KR20150113436A - Ｓｃｗ 공법용 밀크주입재 조성물 및 이를 이용한 ｓｃｗ 공법 - Google Patents

Ｓｃｗ 공법용 밀크주입재 조성물 및 이를 이용한 ｓｃｗ 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재 조성물 및 이를 이용한 SCW(Soil cement wall) 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재로 가장 널리 사용되는 1종 보통시멘트와 벤토나이트의 사용량을 최소화하기 위하여 슬래그를 주재료로 활용하고 여기에 시멘트, 페트로 코크스 탈황석고, 팽창재를 이용하여 1종 보통시멘트와 동등 이상 성능을 발현할 수 있을 뿐만 아니라, 체적 팽창작용을 이용하여 벤토나이트 사용을 배제할 수 있고 육가 크롬 등 유해성분 용출을 최소화 할 수 있는 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재 조성물 및 이를 이용한 SCW(Soil cement wall) 공법에 관한 것이다.
본 발명은 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재 조성물 및 이를 이용한 SCW(Soil cement wall) 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재로 가장 널리 사용되는 1종 보통시멘트와 벤토나이트의 사용량을 최소화하기 위하여 슬래그를 주재료로 활용하고 여기에 시멘트, 페트로 코크스 탈황석고, 팽창재를 이용하여 1종 보통시멘트와 동등 이상 성능을 발현할 수 있을 뿐만 아니라, 체적 팽창작용을 이용하여 벤토나이트 사용을 배제할 수 있고 육가 크롬 등 유해성분 용출을 최소화 할 수 있는 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재 조성물 및 이를 이용한 SCW(Soil cement wall) 공법에 관한 것이다.

Description

ＳＣＷ 공법용 밀크주입재 조성물 및 이를 이용한 ＳＣＷ 공법{CEMENT MILK INJECTION AGENT FOR SOIL CEMENT WALL AND SOIL CEMENT WALL METHOD OF THE SAME}
본 발명은 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재 조성물 및 이를 이용한 SCW(Soil cement wall) 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재로 가장 널리 사용되는 1종 보통시멘트와 벤토나이트의 사용량을 최소화하기 위하여 슬래그를 주재료로 활용하고 여기에 시멘트, 페트로 코크스 탈황석고, 팽창재를 이용하여 1종 보통시멘트와 동등 이상 성능을 발현할 수 있을 뿐만 아니라, 체적 팽창작용을 이용하여 벤토나이트 사용을 배제할 수 있고 육가 크롬 등 유해성분 용출을 최소화 할 수 있는 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재 조성물 및 이를 이용한 SCW(Soil cement wall) 공법에 관한 것이다.
산업의 발달과 도심지 인구집중화 현상 등으로 인해 도심지의 건축물은 요구공간 확보를 만족하고자 점차적으로 지하 구조물의 필요성이 대두되고 있으며, 해안에 산업공단 또는 신도시가 건설되고 있다.
일반적으로, 지하 구조물을 축조하기 위해서 별도로 시공하는 흙막이벽은 본래 기초 터파기 공사에서 토압, 수압 등의 측압에 대한 저항을 목적으로 사용되는 가설구조물이다.
상기 흙막이벽을 시공하기 위한 방법으로 매우 다양한 공법들이 적용되고 있는데, 일정간격으로 H형강 파일을 박고 H형강 파일 사이에 토류판을 끼우는 공법, 현장타설 콘크리트 말뚝(Cast In-Place Pile; CIP) 공법, 지하 연속벽을 시공하는 SCW(Soil cement wall) 공법 등이 사용되고 있다.
이러한 흙막이 공법 중에서 SCW 공법은 굴착장비인 오거로 굴착공을 천공하고 오거의 선단으로부터 시멘트와 벤토나이트(Bentonite) 혼합액을 토출시켜 굴착토사와 혼합되어 흙막이벽을 시공한다. 계속해서 상기한 과정을 반복하여 겹치게 굴착공을 천공하여 시공함으로써, 일체적인 지하 연속벽을 형성하는 공법이다.
