KR102635179B1 - Non-silicate and non-cement inorganic grout composition and eco-friendly grouting process using the same - Google Patents

Non-silicate and non-cement inorganic grout composition and eco-friendly grouting process using the same Download PDF

Info

Publication number
KR102635179B1
KR102635179B1 KR1020210193982A KR20210193982A KR102635179B1 KR 102635179 B1 KR102635179 B1 KR 102635179B1 KR 1020210193982 A KR1020210193982 A KR 1020210193982A KR 20210193982 A KR20210193982 A KR 20210193982A KR 102635179 B1 KR102635179 B1 KR 102635179B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
agent
solution
water
liquid
Prior art date
Application number
KR1020210193982A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20230103240A (en
Inventor
조창열
조현수
Original Assignee
맥스콘소재 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 맥스콘소재 주식회사 filed Critical 맥스콘소재 주식회사
Priority to KR1020210193982A priority Critical patent/KR102635179B1/en
Publication of KR20230103240A publication Critical patent/KR20230103240A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102635179B1 publication Critical patent/KR102635179B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/40Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
    • C09K17/42Inorganic compounds mixed with organic active ingredients, e.g. accelerators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/02Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
    • C09K17/06Calcium compounds, e.g. lime
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/02Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
    • C09K17/08Aluminium compounds, e.g. aluminium hydroxide
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

본 발명은 이러한 종래의 기술적 문제점을 해결하기 위하여, 근본적으로 환경 문제를 유발하는 시멘트를 포함하지 않고, 내구성을 약화시키는 규산소다류의 규산염도 사용하지 않으면서, 동시에 블리딩율이나 겔화 시간 또는 강도나 수축률 등과 같은 물성이 우수하고, 염화이온 침투저항성과 백화현상 저항성도 우수한 비규산 무시멘트 무기질계 그라우트재 및 이를 이용하는 친환경 그라우팅 공법에 관한 것이다.In order to solve these conventional technical problems, the present invention does not contain cement, which fundamentally causes environmental problems, and does not use silicates of the sodium silicate type that weaken durability, and at the same time improves the bleeding rate, gelation time, or strength. It relates to a non-silicic acid-free inorganic grout material with excellent physical properties such as shrinkage rate, chloride ion penetration resistance, and whitening resistance, and an eco-friendly grouting method using the same.

Description

비규산 무시멘트 무기질계 그라우트재 및 이를 이용하는 친환경 그라우팅 공법{Non-silicate and non-cement inorganic grout composition and eco-friendly grouting process using the same}Non-silicate and non-cement inorganic grout composition and eco-friendly grouting process using the same}

본 발명은 비규산 무시멘트 무기질계 그라우트재 및 이를 이용하는 친환경 그라우팅 공법에 관한 것이다.The present invention relates to a non-silicate cement-free inorganic grout material and an eco-friendly grouting method using the same.

토목 공사 현장에서는 지하 구조물 구축 또는 터널 공사 과정에서 차수 및 지반 보강이 필요한 경우가 자주 발생하게 되는데, 예를 들면 도심지에 고층 건물 증축이나 리모델링 등으로 인해 증가된 하중을 기초 지반이 수용할 수 없게 되는 경우가 많다.At civil engineering sites, water protection and ground reinforcement are often required during the construction of underground structures or tunnel construction. For example, the foundation ground cannot accommodate the increased load due to the expansion or remodeling of high-rise buildings in urban areas. There are many cases.

그 중에서 특히, 터널은 국가의 기반 시설을 이룰 뿐 아니라 많은 터널을 도로가 필수적으로 통과하기 때문에, 도로의 설계 수명 기간 동안 터널 또한 본래의 상태를 유지하는 것이 반드시 필요하다. 그럼에도 환경적 요인이나 작용 외력 등에 의하여 터널의 구조적 또는, 재료적 성능 저하 현상이 자주 발생하고 있어, 터널의 유지 관리 및 보수 보강에 많은 비용이 지출되고 있다.In particular, tunnels not only form the nation's infrastructure, but also many tunnels pass through roads, so it is essential that tunnels also maintain their original state during the design life of the road. Nevertheless, structural or material performance deterioration of tunnels frequently occurs due to environmental factors or external forces, and a lot of costs are spent on maintenance and repair of tunnels.

이와 같은 이유로, 터널 공동 뒤채움 이입재에 대한 관심도 높아지고 있는데, 기존에 타설되고 있는 터널 공동 뒤채움 이입재는 재료 분리, 블리딩 및 현장 배합에 따른 시공의 어려움 등으로 인하여, 있어서는 아니 되는 배면 공동이 종종 발생하게 되고, 이러한 터널 배면 공동은 라이닝의 균열, 응력 집중, 누수 등으로 터널의 수명을 단축시키는 원인으로 작용하게 된다.For this reason, interest in tunnel cavity backfilling materials is increasing. The existing tunnel cavity backfilling materials often have back cavities that should not be present due to material separation, bleeding, and difficulties in construction due to on-site mixing. This occurs and the cavity at the back of the tunnel acts as a cause of shortening the life of the tunnel due to cracks in the lining, stress concentration, water leakage, etc.

여기에 더하여, 지반 내 물은 지하 구조물 및 시설에 존재하는 균열에 침투하여, 내부 철근 부식 및 균열을 확대시켜 내구성을 저하시키거나 균열을 통해 누수를 발생시키는 문제를 유발한다.In addition, water in the ground penetrates into cracks existing in underground structures and facilities, causing internal reinforcement corrosion and expansion of cracks, which reduces durability or causes water leaks through cracks.

이와 같이, 터널 구조물(특히 라이닝 콘크리트)은 터널을 형성하는 주변 암체와 일체화되어야 하고, 터널 설계 시 지진 등 외부 충격에도 터널 구조물은 주변 암체와 일체화되어 거동해야 하기 때문에, 터널 배면 공동의 존재는 설계와 시공에서 근본적으로 허용되지 않음에도 불구하고, 종종 발생하는 배면 공동으로 인해 지하수의 유로로 작용하여 터널 구조물이 주변 암체와 분리되어 외부 충격 시 안전이 심각하게 영향을 받기도 한다.In this way, the tunnel structure (especially the lining concrete) must be integrated with the surrounding rock that forms the tunnel, and when designing a tunnel, the tunnel structure must behave in an integrated manner with the surrounding rock even in the face of external shocks such as earthquakes. Therefore, the presence of a cavity in the back of the tunnel is important in the design. Although it is fundamentally not allowed in construction, the tunnel structure is separated from the surrounding rock due to the often occurring back cavity, which acts as a flow path for groundwater, seriously affecting safety in the event of an external impact.

특히, 천정부에서의 공동 존재는 지하수 축척으로 인한 열화를 발생시켜 사용성을 저하시키며, 심지어 상부 지반의 이완 또는 라이닝 천정부의 종방향 균열 등이 발생되기도 한다.In particular, the presence of cavities in the ceiling reduces usability by causing deterioration due to groundwater accumulation, and may even cause loosening of the upper ground or longitudinal cracks in the lining ceiling.

위에서 살펴본 바와 같이, 연약한 점성토나 유기질토로 구성되어 상부 구조물을 지지할 수 없는 상태의 지반, 즉 연약 지반 위에 도로나 교량 또는 건물 등이 그대로 놓여진다면, 침하량이 과대해지고 부족한 지지력으로 인해 안전상의 문제가 발생하게 되므로, 일반적으로 그라우팅 공법을 시공하여 연약 지반을 보강하여 이러한 문제 발생을 차단하게 된다.As seen above, if a road, bridge, or building is placed on soft ground, which is composed of soft clay or organic soil and cannot support the upper structure, the amount of settlement will be excessive and safety problems will arise due to insufficient bearing capacity. Since this occurs, grouting methods are generally used to reinforce weak ground to prevent these problems from occurring.

이렇게 그라우트의 고결로 지내력을 향상시키고 투수 계수를 감소시켜 차수성을 확보하며, 토지 압축성을 저감시키고 시공 시 발생되는 소음 및 진동을 감소시켜 공기를 단축시키는 등의 목적으로 그라우팅 공법이 토목 현장에서 사용되고 있다.In this way, the grouting method is used in civil engineering sites for the purposes of improving the grout's ability to withstand consolidation, reducing the permeability coefficient to secure water resistance, reducing land compressibility, and reducing noise and vibration generated during construction to shorten the construction period. there is.

이러한 그라우팅 공법은 그 효과를 인정받아 지반의 보강 및 차수, 기초 파일 형성, 연약 지반 개량, 구조물 보강, 터널 보강 및 차수용 등 다양한 용도로 널리 이용되고 있는데, 국내에서 가장 일반적인 그라우트 주입 공법은 약액계인 LW(Labiles Wasserglass) 공법과 SGR(Space Grouting Rocket System) 공법, 현탁액계의 포트랜드 시멘트 밀크(milk) 주입 공법이 경제성 면에서 우수한 것으로 평가되어, 시공이 많이 이루어지고 있다.This grouting method has been recognized for its effectiveness and is widely used for various purposes such as ground reinforcement and water blocking, foundation pile formation, soft ground improvement, structure reinforcement, tunnel reinforcement and water blocking, etc. The most common grout injection method in Korea is a chemical liquid system. The LW (Labiles Wasserglass) method, the SGR (Space Grouting Rocket System) method, and the suspension-based Portland cement milk injection method are evaluated as excellent in terms of economic efficiency, and are being widely used in construction.

LW 공법은 1.5샷(shot) 주입방식의 대표적인 공법으로 물유리(규산소다)와 시멘트 밀크를 혼합 주입하는 방식이다. 주로 자갈층, 모래층에 전면 침투가 가능하며, 연약한 점성토 및 실트층에 주입되어 침하 방지 또는 지반 강화 등을 목적으로 사용된다. LW 공법은 가격이 저렴하고 주입공정이 용이하나, 완결/급결형을 통한 복합 주입방식이 불가능하고, 물유리 용출에 의한 강도 저하 및 환경오염이 발생한다는 단점을 갖고 있다.The LW method is a representative 1.5 shot injection method that mixes water glass (soda silicate) and cement milk. It is mainly capable of fully penetrating into gravel and sand layers, and is used for the purpose of preventing subsidence or strengthening the ground by injecting into soft clay soil and silt layers. The LW method is inexpensive and the injection process is easy, but it has the disadvantages of not being able to use a complex injection method through complete/quick setting, and of reducing strength and environmental pollution due to water glass dissolution.

