KR102666381B1 - Soil mixture for slope stablity - Google Patents
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- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
- C09K17/42—Inorganic compounds mixed with organic active ingredients, e.g. accelerators
- C09K17/46—Inorganic compounds mixed with organic active ingredients, e.g. accelerators the inorganic compound being a water-soluble silicate
Abstract
사면 안정용 토양 혼합물은 토분, 퇴비, 질석, 코코피트 및 슬러지를 포함하는 식생토, 시멘트, 소석고 및 혼화재를 포함하는 강화재, 및 벤토나이트, 소듐실리케이트, 실리카파우더, 메틸 셀룰로오스, 폴리카본산 가소제, 황산알루미늄 및 인산암모늄을 포함하는 첨가제를 포함할 수 있다.The soil mixture for slope stabilization consists of vegetative soil containing earthen manure, compost, vermiculite, coco peat and sludge, reinforcement containing cement, calcined gypsum and admixtures, and bentonite, sodium silicate, silica powder, methyl cellulose, polycarboxylic acid plasticizer, and aluminum sulfate. and an additive containing ammonium phosphate.
Description
본 발명은 사면을 안정화하기 위해 사용되는 토양 혼합물에 관한 것이다. The present invention relates to soil mixtures used to stabilize slopes.
도로, 택지 개발, 공단 조성 등 개발 공사로 인해 인공적으로 훼손된 비탈면이 발생하고 있으며, 최근 환경변화에 따른 집중호우, 홍수, 태풍 등 기상이변 현상이 늘어남에 따라 훼손된 경사지의 붕괴사고가 빈발하고 있다. 훼손된 사면의 복구를 위해 다양한 사면 안정화 기법들이 개발되고 있으나, 녹화 공사 후 수년 안에 초본류가 쇠퇴하면서 경사면이 다시 황폐화되고 사면 침식 및 세굴, 슬라이딩 현상 등이 나타나게 된다. 따라서, 사면의 안정성을 높이기 위해 사면 녹화용 토양 자체의 물리적 성능이 향상되고 식생이 원활한 토양 혼합물에 대한 개발의 필요성이 대두되었다.Artificially damaged slopes are occurring due to development works such as roads, residential land development, and industrial complex construction, and as abnormal weather phenomena such as heavy rains, floods, and typhoons have increased due to recent environmental changes, collapse accidents on damaged slopes are becoming frequent. Various slope stabilization techniques are being developed to restore damaged slopes, but as herbaceous plants decline within a few years after revegetation construction, the slopes become desolate again, and slope erosion, scour, and sliding phenomena occur. Therefore, in order to increase the stability of slopes, the need to develop a soil mixture that improves the physical performance of the soil itself for slope greening and facilitates vegetation has emerged.
본 발명은 인공적인 경사면의 안정성을 높이면서 식생의 생육기반을 제공할 수 있는 사면 안정용 토양 혼합물을 제공하는 것을 목적으로 한다. The purpose of the present invention is to provide a soil mixture for slope stabilization that can provide a foundation for vegetation growth while increasing the stability of artificial slopes.
본 발명의 사상에 따른 사면 안정용 토양 혼합물은 토분, 퇴비, 질석, 코코피트 및 슬러지를 포함하는 식생토를 포함할 수 있다. 상기 사면 안정용 토양 혼합물은 시멘트, 소석고 및 혼화재를 포함하는 강화재를 포함할 수 있다. 상기 사면 안정용 토양 혼합물은 벤토나이트, 소듐실리케이트, 실리카파우더, 메틸 셀룰로오스, 폴리카본산 가소제, 황산알루미늄 및 인산암모늄을 포함하는 첨가제를 포함할 수 있다. The soil mixture for slope stabilization according to the spirit of the present invention may include vegetative soil including earthen manure, compost, vermiculite, coco peat, and sludge. The soil mixture for slope stabilization may include reinforcing materials including cement, plaster, and admixtures. The soil mixture for slope stabilization may include additives including bentonite, sodium silicate, silica powder, methyl cellulose, polycarboxylic acid plasticizer, aluminum sulfate, and ammonium phosphate.
상기 사면 안정용 토양 혼합물은 탄산칼슘 및 미생물을 포함하는 바이오 제제를 더 포함할 수 있다. The soil mixture for slope stabilization may further include a bio agent containing calcium carbonate and microorganisms.
상기 토분은 부엽토 및 풍화토를 포함할 수 있다. 상기 퇴비는 바크 퇴비 및 유기질 퇴비를 포함할 수 있다. 상기 슬러지는 제지 슬러지 및 하수 슬러지를 포함할 수 있다. The soil may include humus soil and weathered soil. The compost may include bark compost and organic compost. The sludge may include papermaking sludge and sewage sludge.
