KR19980047241A - Low quality nito improved material based on Busan lime - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부산석회를 주원료로 하는 저질니토 개량재에 관한 것이다. 보다 상세하게는 중량률로서 주원료인 부산석회 45~55%에 경화재로 고로슬래그 시멘트 30~40%, 포졸란제인 플라이 애쉬 10~15%, 계면활성제로 리그닌 슬포네이트 1~2%를 배합하여 저질니토 개량재를 조성하고, 이렇게 조성된 개량재를 저질니토의 토질 특성 및 사용목적에 맞추어 대상토의 1㎥을 80~350kg을 배합하여 사용할 경우 보통 포틀란드 시멘트에서 보다 1.5~2.0배이상의 강도를 발휘할 수 있을 뿐만 아니라, 특히 주원료가 가지는 중금속의 흡착효과로 인하여 쓰레기 매립장 공사에 활용가능한 것이다.The present invention relates to a low quality nito improved material whose main raw material is Busan lime. More specifically, as a weight ratio, 45 ~ 55% of the main raw material, Busan lime, 30 ~ 40% of blast furnace slag cement, 10 ~ 15% of fly ash, which is a pozzolanic agent, and 1 ~ 2% of lignin sulfonate are used as a surfactant. When the improved materials are formed, and the improved materials are used in combination with 80 to 350 kg of 1㎥ of the target soil according to the soil properties and purpose of the low quality nito, it can exhibit 1.5 ~ 2.0 times more strength than that of ordinary portland cement. In addition, due to the adsorption effect of heavy metals of the main raw materials, it can be used for landfill construction.
Description
본 발명은 부산석회를 주원료로 한 토질개량재에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 소다회를 생산하는 과정에서 발생되는 무기성 슬러지(Sluge)인 부산석회를 주원료로 하여, 고함수 점성토(高含水粘性土), 고유기질토, Hedro(해양침전물) 등의 저질니토를 효과적으로 개량할 수 있는 토질개량재에 관한 발명이다.The present invention relates to a soil-improving material based on Busan lime, and more particularly, to a high-functional cohesive soil using Busan lime, which is an inorganic sludge produced in the process of producing soda ash, as a main raw material. Iii) The invention relates to a soil improving material capable of effectively improving low quality nito, such as indigenous substrate soil and Hedro (sea precipitate).
저질니토는 자연상태에서 일반적으로 함수비가 액성한계(LL:Liquid Limit)이상으로 존재하는 특성을 가지며, 이로 인해 액상(液狀)의 거동을 보인다. 따라서, 건설현장 등에서는 통상 수분을 제거하여 양질토로 치환하거나 드레인(Drain)등의 배수공법을 이용해왔다.Low quality nito has a characteristic that the water content generally exists above the liquid limit (LL) in the natural state, and thus exhibits liquid phase behavior. Therefore, construction sites, etc. have been usually used to remove the water to replace the fine soil or drainage (Drain).
그러나, 자연상태에서 수분을 제거하기 위해서는 장기간 방치 상태로 둘 수밖에 없으며, 이 기간은 토질특성에 따라 달라지나 일반적 저질니토의 경우 수십년을 넘는다. 또한 드레인 공법은 저질니토 지반에 투수성이 양호한 재료로 수직 및 수평배수층을 설치하는 공법으로서 이역시 장시간을 요구하는 공법일 뿐만 아니라, 시공비가 고가이므로 경제적인 관점에서도 문제를 가진다.However, in order to remove moisture in the natural state, it is left to be left for a long time, and this period varies depending on the soil characteristics, but in general, it is more than several decades for low quality nito. In addition, the drain method is a method of installing vertical and horizontal drainage layers with a material having good water permeability in low quality Nitto soil, which is a method requiring a long time in this case, and also has a problem from an economical point of view because the construction cost is expensive.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해 현재 생석회(生石灰) 또는 시멘트를 주원료로 하는 토질개량재들이 연구 개발되고 있으나, 생석회계의 경우 생석회 고유의 특성인 고알카리성(Ph13)과 수분과의 접촉시에 고온의 발열성(400 ℃)으로 인해 현장작업성이 결여되어 실용화에 곤란한 상태이며, 시멘트계의 경우 시멘트의 수급상황 변동/품귀현상 및 고가의 사용 첨가제 등에 의한 낮은 경제성이라는 문제점을 안고 있다.In order to solve the above problems, soil improvement materials based on quicklime or cement are currently being researched and developed. However, in the case of quicklime, high alkalinity (Ph13), which is inherent in quicklime, when contacted with moisture Due to the exothermicity (400 ℃) of the field workability is difficult to practical use due to the lack of field, the cement has a problem of low economic efficiency due to the supply and demand changes / shortage of cement and expensive use additives.