KR101750687B1 - Grout composition and grouting method using the same - Google Patents
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Abstract
친환경 그라우트 조성물과 이를 이용한 그라우트 시공공법에 관한 것으로, 그 목적은 주입과 충전을 위한 유동성을 충분히 확보하면서도, 충전 후 재료의 유실 및 분리현상이 방지되고, 경화 후 체적 변화가 발생되지 않는 친환경 그라우트 조성물과 이를 이용한 그라우트 시공공법을 제공하는 것이다.
본 발명은 제1액과 제2액이 1 : 0.1∼1.0 의 중량비로 혼합되어 이루어지되, 상기 제1액은 물 100중량부에 대하여, 무기분체 80∼110중량부, 아민계 유기염기 촉매 0.1∼3중량부로 이루어지고, 상기 제2액은 아크릴계 수용액 5∼50중량부, 퍼설페이트 촉매 0.1∼3 중량부, 칼슘알루미네이트 15∼30중량부, 반응제 1∼5중량부를 포함하도록 되어 있다. The present invention relates to an eco-friendly grout composition and a grout construction method using the eco-friendly grout composition. The objective of the present invention is to provide an eco-friendly grout composition And a grout construction method using the same.
The first liquid and the second liquid are mixed in a weight ratio of 1: 0.1 to 1.0, wherein the first liquid contains 80 to 110 parts by weight of an inorganic powder, 0.1 to 10 parts by weight of an amine-based organic base catalyst To 3 parts by weight, and the second solution comprises 5 to 50 parts by weight of an acrylic-based aqueous solution, 0.1 to 3 parts by weight of a persulfate catalyst, 15 to 30 parts by weight of calcium aluminate, and 1 to 5 parts by weight of a reaction.
Description
본 발명은 친환경 그라우트 조성물과 이를 이용한 그라우팅 시공공법에 관한 것으로, 시멘트와 고로슬래그로 이루어진 무기분체를 포함하는 제1액과, 아크릴계수용액을 포함하는 제2액의 2액형으로 이루어지고, 제1액과 제2액의 복합적인 반응에 의해 침투성 및 반영구적 차수효과를 구비할 수 있는 친환경 그라우트 조성물과 이를 이용한 그라우팅 시공공법에 관한 것이다.The present invention relates to an eco-friendly grout composition and a grouting method using the eco-friendly grout composition. The eco-friendly grout composition comprises a two-component type of a first liquid containing an inorganic powder composed of cement and blast furnace slag and a second liquid containing an acrylic- And a second solution. The present invention relates to an eco-friendly grout composition and a grouting construction method using the eco-friendly grout composition.
일반적으로 그라우트는 그라우팅이라고도 하며, 주입재를 자중이나 펌프를 이용해 충전하며, 철도 및 토목 건축분야의 구조물에서 발생되는 크랙부분과, 기계설비의 바닥판과 구조물의 기초콘크리트 사이에서 발생하는 공극을 메꾸어서 구조물 또는 기계설비를 안정하게 지지하는 동시에, 기계설비 또는 구조물 등에서 발생하는 틈 사이를 메꾸어서 각종 진동 및 응력을 균일하게 흡수하여 구조물의 수명을 장기간에 걸쳐 유지하도록 한다.Generally, grouting is also called grouting, filling the filling material with its own weight or pump, filling cracks generated in structures in railway and civil engineering fields, and voids occurring between the bottom plate of mechanical equipment and foundation concrete in the structure It stably supports the structure or the mechanical equipment, and clears the gaps generated in the mechanical equipment or structure, absorbs various vibrations and stress uniformly, and maintains the life of the structure for a long time.
근래 철도구조물 및 토목, 건축 공사에 있어서, 콘크리트 구조물의 가는 빈틈의 충전, 구조물의 보수/보강 및 연약지반 등의 보강에 시멘트 페이스트를 충전하는 그라우트 공사가 행해지고 있으며, 이와 같은 각종 그라우트재가 개발되고 있다.BACKGROUND ART [0002] Recently, in railway structures, civil engineering works, and construction works, grout construction for charging cement paste into reinforcing fillings of thin concrete structures, repair / reinforcement of structures, and soft ground has been carried out and various grout materials such as these have been developed .
상기와 같은 보수/보강용 그라우트 조성물로 널리 사용되고 있는 것은 모르타르로, 이와 같은 모르타르는 통상적으로 소량의 자갈과 모래 및 시멘트계를 혼합하고 여기에 물을 섞어 사용하였다.The mortar is widely used as the above-mentioned repair / reinforcement grout composition. The mortar is usually mixed with a small amount of gravel, sand and cement, and mixed with water.
그러나, 상기와 같은 모르타르 그라우트 조성물은 대부분의 성분이 시멘트계로 이루어져 있어, 시멘트계의 독성과 함께 발화물질이 발생되어 주위환경을 오염시키는 문제점이 있었다. 특히 건축구조물의 틈새에 종래의 모르타르 그라우트 조성물을 충전할 경우, 시멘트계의 유해성분으로 인하여 주거환경에 심각한 영향을 끼치게 되고, 차수 및 연약지반 보강에 적용할 경우 주변토양을 오염시키게 되는 등 여러가지 문제점이 있었다.However, since most of the mortar grout composition is composed of cement, there is a problem that the cement mortar is poisoned and the pyrogen is generated, thereby polluting the surrounding environment. Particularly, when filling a conventional mortar grout composition into a clearance of an architectural structure, the harmful components of the cement system seriously affect the residential environment, and when applied to reinforcement of the soft ground, there was.
본 발명의 목적은 주입과 충전을 위한 유동성을 충분히 확보하면서도, 충전 후 재료의 유실 및 분리현상이 방지되고, 경화 후 체적 변화가 발생되지 않는 친환경 그라우트 조성물과 이를 이용한 그라우트 시공공법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an eco-friendly grout composition which ensures sufficient fluidity for injection and filling, prevents loss and separation of the material after charging, and does not cause volume change after curing, and a grouting method using the same.
본 발명은 제1액과 제2액이 1 : 0.1∼1.0 의 중량비로 혼합되어 이루어지되, 상기 제1액은 물 100중량부에 대하여, 무기분체 80∼110중량부, 아민계 유기염기 촉매 0.1∼3중량부로 이루어지고, 상기 제2액은 아크릴계 수용액 5∼50중량부, 퍼설페이트 촉매 0.1∼3 중량부, 칼슘알루미네이트 15∼30중량부, 반응제 1∼5중량부를 포함하도록 되어 있다. The first liquid and the second liquid are mixed in a weight ratio of 1: 0.1 to 1.0, wherein the first liquid contains 80 to 110 parts by weight of an inorganic powder, 0.1 to 10 parts by weight of an amine-based organic base catalyst To 3 parts by weight, and the second solution comprises 5 to 50 parts by weight of an acrylic-based aqueous solution, 0.1 to 3 parts by weight of a persulfate catalyst, 15 to 30 parts by weight of calcium aluminate, and 1 to 5 parts by weight of a reaction.
본 발명은 시멘트와 고로슬래그로 이루어진 무기분체에, 아크릴계 수용액 및 반응제가 첨가되도록 되어 있어, 아크릴계 수용액과 시멘트의 수소결합, 아크릴계 수용액과 반응제인 실란커플링제의 유기반응에 의한 결합, 반응제인 실란커플링제와 시멘트 및 고로슬래그내 규소성분의 화학적 결합등에 의해 구성성분간의 분리현상이 발생되지 않을 뿐 아니라, 다중 결합에 의해 강도가 증진되는 효과가 있다. In the present invention, an acrylic aqueous solution and a reactant are added to an inorganic powder composed of cement and blast furnace slag. The acrylic aqueous solution and the cement are mixed with each other by hydrogen bonding of cement, acrylic acid aqueous solution and silane coupling agent, The separation of the constituent components does not occur due to the chemical bonding of the silicon component in the cement and the blast furnace slag, and also the strength is enhanced by the multiple bonds.