상기 시멘트는 마이크로 시멘트 및 CSA시멘트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 강화재의 상기 혼화재는 플라이애시, 고로슬래그 및 실리카퓸 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The cement may include at least one of micro cement and CSA cement. The admixture of the reinforcing material may include at least one of fly ash, blast furnace slag, and silica fume.
상기 바이오 제제의 상기 미생물은 스포로사르시나 파스테우리 균 및 바실러스 파스테우리 균 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The microorganism of the bio-product may include at least one of Sporosarcina pasteurii and Bacillus pasteurii.
상기 식생토는 굴 패각 비료를 더 포함할 수 있다.The vegetative soil may further include oyster shell fertilizer.
본 발명의 일 실시예에 따른 사면 안정용 토양 혼합물은 식생의 생육기반을 제공하는 식생토와 사면을 안정화 할 수 있는 강화재와 식생토와 강화재의 성능을 개선하기 위한 첨가제를 포함하므로 인공 경사면의 안정화와 생육기반을 모두 제공할 수 있다. The soil mixture for slope stabilization according to an embodiment of the present invention includes vegetated soil that provides a basis for vegetation growth, reinforcing materials that can stabilize the slope, and additives to improve the performance of the vegetated soil and reinforcing materials, thereby stabilizing artificial slopes and We can provide all the foundations for growth.
본 명세서에 기재된 실시예는 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예를 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.The embodiment described in this specification is only a preferred example of the disclosed invention, and there may be various modifications that can replace the embodiments in this specification at the time of filing the present application.
본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.Terms used herein are used to describe embodiments and are not intended to limit and/or limit the disclosed invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. The existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not excluded in advance.
본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms containing ordinal numbers, such as "first", "second", etc., used in this specification may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, and the terms are one It is used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.
이하에서는, 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. Below, embodiments according to the present invention will be described in detail.
개발 공사 등으로 인해 인공적으로 형성된 경사지는 기존의 식생 조건이 훼손되기 때문에 자연적인 복원이 어렵다. 또한, 경사면이 암반 절개면이거나 암반 사면의 보강을 위하여 콘크리트 보강 시공이 되어있는 경우, 경사면의 녹화가 더욱 어렵게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 사면 안정용 토양 혼합물은 인공적인 경사면의 안정성을 높이면서 식생의 생육기반을 제공할 수 있다. Slopes created artificially due to development work, etc. are difficult to restore naturally because the existing vegetation conditions are damaged. Additionally, if the slope is a rock cut surface or concrete reinforcement construction is done to reinforce the rock slope, greening the slope becomes more difficult. The soil mixture for slope stabilization according to an embodiment of the present invention can provide a basis for vegetation growth while increasing the stability of artificial slopes.
본 발명의 일 실시예에 따른 사면 안정용 토양 혼합물은 식생토, 강화재 및 첨가제를 포함할 수 있다. 식생토는 토분, 퇴비, 질석, 코코피트 및 슬러지를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 사면 안정용 토양 혼합물은 식생토 35 내지 95 중량부, 강화재 1 내지 40 중량부 및 첨가제 1 내지 30 중량부를 포함할 수 있다. The soil mixture for slope stabilization according to an embodiment of the present invention may include vegetative soil, reinforcement, and additives. Vegetative soil may include earthen manure, compost, vermiculite, coco peat, and sludge. The soil mixture for slope stabilization according to an embodiment of the present invention may include 35 to 95 parts by weight of vegetative soil, 1 to 40 parts by weight of reinforcement, and 1 to 30 parts by weight of additives.
본 발명의 일 실시예에 따른 사면 안정용 토양의 식생토는 종자가 식생 가능하도록 양분과 식재수를 공급하기 위하여 토분, 퇴비, 질석, 코코피트(Cocopeat), 슬러지를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물의 식생토는 토분 100 중량부에 대하여, 퇴비 10 내지 100 중량부, 질석 10 내지 100 중량부, 슬러지 10 내지 100 중량부, 및 코코피트 10 내지 100 중량부를 포함할 수 있다. 퇴비, 질석, 슬러지 및 코코피트의 함량은 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물이 적용될 사면의 기반 토양 환경에 따라 증감될 수 있다. The vegetation soil of the soil for slope stabilization according to an embodiment of the present invention may include earthen manure, compost, vermiculite, cocopeat, and sludge to supply nutrients and planting water so that seeds can grow. The vegetable soil of the soil mixture according to an embodiment of the present invention includes 10 to 100 parts by weight of compost, 10 to 100 parts by weight of vermiculite, 10 to 100 parts by weight of sludge, and 10 to 100 parts by weight of coco peat, based on 100 parts by weight of soil. It can be included. The content of compost, vermiculite, sludge and coco peat can be increased or decreased depending on the soil environment of the slope on which the soil mixture according to an embodiment of the present invention will be applied.