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 현재까지는 산업부산물로서 발생되는 부산석회를 재활용하여, 이를 주원료로 하고 경화제, 포졸란제, 계면활성제를 무기화학적 방법에 의해 배합 조성함으로써 저질니토를 양질토로 개량할 수 있는 개량재를 제조하는 데 있으며, 특히 주원료인 부산석회의 특성을 이용하여 전단강도를 증대시키고 아울러 중금속 흡착효과도 가질 수 있도록 하는데 있다.In order to solve the problems described above, the present invention recycles Busan lime produced as an industrial by-product until now, which is used as a main raw material, and the curing agent, pozzolanic agent, and surfactant are mixed and formulated by inorganic chemical method to improve low quality nito into high quality soil. In order to improve the material can be made, in particular, by using the characteristics of Busan lime, the main raw material to increase the shear strength and to have a heavy metal adsorption effect.
제 1 도는 본 발명의 토질개량재의 대표적인 용도를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a typical use of the soil improving material of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1: 라이닝층2,2', 3,3' : 가호안1: lining layer 2, 2 ', 3, 3': gahoan
4,5 : 쓰레기 매립층4,5: landfill layer
본 발명에서는 중량률에 따라, 주원료인 부산석회 45~55%, 경화제인 고로슬래그 시멘트 30~40%, 포졸란제인 Fly Ash 10~15%, 계면활성제인 리그린 슬포네이트 1~2%를 사용목적에 따라 적절히 배합함으로써, 부산석회의 탁월한 특성인 중금속 흡착효과를 충분히 발휘할 수 있도록 함은 물론 용도에 따른 전단강도를 가질 수 있도록 하여 산업부산물인 부산석회를 재활용하고 저질니토를 개량, 활용할 수 있다는 측면에서 환경적, 경제적으로 상당히 유용한 발명의 목적이 달성될 수 있다.In the present invention, depending on the weight ratio, 45 ~ 55% Busan lime lime as the main raw material, 30 ~ 40% blast furnace slag cement as a curing agent, 10 ~ 15% Fly Ash as a pozzolanic agent, 1 ~ 2% ligline sulfonate as a surfactant By appropriately formulating according to the present invention, the heavy metal adsorption effect, which is an excellent characteristic of Busan lime, can be fully exhibited, and the shear strength can be obtained according to the use, thereby recycling Busan lime, an industrial by-product, and improving and utilizing low quality nito. In the environmentally and economically significant object of the invention can be achieved.
다음은 본 발명의 실시례를 설명한 것으로서 본 발명은 주원료인 부산석회 45-55 중량%에 경화제로서 고로슬래그 시멘트 30-40 중량%, 포졸란제로서 플라이 애쉬 10-15 중량%, 계면활성제로서 리그닌 슬포네이트 1-2 중량%로 하여 배합, 조성한 토지개량재를 나타낸다.The following describes the embodiment of the present invention, the present invention is 45-55% by weight of the main raw material Busan blast furnace slag cement as curing agent 30-40% by weight, fly ash 10-15% by weight as a pozzolanic agent, lignin sulfo as surfactant The land improvement material mix | blended and formed as 1-2 weight% of nates is shown.
본 발명의 제 1 의 실시례와 관련하여 상기한 바와 같이 조성된 개량재를 서해안에서 채취한 고함수 해성점토(高含水 海性粘土) 시료 1㎥ 당 150kg을 배합하여 일축압축강도, 다짐시험, 투수시험 등을 실시하였는 바, 본 실험에 사용된 시료토의 특성은 다음의 표1에서 구체적인 수치로서 제시되어 있으며, 상기 실험의 결과는 다음의 표2 내지 표3에서 구체적으로 나타나 있다.Uniaxial compressive strength, compaction test, by combining 150kg per 1㎥ of sample of high-performance marine clay collected from the west coast of the improved material prepared as described above in relation to the first embodiment of the present invention, As a result of the permeability test, the characteristics of the sample soil used in this experiment are shown as specific values in Table 1 below, and the results of the experiment are shown in Tables 2 to 3 below.