상기 SCW 공법은 해성점토(海成粘土, marine clay; 해저에 침전 퇴적되어 생성된 점토) 등 연약지반 구간에 널리 적용하고 있으며, 시멘트 페이스트의 배합설계는 굴착공 주변의 지반 특수성 등의 종합적인 상황을 고려하여 현지시료를 채취하여 일축압축시험, 투수성 시험 등을 행한 후 결정하며, 건축공사표준 시방서에 의하면 아래의 <표 1>에 나타나 있는 배합비를 따르고 있다.
표준 배합기준표
토 질 배합(흙 m3당) 압축강도
(Kgf/㎠)
시멘트
(kg)		 벤토나이트(kg) 물(ℓ)
점성토 400 10 410 10 ~ 20
사질토 350 20 360 20 ~ 80
사력토 350 30 360 60 ~ 120
위의 표 1에서 보는 바와 같이, 종래의 일반적인 SCW 공법에서 토질의 성질이 해성점토 구간에서 1M3에 해당하는 흙막이벽을 시공함에 따른 시멘트페이스트 배합설계에 있어서, 점성토의 경우에는 시멘트 400kg을 사용하고 있다. 점성토 지반에서는 벤토나이트의 사용량을 줄이고 시멘트의 양을 늘려 배합하고 있으며, 사력토인 경우에 있어서도 350kg의 시멘트를 사용하고 있다. 이렇게 흙막이벽을 지하 연속벽으로 시공하는 종래의 일반적인 SCW 공법에서는 다량의 시멘트가 소요되었고, 특히 토질이 점성토인 경우 시멘트량의 증가에 따라 공사비가 증가하는 문제점이 있었다.
또한, 시멘트는 지반의 강알칼리 및 육가 크롬에 의한 환경오염을 유발할 수 있고 물이 다량 함유됨에 따라 수화반응 진행 시 과도한 체적 수축이 발생하는 문제점을 내포하고 있다. 이를 방지하기 위하여 벤토나이트 등을 사용하지만 벤토나이트는 가격이 매우 고가이고 국내에는 존재하지 않는 광물이라 전량 수입에 의존하는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재로 가장 널리 사용되는 1종 보통시멘트와 벤토나이트의 사용량을 최소화하기 위하여 슬래그를 주재료로 활용하고 여기에 시멘트, 페트로 코크스 탈황석고, 팽창재를 이용하여 1종 보통시멘트와 동등 이상 성능을 발현할 수 있을 뿐만 아니라, 체적 팽창작용을 이용하여 벤토나이트 사용을 배제할 수 있고 육가 크롬 등 유해성분 용출을 최소화 할 수 있는 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재 조성물 및 이를 이용한 SCW(Soil cement wall) 공법을 제공함에 있다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재 조성물은 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 40중량% 이상이고 비표면적 2,500~6,000cm2/g인 슬래그 100중량부에 대하여, 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 35중량% 이상이고 비표면적 2,500~6,000cm2/g인 시멘트 2.5~100중량부와, 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 50중량% 이상이고 설페이트 옥사이드(Sulfate oxide) 함량이 15중량% 이상이며 비표면적 2,000~6,000cm2/g인 페트로 코크스 탈황석고 5~200중량부와, 배합수 60~1,000중량부를 포함한다.
또한 체적팽창을 통한 수축을 방지하기 위하여 팽창재를 더 포함하며, 상기 팽창재는 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 20중량% 이상인 석탄재, 바이오매스 소각잔재, 제지슬러지 소각잔재, RDF 소각잔재, RPF 소각잔재, 제철 및 제강 공정 분진, 생석회 및 경소백운석으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
또한 상기 팽창재는 슬래그 100중량부에 대하여 5~100중량부 혼입되는 것이 바람직하다.