본 발명은 아크릴계 수용액을 포함하도록 되어 있어, 우수한 내구성 및 소정의 탄성력 및 내진성을 구비한다. The present invention is intended to include an acrylic-based aqueous solution, and has excellent durability and predetermined elasticity and vibration resistance.
본 발명은 고로슬래그내 산화마그네슘과 산화알루미늄의 함유량 한정에 의해 고로슬래그의 활성도 지수를 향상시키면서 분말도 향상으로 인한 유동성 저하를 방지하도록 되어 있어, 고로슬래그 치환율이 50% 이상을 구비하여도 투입된 고로슬래그 전부가 활성화되어 강도가 향상된다. The present invention is intended to improve the activity index of blast furnace slag by limiting the content of magnesium oxide and aluminum oxide in the blast furnace slag and to prevent the fluidity from being lowered due to the improvement of the powderity and even if the blast furnace slag replacement ratio is 50% The entire slag is activated and the strength is improved.
본 발명은 시공 후 장기간이 경과하더라도 균열이 발생하지 않는 우수한 시공 품질을 구비한다.The present invention has an excellent construction quality that does not cause cracking even after a long period of time after construction.
본 발명은 그라우트재뿐 만이 아니라, 벽돌, 콘크리트블록, 보드, 기와, 노반 및 도상재, 등의 건축자재로 성형하여 건조시킨 후 사용하거나, 건축자재간의 접착수단 또는 모르타르 및 노면포장용으로도 사용하거나, 건축구조물의 내외벽 및 강재 등의 표면에 표면처리재로도 사용할 수 있다.The present invention can be used not only for grouting but also for molding after building materials such as bricks, concrete blocks, boards, tiles, roadbed and road materials, for use after drying, for bonding between building materials or for packing mortars and road surfaces , The inner and outer wall of the building structure, and the surface of the steel material.
본 발명은 중량이 가벼워 운반 및 시공이 용이하며 이로 인해 작업능률을 향상시키는 등 많은 효과가 있다.The present invention has many advantages such as ease of transportation and construction due to its light weight, and thus improvement of work efficiency.
도 1 은 본 발명에 따른 시공방법을 보인 블록예시도BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a block diagram of a construction method according to the present invention;
본 발명에 따른 친환경 그라우트 조성물은, 제1액과 제2액의 2액형으로 이루어져 있으며, 연약지반, 지반강화, 터널배면, 절개토, 옹벽, 철도구조물 및 지하구조물 등등에 적용될 수 있다. The eco-friendly grout composition according to the present invention is composed of a two-pack type of a first solution and a second solution, and can be applied to soft ground, soil strengthening, tunnel back, cut soil, retaining wall, railroad structure and underground structure.
본 발명은 제1액과 제2액이 1 : 0.1∼1.0 의 중량비로 혼합되어 이루어지되,The present invention is characterized in that the first liquid and the second liquid are mixed at a weight ratio of 1: 0.1 to 1.0,
상기 제1액은 물 100중량부에 대하여, 무기분체 80∼110중량부, 아민계 유기염기 촉매 0.1∼3중량부로 이루어지고,Wherein the first liquid comprises 80 to 110 parts by weight of an inorganic powder and 0.1 to 3 parts by weight of an amine-based organic base catalyst per 100 parts by weight of water,
상기 제2액은 아크릴계 수용액 5∼50중량부, 퍼설페이트 촉매 0.1∼3 중량부, 칼슘알루미네이트 15∼30중량부, 반응제 1∼5중량부로 이루어진다.The second solution comprises 5 to 50 parts by weight of an acrylic-based aqueous solution, 0.1 to 3 parts by weight of a persulfate catalyst, 15 to 30 parts by weight of calcium aluminate, and 1 to 5 parts by weight of a reaction product.
또한, 상기 제1액에는 나일론섬유 0.1∼2 중량부 또는, 리튬염 0.1∼2중량부가 더 포함되거나, 나일론섬유 및 리튬염이 모두 더 포함될 수 있다. The first solution may further contain 0.1 to 2 parts by weight of nylon fiber or 0.1 to 2 parts by weight of a lithium salt, or may further include both nylon fiber and lithium salt.
이때, 상기 제2액의 중량부는 물 100중량부를 기준으로 하여 기재된 것이다. At this time, the weight of the second solution is described based on 100 weight parts of water.
상기 무기분체는 시멘트 25∼50wt%, 고로슬래그 50∼75wt%를 포함할 수 있다.The inorganic powder may contain 25 to 50 wt% of cement and 50 to 75 wt% of blast furnace slag.
상기 시멘트는 그라우트에 사용되어지고 있는 일반적인 포틀랜드 시멘트, 조강 시멘트 등의 시멘트가 사용된다. Cement such as general portland cement and crude steel cement used for grouting is used as the cement.
상기 고로슬래그는 분말도 4,000∼10,000ｇ/㎠, 바람직하게는 분말도 5,000∼10,000ｇ/㎠, 더욱 바람직하게는 분말도 8,000∼10,000ｇ/㎠의 것이 사용된다. 또한, 분말도 10,000ｇ/㎠을 초과하는 경우, 혼합에 어려움이 있고, 작업성이 저하될 뿐 아니라, 강도가 오히려 저하되게 되므로, 적정범위내의 분말도를 구비하는 것이 바람직하다. The blast furnace slag has a powder content of 4,000 to 10,000 g / cm 2, preferably 5,000 to 10,000 g / cm 2, more preferably 8,000 to 10,000 g / cm 2. If the powder has a particle size exceeding 10,000 g / cm 2, it is difficult to mix the powder and the workability is deteriorated, and the strength is lowered. Therefore, it is preferable to have a powdery figure within an appropriate range.
상기 고로슬래그는 제철 공업의 용광로에서 철광석, 석회석, 코크스 등을 원료로 하여 세철을 제조할 때 얻어지는 부산물로 철광석 중에 불순물로서 포함되는 암석류가 석회와 화합하여 생긴 것으로, 그 조성성분이 특별히 한정되는 것은 아니나, 치환율, 활성도 증가, 내염해성, 작업성을 고려할 경우, 고로슬래그내 산화마그네슘(MgO) 및 산화알루미늄(Al2O3)의 함량이 산화마그네슘(MgO) 8∼15wt%, 산화알루미늄(Al2O3) 14∼18wt% 인 것이 바람직하다. The blast furnace slag is a by-product obtained from iron ore, limestone, coke or the like in the blast furnace of a steel industry as a raw material and is a by-product obtained by combining limestone contained in iron ore as an impurity with lime. The content of magnesium oxide (MgO) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in the blast furnace slag is preferably 8 to 15 wt% of magnesium oxide (MgO), aluminum oxide (MgO) Al 2 O 3 ) of 14 to 18 wt%.
즉, 고로슬래그는 산화칼슘(CaO)-이산화규소(SiO2)-산화알루미늄(Al2O3)-산화마그네슘(MgO)가 기본성분으로 이루어져 있으며, 본 발명에 따른 고로슬래그는 이러한 기본성분 중, 산화마그네슘(MgO) 및 산화알루미늄(Al2O3)의 함량이 8∼15wt%, 14∼18wt%범위내의 것을 사용하는 것이 바람직하다. That is, the blast furnace slag is composed of calcium oxide (CaO) - silicon dioxide (SiO 2 ) - aluminum oxide (Al 2 O 3 ) - magnesium oxide (MgO) , Magnesium oxide (MgO) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in the range of 8 to 15 wt% and 14 to 18 wt%, respectively.
이와 같이 산화마그네슘(MgO) 8∼15wt%, 산화알루미늄(Al2O3) 14∼18wt%의 함유량을 구비하는 고로슬래그는, 염소용해도가 감소되는 특성을 구비하고 있어 고로슬래그내 염소이온의 흡수량을 저감시키게 되어, 그라우트 조성물의 내염해성(염해저항성)을 더욱 향상시키게 된다. The blast furnace slag having a content of 8 to 15 wt% of magnesium oxide (MgO) and 14 to 18 wt% of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) has a characteristic of reducing the solubility of chlorine, , Thereby further improving the salt resistance (salt resistance) of the grout composition.