보다 상세하게 설명하면, 본 실험에 사용된 시료토는 경기도 김포군 해안지역에서 채취한 것으로서 표 1에 나타나 있는 바와 같이 자연상태에서 액성한계 44.5%보다 큰 함수비를 보이므로 자연상태에서 액성의 거동을 보인다고 할 수 있을 것이고, 소성지수가 19.8%로 소송영역이 비교적 작으므로 수분함유량의 증가에 의해 쉽게 액상화할 것이며, 채의 크기가 0.074mm인 #200번채 통과량이 80%이상이므로 전반적으로 입자가 미세하며 색깔은 진회색을 띠는 전형적인 저질니토의 하나인 해안점성토라고 할 수 있다.In more detail, the sample soil used in this experiment was collected from the coastal area of Gimpo-gun, Gyeonggi-do, and as shown in Table 1, the water content was higher than the liquid limit of 44.5% in the natural state. As the plasticity index is 19.8%, the litigation area is relatively small, so it will be easily liquefied by the increase of moisture content. The color is dark gray, and it is a kind of coastal clay which is one of the typical low quality nito.
상기 배합비로 조제된 개량재와 일반시멘트를 각각 시료토와 손비빔을 하여 혼합한 후 직경 5cm, 높이 10cm의 피브이씨(PVC) 몰드에 다짐없이 충진한 후 수중양생하여 3, 7, 14, 28일 후 일축압축강도시험에 의해 개량토의 전단강도를 측정하였다. 그 결과 생석회계에서 발생하는 고열의 반응은 볼 수 없었고 다만 상온보다 조금 낮은 정도였으며, 양생 3일 후 보통시멘트로 개량된 것은 원지반의 전단강도 0.020 kg/㎠의 60배, 본 발명품에 의한 개량토는 90배 정도의 전단강도 증진을 볼 수 있었고, 본 발명품의 주원료가 시멘트가 아닌 부산물이면서도 강도증진효과를 볼 수 있었다는 점에서 시멘트계보다는 경제적임을 알 수 있다.After mixing the improved material and the general cement prepared at the above mixing ratio by mixing with the sample soil and hand beam, respectively, filled into a PVC mold of 5cm diameter and 10cm height, and then cured under water 3, 7, 14, After 28 days, the shear strength of the improved soil was measured by uniaxial compressive strength test. As a result, high-temperature reactions in the quicklime were not found, but were slightly lower than room temperature. After 3 days of curing, the improved cement was 60 times higher than the shear strength of 0.020 kg / cm2 of the ground, and the improved soil by the present invention. It can be seen that the shear strength improvement of about 90 times, and the main raw material of the present invention is more economical than cement-based in that it can see the strength-improving effect as a by-product rather than cement.
[표 1]TABLE 1
시료토의 토성Saturn of Sample Earth
[표 2]TABLE 2
일축압축강도시험Uniaxial compressive strength test
[표 3]TABLE 3
다짐시험 및 CBRCompaction Test and CBR
표 2에서 나타나있는 바와 같이 본 발명의 토지개량재를 사용한 경우와 보통 시멘트를 사용한 경우와의 강도 시험 결과 본 발명의 토지개량재를 사용한 경우의 강도가 대략 1.5 내지 2.3 배 정도 더 높게 나타남을 알 수 있다.As shown in Table 2, the results of the strength test between the case of using the land-improving material of the present invention and the case of using ordinary cement showed that the strength of the land-improving material of the present invention was about 1.5 to 2.3 times higher. Can be.