SGR 공법은 2.0샷 주입 방식의 대표적인 공법으로 물유리와 급결제, 시멘트 등의 혼합 현탁액을 사용하는 방식이다. 3조식 방식의 교반 장치를 사용함으로써 급결성과 완결성 주입제의 연속적인 복합 주입이 가능하여 지반 차수에 용이하고, 주로 점성토, 사질토 지반에 모두 주입이 가능하여, 연약 지반을 개량하는데 적용된다. 그러나 물유리를 사용할 경우 혼입된 시멘트의 수화 반응이 억제되어 장기 강도 발현이 어렵고 시간이 경과할수록 물유리 용탈 현상이 초래되어 압축강도 저하 및 재료 분리 현상이 발생하여 장기적인 지반 차수 성능 발현에 부적합하다는 단점을 갖고 있다.The SGR method is a representative 2.0 shot injection method that uses a mixed suspension of water glass, quick-setting agent, and cement. By using a three-tank type stirring device, continuous complex injection of rapid and complete injection agents is possible, making it easy to level the ground. Injection is possible mainly in both cohesive and sandy soils, so it is applied to improving soft ground. However, when water glass is used, the hydration reaction of the mixed cement is inhibited, making it difficult to develop long-term strength, and over time, water glass leaching occurs, resulting in a decrease in compressive strength and material separation, making it unsuitable for long-term ground water blocking performance. there is.

위에서 살펴본 그라우팅 공법들과 그 외에 현재까지 개발된 다양한 그라우팅 공법들은 거의 대부분 시멘트를 주재료로 하고 있고 동시에 규산소다를 포함하는 공법들로서, 근본적으로 환경 문제를 유발하고 내구성 면에서 취약하다는 한계를 가지고 있다.The grouting methods reviewed above and the various other grouting methods developed to date are mostly methods that use cement as the main material and also include soda silicate, which fundamentally causes environmental problems and has limitations in terms of durability.

환경 문제 유발하는 점과 관련해서, 최근 들어 지구 온난화 문제가 심각성을 더해가고 있는데, 지구 온난화의 건설 분야에 있어 오랫동안 사용되어 온 시멘트는 제조 과정에서 온난화 유발 물질인 이산화탄소를 많은 양 배출할 수밖에 없어 문제가 되고 있다.In relation to causing environmental problems, the problem of global warming has recently become more serious, and cement, which has been used for a long time in the construction field, inevitably emits a large amount of carbon dioxide, a warming substance, during the manufacturing process. It is becoming.

구체적으로, 시멘트를 제조하는 과정에서 톤당 729-911kg 정도의 이산화탄소를 배출하는데, 2015년도에 생산된 시멘트의 양이 3천 6백여만 톤이라는 한국시멘트협회의 발표에 따르면, 이로 인해 최소 2천 6백여만 톤에서 3천 2백여만 톤이라는 어마어마한 양의 이산화탄소가 발생된 셈이이어서, 그라우팅 공법에 있어서도 시멘트의 사용을 대체할 기술 개발이 시급한 상황이다.Specifically, in the process of manufacturing cement, about 729-911 kg of carbon dioxide is emitted per ton, and according to the Korea Cement Association's announcement that the amount of cement produced in 2015 was about 36 million tons, this results in at least 2,600 tons of carbon dioxide. As an enormous amount of carbon dioxide was generated, ranging from 1 million to 32 million tons, there is an urgent need to develop technology to replace the use of cement in the grouting method.

이런 과점에서 건설 현장에서 시멘트의 사용량을 줄일 수 있는 대체 재료로 플라이 애쉬나 고로슬래그 등의 순환 자원이 사용되기도 하지만, 그라우팅 급결재 분야에서는 강도문제와 겔화(또는 응결)시간의 조절이 어렵기 때문에 매우 제한적으로만 활용되고 있는 실정이다.In this oligopoly, recycled resources such as fly ash or blast furnace slag are used as alternative materials that can reduce the amount of cement used at construction sites, but in the field of grouting quick-setting materials, it is difficult to control strength issues and gelation (or setting) time. It is currently being used only in a very limited way.

뿐만 아니라, 내구성 면에서 취약하다는 점과 관련해서, 위에서 살펴본 종래 용액형 또는 현탁액형 그라우팅 약액은 대부분 나트륨이 다량 함유된 규산소다(규산나트륨)류의 규산염을 사용하고 있는데, 최종 고결체에 다량 잔존하게 되는 나트륨(Na)은 지하에 포함된 수분과 반응하여 고결체 밖으로 빠져나오는 용탈 현상이 발생하여, 고결체 체적감소에 따라 방수역할을 제공할 수 없을 뿐 아니라, 추후 높은 강도의 고결체를 훼손시켜 내구 수명을 급격히 떨어뜨리는 문제가 발생한다.In addition, in relation to its weakness in terms of durability, most of the conventional solution-type or suspension-type grouting chemicals discussed above use silicates of the sodium silicate type, which contain a large amount of sodium, and a large amount remains in the final solidified body. The resulting sodium (Na) reacts with the moisture contained in the underground and causes a leaching phenomenon in which it escapes from the solidified body. This not only makes it impossible to provide waterproofing due to a decrease in the volume of the solidified material, but also damages the high-strength solidified material in the future. This causes a problem that drastically reduces the durability.

더욱 상세히 살펴보면, 기존 주입 공법의 대부분은 물유리를 사용한 그라우트 재료 및 공법인데, 여기서 물유리란 알칼리 활성제로 작용할 수 있는 규산 나트륨 또는 규산나트륨의 수용액을 부르는 용어로서, Na2Oㅇ nSiO2ㅇmH2O의 분자식을 갖는 산업용 재료이다.Looking in more detail, most of the existing injection methods are grout materials and methods using water glass, where water glass is a term for sodium silicate or an aqueous solution of sodium silicate that can act as an alkaline activator, Na 2 Oㅇ nSiO 2 ㅇmH 2 O It is an industrial material with a molecular formula of .

이러한 물유리는 함유하고 있는 물의 양에 따라 함량, 구성, 특성이 달라져서, 몰비나 농도 등에 의해 pH가 변할 뿐 아니라, 산이나 금속 이온 또는 고분자 등에 의해 겔화되어 경화되는 특성을 보이기 때문에 산업에서 접착제, 주물, 무수규산, 토목 자재로 사용된다.The content, composition, and characteristics of this water glass vary depending on the amount of water it contains. Not only does the pH change depending on the molar ratio or concentration, but it also exhibits the property of gelling and hardening due to acids, metal ions, or polymers, so it is used in the industry as adhesives and castings. , anhydrous silicic acid, is used as a civil engineering material.

시멘트계 분체와 혼합되어 지반 주입되었을 때, 물유리는 순간적인 차수효과가 크고 2-3cps로 낮은 점성으로 인해 침투성이 높은 장점은 있으나, 물유리 그라우트와 혼합된 고결토의 강도가 낮고 주변의 물에 용탈되어 강도 저하를 발생시킨다는 근본적인 단점을 갖고 있다. 또한, 물유리를 사용한 그라우트는 동절기 낮은 수온 및 기온에 의해 그 겔화 성능 및 강도 발현 성능이 30% 이상 감소할 뿐 아니라, 인체의 피부를 용해시킬 수도 있어 취급에 각별한 주의도 요구된다.When mixed with cement-based powder and injected into the ground, water glass has the advantage of having a large instantaneous water blocking effect and high permeability due to a low viscosity of 2-3 cps, but the strength of the consolidated soil mixed with water glass grout is low and its strength is lost due to leaching by the surrounding water. It has the fundamental disadvantage of causing degradation. In addition, grout using water glass not only has its gelling performance and strength development performance reduced by more than 30% due to low water temperature and air temperature in the winter, but also can dissolve human skin, so special care must be taken when handling it.

따라서, 근본적으로 환경 문제를 유발하는 시멘트를 포함하지 않고, 내구성을 약화시키는 규산소다류의 규산염도 사용하지 않으면서, 동시에 블리딩율이나 겔화 시간 또는 강도나 수축률 등과 같은 물성이 우수한 그라우트재 개발이 필요한 상황이다.Therefore, it is necessary to develop a grout material that does not contain cement, which fundamentally causes environmental problems, and does not use silicates such as sodium silicate, which weakens durability, and at the same time has excellent physical properties such as bleeding rate, gelation time, strength, and shrinkage rate. It's a situation.

1. 한국 등록특허 제10-0209247호1. Korean Patent No. 10-0209247 2. 한국 등록특허 제10-1988460호2. Korean Patent No. 10-1988460 3. 한국 등록특허 제10-1422094호3. Korean Patent No. 10-1422094 4. 한국 공개특허 제10-2007-0114961호4. Korean Patent Publication No. 10-2007-0114961

본 발명은 이러한 종래의 기술적 문제점을 해결하기 위하여, 근본적으로 환경 문제를 유발하는 시멘트를 포함하지 않고, 내구성을 약화시키는 규산소다류의 규산염도 사용하지 않으면서, 동시에 블리딩율이나 겔화 시간 또는 강도나 수축률 등과 같은 물성이 우수하고, 염화이온 침투저항성과 백화현상 저항성도 우수한 비규산 무시멘트 무기질계 그라우트재 및 이를 이용하는 친환경 그라우팅 공법을 제공하고자 한다.In order to solve these conventional technical problems, the present invention does not contain cement, which fundamentally causes environmental problems, and does not use silicates of the sodium silicate type that weaken durability, and at the same time improves the bleeding rate, gelation time, or strength. We aim to provide a non-silicic acid-free inorganic grout material with excellent physical properties such as shrinkage rate, chloride ion penetration resistance, and whitening resistance, and an eco-friendly grouting method using the same.

본 발명의 일 측면은 (a) 소석회 20-70중량%와 탈황석고 30-80중량%를 포함하는 무시멘트(cement-free) A제, 및 (b) 칼슘 설퍼알루미네이트 30-60중량%, 슬래그 미분말 35-67중량%, 알루민산 소다 2-6중량%를 포함하는 비규산(non-silicate) B제를 포함하는 것을 특징으로 하는 비규산 무시멘트 무기질계 그라우트재에 관한 것이다.One aspect of the present invention is (a) cement-free agent A containing 20-70% by weight of slaked lime and 30-80% by weight of desulfurized gypsum, and (b) 30-60% by weight of calcium sulfuraluminate, It relates to a non-silicate cementless inorganic grout material characterized by containing a non-silicate B agent containing 35-67% by weight of slag fine powder and 2-6% by weight of soda aluminate.

본 발명의 다른 측면은 (A) 소석회 및 탈황석고를 포함하는 A제를 A액용 조제수에 투입하고 분산시켜 A액을 제조하는 단계; (B) 칼슘 설퍼알루미네이트, 슬래그 미분말, 및 알루민산 소다를 포함하는 B제를 B액용 조제수에 투입하고 분산시켜 B액을 제조하는 단계; 및 (C) 상기 A액과 상기 B액을 혼합하여 그라우트재를 형성시키는 단계;를 포함하는 그라우팅 공법으로서, 비규산 무시멘트 무기질계 그라우트재를 이용하는 것을 특징으로 하는 그라우팅 공법에 관한 것이다.Another aspect of the present invention is the step of (A) preparing solution A by adding agent A containing slaked lime and desulfurized gypsum to prepared water for solution A and dispersing it; (B) preparing solution B by adding agent B containing calcium sulfuraluminate, fine slag powder, and sodium aluminate to prepared water for solution B and dispersing it; and (C) mixing the liquid A and the liquid B to form a grout material, which relates to a grouting method characterized by using a non-silicate cement-free inorganic grout material.