또한 속경성 및 강도를 증진시키기 위하여 황산염 자극제를 더 포함하며, 상기 황산염 자극제는 황산칼슘, 황산알루미늄, 황산나트륨 및 황산마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
또한 상기 황산염 자극제는 슬래그 100중량부에 대하여 5~50중량부가 혼입되는 것이 바람직하다.
또한 속경성 및 강도를 증진시키기 위하여 알칼리 자극제를 더 포함하며, 상기 알칼리 자극제는 소석회, 규산소다, 가성소다 및 가성칼리로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
또한 상기 알칼리 자극제는 슬래그 100중량부에 대하여 5~50중량부가 혼입되는 것이 바람직하다.
또한 유동성을 증진시키기 위하여 액상 및 분말형 유동화제를 더 포함하며, 상기 유동화제는 나프탈렌계, 멜라민계, 아민계, 리그닌계 및 폴리 카르본산계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
또한 상기 유동화제는 슬래그 100중량부에 대하여 0.1~10중량부 혼입되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 토양의 성질이 해성점토 등 연약지반 구간에서 흙막이벽을 시공하는 SCW(Soil cement wall) 공법에 있어서, 1) 굴착장비를 이용하여 굴착공을 천공하는 단계; 및 2) 시공현장의 지반에 상기 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 의한 밀크 주입재를 배합, 주입, 교반하는 단계;를 포함하며, 상기 시멘트페이스트는 1M3에 해당하는 흙막이벽을 시공함에 따라 상기 밀크주입재 500 ~ 1,200kg을 주입하여 이루어진다.
본 발명에 따르면, SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재로 가장 널리 사용되는 1종 보통시멘트와 벤토나이트의 사용량을 최소화할 수 있고, 슬래그를 주재료로 활용하고 여기에 시멘트, 페트로 코크스 탈황석고, 팽창재를 이용하여 1종 보통시멘트와 동등 이상 성능을 발현할 수 있을 뿐만 아니라, 체적 팽창작용을 이용하여 벤토나이트 사용을 배제할 수 있다.
또한 육가 크롬 등 유해성분 용출을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 의한 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재 및 이를 이용한 SCW(Soil cement wall) 공법을 구체적으로 설명한다.
먼저, 본 발명에 의한 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재의 구성성분 및 작용을 설명한다.
본 발명에 의한 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재는 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 40중량% 이상이고 비표면적 2,500~6,000cm2/g인 슬래그 100중량부에 대하여, 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 35중량% 이상이고 비표면적 2,500~6,000cm2/g인 시멘트 2.5~100중량부와 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 50중량% 이상이고 설페이트 옥사이드(Sulfate oxide) 함량이 15중량% 이상이며 비표면적 2,000~6,000cm2/g인 페트로 코크스 탈황석고 5~200중량부와, 배합수 60~1,000중량부를 포함한다.
또한 상기 슬래그는 고로 슬래그, 제강 슬래그, 동 슬래그, 스테인레스, 연슬래그, KR 슬래그로 이루어진 군에서 선택된 미분말 또는 분진 형태의 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
또한 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량은 40중량% 이상이 바람직한데 40중량% 이하면 잠재수경성을 발휘하여 칼슘실리케이트 수화물(C-S-H) 생성하여 강도를 발현하기 어렵다. 비표면적은 2,500~6,000cm2/g이 바람직한데 2,500cm2/g 이하이면 활성도가 저하되어 강도 발현이 어렵고 6,000cm2/g 이상이면 활성도는 우수하여 강도는 증진되나 초미립분을 얻기 위한 분쇄, 집진 공정에서 생산량이 크게 저하된다.