토분은 부엽토, 풍화토 등을 포함할 수 있고, 퇴비는 발효 퇴비, 분뇨, 유기질 퇴비, 바크(bark) 퇴비 등을 포함할 수 있다. 토분과 퇴비는 수목 초화류의 생육기간 동안 충분한 유기물과 양분을 공급해 줄 수 있다. 양질의 천연 유기물은 장기간 부숙시켜 일반 퇴비와 달리 악취와 가스발생이 적고 식물의 건강한 생육을 유도하며, 식재지 토양의 pH, 양분의 보유력 및 완충력을 개선할 뿐만 아니라, 토양 구조와 보수력 및 배수성을 개선하여 풍부한 유기물과 필수 양분을 식물에 공급함으로써 식물의 활착과 생장을 증대시키는 역할을 한다.Earthen soil may include humus soil, weathered soil, etc., and compost may include fermented compost, manure, organic compost, bark compost, etc. Earthen manure and compost can provide sufficient organic matter and nutrients during the growth period of trees and plants. High-quality natural organic matter is fermented for a long period of time to produce less odor and gases than general compost, induces healthy growth of plants, and not only improves the pH, nutrient retention and buffering capacity of the soil in the planting site, but also improves soil structure, water holding capacity and drainage. It plays a role in increasing the survival and growth of plants by supplying them with abundant organic matter and essential nutrients.
식생토는 보수력을 높이기 위하여 슬러지를 포함할 수 있다. 슬러지는 수분흡수율과 보습력이 우수하고 유기물 함량이 높아 식물 생육에도 중요한 역할을 한다. 슬러지는 하수 슬러지 및 제지 슬러지를 포함할 수 있다. Vegetated soil may contain sludge to increase water holding capacity. Sludge has excellent water absorption and moisturizing properties and has a high organic matter content, so it plays an important role in plant growth. Sludge may include sewage sludge and paper sludge.
제지 슬러지는 보온 및 보습 효과가 우수하고, 질소, 인산, 마그네슘 및 무기질 등을 함유하고 있어 초화류의 발아 등 초기 생육을 촉진하는 역할을 수행하며, 부착력이 뛰어나기 때문에 토양 혼합물의 물리적 성능도 향상시킬 수 있다. Paper sludge has excellent warming and moisturizing effects and contains nitrogen, phosphoric acid, magnesium and minerals, so it plays a role in promoting early growth such as germination of plants. It also has excellent adhesion, so it can improve the physical performance of the soil mixture. You can.
하수 슬러지는 다량의 유기질과 미생물이 증식될 수 있는 유기물을 포함하며, 함수율을 조절하고 토양의 pH를 조절하며 악취제거 등의 역할을 할 수 있다. 또한, 하수 슬러지는 토양 혼합물의 경화를 촉진시키며, 탄산가스를 이용한 토양 고결화(Cementation) 기능, 중금속과 유해물질 흡착 기능, 강도 강화 기능 등을 수행할 수 있다. Sewage sludge contains a large amount of organic matter and organic matter in which microorganisms can grow, and can play a role in controlling water content, adjusting soil pH, and removing bad odors. In addition, sewage sludge promotes hardening of soil mixture and can perform soil cementation using carbon dioxide gas, adsorption of heavy metals and harmful substances, and strengthening strength.
식생토는 질석과 코코피트를 포함할 수 있다. 질석은 다공질이며, 흡수능력이 좋다. 코코피트는 보수력과 보비력이 높고 통기성이 좋으며 밀도가 낮고 양이온 치환능력이 높으며 분해에 저항성이 있으므로 풍부한 식물 영양과 탄소 함유물질을 포함하고 있다. The vegetative soil may contain vermiculite and coco peat. Vermiculite is porous and has good absorption capacity. Coco peat has high water retention and holding capacity, good breathability, low density, high cation substitution ability, and resistance to decomposition, so it contains abundant plant nutrients and carbon-containing substances.
본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물의 식생토의 토분은 부엽토 80 내지 95 중량부 및 풍화토 5 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 식생토의 퇴비는 바크 퇴비 80 내지 95 중량부 및 유기질 퇴비 5 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물의 식생토는 함수율이 너무 높으면 강화재와 혼합이 어렵기 때문에 부엽토와 바크 퇴비의 함량이 풍화토와 유기질 퇴비의 함량에 비하여 높을 수 있다. The soil component of the vegetative soil of the soil mixture according to an embodiment of the present invention may include 80 to 95 parts by weight of humus soil and 5 to 20 parts by weight of weathered soil. Compost of vegetative soil according to an embodiment of the present invention may include 80 to 95 parts by weight of bark compost and 5 to 20 parts by weight of organic compost. If the moisture content of the vegetative soil of the soil mixture according to an embodiment of the present invention is too high, it is difficult to mix with the reinforcement material, so the content of humus and bark compost may be higher than the content of weathered soil and organic compost.
본 발명의 일 실시예에 따른 식생토의 슬러지는 제지 슬러지 50 내지 100 중량부 및 하수 슬러지 20 내지 50 중량부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러지는 유기성 성분이 너무 높으면 강화재와 혼합이 어렵기 때문에 유기물의 비율이 높은 하수 슬러지의 함량이 제지 슬러지의 함량에 비하여 낮을 수 있다. Sludge for vegetated soil according to an embodiment of the present invention may include 50 to 100 parts by weight of papermaking sludge and 20 to 50 parts by weight of sewage sludge. If the sludge according to an embodiment of the present invention has too high an organic component, it is difficult to mix with the reinforcing material, so the content of sewage sludge with a high proportion of organic matter may be lower than the content of papermaking sludge.
본 발명의 일 실시예에 따른 식싱토는 굴 패각을 활용한 비료를 포함할 수 있다. 굴 패각은 알칼리성 비료로써 산성화된 토양을 중화시키는 효과가 있으며, 냉해, 병충해에 강하고, 혹뿌리병 발생 억제에도 탁월하다. 또한 건설재료 및 석회석 제품 사용에도 전혀 손색이 없으며, 환경측면에서도 공장 배기가스 중 오염물질(SO2, H2S, CO2)의 흡착 제거, 중금속 제거, 오폐수 수질개선, 슬러지 탈수성 개선 등에도 효과가 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 식싱토는 토분 100 중량부에 대하여 5 내지 40 중량부의 굴 패각 비료를 포함할 수 있다. The planting soil according to an embodiment of the present invention may include fertilizer using oyster shells. Oyster shells are an alkaline fertilizer that has the effect of neutralizing acidified soil, is resistant to cold damage, pests and diseases, and is excellent at suppressing the development of gall root disease. In addition, it is completely suitable for use as construction materials and limestone products, and from an environmental perspective, it is effective in adsorbing and removing pollutants (SO2, H2S, CO2) from factory exhaust gases, removing heavy metals, improving wastewater quality, and improving sludge dewatering properties. The planting soil according to an embodiment of the present invention may include 5 to 40 parts by weight of oyster shell fertilizer per 100 parts by weight of soil.
본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물은 식생토의 점착력과 부착력을 증진시키기 위하여 강화재를 포함할 수 있다. 강화재는 시멘트, 소석고 및 혼화재를 포함할 수 있다. The soil mixture according to an embodiment of the present invention may include a reinforcing material to improve the adhesion and adhesion of the vegetated soil. Reinforcements may include cement, plaster, and admixtures.
시멘트는 마이크로 시멘트, CSA(칼슘설포알루니네이트) 시멘트 등을 포함할 수 있다. 마이크로 시멘트는 분말도 7,000 cm2/g 이상, 평균입자크기 5μm로서 침투성이 우수하고, 고강도 발현 및 내구성이 우수하며, 지하수 토질에 무해한 무기계 주입재를 포함할 수 있다. CSA시멘트는 산화칼슘, 산화알루미늄, 이산화황의 성분을 포함하며, 속경성, 팽창성, 조강성의 특징을 갖는다. 소석고는 석고를 구운 후 수분을 모두 또는 일부 제거한 무수석고 또는 반수석고를 포함할 수 있다. 소석고는 수분을 흡수하여 경화된다. Cement may include micro cement, CSA (calcium sulfoaluninate) cement, etc. Micro cement has a fineness of more than 7,000 cm 2 /g and an average particle size of 5 μm, which has excellent permeability, high strength development and durability, and can contain inorganic injection materials that are harmless to groundwater soil. CSA cement contains calcium oxide, aluminum oxide, and sulfur dioxide, and has the characteristics of rapid hardening, expansion, and early strength. Calcined gypsum may include anhydrous gypsum or semihydrated gypsum, which is obtained by removing all or part of the moisture after baking the gypsum. Plaster hardens by absorbing moisture.
혼화재는 플라이애시, 고로슬래그, 실리카퓸 등을 포함할 수 있다. 혼화재는 콘크리트 제조 시 혼합하여 시멘트의 비율을 줄여 수화열을 낮추고 콘크리트를 더 기밀하게 만들 수 있다. Admixtures may include fly ash, blast furnace slag, silica fume, etc. Admixtures can be mixed when manufacturing concrete to reduce the proportion of cement, lowering the heat of hydration and making concrete more airtight.