본 발명의 여러 구현예에 따르면, 근본적으로 환경 문제를 유발하는 시멘트를 포함하지 않고, 내구성을 약화시키는 규산소다류의 규산염도 사용하지 않으면서, 동시에 블리딩율이나 겔화 시간 또는 강도나 수축률 등과 같은 물성이 우수하고, 염화이온 침투저항성과 백화현상 저항성도 우수한 효과를 보인다.According to various embodiments of the present invention, it does not contain cement, which fundamentally causes environmental problems, and does not use silicates of the sodium silicate type that weaken durability, and at the same time improves physical properties such as bleeding rate, gelation time, strength, and shrinkage rate. It is excellent in chloride ion penetration resistance and whitening resistance.

이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.Below, we will look at various aspects and various implementations of the present invention in more detail.

본 명세서 상에서 '포함한다', '갖는다', '이루어진다', '구성된다' 등의 표현은 '~만'이 사용되지 않는 한, 다른 부분이 추가될 수 있다.In this specification, other parts may be added to expressions such as 'includes', 'has', 'consists of', 'consists of', etc., as long as 'only' is not used.

또한, 본 명세서에서 구성요소를 단수로 표현한 경우에, 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한, 복수의 구성요소인 경우도 포함한다.Additionally, in this specification, when an element is expressed in the singular, it also includes plural elements, unless specifically stated otherwise.

또한, 본 명세서에 기재된 수치 또는 수치 범위는 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In addition, the numerical values or numerical ranges described in this specification are interpreted to include the margin of error even if not explicitly stated otherwise.

또한, 본 명세서에서 수치 범위를 나타내는 "X 내지 Y"의 표현은 "X 이상 Y 이하"를 의미한다.Additionally, in this specification, the expression “X to Y” indicating a numerical range means “X to Y or less.”

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “comprise” are intended to designate the presence of the described features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, but are not intended to indicate the presence of one or more other features or It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

특별히 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless specifically defined differently, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless clearly defined in the present application, should not be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning. .

본 발명인 환경친화적이고 내구성이 뛰어난 무기질계 지반안정제는 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고화물 용출수에 의한 환경오염의 염려가 없을 뿐만 아니라 시멘트의 응결 및 경화속도를 조절할 수 있음과 동시에 단기적인 압축강도는 물론 장기적인 압축강도도 높아 장기적 내구성도 뛰어나도록 할 수 있는 환경친화적이고 내구성이 뛰어나 무기질계 지반안정제를 제공하는 데에 있다.The present invention, an environmentally friendly and highly durable inorganic ground stabilizer, was developed to solve the above-mentioned problems. The purpose of the present invention is to not only eliminate the risk of environmental pollution caused by solidified water, but also to improve the setting and hardening speed of cement. The goal is to provide an environmentally friendly and highly durable inorganic ground stabilizer that can be adjusted and at the same time has not only short-term compressive strength but also long-term compressive strength and long-term durability.

즉, 본 발명은 지금까지 그라우트 재료로 가장 널리 사용되고 있는 지구 온난화의 주범으로 이산화탄소를 대량으로 발생시켜 만드는 시멘트와 알칼리 용출로 인해 그라우트 재료로 부적합한 규산소다를 사용하지 않고 산업 부산물을 이용한 지반 차수용 친환경 무기계 그라우트 조성물에 관한 것으로, 상세하게는 기존 사용되던 물유리를 완전 배제함으로써 지하수에 의한 용출 문제점을 사전 차단하고, 환경 문제의 소지가 있는 시멘트를 전혀 사용하지 않는 분말형 광물 급결제와 산업 부산물인 탈황석고와 슬래그를 주재료로 한 지반주입재로서 친환경 무기질계 그라우트재 조성물에 관한 것이다.In other words, the present invention is an eco-friendly ground waterproofing solution using industrial by-products without using cement, which is the main cause of global warming and is the most widely used grout material so far, and which is made by generating large amounts of carbon dioxide, and soda silicate, which is unsuitable as a grout material due to alkali leaching. It relates to an inorganic grout composition. Specifically, it prevents the problem of leaching by groundwater by completely excluding the previously used water glass, and uses a powdered mineral quick-setting agent that does not use any cement that may pose environmental problems, and desulfurization that is an industrial by-product. It relates to an eco-friendly inorganic grout material composition as a ground injection material mainly made of gypsum and slag.

이렇게 안출된 본 발명의 일 측면은 (a) 소석회 20-70중량%와 탈황석고 30-80중량%를 포함하는 무시멘트(cement-free) A제, 및 (b) 칼슘 설퍼알루미네이트 30-60중량%, 슬래그 미분말 35-67중량%, 알루민산 소다 2-6중량%를 포함하는 비규산(non-silicate) B제를 포함하는 것을 특징으로 하는 비규산 무시멘트 무기질계 그라우트재에 관한 것이다.One aspect of the present invention devised in this way is (a) a cement-free agent A containing 20-70% by weight of slaked lime and 30-80% by weight of desulfurized gypsum, and (b) 30-60% calcium sulfuraluminate. It relates to a non-silicate cement-free inorganic grout material, characterized in that it contains a non-silicate B agent containing 35-67% by weight of slag fine powder and 2-6% by weight of soda aluminate.

일 구현예에 있어서, 상기 A제와 상기 B제 중 어느 하나 또는 각각 팽윤도 10 이상의 벤토나이트를 포함하고, 상기 A제 또는 상기 B제 350kg 당 상기 벤토나이트를 3-4kg 포함한다.In one embodiment, either one of the agent A and the agent B or each includes bentonite having a swelling degree of 10 or more, and 3-4 kg of the bentonite is included per 350 kg of the agent A or the agent B.

탈황석고와 슬래그 미분말은 각각 정유산업과 제철산업의 부산물로 순환자원을 재활용하는 장점이 있을 뿐 아니라, 시멘트와 규산의 사용에 따른 문제를 해소하고, 다른 성분과 상호작용하여 블리딩율과 겔화 시간 및 강도와 수축율 등에서 우수한 물성을 확보하는 데에도 큰 장점을 보일 수 있다. 또한, 칼슘 설퍼알루미네이트는 무기계 광물 급결제로 작용하여 석회 및 물과 반응하여 에트린자이트를 생성시키는 작용을 하고, 알루민산 소다는 수용성 무기계 겔화제로 작용하게 된다.Desulfurized gypsum and slag fine powder are by-products of the oil refining and steel industries, respectively, and not only have the advantage of recycling circular resources, but also solve problems caused by the use of cement and silicic acid, and interact with other ingredients to improve bleeding rate, gelation time, and It can also be a great advantage in securing excellent physical properties such as strength and shrinkage rate. In addition, calcium sulfuraluminate acts as an inorganic mineral quick-setting agent and reacts with lime and water to produce ettringite, and soda aluminate acts as a water-soluble inorganic gelling agent.

본 발명의 다른 측면은 (A) 소석회 및 탈황석고를 포함하는 A제를 A액용 조제수에 투입하고 분산시켜 A액을 제조하는 단계; (B) 칼슘 설퍼알루미네이트, 슬래그 미분말, 및 알루민산 소다를 포함하는 B제를 B액용 조제수에 투입하고 분산시켜 B액을 제조하는 단계; 및 (C) 상기 A액과 상기 B액을 혼합하여 그라우트재를 형성시키는 단계;를 포함하는 그라우팅 공법으로서, 비규산 무시멘트 무기질계 그라우트재를 이용하는 것을 특징으로 하는 그라우팅 공법에 관한 것이다.Another aspect of the present invention is the step of (A) preparing solution A by adding agent A containing slaked lime and desulfurized gypsum to prepared water for solution A and dispersing it; (B) preparing solution B by adding agent B containing calcium sulfuraluminate, fine slag powder, and sodium aluminate to prepared water for solution B and dispersing it; and (C) mixing the liquid A and the liquid B to form a grout material, which relates to a grouting method characterized by using a non-silicate cement-free inorganic grout material.

기존과 같이, 시멘트로만 구성되거나 또는 시멘트를 상당량 포함하는 A제를 사용하는 경우, 블리딩율과 강도 및 수축율 모두를 동시에 높은 수준으로 향상시킬 수 없다. 마찬가지로, 기존과 같이 규산소다로만 구성되거나 또는 규산소다를 상당량 포함하는 B제를 사용하는 경우에도, 블리딩율과 강도 및 수축율 모두를 동시에 높은 수준으로 향상시킬 수 없다.As before, when using agent A, which consists only of cement or contains a significant amount of cement, the bleeding rate, strength, and shrinkage rate cannot all be improved to a high level at the same time. Similarly, even when using agent B, which consists only of sodium silicate or contains a significant amount of sodium silicate as before, the bleeding rate, strength, and shrinkage cannot all be improved to a high level at the same time.

일 구현예에 있어서, 상기 A제는 소석회 20-70중량%와 탈황석고 30-80중량%를 포함하고, 상기 B제는 칼슘 설퍼알루미네이트 30-60중량%, 슬래그 미분말 35-67중량%, 알루민산 소다 2-6중량%를 포함한다. A제 또는 B제의 조성이 상기 범위 중 어느 하나라도 벗어나는 경우, 제조된 그라우트재는 해수에 장기간 노출 시 백색의 침전물이 석출될 수 있고, A제 또는 B제의 조성이 상기 범위 모두를 만족하는 경우에는 백화 시험 결과 이와 질적으로 상이한 결과를 보인다는 점에서, 위 A제와 B제의 조성음 중요하다고 할 수 있다.In one embodiment, the agent A contains 20-70% by weight of slaked lime and 30-80% by weight of desulfurized gypsum, and the agent B contains 30-60% by weight of calcium sulfuraluminate, 35-67% by weight of slag fine powder, Contains 2-6% by weight of soda aluminate. If the composition of agent A or agent B is outside any of the above ranges, the produced grout material may precipitate white precipitates when exposed to seawater for a long period of time, and if the composition of agent A or agent B satisfies all of the above ranges. In that the whitening test results show qualitatively different results, the tonal sounds of Agents A and B above can be said to be important.

다른 구현예에 있어서, 상기 A제는 상기 A액 500L 기준으로 100-600kg을 투입되고, 상기 B제는 상기 B액 500L 기준으로 100-600kg을 투입된다. 100kg 미만이면 물의 함량이 너무 높아 겔화 시간이 너무 길어지거나 수축 현상이 발생할 수도 있고, 600kg를 초과하면 물의 함량이 너무 낮아 펌핑 이송 압송이 원활하지 않아 지반 내 침투 주입이 어려울 수 있다.In another embodiment, 100-600 kg of agent A is added based on 500 L of liquid A, and 100-600 kg of agent B is added based on 500 L of liquid B. If it is less than 100 kg, the water content is too high and the gelation time may be too long or shrinkage may occur. If it exceeds 600 kg, the water content is too low and pumping and transport may not be smooth, making it difficult to infiltrate the ground.