또한 상기 시멘트는 CSA(Calcium Sulfur Aluminate), 알루미나 시멘트, 초속경 시멘트, 1종 시멘트, 3종 시멘트, 고로슬래그 시멘트 및 플라이애시 시멘트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다. 시멘트 또한 비표면적은 2,500~6,000cm2/g이 바람직한데 2,500cm2/g 이하이면 초기강도 발현이 늦으며, 6,000cm2/g 이상이면 초기강도에 매우 효과적이나 장기강도 증진효과는 없으며 분쇄 과정에서 제조 비용이 크게 상승한다.
상기 시멘트는 슬래그 100중량부에 대하여 시멘트 2.5~100중량부를 혼입하는 것이 바람직하다. 2.5중량부 미만이면 초기 강도 발현이 어렵고 100중량부를 초과하면 초기강도는 상승되나 육가 크롬 등 유해성분 용출될 수 있고 경제성 또한 부족하다.
상기 페트로 코크스 탈황석고는 페트로 코크스만을 연료로 하거나 페트로 코크스와 유연탄을 혼합하여 연료로 하는 보일러에서 노내탈황을 위해 석회석을 혼소하는 과정에서 탈황 공정 부산물로 발생하기 때문에 생석회, 무수석고 성분을 함유한 물질이며 경제성이 매우 우수하다. 슬래그의 산성피막을 알칼리 및 황산염 복합 자극에 의해 단시간 내에 파괴하여 슬래그 내부에서 이온 방출을 가속화시키고 이들과 반응하여 수화초기에 에트린가이트를 다량 생성해주고 재령이 경과함에 따라 칼슘실리케이트 수화물을 생성해 강도를 발현해주는 자극제 및 결합재의 동시 역할을 하는 물질이다. 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 50중량% 미만이거나 설페이트 옥사이드(Sulfate oxide) 함량이 15중량% 미만일 경우에는 그 효과가 제대로 발휘되지 못하며, 비표면적이 2,000cm2/g 이하이면 초기에 강도 발현이 어렵고, 6,000cm2/g 이상이면 분쇄 과정에서 제조 비용이 크게 상승한다.
상기 배합수는 지하수, 상수도수, 공업용수, 회수수 및 해수 등 결합재의 응결에 이상을 주지 않는 일반적인 물로서 분말인 결합재를 슬러리로 만들어 배관을 통한 이송을 용이하게 하는 용도로 사용된다.
또한 체적팽창을 통한 수축을 방지하기 위하여 팽창재를 더 포함하되, 팽창재는 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 20중량% 이상인 석탄재, 바이오매스 소각잔재, 제지슬러지 소각잔재, RDF 소각잔재, RPF 소각잔재, 제철 및 제강 공정 분진, 생석회 및 경소백운석으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
통상 별도의 탈황장치를 구비한 화력발전소에서 배출되는 석탄재는 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 5중량% 이하로 콘크리트 혼화재료로 재활용됨에도 불구하고, 위와 같이 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 성분이 다량 함유된 석탄재, 소각잔재, 제철 및 제강 분진 등은 흡수, 발열 및 팽창 특성이 있어 콘크리트 혼화재료로 활용이 불가능하다.
따라서 본 발명은 통상적으로 콘크리트 혼화재료로 활용할 수 없는 산업 부산물을 팽창재로 이용하는 것이다.
또한 상기 팽창재 중 생석회 및 경소백운석은 시중에서 유통되는 일반적인 제품이면 사용 가능하다.
상기 팽창재는 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 20중량% 이상이 바람직하다. 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 성분은 물과 반응하여 흡수, 발열 및 팽창하여 수산화칼슘이 된다. 이에 대한 반응식은 아래와 같다.
CaO+ H2O->Ca(OH)2+15.6kcal mol-1
따라서 칼슘 옥사이드(Calcium oxide)가 물과 반응하여 생성된 수산화칼슘은 슬래그의 알칼리 자극제 역할과 동시에 수화반응시 경화체의 체적 수축을 보상하는 효과를 발휘하게 된다.
또한 상기 팽창재는 슬래그 100중량부에 대하여 5~100중량부 혼입되는 것이 바람직하다. 5중량부 미만일 경우 팽창 효과가 미비하며 100중량부를 초과할 경우 팽창효과는 우수해지나 물을 과량 흡수하여 유동성이 크게 저하된다.
또한 속경성 및 강도를 증진시키기 위하여 황산염 자극제를 더 포함하되, 자극제는 황산칼슘, 황산알루미늄, 황산나트륨, 황산마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 황산염 자극제는 슬래그 100중량부에 대하여 5~50중량부가 혼입되는 것이 바람직하다. 5중량부 미만일 경우 황산염 자극 효과가 미비하며 50중량부를 초과할 경우 경제성이 부족하고 슬래그와 반응하지 못한 잉여량이 존재하여 오히려 강도가 저하하게 된다.
또한 속경성 및 강도를 증진시키기 위하여 알칼리 자극제를 더 포함하되, 알칼리 자극제는 소석회, 규산소다, 가성소다, 가성칼리로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것이 바람직하다. 상기 알칼리 자극제는 슬래그 100중량부에 대하여 5~50중량부가 혼입되는 것이 바람직하다.
5중량부 미만일 경우 알칼리 자극 효과가 미비하며 50중량부를 초과할 경우 경제성이 부족하고 슬래그와 반응하지 못한 잉여량이 존재하여 오히려 강도가 저하하게 된다.
액상 및 분체 모두 사용 가능하며 액상일 경우에는 배합수에 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한 유동성을 증진시키기 위하여 액상 및 분말형 유동화제를 더 포함하되, 유동화제는 나프탈렌계, 멜라민계, 아민계, 리그닌계, 폴리 카르본산계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물이 바람직하다.
상기 유동화제는 슬래그 100중량부에 대하여 0.1~10중량부 혼입되는 것이 바람직하다. 0.1 중량부 미만일 경우 유동성 개선 효과가 없으며 10중량부를 초과할 경우 유동성이 과도하게 개선되어 재료분리가 일어날 수 있고 경제성이 부족하다.
또한 토양의 성질이 해성점토 등 연약지반 구간에서 흙막이벽을 시공하기 위하여 1) 굴착장비를 이용하여 굴착공을 천공하는 단계;
2) 시공현장의 지반에 밀크 주입재를 배합, 주입, 교반하는 단계;를
포함하며, 상기 밀크주입재는 1M3에 해당하는 흙막이벽을 시공함에 따라 밀크주입재 300 ~ 1,200kg을 주입하여 이루어지는 것이 바람직하다.
흙 1M3에 300kg 미만으로 주입될 경우 소요 강도를 만족할 수 없고 1,200kg를 초과할 경우 강도는 크게 향상되나 경제성이 부족하다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다. 또한 이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한하는 것으로 이해되어져서는 아니된다.
비교예
해성점토 1m3 기준으로 1종 시멘트 400kg, 벤토나이트 10kg, 물 410kg를 강제식 믹서로 충분히 혼합하여 밀크주입재를 제조하여 해성점토 1m3와 균질하게 혼합하여, Ø10cm×20cm 크기의 공시체 9개를 제작하여 이를 20℃에서 양생하여 재령 3일, 7일, 28일 강도를 측정하였다. 투수계수는 7일 재령에서 압축강도 측정 전에 실시하였다.
실시예 1
상기 비교예와 모든 조건은 동일하지만 1종 시멘트를 대신하여 비표면적이 4,130cm2/g인 고로슬래그 100중량부에 대하여, CSA(Calcium Sulfur Aluminate) 10중량부, 비표면적이 3,360cm2/g이며 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 67%, 설페이트 옥사이드(Sulfate oxide) 24%인 페트로 코크스 탈황석고 40중량부를 균질하게 혼합하여 결합재를 제조하였다.
이를 해성점토 1m3 기준으로 상기 결합재 400kg, 물 410kg를 강제식 믹서로 충분히 혼합하여 밀크주입재를 제조하여 해성점토 1m3와 균질하게 혼합하여, Ø10cm×20cm 크기의 공시체 9개를 제작하여 이를 20℃에서 양생하여 재령 3일, 7일, 28일 강도를 측정하였다. 투수계수는 7일 재령에서 압축강도 측정 전에 실시하였다.
실시예 2
상기 비교예와 모든 조건은 동일하지만 1종 시멘트를 대신하여 비표면적이 4,370cm2/g인 연슬래그 100중량부에 대하여, 1종 시멘트 80중량부, 비표면적이 3,360cm2/g이며 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 67%, 설페이트 옥사이드(Sulfate oxide) 24%인 페트로 코크스 탈황석고 20중량부, 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 41%인 석탄재를 균질하게 혼합하여 결합재를 제조하였다.
이를 해성점토 1m3 기준으로 상기 결합재 400kg, 물 410kg를 강제식 믹서로 충분히 혼합하여 밀크주입재를 제조하여 해성점토 1m3와 균질하게 혼합하여, Ø10cm×20cm 크기의 공시체 9개를 제작하여 이를 20℃에서 양생하여 재령 3일, 7일, 28일 강도를 측정하였다. 투수계수는 7일 재령에서 압축강도 측정 전에 실시하였다.
실시예 3
상기 비교예와 모든 조건은 동일하지만 1종 시멘트를 대신하여 비표면적이 4,380cm2/g인 스테인레스 슬래그 100중량부에 대하여, 3종 시멘트 60중량부, 비표면적이 3,360cm2/g이며 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 67%, 설페이트 옥사이드(Sulfate oxide) 24%인 페트로 코크스 탈황석고 20중량부, 황산염 자극제로 천연 무수석고 10중량부, 알칼리 자극제로 공업용 소석회 10중량부 균질하게 혼합하여 결합재를 제조하였다.
이를 해성점토 1m3 기준으로 상기 결합재 400kg, 물 410kg를 강제식 믹서로 충분히 혼합하여 밀크주입재를 제조하여 해성점토 1m3와 균질하게 혼합하여, Ø10cm×20cm 크기의 공시체 9개를 제작하여 이를 20℃에서 양생하여 재령 3일, 7일, 28일 강도를 측정하였다. 투수계수는 7일 재령에서 압축강도 측정 전에 실시하였다.
공시체의 시험방법 및 결과
아래 표 2에 나타낸 바와 같이 투수계수는 KS F 2322 변수위투수시험법에 따라 실시하고 압축강도시험은 KS F 2343 일축압축강도 시험방법에 의해 실시하였다.
실험 방법 비고
투수계수 KS F 2322 변수위 투수시험방법
압축강도 KS F 2343 일축압축강도시험방법
(1) 투수계수
7일 동안 20℃에서 양생한 공시체의 투수계수 시험성과를 표 3에 나타내었다. 표 2에서 알 수 있는바와 같이 모든 공시체에서 불투수층을 구성하여 만족할 만한 결과를 도출하였으며, 비교예 보다 당 발명 실시예의 투수계수가 낮은 것을 알 수 있으며, 이는 비교예의 1종 시멘트와 벤토나이트를 사용한 경우 수화반응시 발생하는 체적수축과 공시체에 함유된 수분이 증발 또는 수화 되면서 상대적으로 투수계수가 크고, 본 발명에 따른 결합재의 경우 페트로 코크스 탈황석고 및 팽창재의 수분 흡수 작용에 의해 단위수량의 저감 및 구속된 상태에서 팽창을 일으켜 화학적 프리스트레스 작용에 의해 조직이 치밀해져 상대적으로 낮은 투수성능을 보이는 것으로 판단된다.