플라이애시와 고로슬래그는 유동성을 증가시키고 삼투성을 감소시키며, 초반 압축강도가 감소하나 시간이 지나면 증가하여 내구성을 증가시킨다. 실리카퓸은 시멘트에 매우 높은 강도와 내구성을 부여할 수 있다. 실리카퓸은 염소이온 침투에 대한 저항성이 매우 크기 때문에 제설제나 해수 염분으로 인한 콘크리트 부식을 방지할 수 있다.Fly ash and blast furnace slag increase fluidity and reduce permeability, and although their initial compressive strength decreases, it increases over time, increasing durability. Silica fume can give cement very high strength and durability. Silica fume has very high resistance to chlorine ion penetration, so it can prevent concrete corrosion caused by deicers or sea salt.
본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물의 강화재는 시멘트의 강성 보강을 위하여 산화마그네슘을 포함할 수 있다. 산화마그네슘은 시멘트의 고강도 발현 및 내구성에 도움을 주며, 내염기성이 뛰어나다. The reinforcing material of the soil mixture according to an embodiment of the present invention may include magnesium oxide to reinforce the rigidity of cement. Magnesium oxide helps cement develop high strength and durability, and has excellent base resistance.
본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물의 강화재는 시멘트 100 중량부에 대하여, 소석고 50 내지 200 중량부, 산화마그네슘 10 내지 70 중량부, 플라이애시 1 내지 50 중량부, 고로슬래그 1 내지 50 중량부 및 실리카퓸 1 내지 50 중량부를 포함할 수 있다. The reinforcing material of the soil mixture according to an embodiment of the present invention is 50 to 200 parts by weight of calcined gypsum, 10 to 70 parts by weight of magnesium oxide, 1 to 50 parts by weight of fly ash, and 1 to 50 parts by weight of blast furnace slag, based on 100 parts by weight of cement. and 1 to 50 parts by weight of silica fume.
본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물은 식생토의 식물 생육 성능을 향상시키기 위하여 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제는 벤토나이트(bentonite), 소듐실리케이트(sodium silicate), 실리카 파우더, 메틸 셀룰로오스, 폴리카본산 가소제(Polycarboxylate Copolymer Superplasticizer), 황산알루미늄, 인산암모늄을 포함할 수 있다. The soil mixture according to an embodiment of the present invention may include additives to improve plant growth performance of vegetated soil. Additives may include bentonite, sodium silicate, silica powder, methyl cellulose, polycarboxylate copolymer superplasticizer, aluminum sulfate, and ammonium phosphate.
벤토나이트는 운모와 같은 결정구조를 하는 단사정계에 속하는 광물인 몬모릴로나이트가 주로 들어있는 점토를 말한다. 벤토나이트는 석영 ·장석(長石) ·제올라이트 등을 포함할 수 있다. 벤토나이트는 물을 흡착하여 팽윤하고, 양이온 교환성이 뚜렷하여, 식물의 생장을 위한 식재수의 저장에 유리하다. Bentonite refers to clay that mainly contains montmorillonite, a monoclinic mineral with a mica-like crystal structure. Bentonite may include quartz, feldspar, zeolite, etc. Bentonite absorbs water and swells and has clear cation exchange properties, making it advantageous for storing planting water for plant growth.
소듐실리케이트는 콘크리트의 경화촉진제로서 토질이 붕괴성 토질인 경우 지반의 화학적 안정화에 기여한다. 실리카 파우더는 경화 후 압축강도와 굴곡강도를 향상시킬 수 있고, 수분 흡수율이 낮아 건조에 따른 수축율이 저감될 수 있다. 또한, 흡착성을 개선시키고, 황산, 염산, 유기산 등에 대한 화학 저항성을 증대할 수 있다. Sodium silicate is a hardening accelerator for concrete and contributes to chemical stabilization of the ground when the soil is collapsible. Silica powder can improve compressive strength and flexural strength after curing, and has a low moisture absorption rate, which can reduce shrinkage due to drying. Additionally, adsorption can be improved and chemical resistance to sulfuric acid, hydrochloric acid, organic acids, etc. can be increased.
본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물은 수분흡수율이 높은 벤토나이트와 수분흡수율이 낮은 실리카 파우더를 적절한 비율로 혼합하여 경화 후에 수축되지 않으면서 함수율을 높일 수 있다. The soil mixture according to an embodiment of the present invention can increase water content without shrinking after curing by mixing bentonite, which has a high water absorption rate, and silica powder, which has a low water absorption rate, in an appropriate ratio.
메틸 셀룰로오스는 물과 만나 점성 용액 또는 젤이 되어 점도를 높이거나 유화제 역할을 할 수 있다. 폴리카본산 가소제는 보습제의 역할을 하면서 시멘트 수화물과 같이 알칼리 환경에서 점성이 증가하고 가소성을 보이는 성질과 시멘트의 중금속을 흡착하여 외부로 유출을 방지하고 pH의 상승을 막는 특징을 가진다. 황산알루미늄과 인산암모늄은 응집제이며 pH가 산성을 띄고 있어서 시멘트 등의 강알칼리성을 식물 생육에 적절한 pH로 조절할 수 있다. Methyl cellulose can form a viscous solution or gel when mixed with water, increasing viscosity or acting as an emulsifier. Polycarboxylic acid plasticizer acts as a moisturizer and, like cement hydrate, has the property of increasing viscosity and plasticity in an alkaline environment, adsorbing heavy metals in cement to prevent them from leaking to the outside, and preventing an increase in pH. Aluminum sulfate and ammonium phosphate are coagulants and have an acidic pH, so they can adjust the strong alkalinity of cement, etc. to a pH appropriate for plant growth.
본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물의 첨가제는 소듐실리케이트 100 중량부에 대하여, 벤토나이트 10 내지 100 중량부, 실리카 파우더 1내지 100 중량부, 메틸 셀룰로오스 1 내지 100 중량부, 폴리카본산 가소제1 내지 100 중량부, 황산알루미늄 1 내지 50 중량부, 인산암모늄1 내지 50 중량부를 포함할 수 있다. The additive for the soil mixture according to an embodiment of the present invention is 10 to 100 parts by weight of bentonite, 1 to 100 parts by weight of silica powder, 1 to 100 parts by weight of methyl cellulose, and 1 to 1 to 100 parts by weight of polycarboxylic acid plasticizer, based on 100 parts by weight of sodium silicate. It may include 100 parts by weight, 1 to 50 parts by weight of aluminum sulfate, and 1 to 50 parts by weight of ammonium phosphate.
본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물은 고결화 작용을 위하여 바이오 제제를 포함할 수 있다. 바이오 제제는 탄산칼슘과 미생물을 포함할 수 있다. 바이오 제제는 아스퍼질러스 속, 리조푸스 속, 바실러스 속, 스포로사르시나 속 미생물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바이오 제제는 스포로사르시나 파스테우리(Sporosarcina Pasteurii) 균 또는 바실러스 파스테우리(Bacillus Pasteruii) 균을 포함할 수 있다. The soil mixture according to an embodiment of the present invention may include a bio agent for solidification. Biologics may contain calcium carbonate and microorganisms. The biologic may include at least one of the genus Aspergillus, Rhizopus, Bacillus, and Sporosarcina. The biologic agent may include Sporosarcina Pasteurii or Bacillus Pasteruii.
바이오 제제의 미생물은 요소를 먹잇감으로 삼아 요소분해효소를 통해 영양분을 섭취하고 탄산이온(CO3 2-)과 암모늄(NH4 +)을 생성한다. 탄산이온은 물과 반응 시 탄산이온(CO3 2-), 탄산수소이온(HCO3 -), 탄산(H2CO3)로 각각 존재할 수 있으며, 미생물로 인해 발생되는 탄산칼슘 침전은 탄산염 반응에 따라 다르게 발생한다. 탄산수소이온(HCO3 -)과 칼슘이온(Ca2+)의 반응으로 탄산칼슘(CaCO3)과 물(H20)을 생성시키거나, 2개의 탄산수소이온(HCO3 -)과 칼슘이온(Ca2+)의 반응으로 탄산칼슘(CaCO3), 이산화탄소(CO2), 및 물(H20)을 생성시킬 수 있다. Microorganisms in bio products use urea as food, consume nutrients through urease and produce carbonate ions (CO 3 2- ) and ammonium (NH 4 + ). When carbonate ions react with water, they can exist as carbonate ions (CO 3 2- ), hydrogen carbonate ions (HCO 3 - ), and carbonic acid (H 2 CO 3 ), respectively. Calcium carbonate precipitation caused by microorganisms is involved in the carbonate reaction. It occurs differently depending on the situation. Calcium carbonate (CaCO 3 ) and water (H 2 0) are generated through the reaction of hydrogen carbonate ions (HCO 3 - ) and calcium ions (Ca 2+ ), or two hydrogen carbonate ions (HCO 3 - ) and calcium ions are produced. The reaction of (Ca 2+ ) can produce calcium carbonate (CaCO 3 ), carbon dioxide (CO 2 ), and water (H 2 0).
시멘트에 바이오 제제가 첨가되면 공기건조나 발열 없이 강도가 증가되어 바이오 제제를 혼화재의 개념으로 사용할 수 있으며, 시멘트 사용량을 효율적으로 절감할 수 있다. 바이오 제제를 시멘트에 첨가 시 응결시간 촉진, 초기 강도가 증가하는 경향을 보이며, 이는 바이오 제제의 주성분인 탄산칼슘이 시멘트의 칼슘 실리케이트와 미소수화발열 반응을 통해 촉진되기 때문이다.When a bio agent is added to cement, the strength increases without air drying or heat generation, so the bio agent can be used as an admixture and the amount of cement used can be efficiently reduced. When a bio agent is added to cement, the setting time tends to accelerate and the initial strength increases. This is because calcium carbonate, the main component of the bio agent, is promoted through microhydration exothermic reaction with the calcium silicate of the cement.
바이오 제제의 비표면적은 70,000 cm2/g으로 마이크로 시멘트의 비표면적의 7,000 cm2/g 보다 약 10배 이상 세립분이며, 균등한 입자로 구성되어 있기 때문에 침투성이 우수하다.The specific surface area of the bio product is 70,000 cm 2 /g, which is about 10 times more fine-grained than the specific surface area of micro cement, which is 7,000 cm 2 /g, and has excellent permeability because it is composed of uniform particles.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention in detail and do not limit the scope of the present invention by these examples.
<실시예 1><Example 1>
토분 100중량부를 기준으로, 약 20중량부의 퇴비, 약 20 중량부의 질석, 약 30 중량부의 코코피트 및 약 10중량부의 제지 슬러지가 혼합되어, 식생토가 제조되었다. 여기에, 상기 토분 100 중량부를 기준으로 약 5중량부의 마이크로 시멘트, 약 3 중량부의 소석고 및 혼화재로 약 2중량부의 실리카 퓸을 포함하는 강화재가 투입되었다. 이후, 상기 토분 100 중량부를 기준으로, 약 3중량부의 벤토나이트, 약 3 중량부의 소듐실리케이트, 약 2 중량부의 실리카파우더, 약 2 중량부의 메틸 셀룰로오스, 약 2 중량부의 폴리카본산 가소제, 약 1 중량부의 황산알루미늄 및 약 1 중량부의 인산암모늄을 포함하는 첨가제가 추가로 투입되었다. 또한, 상기 토분 100 중량부를 기준으로, 약 1 중량부의 탄산칼슘 및 미생물로 스포로사르시나 파스테우리 균이 배양된 배지를 약 1 중량부로 포함하는 바이오 제제가 투입되었다.Based on 100 parts by weight of soil, about 20 parts by weight of compost, about 20 parts by weight of vermiculite, about 30 parts by weight of coco peat, and about 10 parts by weight of papermaking sludge were mixed to prepare vegetable soil. Here, based on 100 parts by weight of the earthen powder, reinforcing material including about 5 parts by weight of micro cement, about 3 parts by weight of calcined gypsum, and about 2 parts by weight of silica fume as an admixture was added. Thereafter, based on 100 parts by weight of the soil powder, about 3 parts by weight of bentonite, about 3 parts by weight of sodium silicate, about 2 parts by weight of silica powder, about 2 parts by weight of methyl cellulose, about 2 parts by weight of polycarboxylic acid plasticizer, and about 1 part by weight. An additive containing aluminum sulfate and about 1 part by weight of ammonium phosphate was additionally added. In addition, based on 100 parts by weight of the earthen soil, a bio-product containing about 1 part by weight of calcium carbonate and about 1 part by weight of a medium in which Sporosarcina pasteurii was cultured as a microorganism was added.
상기 식생토, 상기 강화재, 상기 첨가제 및 상기 바이오 제제가 혼합되어, 토양 혼합물이 제조되었다.The vegetative soil, the reinforcement material, the additive, and the bio agent were mixed to prepare a soil mixture.
<실시예 2> <Example 2>
실시예 1과 실질적으로 동일하고, 상기 미생물로 바실러스 파스테우리 균이 사용되었다.Substantially the same as Example 1, Bacillus pasteuri bacterium was used as the microorganism.
<실시예 3><Example 3>
실시예 1과 실질적으로 동일하고, 상기 혼화재로 고로슬래그가 사용되었다.Substantially the same as Example 1, blast furnace slag was used as the admixture.
<비교예><Comparative example>
실시예 1과 실질적으로 동일하고, 상기 강화재, 상기 첨가제 및 상기 바이오 제제가 사용되지 않았다.Substantially the same as Example 1, the reinforcement material, the additive, and the bio agent were not used.
<시험예 1><Test Example 1>
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에 따라 제조된 토양 혼합물들은 약 10m^2 크기의 사면에 각각 뿜어 붙였다.The soil mixtures prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Example were each sprayed on a slope of about 10 m^2 in size.
여기서, 시공 지역에 따른 지질, 암질, 토질상태, 자연환경 등을 고려하여 취부두께를 선정하고 시공하였다.Here, the installation thickness was selected and constructed considering the geology, rock quality, soil condition, and natural environment according to the construction area.
그 다음, 양잔디, 수레국화, 코스모스 등의 자생 초본류 및 자귀나무, 싸리 등의 목본류를 동일한 방식으로 식재하여 약 1달 동안 식물의 발아 및 생육을 확인하여 표 1로 나타냈다. Next, native herbaceous plants such as sheep grass, cornflower, and cosmos and woody plants such as silkworm and cypress were planted in the same manner, and the germination and growth of the plants were confirmed for about one month, as shown in Table 1.
또한, 상기 실시예에 따라 시공된 시공면의 압축강도 및 부착강도를 측정하여 표 1로 나타냈다.In addition, the compressive strength and adhesion strength of the construction surface constructed according to the above example were measured and shown in Table 1.
여기서, 상기 압축강도는 KS F 2314 (2001)에 의한 시험방법에 따라 진행되었으며, 부착강도는 KS F 4716(2006)에 의한 시험방법에 따라 진행되었다.Here, the compressive strength was conducted according to the test method according to KS F 2314 (2001), and the adhesion strength was conducted according to the test method according to KS F 4716 (2006).
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 토양 혼합물은 생존율이 좋고, 압축강도가 적어도 0.25 N/㎟인 것으로 나타났고, 부착강도가 최소 0.13N/㎟로 나타난 바, 외부의 충격 또는 우천에 저항가능한 정도의 강도를 갖고, 일반토사 및 기존의 건식, 습식, 반습식의 재료보다 매우 우수한 부착력을 갖는다는 것을 알 수 있다. 반면, 비교예의 경우 생존율이 떨어지고 압축강도 및 부착강도가 낮은 것을 알 수 있었다.As shown in Table 1, the soil mixtures according to Examples 1 to 3 had a good survival rate, a compressive strength of at least 0.25 N/㎟, and an adhesion strength of at least 0.13 N/㎟, so that the external It can be seen that it has a strength that can withstand shock or rain, and has much better adhesion than general soil and existing dry, wet, and semi-wet materials. On the other hand, in the case of the comparative example, it was found that the survival rate was low and the compressive strength and adhesion strength were low.
상기에서는 본 발명의 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀 둔다.In the above, the configuration and features of the present invention have been described based on the embodiments of the present invention, but the present invention is not limited thereto, and various changes or modifications may be made within the spirit and scope of the present invention. It is obvious to those skilled in the art, and therefore, it is stated that such changes or modifications fall within the scope of the appended patent claims.
Claims (6)
시멘트, 소석고 및 혼화재를 포함하는 강화재;
벤토나이트, 소듐실리케이트, 실리카파우더, 메틸 셀룰로오스, 폴리카본산 가소제, 황산알루미늄 및 인산암모늄을 포함하는 첨가제; 및
탄산칼슘 및 미생물을 포함하는 바이오제제를 포함하고,
상기 바이오제제는 고결화 작용을 위한 것인, 사면 안정용 토양 혼합물.Vegetative soil including earthen manure, compost, vermiculite, coco peat and sludge;
Reinforcements including cement, plaster and admixtures;
Additives including bentonite, sodium silicate, silica powder, methyl cellulose, polycarboxylic acid plasticizer, aluminum sulfate and ammonium phosphate; and
Contains biologics containing calcium carbonate and microorganisms,
The bio-formulation is a soil mixture for slope stabilization for consolidation action.
상기 토분은 부엽토 및 풍화토를 포함하고,
상기 퇴비는 바크 퇴비 및 유기질 퇴비를 포함하고,
상기 슬러지는 제지 슬러지 및 하수 슬러지를 포함하는 사면 안정용 토양 혼합물.According to paragraph 1,
The earthen soil includes humus soil and weathered soil,
The compost includes bark compost and organic compost,
The sludge is a soil mixture for slope stabilization containing papermaking sludge and sewage sludge.
상기 시멘트는 마이크로 시멘트 및 CSA(칼슘설포알루니네이트)시멘트 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 혼화재는 플라이애시, 고로슬래그 및 실리카퓸 중 적어도 하나를 포함 하는 사면 안정용 토양 혼합물.According to clause 1,
The cement includes at least one of micro cement and CSA (calcium sulfoaluninate) cement,
The admixture is a soil mixture for slope stabilization containing at least one of fly ash, blast furnace slag, and silica fume.
상기 미생물은 스포로사르시나 파스테우리 균 및 바실러스 파스테우리 균 중 적어도 하나를 포함하는 사면 안정용 토양 혼합물.According to paragraph 1,
The microorganism is a soil mixture for slope stabilization comprising at least one of Sporosarcina pasteuri and Bacillus pasteuri.
상기 식생토는 굴 패각 비료를 더 포함하는 사면 안정용 토양 혼합물.According to paragraph 1,
The vegetative soil is a soil mixture for slope stabilization further comprising oyster shell fertilizer.
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