또 다른 구현예에 있어서, 상기 A액용 조제수와 상기 B액용 조제수는 서로 성분이 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 독립적으로 물이거나 또는 팽윤도 10 이상의 벤토나이트를 상기 A액 500L 당 또는 상기 B액 500L 당 3-40kg 포함하는 물이다. 바람직한 구현예에 있어서, 상기 A액용 조제수와 상기 B액용 조제수 중 최소한 하나는 팽윤도 10 이상의 벤토나이트를 상기 A액 500L 당 또는 상기 B액 500L 당 3-40kg 포함하는 물이다. 가장 바람직한 구현예에 있어서, 상기 A액용 조제수와 상기 B액용 조제수는 모두 각각 팽윤도 10 이상의 벤토나이트를 상기 A액 500L 당 또는 상기 B액 500L 당 3-40kg 포함하는 물이다.In another embodiment, the prepared water for solution A and the prepared water for solution B may have the same or different components, and are each independently water or bentonite with a swelling degree of 10 or more per 500 L of solution A or 500 L of solution B. It contains 3-40kg of water per serving. In a preferred embodiment, at least one of the prepared water for solution A and the prepared water for solution B is water containing 3-40 kg of bentonite with a swelling degree of 10 or more per 500 L of solution A or per 500 L of solution B. In the most preferred embodiment, the prepared water for solution A and the prepared water for solution B are water each containing 3-40 kg of bentonite with a swelling degree of 10 or more per 500 L of solution A or per 500 L of solution B.

이와 같이, 벤토나이트가 포함된 조제수를 사용하여 A액 또는 B액을 제조하는 것이 바람직하고, 뿐만 아니라 벤토나이트를 먼저 투입하고 A제 또는 B제를 첨가하는 순서를 따르는지 여부에 따라 염화물 이온 침투저항성에서 질적으로 상이한 결과를 보인다는 점에서, 위 투입 또는 첨가 순서는 중요하다고 할 수 있다. 벤토나이트의 사용량이 3kg 미만이면 블리딩으로 인해 재료 분리가 발생할 수 있고, 40kg를 초과하면 점도가 너무 높아 펌핑 이송에 문제가 발생할 수 있다.In this way, it is preferable to prepare solution A or solution B using prepared water containing bentonite, and in addition, chloride ion penetration resistance depends on whether the order of adding agent A or agent B is followed by adding bentonite first. In that qualitatively different results are shown, the above input or addition order can be said to be important. If the amount of bentonite used is less than 3kg, material separation may occur due to bleeding, and if it exceeds 40kg, the viscosity may be too high and problems may occur in pumping transfer.

또 다른 구현예에 있어서, 상기 A제는 상기 소석회 및 상기 탈황석고의 총 중량을 기준으로 구연산 0.1-10중량%를 추가로 포함한다. 또는 상기 B제는 상기 칼슘 설퍼알루미네이트 및 상기 슬래그 미분말의 총 중량을 기준으로 구연산 0.1-10중량%를 추가로 포함한다. 또는 상기 A제는 상기 소석회 및 상기 탈황석고의 총 중량을 기준으로 구연산 0.1-10중량%를 추가로 포함하고, 상기 B제도 상기 칼슘 설퍼알루미네이트 및 상기 슬래그 미분말의 총 중량을 기준으로 구연산 0.1-10중량%를 추가로 포함한다.In another embodiment, the agent A further includes 0.1-10% by weight of citric acid based on the total weight of the slaked lime and the desulfurized gypsum. Alternatively, agent B further includes 0.1-10% by weight of citric acid based on the total weight of the calcium sulfuraluminate and the slag fine powder. Or, the agent A further contains 0.1-10% by weight of citric acid based on the total weight of the slaked lime and the desulfurized gypsum, and the agent B also contains 0.1-10% by weight of citric acid based on the total weight of the calcium sulfuraluminate and the slag fine powder. Contains an additional 10% by weight.

수불용성 분체를 물에 분산시켰을 때 재료 분리 현상이 발생할 수 있어 그라우팅을 위해 지반 내 주입 이송하는 과정에 재료 분리 블리딩으로 인한 불균질한 상태로 변하는 것을 방지하는 목적으로 고팽윤성 벤토나이트를 사용하는 것이 바람직하고, 이에 더하여 겔화 시간을 다양하게 조절하기 위하여 구연산과 같은 경화지연제를 사용할 수도 있다.When water-insoluble powder is dispersed in water, material separation may occur, so it is advisable to use highly swellable bentonite to prevent material separation and bleeding during the process of injection and transport into the ground for grouting. In addition, a curing retardant such as citric acid can be used to vary the gelation time.

또 다른 구현예에 있어서, 상기 A액과 상기 B액의 혼합 부피비는 1:1.5 내지 1.5:1, 바람직하게는 1:1.2 내지 1.2:1, 더욱 바람직하게는 1:1이다. 상기 범위를 벗어나면 안정될된 물성 값을 얻지 못할 수 있다.In another embodiment, the mixing volume ratio of the liquid A and the liquid B is 1:1.5 to 1.5:1, preferably 1:1.2 to 1.2:1, and more preferably 1:1. If it is outside the above range, stable physical property values may not be obtained.

위에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 정유공장에서 발생하는 산업 부산물로서 친환경 무기질계 재료인 탈황석고를 시멘트 대체재로 사용한다. 탈황성고는 원유 정제 공정에서 대량 발생되어 다양한 용도로 사용되고 있는 물질로, 건조 분쇄 공정을 거쳐 매우 우수한 분말도의 활성 분체로서 그라우트 재료로 매우 적합하다. A제 구성에서 30중량% 미만이면 겔 강도가 약해질 수 있고, 80중량%를 초과하면 겔화 시간이 느려질 수 있다.As seen above, in the present invention, desulfurized gypsum, an environmentally friendly inorganic material and an industrial by-product generated in an oil refinery, is used as a cement substitute. Desulfurization powder is a substance that is generated in large quantities during the crude oil refining process and is used for various purposes. It is an active powder with excellent fineness through a dry grinding process and is very suitable as a grout material. In the composition of agent A, if it is less than 30% by weight, the gel strength may be weakened, and if it exceeds 80% by weight, the gelation time may be slow.

슬래그는 철강 회사의 제철공정에서 발생하는 부산물로서 이를 분쇄한 미분말은 시멘트와 혼합 사용시 내구성과 강도 증진에 많은 역할을 하고 있다. B제 구성에서 35중량% 미만이면 장기 강도 발현이 약해질 수 있고, 67중량%를 초과하면 초기 강도가 약해질 수 있다.Slag is a by-product generated in the steelmaking process of steel companies, and the fine powder obtained by pulverizing it plays a significant role in improving durability and strength when mixed with cement. In the composition of agent B, if it is less than 35% by weight, long-term strength development may be weakened, and if it exceeds 67% by weight, the initial strength may be weakened.

본 발명의 조성물에 사용되는 칼슘 설퍼 알루미네이트(calcium sulfur aluminate, CSA)는 2CaOㅇ3Al2O3ㅇCaSO4를 주성분으로 하는 무기계 광물 급결제 화합물로서, 유리석회, 석회 및 물과 반응화여 수화 생성물로 에트린자이트(ettringite)를 생성하여 속경, 고강도 및 팽창의 특성을 부여하는 혼화 재료이며, 조성에 따라 다양한 용도로 활용되고 있다. B제 구성에서 30중량% 미만이면 겔화 시간이 늦어지고 강도 발현이 늦어질 수 있으며, 60중량%를 초과하면 원가 상승의 요인이 될 수 있다.Calcium sulfur aluminate (CSA) used in the composition of the present invention is an inorganic mineral quick-setting compound mainly composed of 2CaOㅇ3Al 2 O 3 ㅇCaSO 4 and is a hydrated product by reaction with free lime, lime and water. It is a mixed material that creates ettringite and gives it the characteristics of fast hardening, high strength, and expansion, and is used for various purposes depending on its composition. In the composition of agent B, if it is less than 30% by weight, the gelation time may be delayed and strength development may be delayed, and if it exceeds 60% by weight, it may be a factor in increasing the cost.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따라 산업 부산물을 이용한 지반 차수용 친환경 무기계 그라우트 조성물을 사용하게 되면, 여러가지 문제를 발생시키는 물유리를 완전 배제하고 환경문제의 소지가 있는 시멘트를 사용하지 않는 대신, 분말형 광물 급결제와 산업 부산물인 탈황석고와 슬래그를 사용함으로써 지반 내 지하수에 의한 용탈 현상과 환경오염 문제를 해결할 수 있다.When using an eco-friendly inorganic grout composition for ground water blocking using industrial by-products according to the present invention configured as described above, water glass, which causes various problems, is completely excluded and cement, which may have environmental problems, is not used. Instead, powder type grout composition is used. By using mineral quick-setting agents and industrial by-products such as desulfurized gypsum and slag, the problem of leaching caused by groundwater in the ground and environmental pollution can be solved.

본 발명의 A제에 사용되는 소석회는 초기 경화 촉진 작용과 겔화 시간 조절에 관여한다. A제 구성에서 20중량% 미만이면 겔 타임과 초기 강도가 약해질 수 있고, 70중량%를 초과하면 지나치게 빠르게 겔화되는 반면 장기 강도가 약해질 수 있다.Slaked lime used in Agent A of the present invention is involved in promoting initial hardening and controlling gelation time. In the composition of Agent A, if it is less than 20% by weight, the gel time and initial strength may be weakened, and if it exceeds 70% by weight, it may gel too quickly and the long-term strength may be weakened.

알루민산 소다는 강도 발현 촉진제로 사용되며, B액 내 사용량이 2중량% 미만이면 강도 발현이 되지 않을 수 있고, 60중량%를 초과하면 추가되는 효과가 없을 수 있다.Sodium aluminate is used as a strength development accelerator, and if the amount used in solution B is less than 2% by weight, strength may not be developed, and if it exceeds 60% by weight, there may be no added effect.

또한, 본 발명에 따르면 이들 재료의 포졸란 반응과 장기 수화반응을 조절하여 지반 차수 그라우트에서 중요한 겔 타임을 광범위하게 조절함으로써 완결 또는 급결을 이용한 복합 주입성을 만족시킬 수 있고, 물비 조절을 통해 강도 조절을 용이하게 할 수 있다.In addition, according to the present invention, by controlling the pozzolanic reaction and long-term hydration reaction of these materials, the gel time, which is important in ground water grout, can be controlled over a wide range, thereby satisfying complex injectability using complete or rapid setting, and strength control by controlling the water ratio. can facilitate.

