) 상기 2) 단계에서 혼합한 혼합물의 경화 및 양생을 위하여 보호 덮개를 덮는 단계; 및 6) 상기 5) 단계에서 보호 덮개로 덮힌 혼합물을 양생하는 단계를 추가로 포함하고,
    상기 6 )단계는 상기 혼합물을 만 7일 이상 상온 양생 또는 보온 양생 하는 것을 특징으로 하는 사면 보강법.
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