구분 투수계수(㎝/sec) 압축강도 3일
(kgf/cm2)		 압축강도 7일
(kgf/cm2)		 압축강도 28일
(kgf/cm2)
비교예 4.32 × 10-6 6.3 15.3 28.2
실시예1 5.61 × 10-7 7.8 15.8 29.5
실시예2 4.83 × 10-7 8.6 21.2 32.6
실시예3 4.15 × 10-7 11.2 25.1 38.2
(2) 일축압축강도의 변화
표 3에 비교예 및 실시예 1, 실시예 2 와 실시예 3의 일축압축강도를 나타내었다. 이를 통해 알 수 있는 바와 같이, 팽창재, 알칼리 및 황산염 자극제가 혼입되지 않은 실시예 1은 1종 시멘트를 사용한 비교예 1과 거의 동등한 강도를 발현하였으며, 팽창재가 더 포함된 실시예 2와 알칼리 및 황산염 자극제가 더 포함된 실시예 3은 모든 재령에서 1종 시멘트에 비해 더욱 높은 강도를 발현함을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 밀크주입재가 1종 시멘트를 대체할 수 있는 성능 발휘가 가능함을 알 수 있었다.

Claims (10)

  1. 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 40중량% 이상이고 비표면적 2,500~6,000cm2/g인 슬래그 100중량부에 대하여,
    칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 35중량% 이상이고 비표면적 2,500~6,000cm2/g인 시멘트 2.5~100중량부와,
    칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 50중량% 이상이고 설페이트 옥사이드(Sulfate oxide) 함량이 15중량% 이상이며 비표면적 2,000~6,000cm2/g인 페트로 코크스 탈황석고 5~200중량부와,
    배합수 60~1,000중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    체적팽창을 통한 수축을 방지하기 위하여 팽창재를 더 포함하며,
    상기 팽창재는 칼슘 옥사이드(Calcium oxide) 함량이 20중량% 이상인 석탄재, 바이오매스 소각잔재, 제지슬러지 소각잔재, RDF 소각잔재, RPF 소각잔재, 제철 및 제강 공정 분진, 생석회 및 경소백운석으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 팽창재는 슬래그 100중량부에 대하여 5~100중량부 혼입되는 것을 특징으로 하는 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재.
  4. 제1항에 있어서,
    속경성 및 강도를 증진시키기 위하여 황산염 자극제를 더 포함하며,
    상기 황산염 자극제는 황산칼슘, 황산알루미늄, 황산나트륨 및 황산마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 황산염 자극제는 슬래그 100중량부에 대하여 5~50중량부가 혼입되는 것을 특징으로 하는 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재.
  6. 제1항에 있어서,
    속경성 및 강도를 증진시키기 위하여 알칼리 자극제를 더 포함하며,
    상기 알칼리 자극제는 소석회, 규산소다, 가성소다 및 가성칼리로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 알칼리 자극제는 슬래그 100중량부에 대하여 5~50중량부가 혼입되는 것을 특징으로 하는 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재.
  8. 제1항에 있어서,
    유동성을 증진시키기 위하여 액상 및 분말형 유동화제를 더 포함하며,
    상기 유동화제는 나프탈렌계, 멜라민계, 아민계, 리그닌계 및 폴리 카르본산계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유동화제는 슬래그 100중량부에 대하여 0.1~10중량부 혼입되는 것을 특징으로 하는 SCW(Soil cement wall) 공법용 밀크주입재.
  10. 토양의 성질이 해성점토 등 연약지반 구간에서 흙막이벽을 시공하는 SCW(Soil cement wall) 공법에 있어서,
    1) 굴착장비를 이용하여 굴착공을 천공하는 단계; 및
    2) 시공현장의 지반에 상기 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 의한 밀크 주입재를 배합, 주입, 교반하는 단계;를 포함하며,
    상기 시멘트페이스트는 1M3에 해당하는 흙막이벽을 시공함에 따라 상기 밀크주입재 500 ~ 1,200kg을 주입하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 SCW(Soil cement wall) 공법.
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