규산소다와 같은 액상 또는 수용성 물질이 아닌 수불용성 분체로 이루어진 물질 그라우트재 소재들은 물에 녹지 않고 교반에 의해 분산되었다가 비중 차이로 인해 바로 가라앉아버려 불균일한 상태로 변하게 된다. 2액형 그라우트재의 경우 A액과 B액이 설계된 비율로 균일하게 만나야 실험실의 이론적인 결과와 같이 당초 계획하던 물성이 현장에서도 구현될 수 있는데 이와 같은 현상이 발생하면 불균일한 반응에 의해 원하는 물성이 발현되지 않는 경우가 발생하는 실정이다.Grout materials, which are made of water-insoluble powder rather than liquid or water-soluble substances such as sodium silicate, do not dissolve in water and are dispersed by stirring, but then sink immediately due to the difference in specific gravity, resulting in an uneven state. In the case of a two-component grout material, liquid A and liquid B must meet uniformly at the designed ratio so that the originally planned physical properties can be realized in the field, as shown in the theoretical results in the laboratory. However, if this phenomenon occurs, the desired physical properties are not revealed due to a non-uniform reaction. There are cases where this does not work.

지반주입을 위해 시공되는 현장의 여건과 지반내 주입 깊이에 따라 압송배관의 길이가 2-3km가 넘는 경우도 있는데 배관 내에서 분체 상태의 A제와 B제를 물에 혼합한 A액과 B액에서 비중 차이에 의해 고비중의 무기계 재료 분체가 침강하여 이송배관 내 바닥에 쌓이게 되거나 불균일한 상태로 변질될 수 밖에 없으므로, 본 발명의 무기질계 그라우트재 조성물의 특징은 이러한 현상을 예방하기 위하여 팽윤도 10 이상의 벤토나이트를 지반주입재 1m3 당 5-40kg 사용할 수 있다.Depending on the conditions of the construction site for ground injection and the depth of injection into the ground, the length of the pressure delivery pipe may exceed 2-3 km. Liquid A and Liquid B are mixed with water in powder form within the pipe. Due to the difference in specific gravity, the high specific gravity inorganic material powder inevitably settles and accumulates on the bottom of the transfer pipe or deteriorates into an uneven state. Therefore, the characteristic of the inorganic grout material composition of the present invention is that it has a swelling degree of 10 to prevent this phenomenon. The above bentonite can be used at 5-40 kg per 1 m 3 of ground injection material.

바람직하게는 팽윤도 20 이상, 더욱 바람직하게는 팽윤도 30 이상의 벤토나이트를 사용하는 것이다. 팽윤도가 높을수록 사용량은 줄여도 되며 팽윤도 30 이상인 경우 1m3 당 5-20kg 범위 사이에서 사용하는 것이 바람직하다. 5kg 미만이면 블리딩율이 높아 재료 분리 현상이 커질 수 있고, 40kg을 초과하면 용액의 점도가 너무 높아 압송 및 주입이 어려워 펌핑 이송에 문제가 발생할 수 있다.Preferably, bentonite with a swelling degree of 20 or more is used, and more preferably, a bentonite with a swelling degree of 30 or more is used. The higher the swelling degree, the lower the amount used. If the swelling degree is 30 or higher, it is advisable to use it in the range of 5-20kg per 1m3 . If it is less than 5kg, the bleeding rate may be high and material separation may increase, and if it exceeds 40kg, the viscosity of the solution is too high, making pumping and injection difficult, and problems with pumping may occur.

상기의 벤토나이트는 본 발명의 그라우트 조성물과 혼합하지 않고 별도로 A액과 B액을 조제할 때 가장 먼저 혼합수에 각각 나누어 투입하여 분산시킨 후 A제와 B제 각각을 토입하는 것이 중요하다.When preparing liquid A and liquid B separately without mixing the bentonite with the grout composition of the present invention, it is important to first add it to the mixing water and disperse it, and then add each of the A and B agents.

또한 본 발명은 일반적으로 무기질계 그라우트재의 조성물로 널리 사용되는 플라이 애쉬 성분을 사용하지 않는 것이 특징이다. 플라이애쉬 성분은 재료의 원가 절감 효과는 크지만 슬래그 미분말에 비해 그라우트재의 물성과 장기 내구성이 매우 약하다. 특히, 플라이 애쉬라는 소각재의 특성상 소각에 사용되는 석탄 등의 성분과 품질에 따라 물성 차이가 큰 반면, 제강제철 과정에서 발생하는 슬래그 미분말은 균일한 물성을 갖추고 있을 뿐 아니라, 잠재 수경성과 알칼리 흡수 작용으로 칼슘 알루미네이트 수화물과 칼슘 실리케이트를 형성하여 장기강도 발현 및 장기 내구성에 큰 작용을 한다.In addition, the present invention is characterized in that it does not use fly ash components, which are generally widely used in the composition of inorganic grout materials. The fly ash component has a significant material cost reduction effect, but the physical properties and long-term durability of the grout material are very weak compared to slag fine powder. In particular, due to the nature of the incineration ash called fly ash, the physical properties vary greatly depending on the composition and quality of the coal used for incineration, whereas the slag fine powder generated during the steelmaking process not only has uniform physical properties, but also has potential hydraulic and alkali absorption properties. It forms calcium aluminate hydrate and calcium silicate, which plays a significant role in developing long-term strength and long-term durability.

그리고 겔화 시간 조절제로서 구연산과 같은 지연제를 사용할 수도 있다. 지반 주입재는 지반 내 주입되는 상황, 예를 들어 지하수의 유무, 지하수 흐름의 정도, 공동 또는 공극의 크기, 지반 내 주입 범위, 구근 형성의 상태 등에 따라 겔화 시간이 다양하게 조절되어야 하는 상황에서 구연산이 시간 조절제로 사용될 수 있다. 사용량은 전체 분체 함량의 0-0.7중량%로 사용될 수 있고, 0.7중량%를 넘으면 강도 발현이 되지 않는 문제가 발생할 수 있다.Also, a retardant such as citric acid can be used as a gelation time regulator. Ground injection material is used in situations where the gelation time must be adjusted in various ways depending on the situation in which it is injected into the ground, for example, the presence or absence of groundwater, the degree of groundwater flow, the size of cavities or pores, the scope of injection into the ground, the state of bulb formation, etc. Can be used as a time regulator. The amount used can be 0-0.7% by weight of the total powder content, and if it exceeds 0.7% by weight, a problem of not developing strength may occur.

2액형 그라우트재 조성물에서 이제까지 대부분 널리 사용되어 오던 규산소다용액을 B제로 사용하는 경우, 분체를 전혀 사용하지 않는 점도가 낮은 상태의 B액이므로 A액과 두 액이 이송되어 만나게 되는 부분에 특별한 장치가 없어도 유체의 난류형성 작용 등으로 용이하게 섞이게 되어 A액과 B액이 균일한 혼합상태가 되므로 설계 계획된 물성 발현이 용이하였다. 그러나 무기질계 분체들로만 구성되어진 A액과 B액의 경우 점도가 높으므로 두 액이 만나는 지점에 라인믹서 장치를 사용하는 것이 바람직하다.When using the soda silicate solution, which has been widely used so far in two-component grout material compositions, as agent B, since it is a low-viscosity solution B that does not use any powder, a special device is installed at the area where solution A and the two solutions are transferred and meet. Even without , liquid A and liquid B were easily mixed due to the turbulent flow formation effect of the fluid, so that liquid A and liquid B were uniformly mixed, making it easy to develop the designed physical properties. However, in the case of liquid A and liquid B, which are composed only of inorganic powders, the viscosity is high, so it is desirable to use a line mixer device at the point where the two liquids meet.

이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples, etc., but the scope and content of the present invention should not be construed as being reduced or limited by the examples below. In addition, based on the disclosure of the present invention, including the following examples, it is clear that a person skilled in the art can easily implement the present invention for which no specific experimental results are presented, and the patent to which such variations and modifications are attached It is natural that it falls within the scope of the claims.

또한 이하에서 제시되는 실험 결과는 상기 실시예 및 비교예의 대표적인 실험 결과만을 기재한 것이며, 아래에서 명시적으로 제시하지 않은 본 발명의 여러 구현예의 각각의 효과는 해당 부분에서 구체적으로 기재하도록 한다.In addition, the experimental results presented below describe only the representative experimental results of the examples and comparative examples, and the effects of each embodiment of the present invention that are not explicitly presented below will be described in detail in the corresponding section.

실시예Example

실시예 1Example 1

하기 표 1에 나타낸 것과 같이, A액과 B액을 제조하였다.As shown in Table 1 below, solution A and solution B were prepared.

소석회 50중량%와 탈황석고 50중량%로 구성된 A제 350kg을 물 390L에 투입하여 A액 500L를 제조하였다.350kg of agent A, consisting of 50% by weight of slaked lime and 50% by weight of desulfurized gypsum, was added to 390L of water to prepare 500L of solution A.

칼슘 설퍼알루미네이트(CSA) 50중량%, 슬래그 미분말 46중량%, 알루민산 소다 4중량%로 구성된 B제 350kg을 물 390L에 투입하여 B액 500L을 제조하였다.350kg of agent B, consisting of 50% by weight of calcium sulfuraluminate (CSA), 46% by weight of slag fine powder, and 4% by weight of soda aluminate, was added to 390L of water to prepare 500L of solution B.

제조된 A액과 B액을 혼합하여, 특성을 측정하고자 하는 시험항목에 대해 실험을 진행하였다.The prepared liquid A and liquid B were mixed, and an experiment was conducted on the test items whose characteristics were to be measured.

실시예 2Example 2

팽윤도 30인 벤토나이트 5kg을 물 390L에 먼저 투입하고 나서 약 5분간 교반한 후 소석회 50중량%와 탈황석고 50중량%로 구성된 A제 350kg을 첨가하여 A액 500L를 제조하였다.5kg of bentonite with a swelling degree of 30 was first added to 390L of water, stirred for about 5 minutes, and then 350kg of agent A consisting of 50% by weight of slaked lime and 50% by weight of desulfurized gypsum was added to prepare 500L of solution A.

팽윤도 30인 벤토나이트 5kg을 물 390L에 먼저 투입하고 나서 약 5분간 교반한 후 칼슘 설퍼알루미네이트 50중량%, 슬래그 미분말 46중량%, 알루민산 소다 4중량%로 구성된 B제 350kg을 첨가하여 B액 500L를 제조하였다.5kg of bentonite with a swelling degree of 30 was first added to 390L of water, stirred for about 5 minutes, and then 350kg of agent B consisting of 50% by weight of calcium sulfuraluminate, 46% by weight of slag fine powder, and 4% by weight of soda aluminate were added to make 500L of solution B. was manufactured.

제조된 A액과 B액을 혼합하여, 특성을 측정하고자 하는 시험항목에 대해 실험을 진행하였다.The prepared liquid A and liquid B were mixed, and an experiment was conducted on the test items whose characteristics were to be measured.