즉, 일반적인 고로슬래그내에는 산화마그네슘(MgO)의 함량이 약 6∼7wt, 많을 경우에는 약 8wt% 정도를 구비하고 있으며, 이와 같은 고로슬래그내에는 염소이온이 약 1% 이내로 흡수되어 있다. 이와 같이 고로슬래그내에 이온상태로 흡수된 염소이온은, 시멘트에 대한 고로슬래그의 치환율이 50% 미만일 경우, 그라우트의 물성에 큰 영향을 주지 않으나, 고로슬래그의 치환율이 50% 이상으로 높아지게 될 경우, 염소이온의 증가로 인해 그라우트 조성물의 물성에 좋지 못한 영향을 미치게 될 수 있다. That is, the content of magnesium oxide (MgO) in the general blast furnace slag is about 6 to 7 wt%, and when it is more than about 8 wt%, chlorine ion is absorbed within about 1% in the blast furnace slag. The chlorine ion absorbed in the ion state in the blast furnace slag does not greatly affect the physical properties of the grout when the substitution rate of the blast furnace slag with respect to the cement is less than 50%, but when the substitution rate of the blast furnace slag becomes higher than 50% The increase in chlorine ion may adversely affect the physical properties of the grout composition.
그러나, 산화마그네슘(MgO) 8∼15wt%, 산화알루미늄(Al2O3) 14∼18wt%를 함유하는 고로슬래그는, 고로슬래그내의 염소용해도를 감소시켜 고로슬래그내 흡수되는 염소이온의 양을 감소시키게 되며, 이와 같은 염소이온의 감소에 의해 치환율 50% 이상을 유지하게 되더라도 염소이온으로 인한 그라우트 조성물의 물성저하 현상이 발생되지 않게 된다. However, a blast furnace slag containing 8 to 15 wt% of magnesium oxide (MgO) and 14 to 18 wt% of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) reduces the solubility of chlorine in the blast furnace slag, thereby reducing the amount of chlorine ions absorbed in the blast furnace slag And even if the replacement ratio is maintained at 50% or more due to the decrease of the chloride ion, the property of the grout composition is not lowered due to the chloride ion.
상기 산화마그네슘(MgO)은 서서히 수화반응하여 이상체적 팽창을 일으키는 특성을 구비하고 있으나, 15wt%를 초과할 경우 오히려 그라우트 조성물의 강도저하현상이 발생되고, 8wt% 미만으로 첨가될 경우, 고로슬래그 활성도의 증가효과를 기대할 수 없게 된다. The magnesium oxide (MgO) has a characteristic of causing an ideal volume expansion by a slow hydration reaction. However, if it exceeds 15 wt%, the strength of the grout composition deteriorates rather than MgO. When the MgO content is less than 8 wt%, the blast furnace slag activity Can not be expected to increase.
또한, 상기 산화알루미늄(Al2O3)은 그 구조 해리에 공급된 자유산소 이온을 소모하여, 고로슬래그 중, 염소 용해도를 저하시키는 특성을 구비하게 되며, 14wt% 미만일 경우, 염소용해도 저감효과가 미미할 뿐 아니라, 산화마그네슘(MgO)의 함량증가에 따른 강도보상력이 저하되어, 그라우트 조성물의 초기강도 발현에 좋지 못한 영향을 주게 된다. In addition, the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) consumes the free oxygen ions supplied to the structural dissociation and has a property of lowering the solubility of chlorine in the blast furnace slag. When it is less than 14 wt%, the chlorine solubility reducing effect But also the strength compensating force due to an increase in the content of magnesium oxide (MgO) is lowered, which adversely affects the initial strength development of the grout composition.
또한, 상기 고로슬래그는 산화마그네슘(MgO)과 산화알루미늄(Al2O3)의 함량이 조절될 경우, 고로슬래그의 시멘트 치환율이 50%이상을 구비하더라도, 활성화도 증가에 의해, 첨가된 고로슬래그 전부가 활성화되는 특징을 구비하게 된다. In addition, the blast furnace slag can be obtained by controlling the content of magnesium oxide (MgO) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), even if the blast furnace slag has a cement replacement ratio of 50% or more, All of which are activated.
또한, 본 발명은 고로슬래그내 산화마그네슘(MgO)의 함량이 미달될 시, 산화마그네슘(MgO)을 별도로 더 첨가할 수 있으며, 이와는 별도로 무기분체에 산화마그네슘(MgO)을 더 첨가할 수 있다. Further, when the content of magnesium oxide (MgO) in the blast furnace slag is insufficient, magnesium oxide (MgO) may be separately added to the blast furnace slag, and magnesium oxide (MgO) may be further added to the inorganic powder separately.
상기 추가되는 산화마그네슘(MgO)은 700∼1,000℃로 저온소성된 산화마그네슘(MgO)이 사용되며, 이와 같이 저온소성된 산화마그네슘(MgO)은 고로슬래그의 활성도 지수를 향상시킬 뿐 아니라, 일반적인 산화마그네슘(MgO)에 비해, 수화작용이 매우 느린 특성을 구비하게 되어, 시멘트의 건조수축 감소 및 장기팽창성을 향상시키게 된다. The magnesium oxide (MgO) added at a low temperature of 700 to 1,000 DEG C is used as the magnesium oxide (MgO), and magnesium oxide (MgO) baked at low temperature as described above not only improves the activity index of the blast furnace slag, It is possible to provide a characteristic that the hydration action is very slow as compared with magnesium (MgO), thereby reducing the drying shrinkage and the long-term expandability of the cement.
즉, 산화마그네슘(MgO)은 물과 반응하여 최종적으로 수산화마그네슘이 되는데, 이 과정에서 산화마그네슘(MgO)은 부피팽창을 하게 되며, 저온소성된 산화마그네슘(MgO)은 느린 수화작용의 특성에 의해 경화체에 영향을 주지 않고 장기적인 팽창성을 부여하게 된다. 이와 같은 저온소성 산화마그네슘(MgO)은 급결 또는 속성을 구비하는 그라우트 조성물에서 발생될 수 있는 빠른응결로 인한 건조수축을 개선하는 효과(수축보상)를 구비하게 된다. That is, magnesium oxide (MgO) reacts with water and finally becomes magnesium hydroxide. In this process, magnesium oxide (MgO) undergoes volume expansion, and low-temperature calcined magnesium oxide (MgO) Thereby giving long-term expandability without affecting the cured body. Such low temperature calcined magnesium oxide (MgO) will have the effect of improving drying shrinkage (shrinkage compensation) due to rapid settling which may occur in a grout composition having a roughness or property.
또한, 상기 무기분체에 산화마그네슘(MgO)가 더 첨가될 경우, 상기 무기분체는 시멘트 25∼49wt%, 고로슬래그 50∼74wt%, 저온소성 산화마그네슘(MgO) 0.1∼2중량%를 포함한다. Further, when magnesium oxide (MgO) is further added to the inorganic powder, the inorganic powder includes 25 to 49 wt% of cement, 50 to 74 wt% of blast furnace slag, and 0.1 to 2 wt% of low temperature calcined magnesium oxide (MgO).
상기 아민계 유기염기 촉매는 아크릴계 수용액의 경화에 따른 겔화를 촉진시키기 위한 것으로, 트리에탄올아민(TEA), 디에탄올아민(DEA), 니트릴로-트리스-프로피온아미드(NTP), 디메틸아미노프로피오니트릴(DMAPN) 중에서 선택된 1종 이상의 것이 첨가된다. The amine-based organic base catalyst is used for promoting gelation upon curing of an acrylic-based aqueous solution, and includes triethanolamine (TEA), diethanolamine (DEA), nitrilo-tris-propionamide (NTP), dimethylaminopropionitrile DMAPN) are added.
