KR102650583B1 - Method for manufacturing of grout chemical using desulfurized gypsum, and grout construction method using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지하 터파기를 목적으로 차수벽을 형성하기 위하여 그라우트 시공을 수행하는 경우에 사용하는 그라우트 약액(급결 실리카졸, 완결 실리카졸)의 제조 방법과, 상기 제조된 그라우트 약액을 이용한 그라우트 시공방법에 관한 발명으로서, 그라우트 약액을 제조하기 위하여 공통약액을 형성되는 공정과, 급결약액을 형성하는 공정과, 완결약액을 형성하는 공정, 및 상기 공통약액과 상기 급결약액을 혼합하여 급결 실리카졸 그라우트 약액 및 상기 공통약액과 완결약액을 혼합하여 완결 실리카졸 그라우트 약액을 형성하여, 그라우트 시공 시에 조기강도의 향상과 및 초기 반응성인 1일차 강도를 향상되는 효과가 있는 탈황석고를 이용한 그라우트 약액 제조방법 및 이를 이용한 그라우트 시공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a grout chemical solution (fast-setting silica sol, finished silica sol) used when performing grout construction to form a water barrier for the purpose of underground digging, and a grout construction method using the prepared grout chemical solution. The invention includes a process of forming a common chemical solution to produce a grout chemical solution, a step of forming a quick-setting chemical solution, and a step of forming a finished chemical solution, and mixing the common chemical solution and the quick-setting chemical solution to produce a quick-setting silica sol grout chemical solution and the above. A method of manufacturing a grout chemical solution using desulfurized gypsum, which has the effect of improving the early strength during grout construction and the initial reactive first-day strength by mixing the common chemical solution and the final chemical solution to form a finished silica sol grout chemical solution, and using the same It is about grout construction method.

Description

탈황석고를 이용한 그라우트 약액의 제조방법 및 이를 이용한 그라우트 시공방법{Method for manufacturing of grout chemical using desulfurized gypsum, and grout construction method using the same}Method for manufacturing grout chemical using desulfurized gypsum, and grout construction method using the same {Method for manufacturing of grout chemical using desulfurized gypsum, and grout construction method using the same}

본 발명은 지반 보강, 차수, 강관 다단, 말뚝 충전 등의 시공에 주입되는 그라우트 악액의 제조방법 및 상기 제조방법에 의하여 형성되는 그라우트 약액을 이용한 그라우트 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a grout chemical solution injected in construction such as ground reinforcement, water blocking, multi-stage steel pipe, pile filling, etc., and a grout construction method using the grout chemical solution formed by the above manufacturing method.

보다 상세하게는, 순환자원인 탈황석고의 개질공정 및 미세 분말과정에 의하여 그라우트 시공과정에서 그라우트 약액의 초기강도가 5 ㎏/㎠ 이상이 확보되고, 투수계수가 10-5㎝/sec 이하로 확보되어 자갈층과 모래층 및 실트층(점토층)에도 침투가 가능한 그라우트 약액의 제조방법 및 상기 제조방법에 의하여 형성되는 그라우트 약액을 이용한 그라우트 시공방법에 관한 것이다.More specifically, through the reforming process and fine powder process of desulfurized gypsum, which is a recycled resource, the initial strength of the grout chemical solution is secured at more than 5 kg/cm2 during the grout construction process, and the permeability coefficient is secured at less than 10 -5 cm/sec. It relates to a method of manufacturing a grout chemical solution that can penetrate into the gravel layer, sand layer, and silt layer (clay layer), and a grout construction method using the grout chemical solution formed by the above manufacturing method.

일반적으로 그라우트(Grout) 시공은, 토목 또는 건축공사에서 누수 방지나 토질안정 등을 위하여 지반의 갈라진 틈새 또는 지반 속의 빈 공간에 주입재(또는 차수재, 충전재)를 주입 침투시켜서 지반의 강도(지지력) 향상, 압축성 감소(침하방지), 및 투수성 감소 등 구조물의 안정과 누수방지를 위한 시공방법이다.In general, grout construction involves injecting and infiltrating injection material (or barrier material, filler material) into cracks in the ground or empty spaces in the ground to prevent water leaks or stabilize the soil in civil engineering or construction work to increase the strength (bearing capacity) of the ground. It is a construction method to stabilize the structure and prevent water leaks by improving compressibility (prevention of settlement), and reducing water permeability.

즉, 그라우트 시공에 있어서 공사 현장 여건에 적합한 주입재(차수재 또는 그라우트재)를 주입시킴으로 인하여 지반 속의 빈 공간에 고여 있는 물이나 또는 지반 내에 흐르고 있는 물을 차단시키고, 연약한 지반의 강도를 보다 단단하게 고결시킬 수 있기 때문에 기초공사를 원활하게 진행할 수 있다.In other words, in grout construction, by injecting injection material (water barrier material or grout material) suitable for the construction site conditions, water accumulated in empty spaces in the ground or water flowing in the ground is blocked, and the strength of the soft ground is strengthened. Because it can be solidified, foundation construction can proceed smoothly.

이 경우에 그라우트 시공에 사용되는 주입재(차수재)를 그라우트(Grout)재 또는 충전재라고 하며, 상기 그라우트재는 중력을 이용하거나 주입기구인 펌프를 이용하여 지반의 틈새나 지반 속의 빈 공간을 메꿀 수 있도록 충전시킨다.In this case, the injection material (barrier material) used in grout construction is called grout material or filler, and the grout material is filled to fill gaps in the ground or empty spaces in the ground using gravity or a pump as an injection device. I order it.

상기 그라우트재의 종류로는, 시멘트, 물, 점토 등을 사용한 시멘트계 그라우트재(밀크, 모르타르), 철골기초의 충전이나 이음새 부분의 충전 보강용으로 사용되는 철분질계 그라우트재, 지수와 토질 안정용에는 아스팔트계 그라우트재가 사용되고 있으며, 최근에는 지반을 고결시키는데 사용되는 장비의 혁신과 더불어 다양한 주입재료로서 케미컬 그라우트재에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다.Types of the above grout materials include cement-based grout materials (milk, mortar) using cement, water, clay, etc., iron-based grout materials used for filling steel foundations or for filling and reinforcing joints, and asphalt-based grout materials used for water retention and soil stability. Grout materials are being used, and recently, along with innovations in equipment used to solidify the ground, research on chemical grout materials as a variety of injection materials is being actively conducted.

상기 시멘트계 그라우트는, 시멘트에 포함되어 있는 환경오염물질이 용출되어 지하수를 오염시킨다는 문제점이 있다.The cement-based grout has a problem in that environmental contaminants contained in cement leach out and contaminate groundwater.

또한, 상기 케미컬 그라우트는, 시간의 경과에 따라 그라우트의 용탈이 진행되어, 주입된 그라우트가 본래의 기능을 상실하고 지하수를 오염시킬 수 있다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여, 최근에는 상기 케미컬 그라우트를 화학적으로 개질(modified, reforming)한 약액 그라우트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In addition, the chemical grout has a problem in that leaching of the grout progresses over time, causing the injected grout to lose its original function and contaminate groundwater. In order to improve these problems, research on chemical grout, which is a chemically modified (reforming) chemical grout, has recently been actively conducted.

상기 약액 그라우트를 사용하여 그라우트 시공을 진행하는 경우에는, 약액과 시멘트 수용액(이하 '시멘트 졸'이라 한다)을 혼합하여 사용하고 있으나, 상기 시멘트 졸 역시 독성이 매우 강하여 지하수를 오염시킨다는 문제점이 있다.When carrying out grout construction using the chemical grout, a mixture of the chemical solution and an aqueous cement solution (hereinafter referred to as 'cement sol') is used. However, the cement sol is also very toxic and has the problem of contaminating groundwater.

상기 약액 그라우트는, 고분자 약액 주입재, 물유리계 약액 주입재 및 무기계 약액 주입재 등과 같이 분류할 수 있다. The chemical grout can be classified into polymer chemical injection materials, water glass-based chemical injection materials, and inorganic chemical injection materials.

상기 고분자 약액 주입재는 Acryl-Amide계, Urethane계 등이 있으나 현재는 환경오염이 심각해 특수 목적 외에는 사용되지 않고 있다. The polymer chemical injection materials include Acryl-Amide type and Urethane type, but are currently not used except for special purposes due to serious environmental pollution.

상기 물유리계 약액 주입재는 현탁액형 주입재로서 주로 시멘트. 점토광물. 모래 및 약액 등을 시공 목적에 따라 단일 또는 혼합하여 사용되며 알칼리성 현탁액형과 비알칼리성 현탁액형으로 구분할 수 있다. The water glass-based chemical injection material is a suspension type injection material, mainly cement. Clay minerals. Sand and chemicals are used singly or mixed depending on the purpose of construction, and can be divided into alkaline suspension type and non-alkaline suspension type.

i) 물유리계 약액 주입재로서 상기 알칼리성 현탁액형은, 주제로서 물유리(규산소다, 또는 규산나트륨)(water glass)를 사용하며, 규산의 함량에 따라 다양한 종류가 있으나, 현장 주입 시에 통상 3호 물유리(Disodium Trisilicate : Na2O . 3SiO2)를 많이 사용하고 있으며, 물유리를 단독으로 사용하지 않고 여러 가지 반응제(일반포틀랜드시멘트(OPC), 슬래그 시멘트(S/C), 석회, 인산, 염화나트륨)와 같이 사용하며, 별도의 겔타임 조절제가 있으며, 겔(gel) 타임 조절, 침투성과 차수성 향상 및 강도 유지 효과를 도모하며, 이에 대한 대표적인 그라우트 시공방법으로는 약액주입공법으로서 LW(Labiles Wasser Glass)공법, SGR(Space Grouting Rocket)공법, MSG(Micro Silica Grouting)공법 등이 알려져 있다.i) As a water glass-based chemical injection material, the alkaline suspension type uses water glass (soda silicate, or sodium silicate) as the main material. There are various types depending on the content of silicic acid, but when injecting on site, water glass No. 3 is usually used. (Disodium Trisilicate: Na2O. 3SiO2) is widely used, and water glass is not used alone, but is used together with various reactive agents (ordinary Portland cement (OPC), slag cement (S/C), lime, phosphoric acid, sodium chloride). There is a separate gel time regulator, which aims to control the gel time, improve permeability and water resistance, and maintain strength. Representative grout construction methods include the LW (Labiles Wasser Glass) method as a chemical injection method, The SGR (Space Grouting Rocket) method and the MSG (Micro Silica Grouting) method are known.

상기 LW공법은, 시멘트 밀크(Cement Milk) 주입에서 화학적 그라우트 시공으로 발전되면서 종래의 시멘트 밀크에 규산나트륨(물유리)를 첨가하는 공법이다.The LW method is a method of adding sodium silicate (water glass) to conventional cement milk while evolving from cement milk injection to chemical grout construction.

상기 LW 공법은 규산소다(물유리)와 시멘트 현탁액을 혼합 1.5shot system(2액 1공정)으로 저압으로 주입하는 공법으로 타공법에 비해 경제적이고 결함 발견시 재주입이 가능하나 주입심도가 비교적 얕은 지반에 적용하며 간극이 큰 모래층 (세사층에는 적용하지 않음)에 적용하는 공법으로 유속이 빠른 자갈과 같은 전석층에는 주입재의 유실이 발생할 수 있다. 시공 시 주입압력의 세심한 관리가 필요하고 외력에 의한 진동 충격저항이 적은 단점을 가지고 있으며 겔타임(Gel time) 조절이 원활하지 않으며 또한 씰(seal)재의 양생이 필요하며 지반보강 및 차수효과가 크지 않아 현재 적용성이 많지 않은 공법이다. 물유리의 사용으로 용탈등 장기적인 내구성이 적으며 지하수를 오염시키는 단점을 가지고 있다,The LW method is a method of mixing soda silicate (water glass) and cement suspension and injecting it at low pressure using a 1.5 shot system (2 liquids, 1 process). It is more economical than the perforated method and allows re-injection when defects are found, but the injection depth is relatively shallow in the ground. This method is applied to sand layers with large gaps (not applicable to fine sand layers), so loss of injection material may occur in rock layers such as gravel with high flow velocity. It has the disadvantage of requiring careful management of injection pressure during construction, low vibration and impact resistance due to external forces, gel time control is not smooth, curing of seal material is required, and ground reinforcement and water blocking effects are not significant. Therefore, it is a method that does not currently have much applicability. The use of water glass has the disadvantage of low long-term durability, such as leaching, and contaminating groundwater.

상기 SGR공법은, 겔 타임을 조절할 수 있도록 하여 급결재와 완결재로 나누어 주입하는 방식으로, 이중관 주입 롯드로 소정의 깊이까지 천공한 후, 급결재와 완결재를 교차 주입하여 지반 내의 공극을 충전한다.The SGR method is a method of separately injecting quick-set material and finished material so that the gel time can be adjusted. After drilling to a predetermined depth with a double-pipe injection rod, quick-set material and finished material are cross-injected to fill voids in the ground. do.

즉 규산나트륨계를 주입재로 사용하는 이중관(외관+내관) 타입의 복합 주입 공법으로서, 이는 특수 선단장치(Rocket)를 이용하여 지반에 형성시킨 유도공간을 통해 급결성과 완결성의 주입재를 중저압으로 교차 주입한다.In other words, it is a double pipe (exterior + inner pipe) type complex injection method using sodium silicate as the injection material. This is a method that uses a special tip device (rocket) to inject rapid and complete injection material at medium to low pressure through an induction space formed in the ground. Cross-inject.

상기 급결 주입재에 의하여 지반 내의 큰 공극을 먼저 선 충전한 후에 후속으로 완결 주입재를 주입하여 주입 범위 밖으로 유실되는 것을 방지하고, 이때 완결 주입재는 겔화되기 전까지 액상을 유지하면서 미세공극으로 침투하여 지반 내의 공극을 충전한다.By first filling the large pores in the ground with the rapid-setting injection material, the finished injection material is subsequently injected to prevent it from being lost outside the injection range. At this time, the completed injection material maintains a liquid state until it gels and penetrates into the micropores to fill the pores in the ground. Charge.

상기 SGR공법은, 유도공간을 형성하여 균일한 작업효과를 얻을 수 있고, 지반융기를 방지할 수 있으며, 주입압력이 적어 지반교란이 적은 효과가 있을 뿐만 아니라 주입관의 회전이 없으므로 급결 주입재의 패킹 효과로 인하여 대상 지반 내로 한정 주입을 기대할 수 있고, 겔타임의 조절이 가능한 효과가 있다.The SGR method can achieve a uniform work effect by forming an induction space, prevent ground uplift, and have the effect of reducing ground disturbance due to low injection pressure. In addition, since there is no rotation of the injection pipe, the packing of the rapid setting injection material can be achieved. Due to the effect, limited injection into the target ground can be expected and the gel time can be adjusted.

그러나 상기 SGR공법은, 규산나트륨으로 인하여 발생되는 용탈현상 및 시공 후 부피 축소 현상이 발생하며, 시멘트를 사용하기 때문에 시멘트 중의 중금속이 용출되어 지하수를 오염시키고, 실트질 점토층에서는 그라우팅이 불확실하며, 주입심도 40m 이상의 사력층에서는 주입효과가 저하될 뿐만 아니라, 저압 및 저속주입으로 주입시간이 비교적 많이 소요되고, 장비가 비교적 복잡하며, 토류벽으로서의 강도를 기대하기 어렵고, 외력에 대한 저항력이 부족하여 장기간의 차수 및 지반보강용으로는 부적합하다는 문제점이 있다.However, in the SGR method, leaching phenomenon caused by sodium silicate and volume reduction phenomenon after construction occur, and since cement is used, heavy metals in cement leach out and contaminate groundwater, grouting is uncertain in silty clay layers, and injection Not only does the injection effect deteriorate in the rock layer with a depth of 40 m or more, but it also takes a relatively long injection time due to low pressure and low speed injection, the equipment is relatively complex, it is difficult to expect strength as an earth wall, and the resistance to external forces is insufficient, so long-term damage is required. There is a problem that it is unsuitable for water blocking and ground reinforcement.

상기 MSG공법은, 주입재와 주입장치를 동시에 개량한 공법으로서, 최대입경 10㎛ 이하의 마이크로 복합 실리카계 주입재를 사용하여, 침투성, 강도, 내구성 등을 향상시킨 친환경 저압 침투 주입공법이다.The MSG method is a method that improves both the injection material and the injection device, and is an eco-friendly low-pressure penetration injection method that improves permeability, strength, and durability by using a microcomposite silica-based injection material with a maximum particle size of 10㎛ or less.

상기 MSG공법은, 사질지반 또는 지반특성이 다양한 복수 지층에 적용이 가능하고, 흙막이 배면 차수, 파이핑 방지, 기초지반 보강, 건물기초 언더피닝(Underpinning), 성토부 및 제방기초 등 다양한 분야에 적용할 수 있으며, 저압 침투 주입방식이기 때문에 지반교란이 없이 원상태의 지반조건을 유지할 수 있고, 장비의 소형화로 작업면적의 확보가 쉬우며, 침투 주입효과가 양호하고, 지하수에 의한 용탈 억제로 내구성이 우수한 효과가 있으나, 시공 사례가 적고, 주입재료가 고가이며, 규산나트륨(물유리)를 사용하므로 알칼리 용탈현상이 일어날 수 있으며, 장기적인 강도 발현이 불가능하다는 문제점이 있다.The MSG method can be applied to sandy ground or multiple strata with various ground characteristics, and can be applied to various fields such as retaining back water, preventing piping, strengthening foundation ground, underpinning of building foundation, embankment foundation, etc. Since it is a low-pressure infiltration injection method, it is possible to maintain the original ground conditions without ground disturbance. It is easy to secure the working area by miniaturizing the equipment, the infiltration injection effect is good, and durability is excellent by suppressing leaching by groundwater. Although it is effective, there are problems in that there are few construction cases, the injection material is expensive, and because sodium silicate (water glass) is used, alkali leaching may occur, and long-term strength development is impossible.