일반적으로 도로 노체, 노반등 성토재로의 사용할 수 있는 토질은 액성한계 50% 미만, 소성한계 25% 미만, 건조밀도 1.5 t/㎥이상, 간극률 42 % 미만인 흙이다. 이때 일반적인 개량토에서 가장 큰 주안점은 CBR 값이며 이 값이 50% 미만이면 다른 조건들도 만족되는 것으로 본다. 상기 실험에 사용된 본 발명의 개량토의 경우 표 3에서 나타나있는 바와 같이 상기 조건들을 만족함을 알 수 있다. 다만, 투수시험 결과 그 결과치가 투수계수(K) 1.287 × 10-8~ 8.312 × 10-8정도로 다소 낮게 나옴을 볼 때 본 개량토가 주로 사용되는 환경은 투수성에 관한 문제가 중요하지 않은 지역 등일 것이며, 특히 하도와 같은 투수성이 낮을수록 유리한 쓰레기 매립장 등의 라이닝제나 성토재로서 특히 유용하다 할 것이다.In general, the soil that can be used as the roadbed, roadbed, and other sediments is soil having a liquid limit of less than 50%, a plastic limit of less than 25%, a dry density of 1.5 t / m 3 and a porosity of less than 42%. At this time, the most important point in general refined soil is CBR value. If this value is less than 50%, other conditions are considered to be satisfied. In the case of the improved soil of the present invention used in the experiment it can be seen that the conditions are satisfied as shown in Table 3. However, when the result of permeation test shows a slightly lower permeability coefficient (K) of 1.287 × 10 -8 to 8.312 × 10 -8, the environment in which the improved soil is mainly used is one where the problem of permeability is not important. In particular, the lower the permeability, such as the road, the more useful as a lining agent or landfill material, such as an advantageous landfill.
이에 대한 예시로서 도 1에는 본 발명의 개량토가 사용되는 대표적인 용도를 도시하고 있다. 도 1에서 보는 바와 같이 본 발명의 개량제는 폐수의 지하로의 침출을 방지하기 위한 라이닝층(1)에 사용되는 라이닝제나, 쓰레기 매립층(4)(5)의 측부를 지지함과 동시에 매립용적을 크게 하기 위한 가호안(2)(2')(3)(3')에 사용되는 성토재로서 효과적으로 사용될 수 있다.As an example for this, Figure 1 shows a typical use of the improved soil of the present invention. As shown in FIG. 1, the improving agent of the present invention supports the side of the lining agent or the waste landfill layer 4, 5, which is used in the lining layer 1 for preventing leaching of wastewater into the underground, and at the same time, It can be effectively used as a fill material used for protection plan (2) (2 ') (3) (3') to enlarge.
또한, 본 발명의 제2의 실시례로서 다음에 개시된 바와 같이 시험예1과 같은 배합률로 조성된 개량재를 남해안에서 채취한 고함수 해성 점토(高含水海性粘土) 시료 1㎥ 당 350kg을 배합하여 일축압축강도, 다짐시험, 투수시험 등을 실시하였다. 이 실험에 사용된 시료토의 토질의 특성은 표 4에 나타나 있으며, 그 시험결과는 표 5와 표 6에 나타나있다.In addition, as a second embodiment of the present invention, 350 kg per 1 m 3 of the highly functional marine clay sample collected from the south coast of the improved material prepared at the same mixing ratio as in Test Example 1 as described below. Uniaxial compressive strength, compaction test, and permeability test were carried out. The soil characteristics of the sample soil used in this experiment are shown in Table 4 and the test results are shown in Tables 5 and 6.
본 실험에 사용된 시료토는 전라남도 광양시 해안지역에서 채취한 것으로 표 4에 나타나있는 바와 같이 자연상태에서 액성한계 43.2%보다 3배이상의 큰 함수비를 보이므로 자연상태에서 액성의 거동을 보인다고 볼 수 있고, 소성지수가 22.2%로 소성영역이 비교적 작으므로 수분함유량의 증가에 의해 쉽게 액상화할 것이며, 채의 크기가 0.074mm인 #200번채 통과량이 90% 이상이므로 전반적으로 입자가 미세하며 색깔은 진회색을 띠는 전형적인 저질니토의 하나인 해안 점성토라고 할 수 있다.The sample soil used in this experiment was collected from the coastal area of Gwangyang-si, Jeollanam-do. As shown in Table 4, it showed liquid behavior in the natural state because the water content was three times greater than 43.2% of the liquid limit in the natural state. , The plasticity index is 22.2%, and the plasticity area is relatively small, so it will be easily liquefied by increasing water content. Since the # 200 pass with a size of 0.074mm is 90% or more, the particles are generally fine and the color is dark gray. The band is a kind of coastal clay, one of the typical low quality nito.
하기 표 5와 표 6에서 보는 바와 같이 본 발명의 개량재를 사용할 경우 그 강도 면에서나 CBR 값 등에서 상기 제 1 실시례와 마찬가지로 그 특성이 우수하게 나옴을 알 수 있다.As shown in Table 5 and Table 6, it can be seen that the characteristics of the improved material of the present invention are excellent in the same manner as in the first embodiment in terms of strength and CBR value.
[표 4]TABLE 4
시료토의 조성Composition of the sample soil
[표 5]TABLE 5
일축압축강도시험Uniaxial compressive strength test
[표 6]TABLE 6
다짐시험 및 CBRCompaction Test and CBR
* 투수시험결과치 : 투수계수(K)는 1.021 × 10-8~ 5.567 × 10-8이었다.* Permeability test result: Permeability coefficient (K) was 1.021 × 10 -8 ~ 5.567 × 10 -8 .
본 발명의 제 3 의 실시례에 관련하여 주원료인 부산석회의 오염물질 저감능을 평가하기 위해 등온흡착실험 및 오염물질 저감능 시험을 실시하였으며, 그 결과는 표 7 과 같았다.In accordance with the third embodiment of the present invention, an isothermal adsorption experiment and a pollutant reduction capacity test were performed to evaluate the pollutant reduction ability of Busan lime, which is a main raw material, and the results are shown in Table 7.
표 7에서 나타나있는 바와 같이 주원료인 부산석회는 우수한 중금속흡착능력을 가지며, 부산석회를 주원료로 하는 첨가제들 또한 동일한 기능을 가진다. 따라서, 본 발명의 토지개량재는 다른 종류의 토질개량제나, 라이닝제들이 갖지 못하는 환경정화능력을 가진다는 점에서 보다 효과적인 토지개량재라 할 수 있다.As shown in Table 7, Busan lime, the main raw material, has an excellent heavy metal adsorption capacity, and additives based on Busan lime have the same function. Therefore, the land improvement material of the present invention can be said to be a more effective land improvement material in that it has an environmental purification ability that other kinds of soil improvement agents or lining agents do not have.
[표 7]TABLE 7
중금속 흡착능력 및 오염물질 저감능 효과Heavy metal adsorption capacity and pollutant reduction effect
본 발명에 의하면 산업 부산물인 부산석회를 주원료로 하는 토질개량재는 부산석회를 그대로 사용시 높은 소성지수로 인해 트래커빌러티 확보가 곤란하다는 단점을 보완했을 뿐만 아니라, 호.소.해안공사등에서 발생되는 저질토에 배합하여 사용하여 건설용 자재로서 재활용될 수 있으며, 주원료가 가지는 탁월한 중금속 흡착 효과로 매립장의 라이닝제 및 성토/복토재로의 활용가능한 점에서, 기존의 생석회 및 시멘트계에 대한 단점을 보완한 발명이다.According to the present invention, the soil improvement material mainly comprising Busan lime, which is an industrial by-product, has not only compensated for the disadvantage that it is difficult to secure the mobility due to the high plasticity index when Busan lime is used as it is. The invention can be recycled as a construction material by using it in soil, and it can be used as a lining agent and a fill / cover material of landfill by the excellent heavy metal adsorption effect of the main raw material. to be.
본 발명의 목적은 소다회를 생산하는 과정에서 발생되는 무기성 슬러지(Sluge)인 부산석회를 주원료로 하여, 고함수 점성토(高含水粘性土), 고유기질토, Hedro(해양침전물) 등의 저질니토를 효과적으로 개량할 수 있는 토질개량제를 제공함에 있다.An object of the present invention is a low-quality nito, such as high-functional viscous soil, high intrinsic substrate soil, Hedro (sea sediment), etc., with the main raw material of Busan lime which is an inorganic sludge generated in the process of producing soda ash It is to provide a soil improver that can effectively improve the.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR100378528B1 (en) * | 1999-07-23 | 2003-03-31 | 예정훈 | Cover Soil Composition for the Modification of Land Fill Soil Capable of Lowering Ordor and Preventing Vermination |
| KR100719099B1 (en) * | 2005-05-24 | 2007-05-17 | 주식회사 태호 | pro-environment restoration vegetation telerecording soil stabilizer |
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| KR100719099B1 (en) * | 2005-05-24 | 2007-05-17 | 주식회사 태호 | pro-environment restoration vegetation telerecording soil stabilizer |
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| KR100314978B1 (en) | 2002-04-06 |
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