실시예 3Example 3

소석회 50중량%와 탈황석고 50중량%로 구성된 A제를 사용하는 대신에, 소석회 25중량%와 탈황석고 75중량%로 구성된 A제를 사용한 점을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 A액과 B액을 제조하고 특성을 분석하였다.Solution A was the same as Example 2, except that instead of using agent A consisting of 50% by weight of slaked lime and 50% by weight of desulfurized gypsum, agent A consisting of 25% by weight of slaked lime and 75% by weight of desulfurized gypsum was used. and B solutions were prepared and their characteristics were analyzed.

실시예 4Example 4

칼슘 설퍼알루미네이트 50중량%, 슬래그 미분말 46중량%, 알루민산 소다 4중량%로 구성된 B제를 사용하는 대신에, 칼슘 설퍼알루미네이트 30중량%, 슬래그 미분말 65중량%, 알루민산 소다 5중량%로 구성된 B제를 사용한 점을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 A액과 B액을 제조하고 특성을 분석하였다.Instead of using agent B consisting of 50% by weight of calcium sulfuraluminate, 46% by weight of slag fine powder, and 4% by weight of soda aluminate, 30% by weight of calcium sulfuraluminate, 65% by weight of slag fine powder, and 5% by weight of soda aluminate are used. Liquids A and B were prepared and their characteristics were analyzed in the same manner as in Example 2, except that agent B consisting of was used.

실시예 5Example 5

A제 350kg과 B제 350kg을 사용하는 대신, A제 200kg과 B제 200kg을 사용한 점을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 A액과 B액을 제조하였다. 다만, 물의 양을 조절하여 A액과 B액의 부피는 각각 500L로 맞춰 제조한 후, 제조된 A액과 B액을 혼합하여, 특성을 측정하고자 하는 시험항목에 대해 실험을 진행하였다.Liquid A and Liquid B were prepared in the same manner as in Example 2, except that instead of using 350 kg of Agent A and 350 kg of Agent B, 200 kg of Agent A and 200 kg of Agent B were used. However, the volume of solution A and solution B was adjusted to 500L by adjusting the amount of water, and then the prepared solution A and solution B were mixed, and an experiment was conducted on the test items whose characteristics were to be measured.

실시예 6Example 6

A제 350kg과 벤토나이트 5kg을 사용하여 A액을 제조하는 대신에 A제 550kg과 벤토나이트 3kg을 사용하여 A액을 제조하고, 또한 B제 350kg과 벤토나이트 5kg을 사용하는 대신에 B제 550kg과 벤토나이트 3kg을 사용한 점을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 A액과 B액을 제조하였다. 다만, 물의 양을 조절하여 A액과 B액의 부피는 각각 500L로 맞춰 제조한 후, 제조된 A액과 B액을 혼합하여, 특성을 측정하고자 하는 시험항목에 대해 실험을 진행하였다.Instead of using 350kg of agent A and 5kg of bentonite to prepare solution A, 550kg of agent A and 3kg of bentonite were used to prepare solution A, and instead of using 350kg of agent B and 5kg of bentonite, 550kg of agent B and 3kg of bentonite were prepared. Solutions A and B were prepared in the same manner as in Example 2, except that they were used. However, the volume of solution A and solution B was adjusted to 500L by adjusting the amount of water, and then the prepared solution A and solution B were mixed, and an experiment was conducted on the test items whose characteristics were to be measured.

실시예 7Example 7

소석회 50중량%와 탈황석고 50중량%로 구성된 A제를 사용하는 대신에, 소석회 50중량%와 탈황석고 49.5중량% 및 구연산 0.5중량%로 구성된 A제를 사용한 점을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 A액과 B액을 제조하고 특성을 분석하였다.Example 2, except that instead of using agent A consisting of 50% by weight of slaked lime and 50% by weight of desulfurized gypsum, agent A consisting of 50% by weight of slaked lime, 49.5% by weight of desulfurized gypsum and 0.5% by weight of citric acid was used. In the same manner as above, liquid A and liquid B were prepared and their characteristics were analyzed.

비교예 1Comparative Example 1

시멘트 100중량%로 구성된 A제 350kg을 물 390L에 투입하여 A액 500L를 제조하였다. 규산소다 3호 100중량%로 구성된 B제 250L를 물 250L와 혼합하여 B액 500L를 제조하였다.500 L of Liquid A was prepared by adding 350 kg of Agent A, which consists of 100% by weight of cement, into 390 L of water. 500L of solution B was prepared by mixing 250L of agent B, which consists of 100% by weight of soda silicate No. 3, with 250L of water.

제조된 A액과 B액을 혼합하여, 특성을 측정하고자 하는 시험항목에 대해 실험을 진행하였다.The prepared liquid A and liquid B were mixed, and an experiment was conducted on the test items whose characteristics were to be measured.

비교예 2Comparative Example 2

팽윤도 30인 벤토나이트 5kg을 물 390L에 먼저 투입하고 나서 약 5분간 교반한 후 시멘트 100중량%로 구성된 A제 350kg을 첨가하여 A액 500L를 제조한 점을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 A액과 B액을 제조하고 특성을 분석하였다.Liquid A was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that 5 kg of bentonite with a swelling degree of 30 was first added to 390 L of water, stirred for about 5 minutes, and then 350 kg of Agent A consisting of 100% by weight of cement was added to prepare 500 L of Liquid A. and B solutions were prepared and their characteristics were analyzed.

비교예 3Comparative Example 3

시멘트 350kg을 물 390L에 투입하여 A액 500L를 제조하는 대신, 소석회 50중량%와 탈황석고 50중량%로 구성된 A제 350kg을 물 390L에 투입하여 A액 500L를 제조한 점을 제외하고는, 비교예 1과 동일하게 A액과 B액을 제조하고 특성을 분석하였다.Comparison except that instead of adding 350kg of cement to 390L of water to produce 500L of Solution A, 350kg of Agent A, which consists of 50% by weight of slaked lime and 50% by weight of desulfurized gypsum, was added to 390L of water to make 500L of Solution A. Liquid A and Liquid B were prepared in the same manner as Example 1 and their characteristics were analyzed.

비교예 4Comparative Example 4

규산소다 3호 100중량%로 구성된 B제 250L를 물 250L와 혼합하여 B액 500L를 제조하는 대신, 팽윤도 30인 벤토나이트 5kg을 물 390L에 먼저 투입하고 나서 약 5분간 교반한 후 칼슘 설퍼알루미네이트 50중량%, 슬래그 미분말 46중량%, 알루민산 소다 4중량%로 구성된 B제 350kg을 첨가하여 B액 500L를 제조한 점을 제외하고는, 비교예 2와 동일하게 A액과 B액을 제조하고 특성을 분석하였다.Instead of preparing 500L of solution B by mixing 250L of agent B, which consists of 100% by weight of sodium silicate No. 3, with 250L of water, 5kg of bentonite with a swelling degree of 30 was first added to 390L of water, and then stirred for about 5 minutes and then added to calcium sulfuraluminate 50. Liquid A and Liquid B were prepared in the same manner as in Comparative Example 2, except that 500 L of Liquid B was prepared by adding 350 kg of Agent B consisting of 46% by weight of slag fine powder and 4% by weight of soda aluminate. was analyzed.

비교예 5Comparative Example 5

소석회 18중량%와 탈황석고 82중량%로 구성된 A제 350kg을 물 390L에 투입하여 A액 500L를 제조하였다.350 kg of Agent A, consisting of 18% by weight of slaked lime and 82% by weight of desulfurized gypsum, was added to 390L of water to prepare 500L of Solution A.

칼슘 설퍼알루미네이트(CSA) 28중량%, 슬래그 미분말 71중량%, 알루민산 소다 1중량%로 구성된 B제 350kg을 물 390L에 투입하여 B액 500L을 제조하였다.350kg of agent B, consisting of 28% by weight of calcium sulfuraluminate (CSA), 71% by weight of slag fine powder, and 1% by weight of soda aluminate, was added to 390L of water to prepare 500L of solution B.

제조된 A액과 B액을 혼합하여, 특성을 측정하고자 하는 시험항목에 대해 실험을 진행하였다.The prepared liquid A and liquid B were mixed, and an experiment was conducted on the test items whose characteristics were to be measured.

비교예 6Comparative Example 6

팽윤도 30인 벤토나이트 2.5kg을 물 390L에 먼저 투입하고 나서 약 5분간 교반한 후 소석회 18중량%와 탈황석고 82중량%로 구성된 A제 350kg을 첨가하여 A액 500L를 제조하였다.2.5kg of bentonite with a swelling degree of 30 was first added to 390L of water, stirred for about 5 minutes, and then 350kg of agent A consisting of 18% by weight of slaked lime and 82% by weight of desulfurized gypsum was added to prepare 500L of solution A.

팽윤도 30인 벤토나이트 2.5kg을 물 390L에 먼저 투입하고 나서 약 5분간 교반한 후 칼슘 설퍼알루미네이트 28중량%, 슬래그 미분말 71중량%, 알루민산 소다 1중량%로 구성된 B제 350kg을 첨가하여 B액 500L를 제조하였다.2.5kg of bentonite with a swelling degree of 30 was first added to 390L of water, stirred for about 5 minutes, and then 350kg of agent B consisting of 28% by weight of calcium sulfuraluminate, 71% by weight of slag fine powder, and 1% by weight of soda aluminate were added to make solution B. 500L was prepared.

제조된 A액과 B액을 혼합하여, 특성을 측정하고자 하는 시험항목에 대해 실험을 진행하였다.The prepared liquid A and liquid B were mixed, and an experiment was conducted on the test items whose characteristics were to be measured.

비교예 7Comparative Example 7

소석회 50중량%와 탈황석고 50중량%로 구성된 A제 350kg을 물 390L에 먼저 투입하고 약 5분간 교반한 후, 팽윤도 30인 벤토나이트 5kg을 첨가하고 약 5분간 추가로 교반하여 A액 500L를 제조하였다.350 kg of Solution A, consisting of 50% by weight of slaked lime and 50% by weight of desulfurized gypsum, was first added to 390 L of water and stirred for about 5 minutes, then 5 kg of bentonite with a swelling degree of 30 was added and stirred for an additional 5 minutes to prepare 500 L of Solution A. .

칼슘 설퍼알루미네이트 50중량%, 슬래그 미분말 46중량%, 알루민산 소다 4중량%로 구성된 B제 350kg을 물 390L에 먼저 투입하고 약 5분간 교반한 후, 팽윤도 30인 벤토나이트 5kg을 첨가하고 약 5분간 추가로 교반하여 B액 500L를 제조하였다.First add 350kg of agent B, which consists of 50% by weight of calcium sulfuraluminate, 46% by weight of slag fine powder, and 4% by weight of soda aluminate, into 390L of water and stir for about 5 minutes, then add 5kg of bentonite with a swelling degree of 30 and stir for about 5 minutes. By further stirring, 500L of solution B was prepared.