상기 리튬염은 촉진제 기능을 구비하며, 경화시간을 단축하도록 하기 위하여 첨가되는 것으로, 0.1중량부 보다 적으면 급결촉진 효과를 볼 수 없으며, 2중량부를 넘으면 급결성은 양호하지만 건조 시에 폭렬을 일으키는 원인이 되므로, 적정범위내에서 첨가된다. The lithium salt has an accelerator function and is added in order to shorten the curing time. When the amount is less than 0.1 part by weight, the effect of accelerating the formation is not exhibited. When the amount exceeds 2 parts by weight, It is added within an appropriate range.
즉, 상기 리튬염은 시멘트내 성분인 알루미늄이 리튬염에서 용출되는 리튬 이온과 반응하여, 알루민산 리튬을 생성함으로써 속경성을 향상시키게 된다. 이러한 리튬염에 의한 경화촉진반응은 단순한 시멘트의 경화 현상과는 다른 것으로, 현저한 급결성 효과가 발현된다. That is, the lithium salt reacts with the lithium ion eluted from the lithium salt of aluminum as a component in the cement, thereby generating lithium aluminate, thereby improving the quickness. This curing acceleration reaction by the lithium salt is different from the curing phenomenon of a simple cement, and a remarkable hiding effect is manifested.
상기 리튬염으로서는 수산화리튬, 염화리튬, 탄산 리튬, 불화 리튬, 유산 리튬, 인산 리튬, 구연산리튬 등등 많은 것이 사용가능하며, 바람직하게는 이물질 금속염 함유율이 1ppm 미만의 고순도를 구비하는 리튬염이 첨가된다. As the lithium salt, lithium hydroxide, lithium chloride, lithium carbonate, lithium fluoride, lithium lactate, lithium phosphate, lithium citrate and the like can be used in many cases, and a lithium salt having a high purity with a foreign metal salt content of less than 1 ppm is added .
이와 같이, 이물질 금속염 함유율이 1ppm 미만의 고순도를 구비하는 리튬염은, 탄산 리튬과 물과의 혼합물을 이산화탄소(CO2)로 처리해, 중탄산 리튬 함유 수성 혼합물을 얻고, 상기 중탄산 리튬 함유 수성 혼합물을 이온 교환 모듈로 처리한 후, 이온교환모듈로 처리된 중탄산 리튬 혼합물에서 중탄산 리튬을 침전시킨 다음, 침전된 탄산리튬을 물(H2O) 또는 물(H2O)이 함유된 용매로 세정하여 건조된 것을 첨가할 수 있다. As described above, the lithium salt having a high purity with a foreign metal salt content of less than 1 ppm is obtained by treating a mixture of lithium carbonate and water with carbon dioxide (CO 2 ) to obtain an aqueous mixture containing lithium bicarbonate, Exchange module, lithium bicarbonate was precipitated from the lithium bicarbonate mixture treated with the ion exchange module, and then the precipitated lithium carbonate was washed with a solvent containing water (H 2 O) or water (H 2 O) and dried Can be added.
상기 나일론 섬유는 균열과 휨 및 인장강도를 개선시키고 수축균열을 억제하기 위하여 첨가하는 것으로, 수분 4∼5%를 함유한 나일론 섬유를 사용한다. 상기 4∼5%의 수분을 함유하고 있는 나일론 섬유는 시멘트 수화시 수분을 제공하는 역할을 하여 다른 합섬섬유와는 달리 시멘트와의 결합력을 높여주며, 이러한 결과로 인하여 그라우트의 수축균열 억제 효과를 부여하게 된다. The nylon fiber is added to improve cracking, warping and tensile strength and to suppress shrinkage cracking, and nylon fiber containing 4 to 5% moisture is used. The nylon fiber containing 4 to 5% of water serves to provide moisture during hydration of cement, thereby increasing the bonding force with cement, unlike other synthetic fibers. As a result, the shrinkage cracking inhibition effect of the grout is imparted .
상기 아크릴계 수용액은 작업성 개선, 응집성 및 보수성 향상, 차수성 및 지수성을 부여시키기 위한 것으로, 반응에 의해 하이드로 겔로 경화되어 강도를 증대시키는 효과를 부여한다. 특히, 아크릴계 수용액은 경화시, 무기분체의 공극을 밀봉하는 역할을 하여, 불순물의 침투를 억제하고 이를 통해 내구성을 향상시키는 효과도 구비한다. The acrylic-based aqueous solution is intended to improve workability, cohesiveness and water retention, water-repellency and exponential properties, and is cured by hydrogel to give an effect of increasing strength. Particularly, the acrylic-based aqueous solution has a function of sealing the pores of the inorganic powder when cured, and has the effect of suppressing the penetration of impurities and improving the durability thereof.
상기 아크릴계 수용액은 아크릴산계 수용액 100중량부, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드(MBAA) 2∼10중량부로 이루어져 있다.The acrylic aqueous solution is composed of 100 parts by weight of an acrylic acid aqueous solution and 2 to 10 parts by weight of N, N'-methylenebisacrylamide (MBAA).
상기 아크릴산계 수용액은 무기염기 수용액에 아크릴계 유기산을 혼합반응시킨 아크릴산계 금속염 수용액이 사용될 수 있다. 즉, 상기 아크릴계 수용액은 무기염기 수용액에 아크릴계 유기산을 서서히 첨가하여, 최종적인 용액의 pH 가 7∼8 의 중성영역에 위치하도록 중화반응된 아크릴산계 금속염 수용액이 사용될 수 있다. The acrylate-based aqueous solution may be an aqueous solution of an acrylic acid-based metal salt obtained by mixing and reacting an aqueous solution of an inorganic base with an acrylic-based organic acid. That is, the acrylic aqueous solution may be an aqueous solution of an acrylic acid metal salt neutralized by slowly adding an acrylic acid to an aqueous solution of an inorganic base, and neutralizing the solution to a pH of 7 to 8.
상기 아크릴산계 금속염 수용액의 pH 의 조정은 아크릴계 수용액의 겔화반응시, 탄력있는 겔이 형성되도록 하기 위한 것일 뿐 아니라, 유리된 염기가 수용액내에 존재하지 않도록 조정하기 위한 것이다. The pH of the aqueous solution of the acrylic acid metal salt is adjusted so that a resilient gel is formed during the gelation reaction of the acrylic aqueous solution, and that the free base is not present in the aqueous solution.
또한, 상기 아크릴산계 금속염 수용액은 중화반응시, 발열현상이 나타나므로 무기염기 수용액에 아크릴계 유기산을 서서히 적가하고 적절한 냉각장치 및 환류장치를 이용하여 액이 과열 및 증발되지 않도록 하는 것이 바람직하다. In addition, since the acrylic acid-based metal salt aqueous solution exhibits an exothermic phenomenon during the neutralization reaction, it is preferable to gradually drop the acrylic acid into the inorganic base aqueous solution and prevent the liquid from overheating and evaporating using a suitable cooling device and refluxing device.
상기 아크릴계 유기산은 아크릴산, 메타크릴산 및 3,3-디메틸 아크릴산에서 선택된 단일 또는 2종 이상의 것이 사용되고, 상기 무기염기는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화마그네슘 및 수산화칼슘에서 선택된 단일 또는 2종 이상의 것이 증류수에 용해된 것이 사용된다.The acrylic organic acid may be selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, and 3,3-dimethyl acrylic acid. The inorganic base may be selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, magnesium hydroxide, Is dissolved in distilled water is used.