이상과 같이, 그라우트 시공공정에서 그라우트재 주입재인 알칼리성 현탁액형을 사용하는 LW공법, SGR공법 및 MSG 공법 등의 약액주입공법은, 공극이 큰 모래층이나 모래 자갈층에 적용할 경우, 약간의 물의 유속에 의해서도 주입재가 씻겨서 내려가기 때문에 주입재의 손실양이 매우 크고, 경우에 따라서는 그라우트 시공이 불가능할 뿐만 아니라, 규산나트륨(물유리)를 그라우트 약재의 원료로 사용함으로써 알칼리 용탈현상이 일어나게 되고, 시간이 경과함에 따라 부피가 크게 감소된다는 문제점이 있다.As described above, chemical injection methods such as the LW method, SGR method, and MSG method, which use alkaline suspension type grout material injection material in the grout construction process, have a slight water flow rate when applied to a sand layer or sand gravel layer with large pores. Since the injection material is washed away, the loss of the injection material is very large, and in some cases, grout construction is impossible. Not only that, but sodium silicate (water glass) is used as a raw material for the grout agent, which causes alkali leaching phenomenon, which causes damage over time. There is a problem that the volume is greatly reduced as this is done.

ii) 물유리계 약액 주입재로서 상기 비알칼리성 현탁액형은 주제로서 물유리에 황산을 더하여 중성화하고, 반응재로서 일반포틀랜드시멘트(OPC), 슬래그 시멘트(S/C)를 사용하며, 이에 대한 대표적인 그라우트 시공방법으로는 SMI(Space-Multi Injection Grouting) 공법으로서, 이는 비알칼리성 실리카졸을 사용한 저압력 침투주입방식으로서 주입관은 상하로 분리된 분사노즐에서 급결재와 완결재를 동시에 분사하므로 주입 목적과 범위 이탈을 방지하여 복합주입의 효과가 있다.ii) As a water glass-based chemical injection material, the non-alkaline suspension type is neutralized by adding sulfuric acid to water glass as the main material, and uses ordinary Portland cement (OPC) and slag cement (S/C) as reactants, and a representative grout construction method for this. This is the SMI (Space-Multi Injection Grouting) method, which is a low-pressure penetration injection method using non-alkaline silica sol. The injection pipe simultaneously injects rapid and finished materials from spray nozzles separated at the top and bottom, which deviates from the injection purpose and scope. It is effective in complex injection by preventing .

이상과 같이 종래 기술에 따른 통상적인 그라우트 시공방법으로는, 소량의 규산나트륨과 시멘트를 혼합하여 사용하는 공법으로써 졸(Sol) 상태의 약액이 겔(Gel) 상태로 되기까지의 겔 타임(Gel Time)이 매우 느리고, 차수 품질이 낮아 적용범위가 한정된다는 문제점이 있으며, 이와 같은 문제점을 보완하기 위하여, 급결제로서 황산, 중탄산나트륨 등을 사용하여 겔 타임을 단축시키는 공법이 사용되기도 한다.As described above, the conventional grout construction method according to the prior art is a method of mixing a small amount of sodium silicate and cement, and the gel time required for the chemical solution in the sol state to change to a gel state is used. ) is very slow, and the scope of application is limited due to low water quality. To make up for this problem, a method of shortening the gel time by using sulfuric acid, sodium bicarbonate, etc. as an accelerator is sometimes used.

물유리계(규산나트륨)(water glass) 약액 그라우트재를 사용한 그라우트 시공방법의 경우에는 알칼리 용탈현상이 발생하게 되고, 시공 후 부피가 축소된다는 문제점이 있으며, 상기 물유리계 지반주입재의 단점인 용탈로 인한 내구성 문제를 해결하기 위하여 물유리계 약액 그라우트재 대신에 일반포틀랜드시멘트(OPC)와 같이 수화 반응에 의한 고결과 시간이 경과할수록 강도발현이 이루어지는 급결재를 지반 주입재로 사용하는 등 다양한 공법을 개발하여 시공에 적용하고 있는 실정이다.In the case of the grout construction method using water glass (sodium silicate) chemical grout material, there is a problem that alkali leaching phenomenon occurs and the volume is reduced after construction, and leaching is a disadvantage of the water glass ground injection material. In order to solve the durability problem, various construction methods were developed and constructed, such as using quick-set cement such as ordinary Portland cement (OPC), which hardens through hydration reaction and develops strength over time, as a ground injection material instead of water glass-based chemical grout material. It is currently being applied.

상기 물유리계 약액을 주입하는 그라우트 시공방법으로써 LW공법, SGR공법 및 SMI공법에서는 주재료(규산나트륨-A액)와 반응재(OPC등-B액)를 사용하여 규산나트륨의 고분자 망상구조를 만들어 반응재를 피복하여 고정시키고, 반응재가 경화되면서 강도를 발현하게 되는데, 이와 같은 시공방법들은 피복된 반응재가 수화반응이 억제되므로 강도가 약하며, 시간이 경과 될수록 용탈로 인해 공사 기간에 따라 차수효과가 급격히 감소되는 문제점이 있으며, 일반포틀랜드시멘트를 사용할 경우 중금속인 6가 크롬으로 환경문제가 발생되는 문제점이 있다.As a grout construction method for injecting the water glass chemical solution, the LW method, SGR method, and SMI method use the main material (sodium silicate - liquid A) and the reactive material (OPC, etc. - liquid B) to create a polymer network structure of sodium silicate and react. The material is covered and fixed, and strength is developed as the reactive material hardens. However, these construction methods are weak in strength because the hydration reaction of the coated reactive material is suppressed, and as time passes, the water retention effect rapidly decreases depending on the construction period due to leaching. There is a problem that it is reduced, and when regular Portland cement is used, there is a problem that environmental problems arise due to hexavalent chromium, a heavy metal.

또한, 최근에는 그라우트 시공 과정에서, 상기 일반포틀랜드시멘트 역시도 배제하고, 약액 그라우트재의 원료 모두를 비시멘트계인 무기물 소재의 지반 무기계 약액 주입재를 사용하여 환경 친화적인 공법으로 진화해 가고 있는 실정이다.In addition, recently, in the grout construction process, the general Portland cement is also excluded, and all raw materials for the chemical grout material are used as ground inorganic chemical injection materials made of non-cement based inorganic materials, which is evolving into an environmentally friendly method.

상기 비시멘트계인 무기물 소재의 주입재는 에트링자이트 생성형으로, 주재료로서 칼슘설포알루미네이트를 사용하고, 결합재는 석고나 애시(ash) 또는 일반포틀랜드시멘트(OPC)를 사용할 수 있으며, 상기 무기계 약액 주입재를 이용한 대표적인 그라우트 시공방법으로는 EGM Eco-friendly Grouting Method) 공법이 있다.The injection material of the non-cementitious inorganic material is an ettringite-forming type, and calcium sulfoaluminate is used as the main material. Gypsum, ash, or general Portland cement (OPC) can be used as the binder, and the inorganic chemical solution A representative grout construction method using injection material is the EGM Eco-friendly Grouting Method.

상기 무기계 약액 주입재는 그라우트 시공 시에 포졸란 반응에 의하여 경화체가 생성되어 초기강도 및 조기강도가 우수하여 차수재로서 효용 가치가 뛰어난 그라우트 주입재로 사용되고 있다.The inorganic chemical injection material is used as a grout injection material with excellent initial strength and early strength as a hardened body is created through a pozzolanic reaction during grout construction and has excellent utility as a barrier material.

통상적으로 포졸란 물질은 자체적으로는 수경성이 없기 때문에 경화될 수는 없으나 물에 용해되어 있는 금속염이나 산, 알칼리에 의하여 상온에서 서서히 반응하여 물에 녹지 않는 화합물을 만들 수 있는 물질을 총칭한다.In general, pozzolanic materials cannot be hardened because they are not hydraulic in themselves, but they are a general term for materials that can slowly react at room temperature with metal salts, acids, or alkalis dissolved in water to form compounds that are insoluble in water.

여기에 속한 대표적인 물질은 응회암, 규조토와 같은 천연물질과 플라이애시 슬래그미세분말, 실리카흄 등과 같이 인공적으로 생성되는 물질로 구분된다.Representative materials here are divided into natural materials such as tuff and diatomaceous earth and artificially created materials such as fly ash slag fine powder and silica fume.

상기 무기계 약액 주입재에 의한 포졸란 반응 메커니즘은, 포졸란 물질에서 용출된 이산화규소(SiO2)나 산화알루미늄(Al2O3)와 같은 가용성분이 소석회[Ca(OH)2]와 서서히 반응하여 불용성 칼슘실리케이트 수화물(C-S-H gel) 또는 칼슘알루미네이트 수화물(C-A-H gel)을 형성하여 단단한 경화체가 하기의 (화학식 1)에 의하여 생성된다.The pozzolanic reaction mechanism by the inorganic chemical injection material is that soluble components such as silicon dioxide (SiO 2 ) or aluminum oxide (Al 2 O 3 ) eluted from the pozzolanic material slowly react with slaked lime [Ca(OH) 2 ] to form insoluble calcium silicate. A hard hardened body is created by forming a hydrate (CSH gel) or calcium aluminate hydrate (CAH gel) according to the following formula (1).

(화학식 1) : [Ca(OH)2 +[SiO2, Al2O3] = 3CaO2.SiO2.3H2O. 또는 3CaO.Al2O3.6H2O](Formula 1): [Ca(OH) 2 + [SiO 2 , Al 2 O 3 ] = 3CaO 2.SiO 2 .3H 2 O. or 3CaO.Al 2 O 3 .6H 2 O]

한편, 급결약재로 활용되고 있는 초임계 유동층보일러의 CFBC(Circulating Fluidized Bed Combustion) 애시나 슬래그 미세분말은 자체로는 수경성이 없지만 이산화규소를 다량으로 함유하고 있어 자극제(알칼리제)와 탈황석고 속에 존재하는 소석회가 포졸란 반응에 의하여 불용성의 C-S-H gel을 형성하고, 이와 같이 형성된 불용성 겔이 지반에 침투하는 경우에 시간이 흐를수록 치밀한 수화물이 형성되기 때문에 단단한 경화체로 형성된다.Meanwhile, the CFBC (Circulating Fluidized Bed Combustion) ash or slag fine powder of supercritical fluidized bed boilers, which is used as a rapid setting agent, is not hydraulic in itself, but contains a large amount of silicon dioxide, which causes irritants (alkali agents) and desulfurization gypsum present in the gypsum. Slaked lime forms an insoluble C-S-H gel through a pozzolanic reaction, and when the insoluble gel thus formed penetrates into the ground, a dense hydrate is formed over time, forming a hard hardened body.

상기 (화학식1)의 포졸란 반응으로 형성된 칼슘알루미네이트(3CaO.Al2O3.6H2O)는 다시 물과 반응하여 각종 칼슘알루미네이트 수화물을 생성하고 SO3의 존재하에서는 칼슘설포알루미네이트계 수화물인 에트링자이트(3CaO· Al2O3· 3CaSO4· 32H2O) 또는 모노설페이트(3CaOAl2O3.CaSO4.12H2O)가 하기 (화학식2)에 의하여 생성된다.Calcium aluminate (3CaO.Al 2 O 3 .6H 2 O) formed by the pozzolanic reaction of the above (Formula 1) reacts again with water to produce various calcium aluminate hydrates, and in the presence of SO 3 , calcium sulfoaluminate-based hydrates. Phosphorus ettringite (3CaO·Al 2 O 3 ·3CaSO 4 ·32H 2 O) or monosulfate (3CaOAl 2 O 3 .CaSO 4 .12H 2 O) is produced by the following formula (2).

(화학식 2) : (CaSO4+CaO+nH2O)+(C.S.A+nH2O)→3CaO· Al2O3·3CaSO4·32H2O(Formula 2): (CaSO 4 +CaO+nH 2 O)+(CSA+nH 2 O)→3CaO·Al 2 O 3 ·3CaSO 4 ·32H 2 O

상기 에트링자이트(3CaO· Al2O3· 3CaSO4· 32H2O) 또는 모노설페이트(3CaOAl2O3.CaSO4.12H2O) 물질은 겔화물질로서, 그라우트 시공시에 지반에 침투하여 시간이 흐를수록 치밀한 수화물이 형성되기 때문에 강도가 단단한 경화체로서 차수 공사시에 차수재로서 뛰어난 성능을 발휘할 수 있는 중요한 물질이다. The ettringite (3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O) or monosulfate (3CaOAl 2 O 3.CaSO 4.12H 2 O) material is a gelling material that penetrates into the ground during grout construction. As time passes, dense hydrates are formed, so it is a hardened material with strong strength and is an important material that can demonstrate excellent performance as a barrier material during water barrier construction.

상기 무기물 소재의 주입재는 지반개량 재료인 칼슘알루미네이트나 칼슘설포알루미네이트의 급결재와 화력발전소나 석유정제 공정에서 발생하는 부산물의 초미립자를 활용하여 중금속이 함유되지 않는 재료를 사용하는 그라우트 시공방법의 경우에는, 기존의 물유리계 재료를 사용했을 때 발생하는 용탈현상 및 강도 저하를 해결하고, 시공 후 내구성 및 강도가 우수하며, 시멘트를 사용할 경우 중금속에서 자유로울 수 없는 단점까지 해결한 반영구적인 차수 및 보강에 적합한 환경 친화적인 그라우트 약재로서 지반 보강, 차수, 터널의 강관 다단, 세미쉴드의 배면 충전재 등으로 사용할 수 있다.The inorganic material injection material is a grout construction method that uses materials that do not contain heavy metals by utilizing rapid setting of calcium aluminate or calcium sulfoaluminate, which are ground improvement materials, and ultrafine particles of by-products generated in thermal power plants or oil refining processes. In this case, semi-permanent water blocking and reinforcement solves the leaching phenomenon and strength reduction that occur when using existing water glass materials, has excellent durability and strength after construction, and solves the disadvantage of not being free from heavy metals when using cement. It is an environmentally friendly grout agent suitable for use in ground reinforcement, water blocking, multi-stage steel pipes in tunnels, and back filler for semi-shields.

따라서, 모래층이나 자갈층과 같이 공극이 큰 지반층에서 흐르는 물을 차수 할 수 있을 뿐만 아니라, 미세하게 분말화하여 실트층에도 주입될 수 있는 그라우트 약액으로서 무기물 소재의 주입재를 이용한 그라우트 시공방법에 대한 연구 개발이 점점 더 확대되고 있는 실정이다.Therefore, a study on a grout construction method using an inorganic injection material as a grout chemical solution that can not only block water flowing from ground layers with large pores such as sand or gravel layers, but can also be finely powdered and injected into the silt layer. Development is gradually expanding.

특허등록번호 10-1697964(2017년01월13일 등록)Patent registration number 10-1697964 (registered on January 13, 2017) 특허등록번호 10-2255382(2021년05월17일 등록)Patent registration number 10-2255382 (registered on May 17, 2021) 특허등록번호 10-2302868(2021년09월11일 등록)Patent registration number 10-2302868 (registered on September 11, 2021)

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 탈황석고를 개질하여 그라우트 약액으로서 급결 실리카졸 및 완결 실리카졸을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the purpose of the present invention is to provide a method for producing quick-set silica sol and finished silica sol as a grout chemical solution by modifying desulfurized gypsum.

또한 본 발명에 따르면 상기 급결 약재와 완결 약재를 미세하게 분말화하여 투수계수를 10-5㎝/sec 이하로 확보함으로써 그라우트 시공 시에 자갈층, 모래층 뿐만아니라 실트층에도 주입재가 침투할 수 있는 그라우트 약액을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, according to the present invention, the rapid setting chemical and the finished chemical are finely powdered to ensure a permeability coefficient of 10 -5 cm/sec or less, so that the injection material can penetrate not only the gravel layer and sand layer but also the silt layer during grout construction. The purpose is to provide a method for manufacturing.

아울러, 본 발명에 따르면, 상기와 같이 제조되는 그라우트 약액을 이용한 그라우트 시공방법을 제공함을 목적으로 한다.In addition, according to the present invention, the object is to provide a grout construction method using the grout chemical solution prepared as described above.

본 발명의 일 실시예에 따른 그라우트 약액 제조방법은, 지하 터파기를 목적으로 차수벽을 형성하기 위하여 그라우트 시공을 수행하는 경우에 사용하는 그라우트 약액의 제조 방법에 있어서, 그라우트 시공 시에 조기강도를 향상시키기 위하여 석유 정제과정에서 부산물로 얻어지는 순환자원인 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 황산칼슘이 차지하는 비중이 50 중량% 이상이 되는 제 1 중간재를 형성하는 제1차 개질공정과, 초기 반응성을 높여 1일차 강도를 향상시키기 위하여 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 인산칼슘이 차지하는 비중이 황산칼슘 함량의 1 ~ 2 중량%가 되는 제 2 중간재를 형성하는 제2차 개질공정으로 이루어지는 탈황석고의 개질단계(S110)와, 상기 (S110 단계)에 의한 탈황석고의 개질공정에 의하여 형성되는 제 1 중간재와, 제 2 중간재를 분쇄기를 이용하여 고분말화 공정을 진행한 후, 상기 고분말화된 제 1 중간재와, 제 2 중간재, 및 화력발전소의 순환유동층보일러에서 발생되는 CFBC(Circulating Fluidized Bed Combustion) 애시를 혼합하여 분말형 공통약재를 형성하는 단계(S120)와, 상기 (S120) 단계에서 형성되는 분말형 공통약재 30 ~ 35 중량%와, 물 60 ~ 75 중량%를 혼합하여 공통약액을 형성하는 단계(S130)와, 미세하게 분말화된 고로슬래그와, 칼슘설포알루미네이트 및 알칼리제인 탄산염을 혼합하여 분말형 급결약재를 형성하는 단계(S140)와, 상기 (S140) 단계로부터 형성되는 분말형 급결약재 30 ~ 35 중량%와, 물 60 ~ 75 중량%를 혼합하여 급결약액을 형성하는 단계(S150), 및 상기 (S130) 단계로부터 형성되는 공통약액 40 ~ 60 중량%와, 상기 (S150) 단계로부터 형성되는 급결약액 40 ~ 60 중량%를 지반 주입 직전에 혼합하여 졸 형태의 그라우트 약액을 형성하는 단계(S160)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for producing a grout chemical solution according to an embodiment of the present invention is a method of producing a grout chemical solution used when performing grout construction to form a water barrier for the purpose of underground excavation, to improve early strength during grout construction. To this end, the first reforming process is performed to form the first intermediate material in which calcium sulfate accounts for more than 50% by weight of the total content of desulfurized gypsum, a recycled resource obtained as a by-product in the oil refining process, and to increase initial reactivity. In order to improve the strength on the first day, the proportion of calcium phosphate among the components included in the total content of desulfurized gypsum is 1 to 2% by weight of the calcium sulfate content, and the second reforming process is performed to form a second intermediate material. After performing the reforming step (S110) and the first intermediate material and the second intermediate material formed by the reforming process of desulfurized gypsum in the above (S110 step) using a grinder, the highly powdered A step (S120) of mixing the first intermediate material, the second intermediate material, and CFBC (Circulating Fluidized Bed Combustion) ash generated in a circulating fluidized bed boiler of a thermal power plant to form a powder-type common agent (S120), and forming in the step (S120) A step (S130) of forming a common chemical solution by mixing 30 to 35% by weight of a powdered common chemical and 60 to 75% by weight of water, and mixing finely powdered blast furnace slag, calcium sulfoaluminate and alkaline zein carbonate. A step of mixing to form a powdery quick-setting chemical (S140), and a step of mixing 30 to 35% by weight of the powdery quick-setting chemical formed from the step (S140) and 60 to 75% by weight of water to form a quick-setting chemical solution ( S150), and 40 to 60% by weight of the common chemical solution formed from the (S130) step, and 40 to 60% by weight of the quick setting chemical solution formed from the (S150) step are mixed immediately before ground injection to form a sol-type grout chemical solution. It is characterized by including a step (S160).