제조된 A액과 B액을 혼합하여, 특성을 측정하고자 하는 시험항목에 대해 실험을 진행하였다.The prepared liquid A and liquid B were mixed, and an experiment was conducted on the test items whose characteristics were to be measured.

(1) 블리딩율 측정(1) Bleeding rate measurement

제조된 A액과 B액 각각을 1000mL 메스실린더에 1000mL 눈금에 맞춰 공기가 들어가지 않도록 투입한 후, 테이블 위에 정치하고 정치 개시 3시간이 경과한 후에 블리딩되어 재료가 가라앉고 상부에 분리된 물의 부피를 측정하고, 아래 식에 의해 블리딩율을 계산하였다.After pouring each of the prepared solutions A and B into a 1000mL measuring cylinder according to the 1000mL scale to prevent air from entering, they are left on the table. After 3 hours of standing, the materials bleed out, settle, and the volume of water separated at the top. was measured, and the bleeding rate was calculated using the formula below.

블리딩율(%) = (블리딩된 물의 부피 / 메스실린더 부피(1000mL)) ㅧ 100Bleeding rate (%) = (volume of water bleed / volume of measuring cylinder (1000mL)) ㅧ 100

(2) 겔화 시간(gel time)의 측정(2) Measurement of gelation time (gel time)

세로로 긴 비닐봉투에 A액 350 g을 넣고 A액 높이 정도에서 비닐봉투를 꼬아 접어 준 후 비율에 맞춰 B액을 넣어 A액과 B액이 분리되도록 하고, 비닐봉투 입구를 조여주었다. 겔 타임 시작과 동시에 A액과 B액 사이를 잡고 있던 손을 놓으면서 비닐봉투를 세로로 잡고 상하로 흔들어 주면서 A액과 B액이 만나 반응하여 더 이상의 유동성이 느껴지지 않고 멈출 때의 시간(초)을 겔 타임으로 정하였다.Put 350 g of liquid A in a vertical plastic bag, twist and fold the plastic bag at about the height of liquid A, add liquid B in proportion to separate liquid A and liquid B, and tighten the opening of the plastic bag. As soon as the gel time starts, release the hand that was holding between liquid A and liquid B, hold the plastic bag vertically and shake it up and down. The time (seconds) until liquid A and liquid B meet and react and stop without feeling any more fluidity. was set as the gel time.

(3) 강도 측정(3) Strength measurement

강도를 측정하기 위하여 가로세로 50 mm ㅧ 50 mm의 큐빅 몰드로 시편을 만들어 KS L 5105 수경성 시멘트 모르타르의 압축 강도 시험 방법을 따라 측정하였다.To measure the strength, a specimen was made in a cubic mold measuring 50 mm x 50 mm and measured according to the compressive strength test method for KS L 5105 hydraulic cement mortar.

(4) 수축율 측정(4) Shrinkage rate measurement

강도 측정과 동일한 시편을 제작하여 28일 수중양생, 대기양생 전후의 부피를 마이크로미터로 치수를 측정하여 부피의 변화율을 확인하였다.The same specimen as the strength measurement was produced and the volume was measured with a micrometer before and after 28 days of underwater curing and air curing to confirm the rate of change in volume.

[표 1a][Table 1a]

[표 1b][Table 1b]

위에서 특성을 측정한 결과에 대해서 아래 표 2에 제시하였다.The results of measuring the above characteristics are presented in Table 2 below.

[표 2a][Table 2a]

[표 2b][Table 2b]

(5) 시험 결과(5) Test results

위 표들에 제시된 바와 같이, 실시예들에서 제조한 그라우트재는 비교예들에서 제조한 그라우트재에 비해 블리딩율, 겔화 시간, 28일 강도, 28일 수축률 면에서 전체적으로 우수함을 확인할 수 있다. 특히, 28일 강도와 28일 수축율 면에서 현저한 향상을 보이고 있고, 벤토나이트를 첨가하지 않은 실시예 1을 제외하고는 블리딩율 면에서도 비교예들에 비해 블리딩 면에서도 현저한 향상을 보이고 있음을 확인할 수 있다.As shown in the tables above, it can be seen that the grout materials manufactured in the examples are overall superior to the grout materials manufactured in the comparative examples in terms of bleeding rate, gelation time, 28-day strength, and 28-day shrinkage rate. In particular, it can be seen that there is a significant improvement in 28-day strength and 28-day shrinkage rate, and a significant improvement in bleeding rate compared to the comparative examples, except for Example 1 in which bentonite was not added. .

조금 더 구체적으로 살펴보면, 실시예 1의 경우 다소 블리딩 재료 분리 현상이 발생함을 알 수 있으며, 실시예 2의 경우 모든 시험 항목에서 양호한 결과를 나타냄을 알 수 있다.Looking at it in more detail, it can be seen that in the case of Example 1, some bleeding material separation phenomenon occurred, and in the case of Example 2, it can be seen that good results were shown in all test items.

실시예 3의 경우 A제에서 소석회의 비율이 낮아 겔화 시간이 늦어졌고, 실시예 4의 경우 칼슘 설퍼알루미네이트의 비율이 줄어드므로 인해 겔타임과 초기 강도가 급격히 다소 낮게 측정되었다.In Example 3, the gelation time was delayed because the proportion of slaked lime in Agent A was low, and in Example 4, the proportion of calcium sulfuraluminate was decreased, so the gel time and initial strength were measured to be sharply and somewhat low.

실시예 5의 경우 분체 사용량이 줄어들면 강도가 낮아졌으며 겔 형성도 늦어졌다. 실시예 6의 경우 분체 사용량이 높아 강도가 높아졌으나 겔타임이 빨라졌다. 한편 분체사용량이 높으므로 인해 벤토나이트의 사용량이 1/2로 줄어도 블리딩 방지율은 거의 비슷하였다. 실시예 7에서는 기준 배합 비율인 실시 B에 경화지연제인 구연산을 0.5% 사용하였더니 겔화 시간이 12초에서 52초로 길어졌다.In Example 5, as the amount of powder used decreased, the strength decreased and gel formation also slowed down. In Example 6, the strength was increased due to the high amount of powder used, but the gel time was faster. Meanwhile, due to the high amount of powder used, the bleeding prevention rate was almost the same even when the amount of bentonite used was reduced to half. In Example 7, when 0.5% citric acid, a curing retardant, was used in Example B, which was the standard mixing ratio, the gelation time increased from 12 seconds to 52 seconds.

반면, 일반적으로 가장 널리 채택되어 사용되어 오던 LW 공법에 따라 A액 시멘트 밀크액과 B액 규산소다 용액을 반응시킨 비교예 1과 2의 경우, 대기 및 수중 양생 시 수축이 매우 심하고 장기 강도가 약함을 알 수 있다.On the other hand, in the case of Comparative Examples 1 and 2, in which liquid A cement milk liquid and liquid B sodium silicate solution were reacted according to the LW method, which has been generally the most widely adopted and used, shrinkage was very severe and long-term strength was weak during curing in air and water. can be seen.

시멘트를 사용하지 않은 비교예 3 역시 수축 현상은 시멘트 사용 시보다 상대적으로 작으나 규산소다 사용으로 인해 크게 개선되지 못함을 알 수 있다. 비교예 4의 경우 B제로 규산소다 대신에 무기질계 분체를 사용하여 수축 현상은 대폭 개선되었으나 겔 타임이 느리고 장기 강도가 약함을 알 수 있다.In Comparative Example 3 where cement was not used, the shrinkage phenomenon was also relatively smaller than when cement was used, but it could be seen that it was not significantly improved due to the use of sodium silicate. In Comparative Example 4, shrinkage was significantly improved by using inorganic powder instead of sodium silicate as agent B, but the gel time was slow and long-term strength was weak.

시험예 2Test example 2

(1) 백화 시험(1) Whitening test

위 실시예 2, 비교예 5 내지 7에서 제조한 그라우트재에 대하여, 시편을 7일 동안 양생한 후 해수에 3일 동안 침지시켜 시편 내 성분과 해수 내 존재하는 황산마그네슘 등의 성분이 반응하여 백색의 침전물이 석출되는 정도를 육안으로 관측하였다.For the grout materials prepared in Example 2 and Comparative Examples 5 to 7 above, the specimen was cured for 7 days and then immersed in seawater for 3 days to form a white color due to the reaction of components in the specimen and components such as magnesium sulfate present in seawater. The degree of precipitation of precipitates was observed with the naked eye.

(2) 염화물 이온 침투저항성 평가(2) Evaluation of chloride ion penetration resistance

위 실시예 2, 비교예 5 내지 7에서 제조한 그라우트재에 대하여, KS F2711 시험방법에 따라 염화물 이온 침투저항성을 평가하였다. 확산 셀의 중앙부에 시험체를 세팅한 후, 양극에는 0.3M NaOH 용액, 음극에는 3% NaCl 용액을 사용하여, 셀의 양단에 60V의 직류전압을 6시간 동안 인가하고, 시험체에 흐르는 전류를 측정하여 총통과전하량을 측정하였다.For the grout materials prepared in Example 2 and Comparative Examples 5 to 7 above, chloride ion penetration resistance was evaluated according to the KS F2711 test method. After setting the test object in the center of the diffusion cell, using a 0.3M NaOH solution for the anode and a 3% NaCl solution for the cathode, a direct current voltage of 60V was applied to both ends of the cell for 6 hours, and the current flowing through the test object was measured. The total passing charge was measured.

(3) 시험 결과(3) Test results

그 결과, 실시예 1과 비교예 7에서 각각 제조한 그라우트재의 시편들에서는 별다른 현상이 관측되지 않는 반면, 비교예 5와 비교예 6에서 제조한 그라우트재의 시편들에서는 백색 석출이 관찰됨을 확인하였다.As a result, it was confirmed that while no significant phenomenon was observed in the samples of the grout materials prepared in Example 1 and Comparative Example 7, white precipitation was observed in the samples of the grout materials prepared in Comparative Examples 5 and 6.

또한, 실시예 1과 비교예 5 및 비교예 6에서 각각 제조한 그라우트재의 시편들은 백그라운드 수치 정도의 무시 가능한 수준으로 측정된 반면, 비교예 7에서 제조한 그라우트재 시편은 279 쿨롱 정도로 상당히 높은 수준의 총통과 전하량이 측정됨을 확인하였다.In addition, the grout specimens prepared in Example 1, Comparative Example 5, and Comparative Example 6 were measured at a negligible background level, while the grout specimen prepared in Comparative Example 7 was measured at a considerably high level of about 279 coulombs. It was confirmed that the barrel and charge were measured.