상기 아크릴산계 수용액은 술포에틸(메타)아크릴레이트, 술포프로필(메타)아크릴레이트 및 2-아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산 또는 그의 염으로 이루어진 군에서 선택된 단량체 5∼95wt%와, (메타)아크릴산, (메타)아크릴산염, (메타)아크릴아미드 및 알콕시폴리알킬렌글리콜모노(메타)아크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 불포화 단량체 5∼95wt%로 구성된 단량체 혼합물의 반응에 의해 생성된 것이 사용될 수 있다. 이와 같은 아크릴산계 수용액은 매우 뛰어난 내염성을 구비하고 있어, 빗물이나 지하수는 물론이고, 해수와 같은 고농도의 염류를 함유하는 수성액체라도 고흡수율로 흡수하고, 또 경시적으로 흡액능력이 저하되지 않는 특성을 구비한다. The acrylic acid-based aqueous solution may contain 5 to 95% by weight of a monomer selected from the group consisting of sulfoethyl (meth) acrylate, sulfopropyl (meth) acrylate and 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid or a salt thereof, , 5 to 95 wt% of at least one unsaturated monomer selected from the group consisting of (meth) acrylate, (meth) acrylamide and alkoxypolyalkylene glycol mono (meth) acrylate is used . Such an acrylic acid-based aqueous solution has a very high salt resistance and can absorb not only rainwater or ground water but also aqueous liquids containing salts at a high concentration such as seawater at a high water absorption rate, Respectively.
상기 아크릴산계 수용액은 (메타)아크릴산의 1가 또는 2가의 금속염 수용액 100 중량부, 알루미늄 수용성염의 수용액 90∼150 중량부, 중아황산 염수용액 90∼150 중량부로 이루어질 수 있으며, 이와 같은 구성성분으로 이루지는 아크릴산계 수용액은 작업성 및 강도가 우수하고, 포화도가 높아 투수성이 낮은 모래질 자연지반이나 균열성 암반 등에 대한 침투성이 우수한 특성을 구비한다. The acrylic acid aqueous solution may be composed of 100 parts by weight of a monovalent or divalent metal salt aqueous solution of (meth) acrylic acid, 90-150 parts by weight of an aqueous solution of an aluminum water-soluble salt, and 90-150 parts by weight of an aqueous solution of an aqueous bisulfate. Acrylic acid-based aqueous solution is excellent in workability and strength, and is excellent in penetrability against sandy natural grounds and cracking rocks having low water permeability due to high saturation.
상기 아크릴산계 수용액은 분자 내에 규소 수소결합 및 규소 원자로 결합한 3-(메타) 아크릴로일옥시 프로필기를 가지는 히드로겐폴리실록산 마크로모노머와, 알케닐기 함유 아크릴계 모노머의 공중합에 의해, 하이드록실기와 알케닐기를 구비하도록 하여, 무기분체 및 반응제와의 반응결합력이 더욱 향상되도록 한 것이 사용될 수 있다. 이와 같은 아크릴산계 수용액은 분자 내에 하이드로실릴기 및 알케닐기가 다른 관능기를 가지고 있어, 시멘트의 수화과정중 발생되는 부산물 및 반응제와 하이드로실릴기 및 알케닐기가 서로 다른 반응에 의해 각각 결합되어, 더욱 강력한 결합력을 구비하게 되며, 이로 인하여 균열저항성 및 강도를 향상시키는 특성을 구비한다.The acrylic acid-based aqueous solution is prepared by copolymerizing a hydrogenspolysiloxane macromonomer having a 3- (meth) acryloyloxypropyl group bonded in a molecule with a silicon-hydrogen bond and a silicon atom, and an alkenyl group-containing acrylic monomer to form a hydroxyl group and an alkenyl group So that the reaction force between the inorganic powder and the reactive agent can be further improved. Such an acrylic acid-based aqueous solution has functional groups having different hydrosilyl and alkenyl groups in the molecule, so that by-products and reactants generated during the hydration process of the cement and the hydrosilyl group and the alkenyl group are bonded to each other by different reactions, It is possible to provide a strong bonding force, thereby improving the crack resistance and strength.
본 발명에 따른 아크릴산계 수용액은 위에 기재된 아크릴산계 수용액이 첨가되는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 아크릴산계 금속염 수용액이 사용된다. 또한, 본 발명에 따른 아크릴산계 수용액은 위에 기재된 아크릴산계 수용액으로 그 범위가 반드시 한정되는 것은 아니며, 무기분체와 우수한 결합력을 구비하고, 침투성, 차수성 및 지수성을 구비할 수 있는 공지의 아크릴산계 수용액도 본 발명의 범위내에서 사용될 수도 있다.The acrylic acid-based aqueous solution according to the present invention is preferably added with the acrylic acid-based aqueous solution described above, and most preferably an aqueous acrylic acid metal salt solution. In addition, the acrylic acid-based aqueous solution according to the present invention is not limited to the acrylic acid-based aqueous solution described above. The acrylic acid-based aqueous solution according to the present invention is not limited in its range and includes a known acrylic acid- An aqueous solution may also be used within the scope of the present invention.
또한, 상기 아크릴산계 수용액은 생광석이 더 혼합된 것이 사용될 수 있다. The acrylic acid aqueous solution may be a mixture of raw ore.
상기 생광석은 칼슘, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 철, 알루미늄, 수산기, 플루오르 등을 함유하고 있으며, 25℃의 온도에서 세포의 분자운동 에너지인 9.36Micron의 에너지를 중심으로 4∼16 Micron 의 에너지를 강하게 방사하고, 자체에서 원적외선과 음이온, 미네랄산 등을 다량 방출하는 친환경소재로써, 산화제2철(Fe2O3)이 함유된 것을 특징으로 하고 있으며, 아래 [표1]에 따른 화학적 성분 및 물리적 성질을 구비하고 있다. 이때, [표1]에 기재되지 않은 나머지 성분은 기타 불순물에 해당된다.The raw ore contains calcium, sodium, potassium, magnesium, iron, aluminum, hydroxyl, fluorine and the like. It has energy of 4 ~ 16 Microns centering on the energy of 9.36Micron, (Fe 2 O 3 ) as an eco-friendly material that emits strong radiation and emits a far infrared ray, anion, mineral acid, etc. in large quantities. It is characterized by chemical components and physical . At this time, the remaining components not listed in Table 1 correspond to other impurities.
[표1][Table 1]
상기 생광석은 나노사이즈로 첨가되며, 이와 같이 생광석이 투입되어 혼합반응되어 생성된 아크릴산계 수용액은, 생광석이 투입되지 않은 아크릴산계 수용액에 비해, 저장탄성율 등의 물성이 향상될 뿐 아니라, 생광석으로 인한 유해물질 제거효능도 구비하게 된다. The raw ore is added in nano-size, and the acrylic acid-based aqueous solution produced by mixing and reacting the raw ore as described above is improved in physical properties such as storage elastic modulus as compared with an acrylic acid-based aqueous solution not loaded with raw ore, It also has the efficacy of removing harmful substances from raw ore.
이와 같은 생광석은 아크릴산계 수용액의 생성 시, 혼합반응 초기에 첨가되어야 하며, 반응초기에 생광석이 첨가되지 않을 경우, 아크릴산계 수용액내에 생광석이 잘 분산되지 않는 현상이 발생된다. The raw ore should be added at the beginning of the mixing reaction at the time of formation of the acrylic acid-based aqueous solution, and when the raw ore is not added at the initial stage of the reaction, the ore is not well dispersed in the aqueous acrylic acid solution.
또한, 상기 아크릴산계 수용액에 첨가되는 생광석은 리튬염용액에 침지되어 건조된 것이 사용될 수 있다. 이와 같이 리튬염용액에 침지되어 건조된 생광석은 그 표면의 금속이온이 Li+이온으로 치환되어 있어, 중금속 흡착성이 더욱 우수하게 될 뿐 아니라, 별도의 속경성 반응제를 첨가하지 않아도, 시멘트에서 용출되는 알루미늄 이온과 리튬 이온이 반응해, 알루민산 리튬을 생성하게 되어, 소정의 급결성(속경성)을 부여하게 된다. In addition, the raw ore added to the acrylic acid aqueous solution may be immersed in a lithium salt solution and dried. As described above, the raw ore which is immersed in the lithium salt solution and has been dried has the metal ions on the surface thereof substituted with Li + ions, which not only makes the heavy metal adsorption more excellent, but also, The eluted aluminum ions and the lithium ions react with each other to produce lithium aluminate, which gives a predetermined saturatability (fast hardening).
즉, 리튬이온을 구비하는 생광석은, 암모늄염 용액에 생광석을 침지시켜 표면의 금속이온을 NH4+ 이온으로 치환한 후, 리튬염용액에 침지하여 NH4+ 이온의 일부 또는 전부를 Li+ 이온으로 치환시킨 것이 사용될 수 있다. That is, a raw ore having lithium ions is formed by immersing a raw ore in an ammonium salt solution to replace metal ions on the surface with NH 4 + ions, then immersing it in a lithium salt solution to convert a part or all of NH 4 + Ion may be used.
이때, 상기 리튬염용액은 탄산 리튬과 물과의 혼합물을 이산화탄소(CO2)로 처리해, 중탄산 리튬 함유 수성 혼합물을 얻고, 상기 중탄산 리튬 함유 수성 혼합물을 이온 교환 모듈로 처리한 후, 이온교환모듈로 처리된 중탄산 리튬 혼합물에서 중탄산 리튬을 침전시킨 다음, 침전된 탄산리튬을 물(H2O) 또는 물(H2O)이 함유된 용매로 세정건조하여 이물질 금속염 함유율이 1ppm 미만의 고순도를 구비하는 리튬염이 함유된 것을 이용하는 것이 바람직하다.At this time, the lithium salt solution is obtained by treating a mixture of lithium carbonate and water with carbon dioxide (CO 2 ) to obtain an aqueous mixture containing lithium bicarbonate, treating the aqueous mixture containing lithium bicarbonate with an ion exchange module, Lithium bicarbonate was precipitated from the treated lithium bicarbonate mixture and then the precipitated lithium carbonate was washed and dried with a solvent containing water (H 2 O) or water (H 2 O) to obtain a high purity It is preferable to use one containing a lithium salt.
이와 같은 고순도 리튬염용액에 생광석을 침지시킬 경우, 생광석 표면의 금속이온의 많은 양이 Li+ 이온으로 치환되어, 생광석에 의한 아크릴산계 수용액의 물성 및 중금속 흡수성이 향상되고, 소정의 속경성을 구비하게 된다. When the raw ore is immersed in such a high-purity lithium salt solution, a large amount of metal ions on the surface of the raw ore is replaced with Li + ions, so that the physical properties and water absorption of the acrylic acid aqueous solution by the raw ore are improved, Hardness.
상기 N,N'-메틸렌비스아크릴아미드(MBAA)는 2중량부 미만으로 첨가될 경우, 아크릴계 수용액의 겔화가 진행되지 못하고 고점성의 졸상태가 되거나 겔이 되어도 너무 유연하게 되며, 10중량부를 초과하여 첨가될 경우, 생성되는 겔의 강도가 너무 높아지게 되어 충격에 의해 부서지는 등 박약한 성질을 갖게 되므로, 적정범위내에서 첨가되어야 한다. 이때, 상기 N,N'-메틸렌비스아크릴아미드(MBAA)는 잘 용해되지 않으므로 아크릴계 수용액의 온도를 25℃∼45℃ 로 유지하면서 용해시키는 것이 바람직하다.When the amount of N, N'-methylenebisacrylamide (MBAA) is less than 2 parts by weight, gelation of the acrylic-based aqueous solution can not proceed and the solids become too viscous or gel becomes too soft, When it is added, the strength of the produced gel becomes too high, so that it is broken down by the impact, so that it has a weak property. Therefore, it should be added within an appropriate range. Since the N, N'-methylenebisacrylamide (MBAA) is not dissolved well, it is preferable to dissolve the acrylic aqueous solution while maintaining the temperature of the acrylic aqueous solution at 25 ° C to 45 ° C.
상기 퍼설페이트 촉매는 소품 퍼설페이트, 암모늄 퍼설페이트 중, 1종이상이 선택되어 첨가된다. The per sulfate catalyst may be selected from at least one of propellant persulfate and ammonium persulfate.
상기 칼슘알루미네이트(C12A7, 12CaO·7Al2O3)는 급결성을 구비하도록 첨가되는 것으로, 15중량부 미만으로 첨가될 경우, 에트링자이트 생성량이 작아져 경화속도가 길어지고 강도 저하 현상이 발생될 수 있으며, 30중량부를 초과하여 첨가될 경우, 작업성이 저하되고 균열저항성이 저하되는 현상이 발생된다. The calcium aluminate (C1 2 A 7 , 12 CaO · 7 Al 2 O 3 ) is added so as to have a tributyling property. When it is added in an amount less than 15 parts by weight, the amount of etringate is decreased, And if it is added in an amount exceeding 30 parts by weight, the workability is lowered and the crack resistance is lowered.
또한, 상기 칼슘알루미네이트(C12A7, 12CaO·7Al2O3)는 Al2O3 성분 20∼55중량%, CaO 성분 45∼80중량%의 것을 사용할 수 있다. 상기 Al2O3 성분이 20중량% 미만의 함량일 경우 급결성이 떨어져 초기 강도 발현에 영향을 주고 이로 인해 물 온도에 따른 저항성이 떨어져 낮은 온도의 물을 혼합 시 겔타임이 길어질 수 있으며, CaO 성분이 45중량% 미만일 경우 에트링자이트 생성량이 작아져 경화속도가 길어지고 강도 저하 현상이 발생될 수 있으므로, Al2O3 성분 20∼55중량%, CaO 성분 45∼80중량%의 칼슘알루미네이트(C12A7)를 사용하는 것이 바람직 하다. Furthermore, the calcium aluminate (C1 2 A 7, 12CaO · 7Al 2 O 3) may be used in 20-55% by weight of component Al 2 O 3, CaO component 45-80% by weight. When the content of Al 2 O 3 is less than 20% by weight, the water-solubility is poor and the initial strength is affected. Therefore, the gel time may be long when mixing low-temperature water because of the resistance against water temperature. If the content is less than 45% by weight, the amount of etch ringite is reduced, resulting in a longer curing rate and a reduction in strength. Therefore, it is preferable to use 20 to 55% by weight of the Al 2 O 3 component and 45 to 80% Nate (C1 2 A 7 ) is preferably used.
상기 반응제로는 실란커플링제가 첨가되며, 1.0 중량부 미만이면 물성 개선 및 무기분체와의 반응효과가 적고, 5중량부를 초과하면 저장성이 불량하게 된다. A silane coupling agent is added as the above-mentioned reaction agent. When the amount is less than 1.0 part by weight, the physical properties are improved and the effect of reaction with the inorganic powder is small. When the amount exceeds 5 parts by weight, storage stability is poor.
상기 실란커플링제는 아크릴계 수용액과의 결합이 용이한 친수기와, 무기재료 특히 실리카(Si)와 결합이 용이한 소수기를 동시에 구비하고 있어, 무기분체내의 실리카 및 아크릴계 수용액과 상호반응하게 되며, 이를 통해, 무기분체에 아크릴계 수용액의 고착력을 증대 즉, 아크릴계 수용액과 무기분체가 재료분리 현상없이 강력하게 일체로 결합되도록 하는 기능을 구비한다. The silane coupling agent has both a hydrophilic group that is easily bonded to an acrylic aqueous solution and a hydrophobic group that is easy to bond to inorganic material, particularly, silica (Si), and reacts with silica and an acrylic aqueous solution in the inorganic powder. The function of increasing the fixing force of the acrylic aqueous solution to the inorganic powder, that is, the function of strongly binding the acrylic aqueous solution and the inorganic powder together without material separation phenomenon.
특히, 상기 실란커플링제는 실록산 구조의 수소기를 구비하고 있어, 시멘트 성분이 수화되면서 시멘트 겔체가 형성되어 실록산 부분과 수소결합이 진행되는 화학결합이 유도되게 되며, 이와 같은 수소결합에 의해 무기분체와 아크릴계 수용액의 결합력이 더욱 증대되어 균열저항성이 크게 향상되는 효과를 구비하게 된다. Particularly, since the silane coupling agent has a siloxane structure, the cement component is hydrated to form a cement gel body, and the chemical bond in which the siloxane part proceeds with the hydrogen bonding is induced. By the hydrogen bonding, The bonding force of the acrylic aqueous solution is further increased and the effect of improving the crack resistance is obtained.
이와 같은 반응제로 첨가되는 실란커플링제는 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니나, 일예로, γ-아미노프로필트리에톡시실란 등의 아미노실란 외에 비닐트리에톡시실란 등의 비닐실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 (메타)아크릴실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란 등의 에폭시실란, 메틸트리메톡시실란, 데실트리메톡시실란 등등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 조합되어 첨가될 수 있다.The kind of the silane coupling agent added as the reactant is not particularly limited. For example, vinyl silane such as vinyltriethoxy silane, vinyl silane such as vinyltriethoxy silane, gamma -methacryloxy (Meth) acrylsilane such as propyltrimethoxysilane, and epoxy silane such as? -Glycidoxypropyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane and the like, which may be used alone or in combination with two More than one species may be added in combination.
또한, 상기 반응제로 첨가되는 실란커플링제는 부착성 및 저장안정성 등의 물성이 효과적으로 발휘되는 에폭시계 실란이 바람직하며, 상기 에폭시계 실란은 실리카를 포함하는 무기분체와 강력한 결합을 유도하여 아크릴계 수용액의 고착화를 강력하게 유도하는 특성이 있다. The silane coupling agent added as the reactant is preferably an epoxy silane in which physical properties such as adhesion and storage stability are effectively exhibited. The epoxy silane induces strong bonding with the inorganic powder containing silica, There is a characteristic of strongly inducing sticking.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 친환경 그라우트 조성물은, 제1,2액의 반응에 의해 아크릴계 수용액과 무기분체와의 복합적인 겔화반응, 아크릴계 수용액과 시멘트의 수소결합, 아크릴계 수용액과 반응제인 실란커플링제의 유기반응에 의한 결합, 반응제인 실란커플링제와 시멘트 및 고로슬래그내 규소성분의 화학적 결합등에 의해 구성성분간의 분리현상이 발생되지 않을 뿐 아니라, 다중 결합에 의해 강도가 증진되게 된다.The eco-friendly grout composition of the present invention having the above-described structure can be produced by a complex gelation reaction of an acrylic-based aqueous solution and a inorganic powder by reaction of the first and second liquids, a hydrogen bond of an acrylic aqueous solution and a cement, The bonding by organic reaction, the chemical bonding of the silicon component in the cement and the blast furnace slag, and the silane coupling agent as the reactant do not cause the separation phenomenon between the components, and the strength is increased by the multiple bonding.
이하, 본 발명에 따른 그라우트재를 이용한 시공방법을 설명한다.Hereinafter, a construction method using the grout material according to the present invention will be described.
도 1 은 본 발명에 따른 시공방법을 보인 블록예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 천공위치를 확인하고 천공기를 셋팅하는 준비단계; 천공기에 의해 지반에 구멍을 형성하고, 구멍내에 이중주입관을 설치하는 주입관 설치단계; 제1액과 제2액을 각각의 펌프에 의해 이중주입관으로 공급하는 공급단계; 이중주입관을 통해 이송된 제1액과 제2액이 이중주입관 끝단에서 혼합되어 지반으로 주입되는 주입보강단계;를 포함한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram illustrating a construction method according to an embodiment of the present invention. An injection tube installation step of forming a hole in the ground by a perforator and providing a dual inlet pipe in the hole; A supply step of supplying the first liquid and the second liquid to the dual lumen by respective pumps; And an injection reinforcement step in which the first liquid and the second liquid transferred through the dual inlet are mixed at the end of the dual inlet and injected into the ground.
상기 주입단계는 본 발명에 따른 친환경 그라우트재의 제1액과 제2액을 혼합하여 지반내로 주입하는 단계로, 제1액과 제2액은 이중주입관을 통해 각각 지반 하부로 즉, 서로 혼합되지 않은 상태에서 지반 하부로 이송되고, 이중주입관 끝단 약 30∼40㎝에서 혼합된 후 천공된 구멍으로 주입되어 지반을 보강하게 된다. 이와 같은 이중주입관의 구성은 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.The injecting step is a step of injecting the first solution and the second solution of the eco-friendly grout material according to the present invention into the ground, wherein the first solution and the second solution are mixed with each other through the double- And it is injected into the perforated hole to reinforce the ground. Since the configuration of the double inlet port is well known in the art, a detailed description thereof will be omitted.
또한, 상기 제1액과 제2액은 주입압이 한정되는 것은 아니나, 일예로 2∼10㎏/㎠의 주입압에 의해 주입될 수 있으며, 현장상황에 따라 주입압력을 조절하며 주입할 수 있다. 또한, 상기 제1액과 제2액은 1 스텝(step) 30∼50㎝씩 상승시키면서 그라우팅을 실시한다.The first and second liquids are not limited in injection pressure. For example, the first liquid and the second liquid may be injected at an injection pressure of 2 to 10 kg / cm < 2 > In addition, grouting is performed while raising the first solution and the second solution by one step by 30 to 50 cm.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.
Claims (21)
상기 제1액은 물 100중량부에 대하여, 무기분체 80∼110중량부, 아민계 유기염기 촉매 0.1∼3중량부로 이루어지고,
상기 제2액은 아크릴계 수용액 5∼50중량부, 퍼설페이트 촉매 0.1∼3 중량부, 칼슘알루미네이트 15∼30중량부, 반응제 1∼5중량부를 포함하되
상기 무기분체는, 시멘트 25∼50wt%, 고로슬래그 50∼75wt% 또는,
시멘트 25∼49wt%, 고로슬래그 50∼74wt%, 산화마그네슘(MgO) 0.1∼2중량%를 포함하며,
상기 고로슬래그는 산화마그네슘(MgO) 8∼15wt%, 산화알루미늄(Al2O3) 14∼18wt%의 함유량을 구비하는 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
Wherein the first liquid and the second liquid are mixed at a weight ratio of 1: 0.1 to 1.0,
Wherein the first liquid comprises 80 to 110 parts by weight of an inorganic powder and 0.1 to 3 parts by weight of an amine-based organic base catalyst per 100 parts by weight of water,
Wherein the second liquid comprises 5 to 50 parts by weight of an acrylic-based aqueous solution, 0.1 to 3 parts by weight of a persulfate catalyst, 15 to 30 parts by weight of calcium aluminate, and 1 to 5 parts by weight of a reaction
Wherein the inorganic powder contains 25 to 50 wt% of cement, 50 to 75 wt% of blast furnace slag,
25 to 49 wt% of cement, 50 to 74 wt% of blast furnace slag, and 0.1 to 2 wt% of magnesium oxide (MgO)
Wherein the blast furnace slag has a content of magnesium oxide (MgO) of 8 to 15 wt% and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) of 14 to 18 wt%.
산화마그네슘(MgO)은 700∼1,000℃로 저온소성된 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
The method of claim 1,
Wherein the magnesium oxide (MgO) is calcined at 700 to 1,000 占 폚 at low temperature.
아민계 유기염기 촉매는, 트리에탄올아민(TEA), 디에탄올아민(DEA), 니트릴로-트리스-프로피온아미드(NTP), 디메틸아미노프로피오니트릴(DMAPN) 중에서 선택된 1종 이상의 것이 첨가되는 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
The method of claim 1,
The amine-based organic base catalyst is characterized in that at least one selected from triethanolamine (TEA), diethanolamine (DEA), nitrilo-tris-propionamide (NTP), and dimethylaminopropionitrile / RTI >
아크릴계 수용액은, 아크릴산계 수용액 100 중량부에 N,N'-메틸렌비스아크릴아미드(MBAA) 2∼10중량부가 첨가된 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
The method of claim 1,
Wherein the acrylic aqueous solution is prepared by adding 2 to 10 parts by weight of N, N'-methylenebisacrylamide (MBAA) to 100 parts by weight of an acrylic acid aqueous solution.
아크릴산계 수용액은, 무기염기 수용액에 아크릴계 유기산을 혼합반응시켜 pH 가 7∼8을 구비하는 아크릴산계 금속염 수용액인 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
The method of claim 7,
Wherein the acrylic acid-based aqueous solution is an acrylic acid-based metal salt aqueous solution having a pH of 7 to 8 by mixing and reacting an aqueous solution of an inorganic base with an acrylic organic acid.
아크릴산계 수용액은, 술포에틸(메타)아크릴레이트, 술포프로필(메타)아크릴레이트 및 2-아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산 또는 그의 염으로 이루어진 군에서 선택된 단량체 5∼95wt%와, (메타)아크릴산, (메타)아크릴산염, (메타)아크릴아미드 및 알콕시폴리알킬렌글리콜모노(메타)아크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 불포화 단량체 5∼95wt%로 구성된 단량체 혼합물을 반응시킨 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
The method of claim 7,
The acrylic acid-based aqueous solution contains 5 to 95% by weight of a monomer selected from the group consisting of sulfoethyl (meth) acrylate, sulfopropyl (meth) acrylate and 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid or a salt thereof, And 5 to 95 wt% of at least one unsaturated monomer selected from the group consisting of (meth) acrylate, (meth) acrylamide and alkoxypolyalkylene glycol mono (meth) acrylate. Grout composition.
아크릴산계 수용액은, (메타)아크릴산의 1가 또는 2가의 금속염 수용액 100 중량부, 알루미늄 수용성염의 수용액 90∼150 중량부, 중아황산 염수용액 90∼150 중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
The method of claim 7,
Acrylic acid aqueous solution is composed of 100 parts by weight of an aqueous solution of a monovalent or divalent metal salt of (meth) acrylic acid, 90-150 parts by weight of an aqueous solution of an aluminum water-soluble salt, and 90-150 parts by weight of an aqueous solution of a sodium bisulfate.
아크릴산계 수용액은, 분자 내에 규소 수소결합 및 규소 원자로 결합한 3-(메타) 아크릴로일옥시 프로필기를 가지는 히드로겐폴리실록산 마크로모노머와, 알케닐기 함유 아크릴계 모노머의 공중합에 의해, 하이드록실기와 알케닐기를 구비하도록 한 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
The method of claim 7,
The acrylic acid-based aqueous solution is prepared by copolymerizing a hydrogensopolysiloxane macromonomer having a 3- (meth) acryloyloxypropyl group bonded with a silicon-hydrogen bond and a silicon atom in a molecule and an alkenyl group-containing acrylic monomer to form a copolymer having a hydroxyl group and an alkenyl group The grout composition according to claim 1,
아크릴산계 수용액은, 생광석을 더 포함하되. 상기 생광석은 아크릴산계 수용액 생성 시, 혼합반응초기에 첨가되는 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
The method as claimed in any one of claims 7 to 11,
The acrylic acid-based aqueous solution further contains green ore. Wherein the raw ore is added at the beginning of the mixing reaction when the acrylic acid aqueous solution is produced.
상기 생광석은 암모늄염 용액에 침지되어 표면의 금속이온이 NH4+ 이온으로 치환된 후, 리튬염 용액에 침지되어 NH4+ 이온의 일부 또는 전부가 Li+ 이온으로 치환된 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
The method of claim 12,
Wherein the raw ore is immersed in an ammonium salt solution to replace metal ions on the surface with NH 4+ ions and then immersed in a lithium salt solution so that a part or all of the NH 4+ ions are replaced with Li + Composition.
제1액에는 리튬염 0.1∼2중량부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
The method of claim 1,
Wherein the first solution further comprises 0.1 to 2 parts by weight of a lithium salt.
리튬염은, 이물질 금속염 함유율이 1ppm 미만의 고순도 리튬염으로 이루어지되, 상기 고순도 리튬염은 탄산 리튬과 물과의 혼합물을 이산화탄소(CO2)로 처리하여 중탄산 리튬 함유 수성 혼합물을 얻은 후, 중탄산 리튬 함유 수성 혼합물을 이온 교환 모듈로 처리하고, 이온교환모듈로 처리된 중탄산 리튬 혼합물에서 중탄산 리튬을 침전시킨 다음, 침전된 탄산리튬을 물(H2O) 또는 물(H2O)이 함유된 용매로 세정하여 건조된 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
15. The method of claim 14,
The lithium salt is composed of a high-purity lithium salt having a foreign metal salt content of less than 1 ppm. The high-purity lithium salt is obtained by treating a mixture of lithium carbonate and water with carbon dioxide (CO 2 ) to obtain an aqueous mixture containing lithium bicarbonate, Containing aqueous mixture is treated with an ion exchange module and lithium bicarbonate is precipitated in a lithium bicarbonate mixture treated with an ion exchange module and then the precipitated lithium carbonate is dissolved in a solvent containing water (H 2 O) or water (H 2 O) By weight, and dried.
제1액에는, 나일론섬유 0.1∼2 중량부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
The method of claim 1,
Wherein the first liquid further comprises 0.1 to 2 parts by weight of nylon fiber.
나일론 섬유는 수분 함유율 4∼5%인 것이 첨가도는 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
The system of claim 16,
Wherein the nylon fiber has an added water content of 4 to 5% by weight.
칼슘알루미네이트(C12A7, 12CaO·7Al2O3)는, Al2O3 성분 20∼55중량%, CaO 성분 45∼80중량%을 구비하는 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
The method of claim 1,
Wherein the calcium aluminate (C1 2 A 7 , 12 CaO · 7 Al 2 O 3 ) comprises 20 to 55 wt% of an Al 2 O 3 component and 45 to 80 wt% of a CaO component.
반응제는 실란커플링제인 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
The method of claim 1,
Wherein the reactive agent is a silane coupling agent.
반응제는 에폭시계 실란인 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물.
The method of claim 1,
Wherein the reactive agent is an epoxy silane.
천공기에 의해 지반에 구멍을 형성하고, 구멍내에 이중주입관을 설치하는 주입관 설치단계;
청구항 1,4,6,7,8,9,10,11,14,15,16,17,18,19,20 중 어느 한 항에 따른 그라우트 조성물의 제1액과 제2액을 각각의 펌프에 의해 이중주입관으로 공급하는 공급단계;
이중주입관을 통해 이송된 제1액과 제2액이 이중주입관 끝단에서 혼합되어 지반으로 주입되는 주입보강단계;를 포함하되,
제1액과 제2액은 각각의 펌프에 의해 이중주입관으로 공급되고,
이중주입관을 통해 이송된 제1액과 제2액은 이중주입관 끝단에서 혼합되어 지반으로 주입되는 것을 특징으로 하는 친환경 그라우트 조성물을 이용한 그라우트 시공공법.
A preparation step of confirming the puncturing position and setting the puncturer;
An injection tube installation step of forming a hole in the ground by a perforator and providing a dual inlet pipe in the hole;
The first and second fluids of the grout composition according to any one of claims 1, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 14, 15, 16, 17, 18, 19, A supply step of supplying the liquid to the dual inlet by the inlet;
And an injection reinforcement step of injecting the first liquid and the second liquid transferred through the dual inlet into the ground by mixing them at the end of the dual inlet,
The first liquid and the second liquid are supplied to the dual inlet by respective pumps,
Wherein the first liquid and the second liquid transferred through the dual inlet are mixed at the ends of the double inlet and injected into the ground, and a grouting method using the environmentally friendly grout composition.
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