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 그라우트 약액 제조방법은, 지하 터파기를 목적으로 차수벽을 형성하기 위하여 그라우트 시공을 수행하는 경우에 사용하는 그라우트 약액의 제조 방법에 있어서, 그라우트 시공 시에 조기강도를 향상시키기 위하여 석유 정제과정에서 부산물로 얻어지는 순환자원인 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 황산칼슘이 차지하는 비중이 50 중량% 이상이 되는 제 1 중간재를 형성하는 제1차 개질공정과, 초기 반응성을 높여 1일차 강도를 향상시키기 위하여 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 인산칼슘이 차지하는 비중이 황산칼슘 함량의 1 ~ 2 중량%가 되는 제 2 중간재를 형성하는 제2차 개질공정으로 이루어지는 탈황석고의 개질단계(S210)와, 상기 (S110 단계)에 의한 탈황석고의 개질공정에 의하여 형성되는 제 1 중간재와, 제 2 중간재를 분쇄기를 이용하여 고분말화 공정을 진행한 후, 상기 고분말화된 제 1 중간재와, 제 2 중간재, 및 화력발전소의 순환유동층보일러에서 발생되는 CFBC(Circulating Fluidized Bed Combustion) 애시를 혼합하여 분말형 공통약재를 형성하는 단계(S220)와, 상기 (S120) 단계에서 형성되는 분말형 공통약재 30 ~ 35 중량%와, 물 60 ~ 75 중량%를 혼합하여 공통약액을 형성하는 단계(S230)와, 미세하게 분말화된 고로슬래그와, 칼슘설포알루미네이트 및 알칼리제인 탄산염을 혼합하여 분말형 급결약재를 형성하는 단계(S240)와, 상기 (S240) 단계로부터 형성되는 분말형 급결약재 99.1 ~ 99.9 중량%와, 반응지연제인 유기산(또는 사탕수수를 발효시켜 제조한 탄소수 6개의 유기산) 0.1 ~ 0.9 중량%를 혼합하여 분말형 완결약재를 형성하는 단계(S250)와, 상기 (S250) 단계로부터 형성되는 분말형 완결약재 30 ~ 35 중량%와, 물 60 ~ 75 중량%를 혼합하여 완결약액을 형성하는 단계(S260), 및 상기 (S230) 단계로부터 형성되는 공통약액 40 ~ 60 중량%와, 상기 (S260) 단계로부터 형성되는 완결약액 40 ~ 60 중량%를 지반 주입 직전에 혼합하여 졸 형태의 그라우트 약액을 형성하는 단계(S270)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for producing a grout chemical solution according to another embodiment of the present invention is a method of producing a grout chemical solution used when performing grout construction to form a water barrier for the purpose of underground excavation, and the early strength is maintained during grout construction. In order to improve the first reforming process to form a first intermediate material in which calcium sulfate accounts for more than 50% by weight of the total content of desulfurized gypsum, a recycled resource obtained as a by-product in the oil refining process, and initial reactivity Desulfurization consisting of a secondary reforming process to form a second intermediate material in which the proportion of calcium phosphate among the components included in the total content of desulfurized gypsum is 1 to 2% by weight of the calcium sulfate content in order to improve the first-day strength by increasing the desulfurization. After performing the gypsum reforming step (S210) and the first intermediate material and the second intermediate material formed by the desulfurized gypsum reforming process in the above (S110 step) using a grinder, the high powder Mixing the converted first intermediate material, the second intermediate material, and CFBC (Circulating Fluidized Bed Combustion) ash generated in a circulating fluidized bed boiler of a thermal power plant to form a powdered common chemical (S220), and the step (S120) A step (S230) of forming a common chemical solution by mixing 30 to 35% by weight of the powdered common chemical formed in and 60 to 75% by weight of water, finely powdered blast furnace slag, calcium sulfoaluminate and alkaline zein. A step (S240) of mixing carbonates to form a powdery quick-setting chemical, 99.1 to 99.9% by weight of the powdery quick-setting chemical formed from the step (S240), and an organic acid as a reaction retardant (or carbon number prepared by fermenting sugarcane) A step (S250) of mixing 0.1 to 0.9% by weight of 6 organic acids to form a powdered drug, 30 to 35% by weight of the powdered drug formed from the step (S250), and 60 to 75% by weight of water. A step of mixing to form a complete chemical solution (S260), and 40 to 60% by weight of the common chemical solution formed from the step (S230), and 40 to 60% by weight of the complete chemical solution formed from the step (S260) immediately before injection into the ground. It is characterized in that it includes a step (S270) of mixing to form a grout chemical solution in the form of a sol.

본 발명에 따르면, 상기 (S110) 단계의 제1차 개질공정은, 그라우트 시공과정에서 조기강도의 향상을 위하여, 상기 탈황석고에 물과 황산을 혼합하여 황산칼슘이 차지하는 비중이 탈황석고의 전체 함량 중에서 50 중량% 이상이 되는 제 1 중간재를 형성하며, 상기 (S110) 단계의 제2차 개질공정은, 그라우트 시공과정에서 초기 반응성을 높여 1일차 강도의 향상을 위하여, 상기 탈황석고에 물과 인산을 혼합하여 인산칼슘이 탈황석고에 함유된 황산칼슘 함량의 1 ~ 2 중량%가 되는 제 2 중간재를 형성하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, in the first reforming process of the (S110) step, in order to improve the early strength during the grout construction process, water and sulfuric acid are mixed with the desulfurized gypsum so that the proportion of calcium sulfate is determined by the total content of the desulfurized gypsum. In order to improve the first-day strength by increasing the initial reactivity during the grout construction process, the second reforming process in the step (S110) is performed by adding water and phosphoric acid to the desulfurized gypsum. It is characterized by mixing to form a second intermediate material in which calcium phosphate is 1 to 2% by weight of the calcium sulfate content contained in the desulfurized gypsum.

본 발명에 따르면, 상기 (S110) 단계의 제1차 개질공정은, 그라우트 시공과정에서 조기강도의 향상을 위하여, 상기 탈황석고에 함유된 산화칼슘과 물이 반응하여 수산화칼슘이 형성되며, 상기 수산화칼슘과 황산이 반응하여 황산칼슘과 2분자의 물이 생성되는 공정이며, 상기 (S110) 단계의 제2차 개질공정은, 그라우트 시공과정에서 초기 반응성을 높여 1일차 강도의 향상을 위하여, 상기 탈황석고에 함유된 산화칼슘과 물이 반응하여 수산화칼슘이 형성되며, 상기 수산화칼슘과 인산이 반응하여 인산칼슘과 2분자의 물이 생성되는 공정인 것을 특징으로 한다.According to the present invention, in the first reforming process of the (S110) step, in order to improve early strength during the grout construction process, calcium oxide contained in the desulfurized gypsum reacts with water to form calcium hydroxide, and the calcium hydroxide and This is a process in which sulfuric acid reacts to produce calcium sulfate and two molecules of water. The second reforming process in the (S110) step is to increase the initial reactivity during the grout construction process and improve the first-day strength by adding the desulfurized gypsum to the desulfurized gypsum. The process is characterized in that the contained calcium oxide and water react to form calcium hydroxide, and the calcium hydroxide and phosphoric acid react to produce calcium phosphate and two molecules of water.

본 발명에 따르면, 상기 제 1 중간재는, 화학식 {CaO + H2O → Ca(OH)2}와, {Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2H2O}에 의하여 생성되며, 상기 제 2 중간재는, 화학식 {CaO + H2O → Ca(OH)2}와, {Ca(OH)2 + H3PO4 → CaHPO4 + 2H2O}에 의하여 생성되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the first intermediate material is produced by the formula {CaO + H 2 O → Ca(OH) 2 } and {Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 → CaSO 4 + 2H 2 O} , the second intermediate material is characterized in that it is produced by the chemical formula {CaO + H 2 O → Ca(OH) 2 } and {Ca(OH) 2 + H 3 PO 4 → CaHPO 4 + 2H 2 O} .

본 발명에 따르면, 상기 제 1 중간재에 의하여 형성되는 그라우트 약액을 그라우트 시공 시에 지반에 주입할 경우에 3 ~ 7일 이내의 조기강도가 10 ㎏/㎠ 이상의 강도로 경화되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, when the grout chemical solution formed by the first intermediate material is injected into the ground during grout construction, the early strength is cured to a strength of 10 kg/cm2 or more within 3 to 7 days.

본 발명에 따르면, 상기 제 1 중간재에 의하여 형성되는 그라우트 약액을 그라우트 시공 시에 지반에 주입할 경우에 초기 반응성(1일차 강도)이 5 ㎏/㎠ 이상의 강도로 경화되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, when the grout chemical solution formed by the first intermediate material is injected into the ground during grout construction, the initial reactivity (1st day strength) is characterized by hardening to a strength of 5 kg/cm2 or more.

본 발명에 따르면, 상기 반응 지연제는, 유기산 또는 사탕수수를 발효시켜 제조한 탄소수 6개의 유기산인 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the reaction retardant is an organic acid or an organic acid having 6 carbon atoms produced by fermenting sugarcane.

또한, 본 발명에 따른 그라우트 시공방법은, 청구항 1 또는 청구항 2에 따라 제조되는 그라우트 약액을 이용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the grout construction method according to the present invention is characterized by using a grout chemical solution prepared according to claim 1 or claim 2.

본 발명에 따라 형성되는 그라우트 약액을 이용한 그라우트 시공 시에 규산나트륨(물유리)을 사용하지 않기 때문에 용탈현상으로 인한 그라우트의 체적 감소가 거의 일어나지 않는 효과가 있다.Since sodium silicate (water glass) is not used during grout construction using the grout chemical solution formed according to the present invention, there is little reduction in the volume of the grout due to leaching phenomenon.

또한, 본 발명은 일반포틀랜드시멘트를 사용하지 않고 중금속이 없는 산업부산물인 탈황석고를 활용하므로 자원을 재활용하며 토양의 중금속 오염을 막을 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention does not use general Portland cement but uses desulfurized gypsum, an industrial by-product without heavy metals, so it has the effect of recycling resources and preventing heavy metal contamination of the soil.

아울러 본 발명은 인산칼슘을 사용하여 초기 경화 속도를 높여 묵상화를 방지함으로써 그라우트 약액인 완결실리카졸을 주입할 경우에 연약지반의 압밀화로 투수계수가 10-5㎝/sec 이하가 되도록 할 수 있으며, 자갈층, 모래층 뿐만 아니라 미세하게 분말화하여 실트층에도 주입재가 침투할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention uses calcium phosphate to increase the initial hardening speed and prevent musking, so that when finished silica sol, a grout chemical solution, is injected, the permeability coefficient can be lowered to 10 -5 cm/sec or less by consolidating the soft ground. , the injection material can penetrate not only the gravel layer and sand layer, but also the finely powdered silt layer.

도 1은 본 발명에 따른 그라우트 약액으로서 급결 실리카졸 및 완결 실리카졸을 제조하는 메카니즘을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 그라우트 약액으로서 급결 실리카졸을 제조하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 그라우트 약액으로서 완결 실리카졸을 제조하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 개질된 탈황석고를 사용하여 제조된 공통약재와 종래기술에 따른 개질전의 탈황석고를 사용하여 제조된 공통약재를 상호 비교한 도면이다.
도 5는 본 발명의 개질된 탈황석고를 사용하여 제조된 그라우트 약액의 몰드 시편에 대한 용탈 현상과 종래기술에 따른 개질전의 탈황석고를 사용하여 제조된 그라우트 약액의 몰드 시편에 대한 용탈 현상을 상호 비교한 도면이다.
도 6a는 본 발명에 따라 제조되는 공통약액과 급결약액을 혼합한 급결 그라우트 약액에 대한 호모겔 투수계수에 대한 시험 결과를 나타낸 도면이다.
도 6b는 본 발명에 따라 제조되는 공통약액과 완결약액을 혼합한 완결 그라우트 약액에 대한 호모겔 투수계수에 대한 시험 결과를 나타낸 도면이다.
Figure 1 is a schematic diagram for explaining the mechanism for producing quick-setting silica sol and finished silica sol as a grout chemical solution according to the present invention.
Figure 2 is a flow chart showing the process of producing quick-setting silica sol as a grout chemical solution according to the present invention.
Figure 3 is a flow chart showing the process of producing finished silica sol as a grout chemical solution according to the present invention.
Figure 4 is a diagram comparing common medicines manufactured using the modified desulfurized gypsum of the present invention and common medicines manufactured using the desulfurized gypsum before modification according to the prior art.
Figure 5 compares the leaching phenomenon of a mold specimen of a grout chemical solution manufactured using the modified desulfurized gypsum of the present invention with that of a mold specimen of a grout chemical solution manufactured using the desulfurized gypsum before modification according to the prior art. It is a drawing.
Figure 6a is a diagram showing the results of a test on the homogel permeability coefficient for a quick-set grout chemical solution mixed with a common chemical solution and a quick-setting chemical solution prepared according to the present invention.
Figure 6b is a diagram showing the test results for the homogel permeability coefficient for the finished grout chemical solution mixed with the common chemical solution and the finished chemical solution prepared according to the present invention.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the description of the present invention is only an example for structural or functional explanation, the scope of the present invention should not be construed as limited by the examples described in the text. In other words, since the embodiments can be modified in various ways and can have various forms, the scope of rights of the present invention should be understood to include equivalents that can realize the technical idea.

하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며 아울러 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 개념과 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.In all the drawings below, components having the same function are given the same reference numerals, so repeated descriptions are omitted, and the terms described below are defined in consideration of the functions in the present invention, which is consistent with the technical idea of the present invention. It is specified that the concept should be interpreted according to its own common meaning.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present invention should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as “first” and “second” are used to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being “connected” to another component, it should be understood that it may be directly connected to the other component, but that other components may exist in between. On the other hand, when a component is referred to as being “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Meanwhile, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring" and "directly neighboring" should be interpreted similarly.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions, unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as “comprise” or “have” refer to the specified features, numbers, steps, operations, components, parts, or them. It is intended to specify the existence of a combination, and should be understood as not excluding in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.For each step, identification codes (e.g., a, b, c, etc.) are used for convenience of explanation. The identification codes do not explain the order of each step, and each step clearly follows a specific order in context. Unless specified, events may occur differently from the specified order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the opposite order.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein, unless otherwise defined, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as consistent with the meaning they have in the context of the related technology, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless clearly defined in the present invention.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

이하, 본 발명에 따른 탈황석고를 이용한 그라우트 약액의 제조방법 및 이를 이용한 그라우트 시공방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the method for producing a grout chemical solution using desulfurized gypsum according to the present invention and the grout construction method using the same will be described in detail.

본 발명은 그라우트 시공 공정 시에, 물유리계 그라우트 주입재의 단점을 개선하고자 개발된 발명으로서. 비시멘트계 무기물 소재의 그라우트 주입재에 의하여 칼슘실리케이트나 에트링자이트가 생성되기 때문에 용탈이나 중금속이 발생되지 않을 뿐만 아니라, 해수에서도 사용 가능한 지반 차수용 그라우트 재료로서 현재 가장 높은 단계의 그라우트 약액을 제조하는 방법 및 이를 이용한 그라우트 시공방법에 관한 것이다.The present invention was developed to improve the disadvantages of water glass-based grout injection material during the grout construction process. Since calcium silicate or ettringite is generated by the grout injection material made of non-cementitious inorganic material, not only does it not cause leaching or heavy metals, but it is also a grout material for ground blocking that can be used in seawater, and is currently manufacturing the highest level grout chemical solution. Method and grout construction method using the same.

본 발명에 따르면, 차수 목적의 지반 그라우트용 약액으로서 그라우트 시공 공정상에서 작업성을 확보하기 위하여 2가지 형태 즉, 공통약액과 급결약액을 결합한 급결 실리카졸 그라우트 약액을 제조하거나, 또는 공통약액과 완결약액을 결합한 완결 실리카졸 그라우트 약액을 제조하며, 상기와 같이 제조되는 급결/완결 실리카졸 그라우트 약액을 이용한 그라우트 시공방법인 것을 특징으로 한다.According to the present invention, in order to ensure workability in the grout construction process as a chemical solution for ground grout for waterproofing purposes, two types of quick-set silica sol grout chemical solution are manufactured by combining a common chemical solution and a quick-setting chemical solution, or a common chemical solution and a complete chemical solution are prepared. A finished silica sol grout chemical solution combining is manufactured, and is characterized in that it is a grout construction method using the rapid setting/complete silica sol grout chemical solution prepared as described above.

본 발명에 따르면, 그라우트 시공 공정 시에, 지반을 천공한 후 2중관을 통하여 공통약액과 급결약액 또는 완결약액을 저압으로 주입시켜 이송하고 지반과 만나는 지점에서 혼합되어 급결/완결 실리카졸 그라우트 약액이 형성되고, 유동성이 사라지는 겔(GEL)화가 수 초 이내에 발생되고, 이와 같은 경우에 겔(GEL)화가 일어나는 시간이 10초 전후(급결)로 경화되거나 또는 1분 전후(완결)로 경화가 이루어진다.According to the present invention, during the grout construction process, after drilling the ground, the common chemical solution and the quick setting chemical solution or the complete chemical solution are injected and transported at low pressure through a double pipe, and are mixed at the point where they meet the ground to form a quick setting/complete silica sol grout chemical solution. GEL formation and loss of fluidity occur within a few seconds, and in this case, the gel formation time is approximately 10 seconds (rapid setting) or hardening occurs in approximately 1 minute (complete setting).

상기 급결 실리카졸 그라우트 약액의 역할은 천공 과정에서 초기 강도를 강하게 하여 가장 연약한 지반 상태로 변화된 천공 로드 주변으로 주입한 약액이 주입관을 타고 지표면으로 분출되는 묵상화 현상을 방지해 주고, 상기 완결 실리카졸 그라우트 약액은 천공된 원래 지반의 약한 곳으로 흘러 들어가 압밀화(지반의 밀도를 올림)한 후 경화됨으로써 궁극적으로 투수계수를 낮추는 역할을 하게 되며, 이상과 같은 일련의 반복과정에 의하여 지반 차수공사를 진행할 수 있다.The role of the quick-set silica sol grout chemical is to strengthen the initial strength during the drilling process and prevent the chemical solution injected around the drilling rod, which has changed to the weakest ground state, from being ejected through the injection pipe to the ground surface, and the completed silica The sol grout chemical solution flows into weak areas of the original perforated ground, consolidates (increases the density of the ground), and then hardens, ultimately lowering the permeability coefficient. Through a series of repetitive processes as above, ground water protection work is performed. You can proceed.

한편, 그라우트 약액으로서 급결 실리카졸에 의하여 묵상화 현상이 발생되는 경우에 완결 실리카졸 그라우트 약액을 아무리 주입한다 할지라도 지반의 약한 곳으로 침투하여 지반을 압밀화하는 역할이 약해지기 때문에 완결 실리카졸 그라우트 약액에 의한 차수 효과를 발휘할 수 없게 되기 때문에, 따라서 본 발명에 따른 급결 실리카졸 그라우트 약액의 빠른 경화로 인하여 강도 발현의 효과를 얻을 수 있는 즉, 본 발명에 따른 급결 실리카졸 그라우트 약액의 주입으로 인하여 초기강도(1일차 강도) 및 조기강도(3 ~ 7일)가 발현되고, 미세분말로 제조되기 때문에 실트층에도 침투할 수 있는 성능이 탁월한 차수 효과를 나타낼 수 있는 차수재 원료로서 활용 가치가 뛰어난 효과가 있다.On the other hand, when the phenomenon of silica sol occurs due to the rapid setting silica sol as a grout chemical solution, no matter how much finished silica sol grout chemical solution is injected, it penetrates into weak areas of the ground and its role in consolidating the ground is weakened, so the finished silica sol grout chemical solution is used. Since the water blocking effect caused by the chemical solution cannot be exerted, the effect of strength development can be obtained due to the rapid curing of the quick-setting silica sol grout chemical solution according to the present invention, that is, due to the injection of the quick-setting silica sol grout chemical solution according to the present invention. It has excellent initial strength (1st day strength) and early strength (3 to 7 days), and because it is manufactured from fine powder, it has the ability to penetrate into the silt layer, making it a valuable material for barrier materials that can exhibit excellent barrier effects. It works.

이하에서는, 본 발명에 따른 그라우트 약액으로서 급결 실리카졸 및 완결 실리카졸을 제조하는 방법에 대한 구체적인 실시예에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, specific examples of a method for producing quick-set silica sol and finished silica sol as a grout chemical solution according to the present invention will be described.

도 1은 본 발명에 따른 그라우트 약액으로서 급결 실리카졸 및 완결 실리카졸을 제조하는 메카니즘을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.Figure 1 is a schematic diagram for explaining the mechanism for producing quick-setting silica sol and finished silica sol as a grout chemical solution according to the present invention.

즉, 본 발명은 지하 터파기를 목적으로 차수벽을 형성하기 위하여 그라우트 시공을 진행하는 경우에 사용하는 그라우트 약액(급결 실리카졸, 완결 실리카졸)을 제조하는 방법과, 이와 같이 제조되는 그라우트 약액을 이용한 그라우트 시공방법에 관하여 설명하기로 한다.That is, the present invention relates to a method for producing a grout chemical solution (fast-setting silica sol, finished silica sol) used when grouting is performed to form a water barrier for the purpose of underground digging, and a grout solution using the grout chemical solution prepared in this way. We will explain the construction method.

첫 번째로, 그라우트 약액을 제조하기 위하여 공통약액을 형성되는 공정과, 두 번째로 급결약액을 형성하는 공정, 세 번째로 완결약액을 형성하는 공정과, 최종적으로 공통약액과 급결약액을 혼합하여 급결 실리카졸 그라우트 약액 및 완결 실리카졸 그라우트 약액을 형성하는 과정을 각 단계별로 설명하기로 한다. First, a process of forming a common chemical solution to manufacture a grout chemical solution, secondly, a process of forming a quick-setting chemical solution, thirdly, a process of forming a finished chemical solution, and finally, a quick setting process by mixing the common chemical solution and the quick-setting chemical solution. The process of forming the silica sol grout chemical solution and the finished silica sol grout chemical solution will be explained step by step.

I. [공통약액 형성 공정]I. [Common chemical solution formation process]

(I - 제 1 단계) : 본 발명에 따른 원사인 탈황석고를 개질하는 공정으로서, 석유 정제과정에서 부산물로 얻어지는 순환자원인 탈황석고의 개질공정(I-S10 단계)을 진행한다, (I - Step 1): This is a process for reforming desulfurized gypsum, which is the raw material according to the present invention. The reforming process (I-S10 step) of desulfurized gypsum, a recycled resource obtained as a by-product in the oil refining process, is carried out.

보다 상세하게는, 본 발명에 따르면, 상기 (I-S10) 단계에서, 석유 정제과정에서 부산물로 얻어지는 순환자원인 상기 탈황석고가 성능이 우수한 차수재의 원료로 이용하기 위해서는 지하 터파기를 목적으로 차수벽을 형성하기 위하여 지반 침투 시에 i) 조기강도(3 ~ 7일차 강도)의 발현을 확보하고, ii) 초기 반응성(1일차 강도)을 향상시키는 것이 중요한 요소이다.More specifically, according to the present invention, in the step (I-S10), in order to use the desulfurized gypsum, which is a recycled resource obtained as a by-product in the petroleum refining process, as a raw material for a barrier material with excellent performance, it is used as a barrier material for the purpose of digging underground. In order to form a ground penetration, it is important to i) secure the development of early strength (strength on the 3rd to 7th day) and ii) improve the initial reactivity (strength on the 1st day).

따라서, 본 발명에 따르면, 상기 조기강도(3 ~ 7일)를 확보하기 위해서 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 황산칼슘(CaSO4)이 차지하는 비중이 50 중량% 이상이 되도록 형성되는 제1차 개질공정(I-S11)을 진행하고, 또한, 상기 초기반응성인 1일차 강도를 향상시키기 위하여 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 인산칼슘(CaHPO4)이 차지하는 비중이 황산칼슘(CaSO4) 함량의 1 ~ 2 중량%가 되도록 형성하는 제2차 개질공정(I-S12)의 진행 즉, 2차례의 개질공정을 진행한다.Therefore, according to the present invention, in order to secure the early strength (3 to 7 days), the first plaster is formed so that the proportion of calcium sulfate (CaSO 4 ) in the total content of desulfurized gypsum is 50% by weight or more. In order to proceed with the secondary reforming process (I-S11) and improve the strength on the first day, which is the initial reactivity, the proportion of calcium phosphate (CaHPO 4 ) in the total content of desulfurized gypsum is calcium sulfate (CaSO 4 ). ) The second reforming process (I-S12) is performed to form a content of 1 to 2% by weight, that is, two reforming processes are performed.

상기 (I-S11) 단계 및 (I-S12) 단계로 진행되는 제1차 및 제2차 개질공정은 구체적으로 다음과 같다.The first and second reforming processes progressing through the (I-S11) and (I-S12) steps are specifically as follows.

먼저, [(I-S11) 단계](제1차 개질공정)는 다음과 같다. First, the [(I-S11) step] (first reforming process) is as follows.

상기 (I-S11) 단계인 1차 개질공정은 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 황산칼슘(CaSO4)의 함량이 50 중량% 이상이 되도록 제 1 중간재를 형성하는 개질공정으로서, 제1차 개질공정은 다음과 같다.The first reforming process, which is the (I-S11) step, is a reforming process of forming a first intermediate material so that the content of calcium sulfate (CaSO 4 ) is 50% by weight or more among the components included in the total content of desulfurized gypsum. The tea reforming process is as follows.

상기 석유 정제과정에서 얻어지는 순환자원인 탈황석고의 주성분은 황산칼슘(40 ~ 45 중량%)과 산화칼슘(55 ~ 60 중량%)으로 구성되어 있다. The main components of desulfurized gypsum, a recycled resource obtained during the oil refining process, consist of calcium sulfate (40 to 45% by weight) and calcium oxide (55 to 60% by weight).

따라서, 본 발명에 따른 지하 터파기를 목적으로 차수벽을 형성하기 위하여 그라우트 시공을 수행하는 경우에, 상기 탈황석고를 이용한 그라우트 약액이 지반에 주입 침투되어 수 일 이내 즉, 3 ~ 7일 이내에 경화되는 조기강도를 발현하기 위해서는 상기 탈황석고의 전체 함량 중에서 황산칼슘(CaSO4)이 차지하는 비중이 50 중량% 이상이 되도록 제 1 중간재를 형성하는 제1차 개질공정으로서, Therefore, when grouting is performed to form a barrier wall for the purpose of underground digging according to the present invention, the grout chemical solution using the desulfurized gypsum is injected and penetrates into the ground and hardens within a few days, that is, within 3 to 7 days. In order to develop strength, a first reforming process of forming a first intermediate material such that the proportion of calcium sulfate (CaSO 4 ) in the total content of the desulfurized gypsum is 50% by weight or more,

다음과 같은 (화학식 3) 및 (화학식 4)에 의하여 개질 공정을 진행한다.The reforming process is performed according to the following (Formula 3) and (Formula 4).

(화학식 3) CaO + H2O → Ca(OH)2 (Formula 3) CaO + H 2 O → Ca(OH) 2

즉, 본 발명에 따르면, 상기 탈황석고의 전체 함량 중에서 황산칼슘(CaSO4)이 차지하는 비중이 50 중량% 이상이 되도록 제 1 중간재를 형성하여 조기강도(3 ~ 7일차 강도)가 개선될 수 있도록, 상기 탈황석고에 함유된 산화칼슘(CaO)은 상기 (화학식 3)과 같이 물(H2O)과 반응하여 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 형성된다.That is, according to the present invention, the first intermediate material is formed so that the proportion of calcium sulfate (CaSO 4 ) in the total content of the desulfurized gypsum is 50% by weight or more, so that the early strength (strength on the 3rd to 7th day) can be improved. , Calcium oxide (CaO) contained in the desulfurized gypsum reacts with water (H 2 O) as shown in (Formula 3) above to form calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ).

(화학식 4) Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2H2O (Formula 4) Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 → CaSO 4 + 2H 2 O

상기 (화학식 3)에 의하여 형성되는 수산화칼슘(Ca(OH)2)은 , 상기 (화학식 4)와 같이, 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 황산(H2SO4)이 반응하여 황산칼슘(CaSO4)과 2분자의 물(2H2O)이 생성되며, 상기 (화학식 4)에 의하여 생성된 2분자의 물(2H2O)은 다시 (화학식 3)과 같이 산화칼슘(CaO)과 반응하여 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 생성되어 순환반응이 이루어진다.Calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) formed by the above (Formula 3), as in the above (Formula 4), calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) and sulfuric acid (H 2 SO 4 ) react to form calcium sulfate (CaSO 4 ) and two molecules of water (2H 2 O) are generated, and the two molecules of water (2H 2 O) generated by the above (Formula 4) react with calcium oxide (CaO) again as shown in (Formula 3) Calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) is produced and a cyclic reaction occurs.

결과적으로 상기와 같은 일련의 개질공정에 의하여 생성되는 제 1 중간재는 황산칼슘(CaSO4)이 차지하는 비중이 탈황석고의 전체 함량 중에서 50 중량% 이상이 되도록 형성되기 때문에, 따라서 무기계 그라우트 약액 주입재에 의한 포졸란 반응 메커니즘에 의하여 생성되는 겔화물질인 에트링자이트가 생성되어 그라우트 시공 시에 지반에 침투하여 시간이 흐를수록 치밀한 수화물이 형성되기 때문에 3 ~ 7일 이내에 경화되는 조기강도를 발현하여 강도가 단단한 경화체로서 차수 공사 시에 차수재로서 뛰어난 성능을 발휘할 수 있다.As a result, the first intermediate material produced through the above-mentioned series of reforming processes is formed so that the proportion of calcium sulfate (CaSO 4 ) accounts for more than 50% by weight of the total content of desulfurized gypsum, and therefore, the inorganic grout chemical injection material Ettlingite, a gelling material produced by a pozzolanic reaction mechanism, is generated and penetrates into the ground during grout construction, forming dense hydrates over time, thereby developing early strength that hardens within 3 to 7 days, making the material strong. As a hardened material, it can demonstrate excellent performance as a barrier material during water barrier construction.

Lot
No
Lot
No
개질 전
탈황석고(g)
Before reformation
Desulfurized gypsum (g)
묽은황산 투입량(g)
(150g)
Dilute sulfuric acid input amount (g)
(150g)
황산칼슘 생성량(g)Calcium sulfate production amount (g) 비 고note
H2O(g) H2O (g) H2SO4(g)H 2 SO 4 (g) CaSO4(g)CaSO 4 (g) 증가율(%)Increase rate (%) 1-11-1 1,0001,000 135135 1515 20.820.8 1.811.81 1-21-2 1,0001,000 120120 3030 41.641.6 3.623.62 1-31-3 1,0001,000 105105 4545 62.562.5 5.435.43 1-41-4 1,0001,000 9090 6060 83.383.3 7.247.24 1-51-5 1,0001,000 7575 7575 104.1104.1 9.059.05 1-61-6 1,0001,000 6060 9090 124.9124.9 10.8610.86 1-71-7 1,0001,000 4545 105105 145.7145.7 12.6712.67 1-81-8 1,0001,000 3030 120120 166.5166.5 14.4814.48 1-91-9 1,0001,000 1515 135135 187.4187.4 16.3016.30 1-101-10 1,0001,000 00 150150 208.2208.2 18.1018.10

상기 [표 1]은 제1차 개질공정으로 형성된 제 1 중간재가 형성되는 탈황석고와 묽은황산의 반응 결과표이다. 즉, 석유 정제과정에서 얻어지는 순환자원으로서, 황산칼슘(CaSO4) 40 ~ 45 중량%와 산화칼슘(CaO) 55 ~ 60 중량%로 이루어지는 개질공정 전 단계의 탈황석고가, 전체 함량 중 50 중량% 이상의 황산칼슘(CaSO4)과 50 중량% 이하의 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 포함하는 제 1 중간재가 형성되는 개질 과정에서 탈황석고와 묽은황산의 반응 결과표를 나타낸 것이다.[Table 1] above is a table of the reaction results between desulfurized gypsum and dilute sulfuric acid, from which the first intermediate material formed in the first reforming process is formed. In other words, as a circular resource obtained during the petroleum refining process, desulfurized gypsum in the stage before the reforming process, consisting of 40 to 45% by weight of calcium sulfate (CaSO 4 ) and 55 to 60% by weight of calcium oxide (CaO), accounts for 50% by weight of the total content. This table shows the reaction results of desulfurized gypsum and dilute sulfuric acid during the reforming process in which the first intermediate material containing more than calcium sulfate (CaSO 4 ) and less than 50% by weight of calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) is formed.

상기 [표 1]에서 황산칼슘의 생성량 및 황산칼슘의 증가율(%)은 다음과 같은 (수학식 1) 및 (수학식 2)에 의하여 표현될 수 있다.In [Table 1], the amount of calcium sulfate produced and the increase rate (%) of calcium sulfate can be expressed by the following (Equation 1) and (Equation 2).

(수학식 1) [황산투입량(g)/ 98(황산분자량)] * 136(황산칼슘분자량) = 황산칼슘 생성량(Equation 1) [Sulfuric acid input amount (g) / 98 (sulfuric acid molecular weight)] * 136 (calcium sulfate molecular weight) = Calcium sulfate production amount

(수학식 2) (황산칼슘 생성량 / 1,150(탈황석고+묽은황산) * 100 = 황산칼슘 증가율(%)(Equation 2) (Calcium sulfate production / 1,150 (desulfurized gypsum + dilute sulfuric acid) * 100 = Calcium sulfate increase rate (%)

상기와 같은 탈황석고의 전체 함량 중에서 황산칼슘(CaSO4)이 차지하는 비중이 50 중량% 이상이 되도록 포함되는 제 1 중간재에 의하여 형성되는 그라우트 약액을 그라우트 시공 시에 지반에 주입할 경우에 3 ~ 7일 이내의 조기강도가 10 ㎏/㎠ 이상의 강도로 형성되는 단단한 경화체로서 차수 공사 시에 차수재로서 뛰어난 성능을 발휘할 수 있는 효과가 있다.When the grout chemical solution formed by the first intermediate material, which is included so that the proportion of calcium sulfate (CaSO 4 ) in the total content of the desulfurized gypsum as described above is 50% by weight or more, is injected into the ground during grout construction, 3 to 7 It is a hard hardened body that is formed with an early strength of 10 kg/cm2 or more within a day, and has the effect of demonstrating excellent performance as a water barrier material during water barrier construction.

다음으로, [(I-S12) 단계](제2차 개질공정)은 다음과 같다. Next, the [(I-S12) step] (second reforming process) is as follows.

상기 (I-S12) 단계인 제2차 개질공정은, 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 인산칼슘(CaHPO4)이 차지하는 비중이 황산칼슘(CaSO4) 함량의 1 ~ 2 중량%가 되도록 제 2 중간재를 형성하는 개질공정으로서, 제2차 개질공정은 구체적으로 다음과 같다.The second reforming process, which is the step (I-S12), is performed so that the proportion of calcium phosphate (CaHPO 4 ) among the components included in the total content of desulfurized gypsum is 1 to 2% by weight of the calcium sulfate (CaSO 4 ) content. As a reforming process for forming the second intermediate material, the secondary reforming process is specifically as follows.

본 발명에 따른 지하 터파기를 목적으로 차수벽을 형성하기 위하여 그라우트 시공을 수행하는 경우에 상기 탈황석고를 이용한 그라우트 약액이 지반에 주입 침투되어 초기 반응성인 1 일차 강도를 향상시키기 위해서는 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 인산칼슘(CaHPO4)이 차지하는 비중이 황산칼슘(CaSO4) 함량의 1 ~ 2 중량%가 되도록 제 2 중간재를 형성하는 제2차 개질공정으로서, When performing grout construction to form a water barrier for the purpose of digging underground according to the present invention, the grout chemical solution using the desulfurized gypsum is injected and penetrated into the ground, and in order to improve the initial reactive primary strength, the total content of the desulfurized gypsum must be adjusted. A secondary reforming process to form a second intermediate material such that the proportion of calcium phosphate (CaHPO 4 ) among the included components is 1 to 2% by weight of the calcium sulfate (CaSO 4 ) content,

다음과 같은 (화학식 5) 및 (화학식 6)에 의하여 개질 공정을 진행한다.The reforming process is performed according to the following (Formula 5) and (Formula 6).

(화학식 5) CaO + H2O → Ca(OH)2 (Formula 5) CaO + H 2 O → Ca(OH) 2

즉, 본 발명에 따르면, 황산칼슘(CaSO4) 함량의 1 ~ 2 중량%에 해당하는 인산칼슘(CaHPO4)이 함유된 제 2 중간재를 형성하여 초기 강도(1일차 강도)가 개선될 수 있도록, 탈황석고에 함유된 산화칼슘(CaO)은 물(H2O)과 반응하여 상기 (화학식 5)과 같이 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 형성된다. That is, according to the present invention, the initial strength (first-day strength) can be improved by forming a second intermediate material containing calcium phosphate (CaHPO 4 ) equivalent to 1 to 2% by weight of the calcium sulfate (CaSO 4 ) content. , Calcium oxide (CaO) contained in desulfurized gypsum reacts with water (H 2 O) to form calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) as shown in (Formula 5) above.

(화학식 6) Ca(OH)2 + H3PO4 → CaHPO4 + 2H2O (Formula 6) Ca(OH) 2 + H 3 PO 4 → CaHPO 4 + 2H 2 O

상기 (화학식 5)에 의하여 형성되는 수산화칼슘(Ca(OH)2)은, 상기 (화학식 6)과 같이 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 인산(H3PO4)이 반응하여 인산칼슘(CaHPO4)과 2분자의 물(2H2O)이 생성되며, 상기 (화학식 6)에 의하여 생성된 물(2H2O)은 다시 (화학식 5)와 같이 산화칼슘(CaO)과 반응하여 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 생성되도록 반복적인 순환반응이 이루어진다.Calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) formed by the above (Formula 5) is formed by reacting calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) and phosphoric acid (H 3 PO 4 ) as shown in the above (Formula 6) to form calcium phosphate (CaHPO 4 ) and two molecules of water (2H 2 O) are generated, and the water (2H 2 O) produced by (Formula 6) reacts with calcium oxide (CaO) again as (Formula 5) to produce calcium hydroxide (Ca( A repetitive cyclic reaction occurs to produce OH) 2 ).

결과적으로, 상기와 같은 일련의 개질공정에 의하여 생성되는 제 2 중간재는 인산칼슘(CaHPO4)이 탈황석고에 함유된 황산칼슘(CaSO4) 함량의 1 ~ 2 중량%가 되도록 형성되기 때문에, 상기 제 2 중간재를 그라우트 시공 시에 이용하는 경우에 무기계 그라우트 약액 주입재에 의한 포졸란 반응 메커니즘에 의하여 생성되는 겔화물질인 에트링자이트가 생성되어 그라우트 시공 시에 지반에 침투하여 치밀한 수화물이 형성되기 때문에 초기 반응성을 높여 1일차 강도를 향상시킬 수 있으므로 차수 공사 시에 차수재로서 뛰어난 성능을 발휘할 수 있다.As a result, the second intermediate material produced through the above series of reforming processes is formed so that calcium phosphate (CaHPO 4 ) is 1 to 2% by weight of the calcium sulfate (CaSO 4 ) content contained in the desulfurized gypsum. When the second intermediate material is used during grout construction, ettringite, a gelled material produced by the pozzolanic reaction mechanism by the inorganic grout chemical injection material, is generated and penetrates into the ground during grout construction to form a dense hydrate, resulting in initial reactivity. By increasing the first-day strength, it can demonstrate excellent performance as a water barrier material during water barrier construction.

Lot
No
Lot
No
개질 전
탈황석고(g)
Before reformation
Desulfurized gypsum (g)
묽은인산 투입량(g)
(150g)
Dilute phosphoric acid input amount (g)
(150g)
인산석고 생성량(g)Phosphate gypsum production amount (g) 비 고note
H2O(g) H2O (g) H3PO4(g)H 3 P O 4 (g) CaHPO4(g)CaHPO 4 (g) 인산칼슘(중량%)Calcium phosphate (% by weight) 2-12-1 1,0001,000 148.5148.5 1.51.5 2.12.1 0.180.18 2-22-2 1,0001,000 147.0147.0 3.03.0 4.24.2 0.360.36 2-32-3 1,0001,000 145.5145.5 4.54.5 6.36.3 0.540.54 2-42-4 1,0001,000 144.0144.0 6.06.0 8.38.3 0.720.72 2-52-5 1,0001,000 142.5142.5 7.57.5 10.410.4 0.910.91 2-62-6 1,0001,000 141.0141.0 9.09.0 12.512.5 1.091.09 2-72-7 1,0001,000 139.5139.5 10.510.5 14.614.6 1.271.27 2-82-8 1,0001,000 138.0138.0 12.012.0 16.716.7 1.451.45 2-92-9 1,0001,000 136.5136.5 13.513.5 18.718.7 1.631.63 2-102-10 1,0001,000 135.0135.0 15.015.0 20.820.8 1.811.81

상기 [표 2]는 제2차 개질공정으로 형성된 제 2 중간재가 형성되는 탈황석고와 묽은인산의 반응 결과표이다. 즉, 석유 정제과정에서 얻어지는 순환자원으로서, 40 ~ 45 중량%의 황산칼슘(CaSO4)과 55~60 중량%의 산화칼슘(CaO)으로 구성되는 탈황석고 원사가 상기 황산칼슘(CaSO4) 함량의 2 ~ 3 중량%에 해당하는 인산칼슘(CaHPO4)이 포함되는 제 2 중간재의 개질 과정에서 탈황석고와 묽은인산의 반응 결과표를 나타낸 것이다.[Table 2] above is a table of the reaction results between desulfurized gypsum and dilute phosphoric acid, from which the second intermediate material formed in the secondary reforming process is formed. That is, as a circular resource obtained during the oil refining process, desulfurized gypsum yarn consisting of 40 to 45% by weight of calcium sulfate (CaSO 4 ) and 55 to 60% by weight of calcium oxide (CaO) has the calcium sulfate (CaSO 4 ) content. This table shows the reaction results of desulfurized gypsum and dilute phosphoric acid during the reforming process of the second intermediate material containing 2 to 3% by weight of calcium phosphate (CaHPO 4 ).

상기 [표 2]에서, 인산칼슘의 생성량 및 인산칼슘의 증가율(%)은 다음과 같은 (수학식 3) 및 (수학식 4)에 의하여 표현할 수 있다.In [Table 2], the amount of calcium phosphate produced and the increase rate (%) of calcium phosphate can be expressed by the following (Equation 3) and (Equation 4).

(수학식 3) [인산투입량(g) / 98(인산분자량)] * 136(인산칼슘분자량) = 인산칼슘 생성량(Equation 3) [Phosphoric acid input amount (g) / 98 (phosphoric acid molecular weight)] * 136 (calcium phosphate molecular weight) = Calcium phosphate production amount

(수학식 4) (인산칼슘생성량 / 1,150(탈황석고+묽은인산) * 100 = 인산칼슘 증가율(%)(Equation 4) (Calcium phosphate production / 1,150 (desulfurized gypsum + diluted phosphoric acid) * 100 = Calcium phosphate increase rate (%)

상기와 같이 개질된 탈황석고의 전체 함량 중에서 포함되는 황산칼슘(CaSO4) 함량의 1 ~ 2 중량%에 해당하는 인산칼슘(CaHPO4)을 포함하는 제 2 중간재에 의하여 형성되는 그라우트 약액을 그라우트 시공 시에 지반에 주입할 경우에 초기 반응성(1일차 강도)이 5 ㎏/㎠ 이상의 강도로 형성되는 단단한 경화체로서 차수 공사 시에 차수재로서 뛰어난 성능을 발휘할 수 있는 효과가 있다.Grouting with a grout chemical solution formed by a second intermediate material containing calcium phosphate (CaHPO 4 ) equivalent to 1 to 2% by weight of the calcium sulfate (CaSO 4 ) content in the total content of the desulfurized gypsum modified as described above. When injected into the ground, it is a hard hardened body with an initial reactivity (1st day strength) of 5 kg/cm2 or more, and has the effect of demonstrating excellent performance as a barrier material during water barrier construction.

(I - 제 2 단계) : 본 발명에 따른 공통약재를 형성하는 과정으로서, 상기 (I-S10)단계의 상기 (I-S11) 및 (I-S12)단계와 같은 제1차 및 제2차 개질공정에 의하여 황산칼슘(CaSO4)의 함량이 탈황석고의 성분 중 50 중량% 이상이 되도록 형성되는 제 1 중간재와, 인산칼슘(CaHPO4)의 함량이 탈황석고에 포함된 황산칼슘(CaSO4) 함량의 1 ~ 2 중량%로 형성되는 제 2 중간재는, 레몬드밀이나 볼밀과 같은 분쇄기를 이용하여 고분말화(예를 들면, 3,000 ~ 5,000브레인(g/㎝2) 이상의 분말도) 공정을 진행한 후, 상기 고분말화된 제 1 중간재와, 제 2 중간재, 및 화력발전소의 순환유동층보일러에서 발생되는 CFBC(Circulating Fluidized Bed Combustion) 애시(Ash)를 혼합하여 분말형 공통약재를 형성하는 단계(I-S20)를 진행한다.(I - 2nd step): A process of forming a common medicinal material according to the present invention, including the first and second steps such as the (I-S11) and (I-S12) steps of the (I-S10) step. The first intermediate material is formed through a reforming process so that the content of calcium sulfate (CaSO 4 ) is more than 50% by weight of the components of the desulfurized gypsum, and the calcium sulfate (CaSO 4 ) content of the calcium phosphate (CaHPO 4 ) contained in the desulfurized gypsum is ) The second intermediate material, which is formed at 1 to 2% by weight of the content, is made into a high powder (e.g., a powder level of 3,000 to 5,000 brains (g/cm 2 ) or more) using a grinder such as a lemon mill or ball mill. After proceeding, mixing the highly powdered first intermediate material, the second intermediate material, and CFBC (Circulating Fluidized Bed Combustion) ash generated in a circulating fluidized bed boiler of a thermal power plant to form a powdered common medicine. Proceed with (I-S20).

(I - 제 3 단계) : 본 발명에 따른 공통약액을 형성하는 과정으로서, 상기 (I-S20 단계)에서 형성되는 분말형 공통약재 30 ~ 35 중량%와, 물 60 ~ 75 중량%를 혼합하여 공통약액을 형성하는 단계(I-S30)를 진행한다.(I - Step 3): A process of forming a common drug solution according to the present invention, by mixing 30 to 35% by weight of the powdered common drug formed in the above (Step I-S20) and 60 to 75% by weight of water. Proceed with the step of forming a common chemical solution (I-S30).

II. [급결약액 형성 공정]II. [Quick-setting chemical solution formation process]

(II - 제 1 단계) : 본 발명에 따른 급결약재를 형성하는 과정으로서, 제선공정에서 생성되는 미세하게 분말화된 고로슬래그와, 칼슘설포알루미네이트[C.S.A(Calcium Sulfoaluminate)] 및 알칼리제인 탄산염을 혼합하여 분말형 급결약재를 형성하는 단계(II-S10)를 진행한다.(II - Step 1): A process of forming a quick setting agent according to the present invention, using finely powdered blast furnace slag produced in the iron making process, calcium sulfoaluminate [C.S.A. (Calcium Sulfoaluminate)], and alkaline carbonate. Proceed with the step (II-S10) of mixing to form a powder-type quick-setting chemical.

(II - 제 2 단계) : 본 발명에 따른 급결약액을 형성하는 과정으로서, 상기 (II-S10) 단계로부터 형성되는 분말형 급결약재 30 ~ 35중량%와, 물 60 ~ 75 중량%를 혼합하여 급결약액을 형성하는 단계(II-S20)를 진행한다.(II - Step 2): A process of forming a quick-setting chemical solution according to the present invention, by mixing 30 to 35% by weight of the powdery quick-setting chemical formed from the step (II-S10) and 60 to 75% by weight of water. Proceed with the step of forming a quick-setting chemical solution (II-S20).

III. [완결약액 형성 공정]III. [Complete chemical solution formation process]

(III - 제 1 단계) : 본 발명에 따른 완결약재를 형성하는 과정으로서. 상기 (II-S10) 단계로부터 형성되는 분말형 급결약재 99.1 ~ 99.9 중량%와, 반응지연제인 유기산(또는 사탕수수를 발효시켜 제조한 탄소수 6개의 유기산) 0.1 ~ 0.9 중량%를 혼합하여 분말형 완결약재를 형성하는 단계(III-S10)를 진행한다.(III - Step 1): The process of forming the finished drug according to the present invention. The powder form is completed by mixing 99.1 to 99.9% by weight of the powdered quick-setting chemical formed from the step (II-S10) and 0.1 to 0.9% by weight of the organic acid as a reaction retardant (or an organic acid with 6 carbon atoms produced by fermenting sugarcane). Proceed with the step of forming the medicine (III-S10).

(III - 제 2 단계) : 본 발명에 따른 완결약액을 형성하는 과정으로서, 상기 (III-S10) 단계로부터 형성되는 분말형 완결약재 30 ~ 35 중량%와, 물 60 ~ 75 중량%를 혼합하여 완결약액을 형성하는 단계(III-S20)를 진행한다.(III - Step 2): A process of forming a finished drug solution according to the present invention, mixing 30 to 35% by weight of the powdered finished drug formed from the step (III-S10) and 60 to 75% by weight of water. Proceed with the step of forming the complete chemical solution (III-S20).

IV. [급결 실리카졸 그라우트 약액 형성 공정]IV. [Fast setting silica sol grout chemical solution formation process]

(IV - 제 1 단계) : 본 발명에 따른 급결 실리카졸 그라우트 약액을 형성하는 과정으로서, 상기 (I-S30) 단계로부터 형성되는 공통약액 40 ~ 60 중량%와, 상기 (II-S20) 단계로부터 형성되는 급결약액 40 ~ 60 중량%를 지반 주입 직전에 혼합하여 급결 실리카졸을 형성하는 단계(IV-S10)를 진행한다.(IV - Step 1): A process of forming a quick-setting silica sol grout chemical solution according to the present invention, comprising 40 to 60% by weight of the common chemical solution formed from the (I-S30) step and from the (II-S20) step A step (IV-S10) of forming quick-setting silica sol is performed by mixing 40 to 60% by weight of the formed quick-setting chemical solution immediately before injection into the ground.

V. [완결 실리카졸 그라우트 약액 형성 공정]V. [Completed silica sol grout chemical solution formation process]

(V - 제 1 단계) : 본 발명에 따른 완결 실리카졸 그라우트 약액을 형성하는 과정으로서, 상기 (I-S30) 단계로부터 형성되는 공통약액 40 ~ 60 중량%와, 상기 (III-S20) 단계로부터 형성되는 완결약액 40 ~ 60 중량%를 지반 주입 직전에 혼합하여 완결 실리카졸을 형성하는 단계(V-S10)를 진행한다.(V - Step 1): A process of forming a finished silica sol grout chemical solution according to the present invention, comprising 40 to 60% by weight of the common chemical solution formed from the (I-S30) step and from the (III-S20) step A step (V-S10) of forming a finished silica sol is performed by mixing 40 to 60% by weight of the completed chemical solution just before injection into the ground.

상기 (IV - 제 1 단계) 및 (V - 제 1 단계)로부터 형성되는 급결/완결 실리카졸 그라우트 약액을 지하 터파기를 목적으로 차수벽을 형성하기 위한 그라우트 시공에 이용되는 경우에, 개질된 탈황석고의 전체 함량 중에서 황산칼슘(CaSO4)이 차지하는 비중이 50 중량% 이상이 되도록 포함되는 제 1 중간재에 의하여 형성되는 그라우트 약액이 그라우트 시공 시에 지반에 주입할 경우에 3 ~ 7일 이내의 조기강도가 10 ㎏/㎠ 이상의 강도와, 초기 반응성(1일차 강도)이 5 ㎏/㎠ 이상의 강도가 발현되도록 형성되는 단단한 경화체로서 차수 공사 시에 차수재로서 뛰어난 성능을 발휘할 수 있는 효과가 있다.When the rapid setting/complete silica sol grout chemical solution formed from (IV - first step) and (V - first step) is used in grout construction to form a water barrier for the purpose of underground digging, the modified desulfurized gypsum When the grout chemical solution formed by the first intermediate material, which contains calcium sulfate (CaSO 4 ) in a proportion of more than 50% by weight of the total content, is injected into the ground during grout construction, the early strength is reduced within 3 to 7 days. It is a hard cured body that is formed to develop a strength of more than 10 kg/cm2 and an initial reactivity (1st day strength) of more than 5 kg/cm2, and has the effect of demonstrating excellent performance as a barrier material during water barrier construction.

아울러, 순환자원인 탈황석고의 개질공정(I-S10 단계) 중 (I-S11) 단계 및 (I-S12) 단계로 진행되는 제1차 및 제2차 개질공정으로부터 형성되는 제 1 중간재 및 제 2 중간재를 레몬드밀 또는 볼밀과 같은 분쇄기를 이용한 고분말화(예를 들면, 3,000 ~ 5,000브레인(g/㎝2) 이상의 분말도) 공정을 진행하여 형성되는 급결/완결 실리카졸 그라우트 약액이 미세하게 분말화되어 그라우트 시공 시에 지반에 주입할 경우에 투수계수가 10-5㎝/sec 이하로 확보되어 자갈층과 모래층 및 실트층(점토층)에도 침투가 가능한 효과가 있다.In addition, the first intermediate material and agent formed from the first and second reforming processes progressing to the (I-S11) and (I-S12) stages of the reforming process (I-S10 stage) of desulfurized gypsum, a recycled resource. 2 The rapid setting/complete silica sol grout chemical solution formed by processing the intermediate material into a high powder (e.g., 3,000 to 5,000 grains (g/cm 2 ) or higher) using a grinder such as a lemonade mill or ball mill is finely powdered. When it is powdered and injected into the ground during grout construction, the permeability coefficient is secured to 10 -5 cm/sec or less, making it possible to penetrate into the gravel layer, sand layer, and silt layer (clay layer) .

이하에서는 본 발명에 따른 그라우트 약액으로서 급결 실리카졸 및 완결실리카 졸을 제조하는 방법에 대하여 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. Hereinafter, the method for producing quick-set silica sol and finished silica sol as a grout chemical solution according to the present invention will be discussed in more detail.

도 2는 본 발명에 따른 그라우트 약액인 급결 실리카졸을 제조하는 과정을 나타낸 흐름도이다.Figure 2 is a flow chart showing the process of manufacturing quick-setting silica sol, a grout chemical solution according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 그라우트 약액으로서 급결 실리카졸을 제조하는 방법은 다음과 같다.As shown, the method for producing quick-setting silica sol as a grout chemical solution according to the present invention is as follows.

지하 터파기를 목적으로 차수벽을 형성하기 위하여 그라우트 시공을 수행하는 경우에 사용하는 급결 실리카졸 그라우트 약액의 제조 방법에 있어서, In the method for producing a quick-setting silica sol grout chemical solution used when performing grout construction to form a water barrier for the purpose of underground digging,

석유 정제과정에서 부산물로 얻어지는 순환자원인 탈황석고의 개질공정을 진행하는 (S110) 단계를 수행한다.A step (S110) is performed to reform desulfurized gypsum, a recycled resource obtained as a by-product in the oil refining process.

보다 상세하게는 상기 (S110) 단계는, More specifically, the step (S110) is,

그라우트 시공과정에서 조기강도(3 ~ 7일)를 향상시키기 위하여 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 황산칼슘(CaSO4)이 차지하는 비중이 50 중량% 이상이 되는 제 1 중간재를 형성하는 제1차 개질공정(S111)을 진행한다.In order to improve early strength (3 to 7 days) during the grout construction process, the first intermediate material in which calcium sulfate (CaSO 4 ) accounts for more than 50% by weight of the total content of desulfurized gypsum is used to form the first intermediate material. Proceed with the tea reforming process (S111).

상기 제1차 개질공정(S110)은, 상기 (화학식 3) 및 (화학식 4)와 같이, 탈황석고에 물(H2O)과 황산(H2SO4)을 혼합하여 황산칼슘(CaSO4)이 차지하는 비중이 탈황석고의 전체 함량 중에서 50 중량% 이상이 되는 제 1 중간재를 형성한다.The first reforming process (S110) is to mix desulfurized gypsum with water (H 2 O) and sulfuric acid (H 2 SO 4 ), as shown in (Formula 3) and (Formula 4 ), to produce calcium sulfate (CaSO 4 ). This forms the first intermediate material whose proportion is more than 50% by weight of the total content of desulfurized gypsum.

또한, 그라우트 시공과정에서 초기 반응성을 높여 1일차 강도를 향상시키기 위하여 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 인산칼슘(CaHPO4)이 차지하는 비중이 황산칼슘(CaSO4) 함량의 1 ~ 2 중량%가 되는 제 2 중간재를 형성하는 제2차 개질공정(S112)을 진행한다.In addition, in order to increase the initial reactivity during the grout construction process and improve the first-day strength, the proportion of calcium phosphate (CaHPO 4 ) in the total content of desulfurized gypsum is 1 to 2% by weight of the calcium sulfate (CaSO 4 ) content. The second reforming process (S112) to form the second intermediate material is performed.

상기 제2차 개질공정(S112)은, 상기 (화학식 5) 및 (화학식 6)과 같이, 탈황석고에 물(H2O)과 인산(H3PO4)을 혼합하여 인산칼슘(CaHPO4)이 탈황석고에 함유된 황산칼슘(CaSO4) 함량의 1 ~ 2 중량%가 되는 제 2 중간재를 형성한다.In the second reforming process (S112), as shown in (Formula 5) and (Formula 6), water (H 2 O) and phosphoric acid (H 3 PO 4 ) are mixed with desulfurized gypsum to produce calcium phosphate (CaHPO 4 ). A second intermediate material is formed that is 1 to 2% by weight of the calcium sulfate (CaSO 4 ) content contained in the desulfurized gypsum.

상기 (S110 단계)의 상기 (S111) 및 (S112) 단계와 같은 제1차 및 제2차 개질공정에 의한 황산칼슘(CaSO4)의 함량이 탈황석고의 성분 중 50 중량% 이상으로 형성되는 제 1 중간재와, 인산칼슘(CaHPO4)의 함량이 탈황석고에 포함된 황산칼슘(CaSO4) 함량의 1 ~ 2 중량%로 형성되는 제 2 중간재를 레몬드밀이나 볼밀과 같은 분쇄기를 이용하여 고분말화(예를 들면, 3,000 ~ 5,000브레인 이상의 분말도) 공정을 진행한 후, 상기 고분말화된 제 1 중간재와, 제 2 중간재, 및 화력발전소의 순환유동층보일러에서 발생되는 CFBC(Circulating Fluidized Bed Combustion) 애시(Ash)를 혼합하여 분말형 공통약재를 형성하는 단계(S120)를 진행한다.An agent in which the content of calcium sulfate (CaSO 4 ) is formed by more than 50% by weight of the components of desulfurized gypsum by the first and second reforming processes such as the steps (S111) and (S112) of the (S110 step). 1. The intermediate material and the second intermediate material, which has a calcium phosphate (CaHPO 4 ) content of 1 to 2% by weight of the calcium sulfate (CaSO 4 ) content contained in the desulfurized gypsum, are ground into high powder using a grinder such as a lemonade mill or ball mill. After the process is performed (e.g., a fineness of 3,000 to 5,000 branes or more), the highly powdered first intermediate material, the second intermediate material, and CFBC (Circulating Fluidized Bed Combustion) generated in the circulating fluidized bed boiler of the thermal power plant ) A step (S120) of mixing ash to form a powdered common herb is performed.

상기 (S120) 단계에서 형성되는 분말형 공통약재 30 ~ 35 중량%와, 물 60 ~ 75 중량%를 혼합하여 공통약액을 형성하는 단계(S130)를 진행한다.A step (S130) of forming a common drug solution is performed by mixing 30 to 35% by weight of the powdered common drug formed in the step (S120) and 60 to 75% by weight of water.

미세하게 분말화된 고로슬래그와, 칼슘설포알루미네이트[C.S.A(Calcium Sulfoaluminate)] 및 알칼리제인 탄산염을 혼합하여 분말형 급결약재를 형성하는 단계(S140)를 진행한다.A step (S140) of mixing finely powdered blast furnace slag, calcium sulfoaluminate (C.S.A), and carbonate, an alkaline agent, is performed to form a powder-type quick-setting chemical.

상기 (S140) 단계로부터 형성되는 분말형 급결약재 30 ~ 35 중량%와, 물 60 ~ 75 중량%를 혼합하여 급결약액을 형성하는 단계(S150)를 진행한다.A step (S150) of forming a quick-setting chemical solution is performed by mixing 30 to 35% by weight of the powdered quick-setting chemical formed from the step (S140) and 60 to 75% by weight of water.

상기 (S130) 단계로부터 형성되는 공통약액 40 ~ 60 중량%와, 상기 (S150) 단계로부터 형성되는 급결약액 40 ~ 60 중량%를 지반 주입 직전에 혼합하여 졸 상태의 급결 실리카졸 그라우트 약액을 형성하는 단계(S160)를 진행한다.40 to 60% by weight of the common chemical solution formed from the (S130) step and 40 to 60% by weight of the quick setting chemical solution formed from the (S150) step are mixed immediately before ground injection to form a sol-like quick setting silica sol grout chemical solution. Proceed to step S160.

본 발명에 따라 제조되는 그라우트 약액인 급결 실리카졸을 이용한 그라우트 시공방법은, 지반 천공 후에 2중관을 통해 공통약액과 급결약액을 저압으로 이송하고 2중관이 합쳐지는 지반과 만나는 선단장치에서 공통약액과 급결약액을 혼합하여 급결 실리카졸 그라우트 약액을 형성하고, 상기와 같이 형성되는 급결 실리카졸 그라우트 약액을 그라우팅 장비에 의해 모래층이나 자갈층과 같이 공극이 큰 지반층에 주입한다.The grout construction method using quick-setting silica sol, a grout chemical solution manufactured according to the present invention, transports the common chemical solution and the quick-setting chemical solution at low pressure through a double pipe after drilling the ground, and transfers the common chemical solution and the quick-setting chemical liquid at a tip device where the double pipe meets the ground where the double pipe is combined. The quick-setting chemical solution is mixed to form a quick-setting silica sol grout chemical solution, and the quick-setting silica sol grout chemical solution formed as described above is injected into a ground layer with large pores, such as a sand layer or a gravel layer, using grouting equipment.

도 3은 본 발명에 따른 그라우트 약액인 완결 실리카졸을 제조하는 과정을 나타낸 흐름도이다.Figure 3 is a flow chart showing the process of manufacturing finished silica sol, a grout chemical solution according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 그라우트 약액인 완결 실리카졸을 제조하는 방법은 다음과 같다. As shown, the method for producing the finished silica sol, which is a grout chemical solution according to the present invention, is as follows.

지하 터파기를 목적으로 차수벽을 형성하기 위하여 그라우트 시공을 수행하는 경우에 사용하는 완결 실리카졸 그라우트 약액의 제조 방법에 있어서,In the method for producing a finished silica sol grout chemical solution used when performing grout construction to form a water barrier for the purpose of underground digging,

석유 정제과정에서 부산물로 얻어지는 순환자원인 탈황석고의 개질공정을 진행하는 (S210) 단계를 수행한다,A step (S210) is performed to reform desulfurized gypsum, a recycled resource obtained as a by-product in the oil refining process.

석유 정제과정에서 부산물로 얻어지는 순환자원인 탈황석고의 개질공정을 진행하는 (S210) 단계를 수행한다.A step (S210) of reforming desulfurized gypsum, a recycled resource obtained as a by-product in the oil refining process, is performed.

보다 상세하게는 상기 (S210) 단계는, More specifically, the step (S210) is,

그라우트 시공과정에서 조기강도(3 ~ 7일)를 향상시키기 위하여 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 황산칼슘(CaSO4)이 차지하는 비중이 50 중량% 이상이 되는 제 1 중간재를 형성하는 제1차 개질공정(S211)을 진행한다.In order to improve early strength (3 to 7 days) during the grout construction process, the first intermediate material in which calcium sulfate (CaSO 4 ) accounts for more than 50% by weight of the total content of desulfurized gypsum is used to form the first intermediate material. Carry out the tea reforming process (S211).

상기 제1차 개질공정(S211)은, 상기 (화학식 3) 및 (화학식 4)와 같이, 탈황석고에 물(H2O)과 황산(H2SO4)을 혼합하여 황산칼슘(CaSO4)이 차지하는 비중이 탈황석고의 전체 함량 중에서 50 중량% 이상이 되는 제 1 중간재를 형성한다.The first reforming process (S211) is to mix desulfurized gypsum with water (H 2 O) and sulfuric acid (H 2 SO 4 ), as shown in (Formula 3) and (Formula 4 ), to produce calcium sulfate (CaSO 4 ). This forms the first intermediate material whose proportion is more than 50% by weight of the total content of desulfurized gypsum.

또한, 그라우트 시공과정에서 초기 반응성인 1일차 강도를 향상시키기 위하여 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 인산칼슘(CaHPO4)이 차지하는 비중이 황산칼슘(CaSO4) 함량의 1 ~ 2 중량%가 되는 제 2 중간재를 형성하는 제2차 개질공정(S212)을 진행한다.In addition, in order to improve the first-day strength, which is initially reactive during the grout construction process, the proportion of calcium phosphate (CaHPO 4 ) in the total content of desulfurized gypsum is 1 to 2% by weight of the calcium sulfate (CaSO 4 ) content. The second reforming process (S212) to form the second intermediate material is performed.

상기 제2차 개질공정(S212)은, 상기 (화학식 5) 및 (화학식 6)과 같이, 탈황석고에 물(H2O)과 인산(H3PO4)을 혼합하여 인산칼슘(CaHPO4)이 탈황석고에 함유된 황산칼슘(CaSO4) 함량의 1 ~ 2 중량%가 되는 제 2 중간재를 형성한다.In the second reforming process (S212), as shown in (Formula 5) and (Formula 6), water (H 2 O) and phosphoric acid (H 3 PO 4 ) are mixed with desulfurized gypsum to produce calcium phosphate (CaHPO 4 ). A second intermediate material is formed that is 1 to 2% by weight of the calcium sulfate (CaSO 4 ) content contained in the desulfurized gypsum.

상기 (S210 단계)의 상기 (S211) 및 (S212) 단계와 같은 제1차 및 제2차 개질공정에 의하여 황산칼슘(CaSO4)의 함량이 탈황석고의 성분 중 50 중량% 이상으로 형성되는 제 1 중간재 및 인산칼슘(CaHPO4)의 함량이 탈황석고에 포함된 황산칼슘(CaSO4) 함량의 1 ~ 2 중량%로 형성되는 제 2 중간재를 레몬드밀이나 볼밀과 같은 분쇄기를 이용하여 고분말화(예를 들면, 3,000 ~ 5,000브레인 이상의 분말도) 공정을 진행한 후, 상기 고분말화된 제 1 중간재와, 제 2 중간재, 및 화력발전소의 순환유동층보일러에서 발생되는 CFBC(Circulating Fluidized Bed Combustion) 애시(Ash)를 혼합하여 분말형 공통약재를 형성하는 단계(S220)를 진행한다.An agent in which the content of calcium sulfate (CaSO 4 ) is formed to be more than 50% by weight of the components of desulfurized gypsum by the first and second reforming processes such as the steps (S211) and (S212) of the (S210 step). 1 The intermediate material and the second intermediate material, which has a content of calcium phosphate (CaHPO 4 ) of 1 to 2% by weight of the calcium sulfate (CaSO 4 ) content contained in the desulfurized gypsum, are made into high powder using a grinder such as a lemonade mill or ball mill. (For example, a fineness of 3,000 to 5,000 branes or more) After the process, the highly powdered first intermediate material, the second intermediate material, and CFBC (Circulating Fluidized Bed Combustion) generated in the circulating fluidized bed boiler of the thermal power plant. A step (S220) of mixing ash to form a powdered common herb is performed.

상기 (S220) 단계에서 형성되는 분말형 공통약재 30 ~ 35 중량%와, 물 60 ~ 75 중량%를 혼합하여 공통약액을 형성하는 단계(S230)를 진행한다.A step (S230) of forming a common drug solution is performed by mixing 30 to 35% by weight of the powdered common drug formed in the step (S220) and 60 to 75% by weight of water.

미세하게 분말화된 고로슬래그와, 칼슘설포알루미네이트[C.S.A(Calcium Sulfoaluminate)] 및 알칼리제인 탄산염을 혼합하여 분말형 급결약재를 형성하는 단계(S240)를 진행한다.A step (S240) of mixing finely powdered blast furnace slag, calcium sulfoaluminate (C.S.A.), and carbonate, an alkaline agent, is performed to form a powder-type quick-setting chemical.

상기 (S240) 단계로부터 형성되는 분말형 급결약재 99.1 ~ 99.9 중량%와, 반응지연제인 유기산(또는 사탕수수를 발효시켜 제조한 탄소수 6개의 유기산) 0.1 ~ 0.9 중량%를 혼합하여 분말형 완결약재를 형성하는 단계(S250)를 진행한다.99.1 to 99.9% by weight of the powdered quick-setting agent formed from the step (S240) and 0.1 to 0.9% by weight of an organic acid as a reaction retardant (or an organic acid with 6 carbon atoms produced by fermenting sugarcane) are mixed to make a powdered finished agent. Proceed with the forming step (S250).

상기 (S250) 단계로부터 형성되는 분말형 완결약재 30 ~ 35 중량%와, 물 60 ~ 75 중량%를 혼합하여 완결약액을 형성하는 단계(S260)를 진행한다.A step (S260) of mixing 30 to 35% by weight of the powdered finished drug formed from the step (S250) and 60 to 75% by weight of water to form a finished drug solution is performed (S260).

상기 (S230) 단계로부터 형성되는 공통약액 40 ~ 60 중량%와, 상기 (S260) 단계로부터 형성되는 완결약액 40 ~ 60 중량%를 지반 주입 직전에 혼합하여 졸 상태의 완결 실리카졸 그라우트 약액을 형성하는 단계(S270)를 진행한다. 40 to 60% by weight of the common chemical solution formed from the step (S230) and 40 to 60% by weight of the complete chemical solution formed from the step (S260) are mixed immediately before injection into the ground to form a finished silica sol grout chemical solution in a sol state. Proceed to step (S270).

본 발명에 따라 제조되는 그라우트 약액인 완결 실리카졸을 이용한 그라우트 시공방법은, 지반 천공 후에 2중관을 통해 공통약액과 완결약액을 저압으로 이송하고 2중관이 합쳐지는 지반과 만나는 선단장치에서 공통약액과 완결약액을 혼합하여 완결 실리카졸을 형성하고, 상기와 같이 형성되는 완결 실리카졸을 그라우팅 장비에 의해 모래층이나 자갈층과 같이 공극이 큰 지반층에 주입한다,The grout construction method using finished silica sol, which is a grout chemical solution manufactured according to the present invention, transports the common chemical solution and the complete chemical solution at low pressure through a double pipe after drilling the ground, and transfers the common chemical solution and the finished chemical liquid at a tip device where the double pipe meets the ground where the double pipe is combined. The finished chemical solution is mixed to form a finished silica sol, and the finished silica sol formed as described above is injected into a ground layer with large pores such as a sand layer or gravel layer using grouting equipment.

이하에서는, 본 발명의 지하 터파기를 목적으로 차수벽을 형성하기 위하여 그라우트 시공을 수행하는 경우에 사용하는 그라우트 약액인 급결 실리카졸 및 완결 실리카졸의 제조방법에 대한 구체적인 실시예들에 대해 설명하기로 한다.In the following, specific examples of the manufacturing method of quick-set silica sol and finished silica sol, which are grout chemicals used when performing grout construction to form a barrier wall for the purpose of underground digging of the present invention, will be described. .

Lot NoLot No. 공통약재Common herbal medicine 급결약재Quick payment medicine 물성확인Check physical properties 비고note 개질
탈황
I
reformed
desulfurization
I
개질
탈황
II
reformed
desulfurization
II
CFBC
ash
CFBC
ash
SlagSlag 황산
sulfuric acid
salt
C.
S.
A
C.
S.
A
알칼리제alkaline agent Gel time
(초)
Gel time
(candle)
1일
강도
(㎏/㎠)
1 day
robbery
(kg/㎠)
7일
강도
(㎏/㎠)
7 days
robbery
(kg/㎠)
28일
강도
(㎏/㎠)
28th
robbery
(kg/㎠)
호모겔투수계수(㎝/sec)Homogel permeability coefficient (cm/sec)
3-13-1 2525 2525 5050 5858 22 2020 2020 1111 55 1515 2020 3-23-2 3030 2020 5050 5858 22 2020 2020 1111 33 1616 1919 3-33-3 2020 3030 5050 5858 22 2020 2020 1010 55 1717 1818 3-43-4 5050 5050 5858 22 2020 2020 1212 1One 1515 1818 3-53-5 5050 5050 5858 22 2020 2020 1010 55 1111 1818 3-63-6 6060 4040 5858 22 2020 2020 1010 22 1616 1818 3-73-7 6060 4040 5252 33 2525 2020 1010 55 1010 1616 3-83-8 4040 6060 5757 33 2020 2020 1111 1One 1616 1919 3-93-9 4040 6060 5757 33 2020 2020 1010 55 1111 1616 3-103-10 3030 3030 4040 6767 33 1010 2020 형성
(X)
formation
(X)
-- -- --
3-113-11 3030 3030 4040 5757 33 2020 2020 1111 44 1616 2020 3-123-12 3030 3030 4040 5757 33 2323 1717 1010 44 1818 2121 10-5 10 -5 3-133-13 3030 3030 4040 5757 33 2525 1515 1111 55 1717 2121 10-5 10 -5 3-143-14 3030 3030 4040 5757 33 2525 1515 6060 -- 1919 2323 10-5 10 -5 지연제
0.25 중량%
사용
retardant
0.25% by weight
use

여기서, [표 3]은 지반 차수재의 배합 실험 및 결과표이다. [표 3]에서 Lot No. 3-1 ~ No. 3-14에 따른 지반 차수재의 배합실험 및 결과는 [표 1]의 Lot No. 1-6의 개질탈황석고와 [표 2]의 Lot No. 2-6을 적용한 결과이며, 시험방법은 일축압축강도 시험방법인 KS L 5105-2007과, 호모겔 투수시험 방법인 ASTM D 5084-2003에 의하여 진행하였다. Here, [Table 3] is a table of mixing experiments and results of ground barrier materials. In [Table 3], Lot No. 3-1 ~ No. The mixing test and results of ground barrier materials according to 3-14 are Lot No. 1 in [Table 1]. Modified desulfurized gypsum of 1-6 and Lot No. of [Table 2]. This is the result of applying 2-6, and the test method was conducted according to KS L 5105-2007, a uniaxial compressive strength test method, and ASTM D 5084-2003, a homogel water permeability test method.

상기 [표 3]은 상기 [표 1]의 제1차 개질공정으로 형성된 제 1 중간재와, 상기 [표 2]의 제2차 개질공정으로 형성된 제 2 중간재를 이용하여 형성되는 공통약재와, 급결약재 및 완결약재에 대하여 배합 비율로 시험한 결과를 나타낸 것이다. [Table 3] shows common chemicals formed using the first intermediate material formed in the first reforming process of [Table 1], the second intermediate material formed in the second reforming process of [Table 2], and rapid crystallization. It shows the results of tests on medicinal ingredients and finished medicinal ingredients in mixing ratios.

< 실시예 1 ><Example 1>

[표 3]의 Lot No 3-1과 같이, As shown in Lot No. 3-1 in [Table 3],

i) 공통약재 : 개질탈황I(25 중량%)와, 개질탈황II(25 중량%), 및 CFBC애시(50 중량%)를 혼합하여 형성한다. i) Common agent: Formed by mixing reformed desulfurization I (25% by weight), reformed desulfurization II (25% by weight), and CFBC ash (50% by weight).

ii) 급결약재 : 슬래그 미세분말(58 중량%)와, 황산염(2 중량%), C.S.A(20 중량%) 및 알칼리제인 탄산염(20 중량%)를 혼합하여 형성한다.ii) Quick-setting chemical: It is formed by mixing slag fine powder (58% by weight), sulfate (2% by weight), C.S.A. (20% by weight), and carbonate (20% by weight), which is an alkaline agent.

iii) 상기 형성된 공통약재 및 급결약재 각각을 물 : (공통약재 또는 급결약재) = 200 : 100의 비율로 혼합하여 공통약액 및 급결약액을 형성한다.iii) Mix each of the common medicine and quick-fixing medicine formed above in a ratio of water: (common medicine or quick-setting medicine) = 200: 100 to form a common medicine solution and a quick-setting medicine solution.

iv) 상기 형성된 공통약액과 급결약액을 혼합하여 급결실리카 졸 그라우트 약액을 형성할 수 있다.iv) The quick-setting silica sol grout chemical solution can be formed by mixing the formed common chemical solution and the quick-setting chemical solution.

실시예 1에 의하여 형성된 급결실리카 졸 그라우트 약액이 그라우트 시공 시에 이용한 경우에, 겔타임은 11초이고, 1일 조기강도 5 ㎏/㎠이고, 7일 압축강도는 15 ㎏/㎠와 같은 양호한 특성이 나타남을 알 수 있다. When the quick-set silica sol grout chemical solution formed in Example 1 was used during grout construction, the gel time was 11 seconds, the early strength per day was 5 kg/cm2, and the compressive strength at 7 days was good, such as 15 kg/cm2. It can be seen that the characteristics appear.

[표 4]는 개질전의 탈황석고를 이용한 지반 차수재의 비교 배합 실험 및 결과표로서 다음과 같다.[Table 4] is a comparative mixing experiment and result table of ground barrier materials using desulfurized gypsum before modification and is as follows.

Lot NoLot No. 공통약재Common herbal medicine 급결약재Quick payment medicine 물성확인Check physical properties 비고note 탈황석고Desulfurized gypsum CFBC
ash
CFBC
ash
SlagSlag 황산
sulfuric acid
salt
C.S.AC.S.A. 알칼리제alkaline agent Gel time
(초)
Gel time
(candle)
1일
강도
(㎏/㎠)
1 day
robbery
(kg/㎠)
7일
강도
(㎏/㎠)
7 days
robbery
(kg/㎠)
28일
강도
(㎏/㎠)
28th
robbery
(kg/㎠)
호모겔투수계수(㎝/sec)Homogel permeability coefficient (cm/sec)
비교1Comparison 1 5050 5050 5858 22 2020 2020 1010 형성xformationx 77 1515 비교2Comparison 2 6060 4040 5757 33 2525 1515 1212 1One 88 1515 비교3Comparison 3 6060 4040 5757 33 2525 1515 5858 1One 88 1616 지연제 0.25 중량%Retardant 0.25% by weight

< 비교예 1 ><Comparative Example 1>

실시예 1에서 개질탈황1에 의한 제 1 중간재와 개질탈황2에 의한 제 2 중간재 대신에 개질 전의 탈황석고 미세분말을 중량비로 50 중량%를 사용하고, 나머지는 동일한 조건에서 실시예 1과 비교하였다. In Example 1, 50% by weight of desulfurized gypsum fine powder before reforming was used instead of the first intermediate material by reforming desulfurization 1 and the second intermediate material by reforming desulfurization 2, and the remainder was compared with Example 1 under the same conditions. .

[표 3] 및 [표 4]에 의한 비교 결과, 탈황석고 개질 후의 제 1 및 제 2 중간재에 의한 급결실리카 졸을 그라우트 시공 시에 이용한 경우에 겔타임은 11초인 반면에 개질 전 탈황석고를 이용한 시공시의 겔타임은 10초이며, 본 발명에 따른 탈황석고 개질 후의 제 1 및 제 2 중간재에 의한 급결실리카 졸 그라우트 약액을 그라우트 시공 시에 이용한 경우의 1일 조기강도 5 ㎏/㎠이인 반면에, 개질 전 탈황석고를 이용한 경우는 1일 강도는 발현되지 않았으며, 본 발명에 따른 급결실리카 졸 그라우트 약액을 이용한 경우에는 7일 압축강도는 15 ㎏/㎠와 같은 양호한 특성이 나타나고 있는 반면에, 개질 전 탈황석고를 이용한 경우는 7일 압축강도는 7 ㎏/㎠로 나타나고 있음을 알 수 있다.As a result of comparison according to [Table 3] and [Table 4], when the quick-setting silica sol from the first and second intermediate materials after modification of desulfurized gypsum was used during grout construction, the gel time was 11 seconds, whereas the gel time was 11 seconds when using desulfurized gypsum before modification. The gel time during construction is 10 seconds, and the early strength per day is 5 kg/cm2 when the quick-setting silica sol grout chemical solution made of the first and second intermediate materials after desulfurized gypsum modification according to the present invention is used during grout construction. On the other hand, when desulfurized gypsum before modification was used, the 1-day strength was not developed, and when the quick-setting silica sol grout chemical solution according to the present invention was used, the 7-day compressive strength showed good characteristics such as 15 kg/cm2. On the other hand, when desulfurized gypsum was used before modification, the 7-day compressive strength was found to be 7 kg/cm2.

< 실시예 2 ><Example 2>

[표 3]의 Lot No 3-13과 같이, As shown in Lot No. 3-13 in [Table 3],

i) 공통약재 : 개질탈황I(30 중량%)와, 개질탈황II(30 중량%), 및 CFBC애시(40 중량%)를 혼합하여 형성한다. i) Common agent: Formed by mixing reformed desulfurization I (30 wt%), reformed desulfurization II (30 wt%), and CFBC ash (40 wt%).

ii) 급결약재 : 슬래그 미세분말(57 중량%)와, 황산염(3 중량%), C.S.A(25 중량%) 및 알칼리제인 탄산염(15 중량%)를 혼합하여 형성한다.ii) Quick-setting chemical: It is formed by mixing slag fine powder (57% by weight), sulfate (3% by weight), C.S.A. (25% by weight), and carbonate (15% by weight), which is an alkaline agent.

iii) 상기 형성된 공통약재 및 급결약재 각각을 물 : (공통약재 또는 급결약재) = 200 : 100의 비율로 혼합하여 공통약액 및 급결약액을 형성한다.iii) Mix each of the common medicine and quick-fixing medicine formed above in a ratio of water: (common medicine or quick-setting medicine) = 200: 100 to form a common medicine solution and a quick-setting medicine solution.

iv) 상기 형성된 공통약액과 급결약액을 혼합하여 급결실리카 졸 그라우트 약액을 형성할 수 있다.iv) The quick-setting silica sol grout chemical solution can be formed by mixing the formed common chemical solution and the quick-setting chemical solution.

실시예 2에 의하여 형성된 급결실리카 졸 그라우트 약액이 그라우트 시공 시에 이용한 경우에, 겔타임은 11초이고, 1일 조기강도 5 ㎏/㎠이고, 7일 압축강도는 17 ㎏/㎠ 와 같은 양호한 특성이 나타남을 알 수 있다. When the quick-set silica sol grout chemical solution formed in Example 2 was used during grout construction, the gel time was 11 seconds, the early strength per day was 5 kg/cm2, and the compressive strength at 7 days was good, such as 17 kg/cm2. It can be seen that the characteristics appear.

< 비교예 2 ><Comparative Example 2>

실시예 2에서 개질탈황1에 의한 제 1 중간재와 개질탈황2에 의한 제 2 중간재 대신 개질 전의 탈황석고 미분말을 중량비로 60 중량%를 사용하고, 나머지는 동일한 조건에서 실시예 2와 비교하였다.In Example 2, 60% by weight of desulfurized gypsum fine powder before reforming was used instead of the first intermediate material by reforming desulfurization 1 and the second intermediate material by reforming desulfurization 2, and the remainder was compared with Example 2 under the same conditions.

[표 3] 및 [표 4]에 의한 비교 결과, 탈황석고 개질 후의 제 1 및 제 2 중간재에 의한 급결실리카 졸 그라우트 약액을 그라우트 시공 시에 이용한 경우에 겔타임은 11초인 반면에, 개질 전 탈황석고를 이용한 그라우트 시공 시의 겔타임은 12초이며, 본 발명에 따른 탈황석고 개질 후의 제 1 및 제 2 중간재에 의한 급결실리카 졸 그라우트 약액을 그라우트 시공 시에 이용한 경우의 1일 조기강도 5 ㎏/㎠이인 반면에, 개질 전 탈황석고를 이용한 경우는 1일 강도는 1 ㎏/㎠이고, 본 발명에 따른 급결실리카 졸 그라우트 약액을 이용한 경우에는 7일 압축강도는 17 ㎏/㎠와 같은 양호한 특성이 나타나고 있는 반면에, 개질 전 탈황석고를 이용한 경우는 7일 압축강도는 8 ㎏/㎠로 나타나고 있음을 알 수 있다.As a result of comparison according to [Table 3] and [Table 4], when the quick-setting silica sol grout chemical solution of the first and second intermediate materials after desulfurized gypsum modification was used during grout construction, the gel time was 11 seconds, whereas before modification, the gel time was 11 seconds. The gel time during grout construction using desulfurized gypsum is 12 seconds, and when the quick-setting silica sol grout chemical solution made by the first and second intermediate materials after modification of desulfurized gypsum according to the present invention is used during grout construction, the early strength per day is 5. On the other hand, when desulfurized gypsum before modification is used, the 1-day strength is 1 kg/cm2, and when the quick-setting silica sol grout chemical solution according to the present invention is used, the 7-day compressive strength is equal to 17 kg/cm2. While good properties are shown, when desulfurized gypsum is used before modification, the 7-day compressive strength is 8 kg/cm2.

< 실시예 3 ><Example 3>

Lot No 3-14에서 개질탈황1을 중량비로 30 중량%와 개질탈황2을 중량비로 30 중량%에 CFBC 애시를 중량비로 40 중량%를 혼합하여 공통약재를 만들고, 완결약재는 슬래그미세분말을 중량비 57 중량%와 황산염 3 중량%에 C.S.A를 중량비로 25 중량%와 알칼리제로 탄산염을 중량비로 15 중량%를 혼합한 것에 유기산을 중량비로 0.25 중량%를 혼합한 후. 각각 W(물) : B(약재) = 200 : 100으로 약액을 만들고 이를 다시 공통약액과 완결약액을 혼합하여 완결 실리카 졸을 제조하여 겔타임과 일축압축강도 및 호모겔 투수계수를 평가하였다. In Lot No. 3-14, a common medicine is made by mixing 30% by weight of reforming desulfurization 1, 30% by weight of reforming desulfurization 2, and 40% by weight of CFBC ash, and the final medicine is slag fine powder by weight. After mixing 57% by weight and 3% by weight of sulfate, 25% by weight of C.S.A., 15% by weight of alkaline carbonate, and 0.25% by weight of organic acid. Each chemical solution was prepared with W (water) : B (medication) = 200 : 100, and then mixed with the common chemical solution and the complete chemical solution to prepare a finished silica sol, and the gel time, uniaxial compressive strength, and homogel permeability coefficient were evaluated.

[표 3]의 No 3-14와 같이, As No. 3-14 in [Table 3],

i) 공통약재 : 개질탈황I(30 중량%)와, 개질탈황II(30 중량%), 및 CFBC애시(40 중량%)를 혼합하여 형성한다. i) Common agent: Formed by mixing reformed desulfurization I (30 wt%), reformed desulfurization II (30 wt%), and CFBC ash (40 wt%).

ii) 완결약재 : 슬래그 미세분말(57 중량%)와, 황산염(3 중량%), C.S.A(25 중량%) 및 알칼리제인 탄산염(15 중량%)를 혼합한 후 유기산(0.25 중량%)를 혼합하여 형성한다.ii) Finishing agent: Mix slag fine powder (57% by weight), sulfate (3% by weight), C.S.A. (25% by weight) and alkaline carbonate (15% by weight) and then mix with organic acid (0.25% by weight). form

iii) 상기 형성된 공통약재 및 완결약재 각각을 W(물) : B(약재) = 200 : 100로 공통약액 및 완결약액을 형성한다.iii) Form the common drug solution and the complete drug solution with the above-formed common drug solution and complete drug solution at a ratio of W (water) : B (medicinal material) = 200 : 100.

이와 같이 형성되는 완결 실리카 졸의 겔타임과 일축압축강도 및 호모겔 투수계수를 평가 했다. The gel time, uniaxial compressive strength, and homogel permeability coefficient of the completed silica sol formed in this way were evaluated.

iv) 상기 형성되는 공통약액과 완결약액을 혼합하여 완결실리카 졸 그라우트 약액을 형성할 수 있다.iv) The finished silica sol grout chemical solution can be formed by mixing the formed common chemical solution and the finished chemical solution.

실시예 2에 의하여 형성된 완결실리카 졸 그라우트 약액이 그라우트 시공 시에 이용한 경우에, 겔타임은 60초이고, 7일 압축강도는 19 ㎏/㎠와 같은 양호한 특성이 나타남을 알 수 있다. When the finished silica sol grout chemical solution formed in Example 2 was used during grout construction, it can be seen that good properties such as a gel time of 60 seconds and a 7-day compressive strength of 19 kg/cm2 were exhibited.

< 비교예 3 ><Comparative Example 3>

실시예 3에서 개질탈황1에 의한 제 1 중간재와 개질탈황2에 의한 제 2 중간재 대신에 개질 전의 탈황석고 미세분말을 중량비로 60 중량%를 사용하고, 나머지는 동일한 조건에서 실시예 3과 비교하였다.In Example 3, 60% by weight of desulfurized gypsum fine powder before reforming was used instead of the first intermediate material by reforming desulfurization 1 and the second intermediate material by reforming desulfurization 2, and the remainder was compared with Example 3 under the same conditions. .

[표 3] 및 [표 4]에 의한 비교 결과, 탈황석고 개질 후의 제 1 및 제 2 중간재에 의한 완결실리카 졸 그라우트 약액을 그라우트 시공 시에 이용한 경우에 겔타임은 60초인 반면에, 개질 전 탈황석고를 이용한 시공시의 겔타임은 58초이며, 본 발명에 따른 탈황석고 개질 후의 제 1 및 제 2 중간재에 의한 완결실리카 졸 그라우트 약액을 그라우트 시공 시에 이용한 경우에는 7일 압축강도는 19 ㎏/㎠와 같은 양호한 특성이 나타나고 있는 반면에, 개질 전 탈황석고를 이용한 경우는 7일 압축강도는 8 ㎏/㎠로 나타나고 있음을 알 수 있다.As a result of comparison according to [Table 3] and [Table 4], when the finished silica sol grout chemical solution of the first and second intermediate materials after desulfurized gypsum modification was used during grout construction, the gel time was 60 seconds, whereas the gel time was 60 seconds after desulfurization gypsum modification. The gel time during construction using gypsum is 58 seconds, and when the finished silica sol grout chemical solution made of the first and second intermediate materials after modification of desulfurized gypsum according to the present invention is used during grout construction, the 7-day compressive strength is 19 kg/ While good properties such as ㎠ are shown, when desulfurized gypsum is used before modification, the 7-day compressive strength is 8 kg/㎠.

본 발명에 따라 제조되는 그라우트 약액인 급결 실리카졸 및 완결 실리카졸을 이용한 그라우트 시공방법은, 지반 천공 후에 2중관을 통해 공통약액과 급결약액 또는 공통약액과 완결약액을 저압으로 이송하고 2중관이 합쳐지는 지반과 만나는 선단장치에서 공통약액과 급결약액을 혼합하여 급결 실리카졸 또는 공통약액과 완결약액을 혼합하여 완결 실리카졸을 형성하고, 상기 급결 실리카졸 또는 완결 실리카졸을 그라우팅 장비에 의해 모래층이나 자갈층과 같이 공극이 큰 지반층에 공급하는 것을 특징으로 한다.The grout construction method using quick-set silica sol and finished silica sol, which are grout chemicals prepared according to the present invention, is to transport the common chemical solution and the quick-setting chemical solution or the common chemical solution and the finished chemical solution at low pressure through a double pipe after drilling the ground, and the double pipes are combined. At the tip device that meets the ground, the common chemical solution and the quick-setting chemical solution are mixed to form quick-set silica sol or the common chemical solution and the finished chemical solution to form finished silica sol, and the quick-set silica sol or finished silica sol is applied to a sand layer or gravel layer by grouting equipment. It is characterized in that it is supplied to a ground layer with large pores as shown.

도 4는 본 발명의 개질된 탈황석고를 사용하여 제조된 공통약재와 종래기술에 따른 개질전의 탈황석고를 사용하여 제조된 공통약재를 상호 비교한 도면이다.Figure 4 is a diagram comparing common medicines manufactured using the modified desulfurized gypsum of the present invention and common medicines manufactured using the desulfurized gypsum before modification according to the prior art.

도시된 바와 같이, 좌측도는 종래기술에 따른 개질전의 탈황석고를 이용하여 제조되는 공통약재를 촬영한 사진으로 상대적으로 암갈색인 반면에, 우측도는 본 발명에 따른 개질된 탈황석고를 이용하여 제조되는 공통약재 사진으로 상대적으로 엷은 갈색을 나타냄을 알 수 있다.As shown, the left view is a photograph of a common medicinal material manufactured using desulfurized gypsum before modification according to the prior art, and is relatively dark brown in color, while the right view is a photograph of a common medicinal material manufactured using the modified desulfurized gypsum according to the present invention. You can see from the photo of the common medicinal product that it has a relatively light brown color.

도 5는 본 발명의 개질된 탈황석고를 사용하여 제조된 그라우트 약액의 몰드 시편에 대한 용탈 현상과 종래기술에 따른 개질전의 탈황석고를 사용하여 제조된 그라우트 약액의 몰드 시편에 대한 용탈 현상을 상호 비교한 도면이다.Figure 5 compares the leaching phenomenon of a mold specimen of a grout chemical solution manufactured using the modified desulfurized gypsum of the present invention with that of a mold specimen of a grout chemical solution manufactured using the desulfurized gypsum before modification according to the prior art. It is a drawing.

도시된 바와 같이, 좌측도는 종래기술에 따른 개질전의 탈황석고를 이용하여 제조되는 입방체 구조로 형성되는 몰드 시편의 해수에 의한 용탈 현상을 관찰한 사진으로 약간의 흰색침전의 결정체가 다소 발생하고 있는 반면에, 우측도는 본 발명에 따른 개질된 탈황석고를 이용하여 제조되는 입방체 구조로 형성되는 몰드 시편의 해수에 의한 용탈 현상을 관찰한 사진으로 용탈된 침전물이 관찰되지 않아 해수에서의 재료 안정성이 우수함을 알 수 있다.As shown, the left figure is a photograph observing the leaching phenomenon caused by seawater of a mold specimen formed into a cubic structure manufactured using desulfurized gypsum before modification according to the prior art, and some white precipitate crystals are slightly generated. On the other hand, the right view is a photograph observing the leaching phenomenon by seawater of a mold specimen formed into a cubic structure manufactured using the modified desulfurized gypsum according to the present invention. No leached sediment was observed, indicating the material stability in seawater. You can tell it’s excellent.

도 6a는 본 발명에 따라 제조되는 공통약액과 급결약액을 혼합한 급결 그라우트 약액에 대한 호모겔 투수계수에 대한 시험 결과를 나타낸 도면이고, 도 6b는 본 발명에 따라 제조되는 공통약액와 완결약액을 혼합한 완결 그라우트 약액에 대한 호모겔 투수계수에 대한 시험 결과를 나타낸 도면이다. Figure 6a is a diagram showing the test results for the homogel permeability coefficient for the quick-set grout chemical solution mixed with the common chemical solution and the quick-setting chemical solution prepared according to the present invention, and Figure 6b is a diagram showing the test results for the homogel permeability coefficient of the common chemical solution prepared according to the present invention and the finished chemical solution mixed. This diagram shows the test results for homogel permeability coefficient for a finished grout chemical solution.

도시된 바와 같이, 도 6a와 같이 본 발명에 따른 공통약재 분말도(5,761 ㎝2/g)와 급결약재 분말도(5,244 ㎝2/g)를 혼합하여 제조되는 입방체 구조로 형성되는 급결 그라우트 약액의 몰드에 대한 호모겔 투수시험 결과로서, 호모겔 투수계수는, 5.7 × 10-8㎝/sec 임을 알 수 있고, 도 6b와 같이 본 발명에 따른 공통약재 분말도(5,761 ㎝2/g)와 완결약재 분말도(5,205 ㎝2/g)를 혼합하여 제조되는 입방체 구조로 형성되는 완결 그라우트 약액의 몰드에 대한 호모겔 투수시험 결과로서, 호모겔 투수계수는, 1.4 × 10-7㎝/sec 임을 알 수 있다. 결과적으로 분말도가 5,000브레인 이상이면 투수계수는 10-5㎝/sec 이하를 확보할 수 있기 때문에, 그라우트 시공 시에 본 발명에 따른 그라우트 약액이 실트층에도 침투할 수 있는 효과가 있다.As shown, as shown in Figure 6a, the quick-set grout chemical solution is formed in a cubic structure manufactured by mixing the common chemical powder (5,761 cm 2 /g) and the quick-setting chemical powder (5,244 cm 2 /g) according to the present invention. As a result of the homogel water permeability test on the mold, it can be seen that the homogel water permeability coefficient is 5.7 As a result of the homogel water permeability test on the mold of the finished grout chemical solution formed into a cubic structure manufactured by mixing the chemical powder (5,205 cm 2 /g), the homogel water permeability coefficient was found to be 1.4 × 10 -7 cm/sec. You can. As a result, if the fineness is 5,000 branes or more, the permeability coefficient can be secured to 10 -5 cm/sec or less, so the grout chemical solution according to the present invention has the effect of penetrating into the silt layer during grout construction.

Claims (9)

지하 터파기를 목적으로 차수벽을 형성하기 위하여 그라우트 시공을 수행하는 경우에 사용하는 그라우트 약액의 제조 방법에 있어서,
그라우트 시공 시에 조기강도를 향상시키기 위하여 석유 정제과정에서 부산물로 얻어지는 순환자원인 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 황산칼슘이 차지하는 비중이 50 중량% 이상이 되는 제 1 중간재를 형성하는 제1차 개질공정과, 초기 반응성을 높여 1일차 강도를 향상시키기 위하여 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 인산칼슘이 차지하는 비중이 황산칼슘 함량의 1 ~ 2 중량%가 되는 제 2 중간재를 형성하는 제2차 개질공정으로 이루어지는 탈황석고의 개질단계(S110) 와,
상기 (S110 단계)에 의한 탈황석고의 개질공정에 의하여 형성되는 제 1 중간재와, 제 2 중간재를 분쇄기를 이용하여 고분말화 공정을 진행한 후, 상기 고분말화된 제 1 중간재와, 제 2 중간재, 및 화력발전소의 순환유동층보일러에서 발생되는 CFBC(Circulating Fluidized Bed Combustion) 애시를 혼합하여 분말형 공통약재를 형성하는 단계(S120)와,
상기 (S120) 단계에서 형성되는 분말형 공통약재 30 ~ 35 중량%와, 물 60 ~ 75 중량%를 혼합하여 공통약액을 형성하는 단계(S130)와,
미세하게 분말화된 고로슬래그와, 칼슘설포알루미네이트 및 알칼리제인 탄산염을 혼합하여 분말형 급결약재를 형성하는 단계(S140)와,
상기 (S140) 단계로부터 형성되는 분말형 급결약재 30 ~ 35 중량%와, 물 60 ~ 75 중량%를 혼합하여 급결약액을 형성하는 단계(S150), 및
상기 (S130) 단계로부터 형성되는 공통약액 40 ~ 60 중량%와, 상기 (S150) 단계로부터 형성되는 급결약액 40 ~ 60 중량%를 지반 주입 직전에 혼합하여 졸 형태의 그라우트 약액을 형성하는 단계(S160)를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황석고를 이용한 그라우트 약액 제조방법.
In the method of manufacturing a grout chemical solution used when performing grout construction to form a water barrier for the purpose of underground digging,
In order to improve early strength during grout construction, the first intermediate material in which calcium sulfate accounts for more than 50% by weight of the total content of desulfurized gypsum, a recycled resource obtained as a by-product in the petroleum refining process, is used. In order to improve the first-day strength by increasing the initial reactivity in the secondary reforming process, an agent that forms a second intermediate material in which the proportion of calcium phosphate among the components included in the total content of desulfurized gypsum is 1 to 2% by weight of the calcium sulfate content. A reforming step (S110) of desulfurized gypsum consisting of a secondary reforming process,
After performing a high powder process on the first intermediate material and the second intermediate material formed by the desulfurized gypsum reforming process in the above (step S110) using a grinder, the highly powdered first intermediate material and the second intermediate material are A step (S120) of mixing intermediate materials and CFBC (Circulating Fluidized Bed Combustion) ash generated from a circulating fluidized bed boiler of a thermal power plant to form a powdered common chemical,
A step (S130) of mixing 30 to 35% by weight of the powdered common drug formed in the step (S120) and 60 to 75% by weight of water to form a common drug solution;
A step (S140) of mixing finely powdered blast furnace slag, calcium sulfoaluminate, and alkaline carbonate to form a powdered quick-setting chemical,
A step (S150) of mixing 30 to 35% by weight of the powdered quick-setting chemical formed from the step (S140) and 60 to 75% by weight of water to form a quick-setting chemical solution, and
Forming a sol-type grout chemical solution by mixing 40 to 60% by weight of the common chemical solution formed from the step (S130) and 40 to 60% by weight of the quick setting chemical solution formed from the step (S150) immediately before ground injection (S160) ) A method for producing a grout chemical solution using desulfurized gypsum, characterized in that it contains.
지하 터파기를 목적으로 차수벽을 형성하기 위하여 그라우트 시공을 수행하는 경우에 사용하는 그라우트 약액의 제조 방법에 있어서,
그라우트 시공 시에 조기강도를 향상시키기 위하여 석유 정제과정에서 부산물로 얻어지는 순환자원인 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 황산칼슘이 차지하는 비중이 50 중량% 이상이 되는 제 1 중간재를 형성하는 제1차 개질공정과, 초기 반응성을 높여 1일차 강도를 향상시키기 위하여 탈황석고의 전체 함량에 포함된 성분 중에서 인산칼슘이 차지하는 비중이 황산칼슘 함량의 1 ~ 2 중량%가 되는 제 2 중간재를 형성하는 제2차 개질공정으로 이루어지는 탈황석고의 개질단계(S210) 와,
상기 (S110 단계)에 의한 탈황석고의 개질공정에 의하여 형성되는 제 1 중간재와, 제 2 중간재를 분쇄기를 이용하여 고분말화 공정을 진행한 후, 상기 고분말화된 제 1 중간재와, 제 2 중간재, 및 화력발전소의 순환유동층보일러에서 발생되는 CFBC(Circulating Fluidized Bed Combustion) 애시를 혼합하여 분말형 공통약재를 형성하는 단계(S220)와,
상기 (S120) 단계에서 형성되는 분말형 공통약재 30 ~ 35 중량%와, 물 60 ~ 75 중량%를 혼합하여 공통약액을 형성하는 단계(S230)와,
미세하게 분말화된 고로슬래그와, 칼슘설포알루미네이트 및 알칼리제인 탄산염을 혼합하여 분말형 급결약재를 형성하는 단계(S240)와,
상기 (S240) 단계로부터 형성되는 분말형 급결약재 99.1 ~ 99.9 중량%와, 반응지연제 0.1 ~ 0.9 중량%를 혼합하여 분말형 완결약재를 형성하는 단계(S250)와,
상기 (S250) 단계로부터 형성되는 분말형 완결약재 30 ~ 35 중량%와, 물 60 ~ 75 중량%를 혼합하여 완결약액을 형성하는 단계(S260), 및
상기 (S230) 단계로부터 형성되는 공통약액 40 ~ 60 중량%와, 상기 (S260) 단계로부터 형성되는 완결약액 40 ~ 60 중량%를 지반 주입 직전에 혼합하여 졸 형태의 그라우트 약액을 형성하는 단계(S270)를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황석고를 이용한 그라우트 약액 제조방법.
In the method of manufacturing a grout chemical solution used when performing grout construction to form a water barrier for the purpose of underground digging,
In order to improve early strength during grout construction, the first intermediate material in which calcium sulfate accounts for more than 50% by weight of the total content of desulfurized gypsum, a recycled resource obtained as a by-product in the petroleum refining process, is used. In order to improve the first-day strength by increasing the initial reactivity in the secondary reforming process, an agent that forms a second intermediate material in which the proportion of calcium phosphate among the components included in the total content of desulfurized gypsum is 1 to 2% by weight of the calcium sulfate content. A reforming step (S210) of desulfurized gypsum consisting of a secondary reforming process,
After performing a high powder process on the first intermediate material and the second intermediate material formed by the desulfurized gypsum reforming process in the above (step S110) using a grinder, the highly powdered first intermediate material and the second intermediate material are A step (S220) of mixing intermediate materials and CFBC (Circulating Fluidized Bed Combustion) ash generated from a circulating fluidized bed boiler of a thermal power plant to form a powdered common chemical,
A step (S230) of mixing 30 to 35% by weight of the powdered common drug formed in the step (S120) and 60 to 75% by weight of water to form a common drug solution;
A step (S240) of mixing finely powdered blast furnace slag, calcium sulfoaluminate, and alkaline carbonate to form a powder-type quick setting chemical,
A step (S250) of mixing 99.1 to 99.9% by weight of the powdery quick-setting agent formed from the step (S240) and 0.1 to 0.9% by weight of the reaction retardant to form a powdery final agent,
A step (S260) of mixing 30 to 35% by weight of the powdered finished drug formed from the step (S250) and 60 to 75% by weight of water to form a finished drug solution, and
Forming a sol-type grout chemical solution by mixing 40 to 60% by weight of the common chemical solution formed from the step (S230) and 40 to 60% by weight of the complete chemical solution formed from the step (S260) immediately before ground injection (S270) ) A method for producing a grout chemical solution using desulfurized gypsum, characterized in that it contains.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 (S110) 단계의 제1차 개질공정은, 그라우트 시공과정에서 조기강도의 향상을 위하여, 상기 탈황석고에 물과 황산을 혼합하여 황산칼슘이 차지하는 비중이 탈황석고의 전체 함량 중에서 50 중량% 이상이 되는 제 1 중간재를 형성하며,
상기 (S110) 단계의 제2차 개질공정은, 그라우트 시공과정에서 초기 반응성을 높여 1일차 강도의 향상을 위하여, 상기 탈황석고에 물과 인산을 혼합하여 인산칼슘이 탈황석고에 함유된 황산칼슘 함량의 1 ~ 2 중량%가 되는 제 2 중간재를 형성하는 것을 특징으로 하는 탈황석고를 이용한 그라우트 약액 제조방법.
In claim 1 or claim 2,
In the first reforming process of the (S110) step, in order to improve early strength during the grout construction process, water and sulfuric acid are mixed with the desulfurized gypsum so that the proportion of calcium sulfate is 50% by weight or more in the total content of the desulfurized gypsum. It forms the first intermediate good that becomes,
In the second reforming process of the (S110) step, in order to improve the first-day strength by increasing the initial reactivity during the grout construction process, water and phosphoric acid are mixed with the desulfurized gypsum to change the calcium sulfate content in the desulfurized gypsum. A method for producing a grout chemical solution using desulfurized gypsum, characterized in that the second intermediate material is formed in an amount of 1 to 2% by weight.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 (S110) 단계의 제1차 개질공정은, 그라우트 시공과정에서 조기강도의 향상을 위하여, 상기 탈황석고에 함유된 산화칼슘과 물이 반응하여 수산화칼슘이 형성되며, 상기 수산화칼슘과 황산이 반응하여 황산칼슘과 2분자의 물이 생성되는 공정이며,
상기 (S110) 단계의 제2차 개질공정은, 그라우트 시공과정에서 초기 반응성을 높여 1일차 강도의 향상을 위하여, 상기 탈황석고에 함유된 산화칼슘과 물이 반응하여 수산화칼슘이 형성되며, 상기 수산화칼슘과 인산이 반응하여 인산칼슘과 2분자의 물이 생성되는 공정인 것을 특징으로 하는 탈황석고를 이용한 그라우트 약액 제조방법.
In claim 1 or claim 2,
In the first reforming process of the (S110) step, in order to improve early strength during the grout construction process, calcium oxide contained in the desulfurized gypsum reacts with water to form calcium hydroxide, and the calcium hydroxide reacts with sulfuric acid to form sulfuric acid. This is a process in which calcium and two molecules of water are created.
In the second reforming process of the (S110) step, in order to improve the first-day strength by increasing the initial reactivity during the grout construction process, calcium oxide contained in the desulfurized gypsum reacts with water to form calcium hydroxide, and the calcium hydroxide and A method for producing a grout chemical solution using desulfurized gypsum, characterized in that it is a process in which phosphoric acid reacts to produce calcium phosphate and two molecules of water.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제 1 중간재는, 화학식 {CaO + H2O → Ca(OH)2}와, {Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2H2O}에 의하여 생성되며,
상기 제 2 중간재는, 화학식 {CaO + H2O → Ca(OH)2}와, {Ca(OH)2 + H3PO4 → CaHPO4 + 2H2O}에 의하여 생성되는 것을 특징으로 하는 탈황석고를 이용한 그라우트 약액 제조방법.
In claim 1 or claim 2,
The first intermediate material is produced by the chemical formulas {CaO + H 2 O → Ca(OH) 2 } and {Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 → CaSO 4 + 2H 2 O},
The second intermediate material is a desulfurization product characterized in that produced by the chemical formula {CaO + H 2 O → Ca(OH) 2 } and {Ca(OH) 2 + H 3 PO 4 → CaHPO 4 + 2H 2 O} Grout chemical manufacturing method using gypsum.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제 1 중간재에 의하여 형성되는 그라우트 약액을 그라우트 시공 시에 지반에 주입할 경우에 3 ~ 7일 이내의 조기강도가 10 ㎏/㎠ 이상의 강도로 경화되는 것을 특징으로 하는 탈황석고를 이용한 그라우트 약액 제조방법.
In claim 1 or claim 2,
Manufacturing of grout chemical solution using desulfurized gypsum, characterized in that when the grout chemical solution formed by the first intermediate material is injected into the ground during grout construction, the early strength is cured to a strength of 10 kg/cm2 or more within 3 to 7 days. method.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제 1 중간재에 의하여 형성되는 그라우트 약액을 그라우트 시공 시에 지반에 주입할 경우에 초기 반응성(1일차 강도)이 5 ㎏/㎠ 이상의 강도로 경화되는 것을 특징으로 하는 탈황석고를 이용한 그라우트 약액 제조방법.
In claim 1 or claim 2,
When the grout chemical solution formed by the first intermediate material is injected into the ground during grout construction, the initial reactivity (1st day strength) is cured to a strength of 5 kg/cm2 or more. A method of producing a grout chemical solution using desulfurized gypsum. .
청구항 2에 있어서, 상기 반응 지연제는
유기산 또는 사탕수수를 발효시켜 제조한 탄소수 6개의 유기산인 것을 특징으로 하는 탈황석고를 이용한 그라우트 약액 제조방법.
The method of claim 2, wherein the reaction retardant is
A method of producing a grout chemical solution using desulfurized gypsum, characterized in that it is an organic acid or an organic acid with 6 carbon atoms produced by fermenting sugar cane.
청구항 1 또는 청구항 2에 따라 제조되는 그라우트 약액을 이용하는 것을 특징으로 하는 그라우트 약액을 이용한 그라우트 시공방법.A grout construction method using a grout chemical solution, characterized in that using a grout chemical solution prepared according to claim 1 or claim 2.
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