Claims (10)

(a) 소석회 20-70중량%와 탈황석고 30-80중량%를 포함하는 무시멘트(cement-free) A제, 및
(b) 칼슘 설퍼알루미네이트 30-60중량%, 슬래그 미분말 35-67중량%, 알루민산 소다 2-6중량%를 포함하는 비규산(non-silicate) B제를 포함하는 것을 특징으로 하는 비규산 무시멘트 무기질계 그라우트재.
(a) Cement-free agent A containing 20-70% by weight of slaked lime and 30-80% by weight of desulfurized gypsum, and
(b) Non-silicate agent B containing 30-60% by weight of calcium sulfuraluminate, 35-67% by weight of slag fine powder, and 2-6% by weight of soda aluminate. Cement-free inorganic grout material.
제1항에 있어서, 상기 A제와 상기 B제 중 어느 하나 또는 각각 팽윤도 10 이상의 벤토나이트를 포함하고,
상기 A제 또는 상기 B제 350kg 당 상기 벤토나이트를 3-4kg 포함하는 것을 특징으로 하는 비규산 무시멘트 무기질계 그라우트재.
The method of claim 1, wherein either one of the agent A and the agent B or each includes bentonite having a swelling degree of 10 or more,
A non-silicate cement-free inorganic grout material comprising 3-4 kg of bentonite per 350 kg of agent A or agent B.
(A) 소석회 및 탈황석고를 포함하는 A제를 A액용 조제수에 투입하고 분산시켜 A액을 제조하는 단계;
(B) 칼슘 설퍼알루미네이트, 슬래그 미분말, 및 알루민산 소다를 포함하는 B제를 B액용 조제수에 투입하고 분산시켜 B액을 제조하는 단계; 및
(C) 상기 A액과 상기 B액을 혼합하여 그라우트재를 형성시키는 단계;를 포함하는 그라우팅 공법으로서,
비규산 무시멘트 무기질계 그라우트재를 이용하고,
상기 A제는 소석회 20-70중량%와 탈황석고 30-80중량%를 포함하고,
상기 B제는 칼슘 설퍼알루미네이트 30-60중량%, 슬래그 미분말 35-67중량%, 알루민산 소다 2-6중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 그라우팅 공법.
(A) preparing solution A by adding agent A containing slaked lime and desulfurized gypsum to prepared water for solution A and dispersing it;
(B) preparing solution B by adding agent B containing calcium sulfuraluminate, fine slag powder, and sodium aluminate to prepared water for solution B and dispersing it; and
A grouting method comprising: (C) mixing the liquid A and the liquid B to form a grout material,
Use non-silicate cement-free inorganic grout material,
The agent A contains 20-70% by weight of slaked lime and 30-80% by weight of desulfurized gypsum,
A grouting method characterized in that the agent B contains 30-60% by weight of calcium sulfuraluminate, 35-67% by weight of slag fine powder, and 2-6% by weight of soda aluminate.
삭제delete 제3항에 있어서,
상기 A제는 상기 A액 500L 기준으로 100-600kg을 투입되고,
상기 B제는 상기 B액 500L 기준으로 100-600kg을 투입되는 것을 특징으로 하는 그라우팅 공법.
According to paragraph 3,
100-600kg of agent A is added based on 500L of solution A,
A grouting method characterized in that 100-600 kg of Agent B is added based on 500L of Liquid B.
제5항에 있어서,
상기 A액용 조제수와 상기 B액용 조제수는 서로 성분이 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 독립적으로 물이거나 또는 팽윤도 10 이상의 벤토나이트를 상기 A액 500L 당 또는 상기 B액 500L 당 3-40kg 포함하는 물인 것을 특징으로 하는 그라우팅 공법.
According to clause 5,
The prepared water for solution A and the prepared water for solution B may have the same or different components, and are each independently water or water containing 3-40 kg of bentonite with a swelling degree of 10 or more per 500 L of solution A or per 500 L of solution B. A grouting method characterized by:
제6항에 있어서,
상기 A액용 조제수와 상기 B액용 조제수 중 최소한 하나는 팽윤도 10 이상의 벤토나이트를 상기 A액 500L 당 또는 상기 B액 500L 당 3-40kg 포함하는 물인 것을 특징으로 하는 그라우팅 공법.
According to clause 6,
A grouting method, characterized in that at least one of the prepared water for solution A and the prepared water for solution B is water containing 3-40 kg of bentonite with a swelling degree of 10 or more per 500 L of solution A or per 500 L of solution B.
제7항에 있어서,
상기 A액용 조제수와 상기 B액용 조제수 각각 팽윤도 10 이상의 벤토나이트를 상기 A액 500L 당 또는 상기 B액 500L 당 3-40kg 포함하는 물인 것을 특징으로 하는 그라우팅 공법.
In clause 7,
A grouting method, characterized in that the prepared water for solution A and the prepared water for solution B each contain 3-40kg of bentonite with a swelling degree of 10 or more per 500L of solution A or 500L of solution B.
제3항, 제5항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 A제는 상기 소석회 및 상기 탈황석고의 총 중량을 기준으로 구연산 0.1-10중량%를 추가로 포함하거나,
상기 B제는 상기 칼슘 설퍼알루미네이트 및 상기 슬래그 미분말의 총 중량을 기준으로 구연산 0.1-10중량%를 추가로 포함하거나, 또는
상기 A제는 상기 소석회 및 상기 탈황석고의 총 중량을 기준으로 구연산 0.1-10중량%를 추가로 포함하고, 상기 B제도 상기 칼슘 설퍼알루미네이트 및 상기 슬래그 미분말의 총 중량을 기준으로 구연산 0.1-10중량%를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 그라우팅 공법.
According to any one of paragraphs 3 and 5 to 8,
The agent A additionally contains 0.1-10% by weight of citric acid based on the total weight of the slaked lime and the desulfurized gypsum, or
The agent B further contains 0.1-10% by weight of citric acid based on the total weight of the calcium sulfuraluminate and the slag fine powder, or
The agent A additionally contains 0.1-10% by weight of citric acid based on the total weight of the slaked lime and the desulfurized gypsum, and the agent B also contains 0.1-10% by weight of citric acid based on the total weight of the calcium sulfuraluminate and the slag fine powder. A grouting method characterized by additionally including weight percent.
제9항에 있어서, 상기 A액과 상기 B액의 혼합 부피비는 1:1.5 내지 1.5:1인 것을 특징으로 하는 그라우팅 공법.The grouting method according to claim 9, wherein the mixing volume ratio of the liquid A and the liquid B is 1:1.5 to 1.5:1.
KR1020210193982A 2021-12-31 2021-12-31 Non-silicate and non-cement inorganic grout composition and eco-friendly grouting process using the same KR102635179B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210193982A KR102635179B1 (en) 2021-12-31 2021-12-31 Non-silicate and non-cement inorganic grout composition and eco-friendly grouting process using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210193982A KR102635179B1 (en) 2021-12-31 2021-12-31 Non-silicate and non-cement inorganic grout composition and eco-friendly grouting process using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230103240A KR20230103240A (en) 2023-07-07
KR102635179B1 true KR102635179B1 (en) 2024-02-13

Family

ID=87154661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210193982A KR102635179B1 (en) 2021-12-31 2021-12-31 Non-silicate and non-cement inorganic grout composition and eco-friendly grouting process using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102635179B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002060748A (en) 2000-08-14 2002-02-26 Kyokado Eng Co Ltd Ground-hardening material and constructing method for hardening ground
KR101581905B1 (en) 2015-11-02 2016-01-04 김건우 Eco friendly non-cement quick-hardning binder composition for concrete and quick-hardning concrete composition containing the same
KR102133153B1 (en) * 2020-04-13 2020-07-22 케이원산업 주식회사 firming agent for civil enqineering of soft ground using blast furnace slag and fly ash and method for manufacturing thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100209247B1 (en) 1995-03-31 1999-07-15 정재무 Construction method of foundation pile in the underground poor subsoil
JP3378501B2 (en) * 1998-02-27 2003-02-17 住友大阪セメント株式会社 Plastic injection material
KR100795204B1 (en) 2006-05-30 2008-01-16 김상수 Pressurized grouting packer with waterproof function
KR101422094B1 (en) 2013-03-18 2014-07-23 (유)초당지질 a soil nailing device using packer
KR101988460B1 (en) 2017-12-08 2019-06-12 주식회사 제이제이건설 pressure grouting method using high molecular compound absorber packer
KR102454889B1 (en) * 2020-04-20 2022-10-17 맥스콘소재 주식회사 Two-pack type soil grouting composition having superior water resistance, and grouting method by using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002060748A (en) 2000-08-14 2002-02-26 Kyokado Eng Co Ltd Ground-hardening material and constructing method for hardening ground
KR101581905B1 (en) 2015-11-02 2016-01-04 김건우 Eco friendly non-cement quick-hardning binder composition for concrete and quick-hardning concrete composition containing the same
KR102133153B1 (en) * 2020-04-13 2020-07-22 케이원산업 주식회사 firming agent for civil enqineering of soft ground using blast furnace slag and fly ash and method for manufacturing thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230103240A (en) 2023-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ling et al. Global perspective on application of controlled low-strength material (CLSM) for trench backfilling–An overview
Suresh et al. Ground granulated blast slag (GGBS) in concrete–a review
US9494012B2 (en) Foamed cement compositions containing metal silicides usable in subterranean well operations
Melbye et al. Modern advances and applications of sprayed concrete
CN1182065C (en) Fast anchor type inorganic viscose grouting matenial and its preparing process
Surahyo et al. Concrete construction
Parhi et al. A comprehensive study on controlled low strength material
KR100938884B1 (en) Accelerating mortar for grouting underground cavity by using a eco-friendly cement mineral kingdom and grouting method using this
CN105198333A (en) Modified grouting material
KR101550220B1 (en) Powder-type self waterproofing admixture, manufacturing methode of the same and methode of construction using the same
KR101413719B1 (en) Construction method for complex pile structure
KR102457167B1 (en) Eco friendly injection for ground reinforcement grout composition and construction method using the same
KR102635179B1 (en) Non-silicate and non-cement inorganic grout composition and eco-friendly grouting process using the same
Guyer et al. An Introduction to Soil Grouting
Alonso et al. Development and application of low-pH concretes for structural purposes in geological repository systems
JP2011059044A (en) Grout injection method
Oppong et al. Tentative Application of Expansive Cementitious Materials in Grouting-A Systematic Review
Holt Durability of low-pH injection grout. A literature survey
JP4080416B2 (en) Ground injection agent and ground injection method
KR102413054B1 (en) Grouting composition containing colloidal silica with high permeability into the soil and construction method using the same
JP3351618B2 (en) Back material for shield tunnel construction
KR102650457B1 (en) Silica-based eco-friendly grout composition, and waterproofing process by using the same
Thanaraj Investigations on Improving the Compressive Strength of Sand Column with Cement Grout and Chemical Admixture
Surahyo et al. Constituent Materials
JPH09165576A (en) Slag-based high-strength grouting agent

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant