KR20160103651A - 콘크리트 및 강관 파일 충전용 친환경 무기결합재 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 매입공법의 천공 홀과 파일 사이에 충진하는 콘크리트 및 강관 파일 충전용 친환경 무기결합재 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴착 천공 시 배출되는 토사와 산업공정 중 배출되는 부산물인 순환자원을 이용하여 시멘트를 포함하지 않고서도 기존의 파일 충전용 시멘트와 동등 이상의 강도와 유동성을 확보함으로써, 파일의 자립을 위한 채움재 및 파일 주변마찰력의 기능을 발휘하는 것을 특징으로 하는 시공 토질에 따라 배합하여 사용할 수 있는 콘크리트 및 강관 파일 충전용 친환경 무기결합재 조성물에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 25~55중량%의 현장 토사, 25~45중량%의 파일충전용 친환경 무기결합재, 15~35중량%의 물, 0.1~5.0중량%의 분산제로 구성되어 배합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 및 강관 파일 충전용 친환경 무기결합재 조성물을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 25~55중량%의 현장 토사, 25~45중량%의 파일충전용 친환경 무기결합재, 15~35중량%의 물, 0.1~5.0중량%의 분산제로 구성되어 배합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 및 강관 파일 충전용 친환경 무기결합재 조성물을 제공한다.
Description
본 발명은 매입공법의 천공 홀과 파일 사이에 충진하는 콘크리트 및 강관 파일 충전용 친환경 무기결합재 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴착 천공 시 배출되는 토사와 산업공정 중 배출되는 부산물인 순환자원을 이용하여 시멘트를 포함하지 않고서도 기존의 파일 충전용 시멘트와 동등 이상의 강도와 유동성을 확보함으로써, 파일의 자립을 위한 채움재 및 파일 주변마찰력의 기능을 발휘하는 것을 특징으로 하는 시공 토질에 따라 배합하여 사용할 수 있는 콘크리트 및 강관 파일 충전용 친환경 무기결합재 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 파일 충전용 채움재는 시멘트 및 고로슬래그 시멘트와 같이 시멘트를 기반으로 하는 재료에 물을 혼합하여 유동성 좋은 그라우트 형식으로 많이 이용되고 있다. 종래 발명에서 참고특허 10-0424078 현장 발생토를 이용한 고화에 의한 지반의 안정화 방법의 특허에서는 시멘트를 적게 사용하는 방법으로 현장토 중에서 돌을 제거하고 흙 만을 모재로 하고 시멘트와 CSA계 특수 시멘트로 구성된 고화재를 사용하여 지반을 안정화 시키는 현장 발생토를 이용하는 특허이지만, 기본적으로 시멘트를 사용하고 있으며, 또한 고화재를 구성하는 CSA계 시멘트와 PSA가 시멘트보다 훨씬 더 단가가 높아 비경제적이며, CSA계 시멘트 역시 소성에 의해 생산하는 시멘트로서 친환경적인 재료라고 할 수 없다.
일반적인 파일 충전용 시멘트 페이스트의 배합비는 한국토지주택공사의 전문시방서 중 주택건설공사 전문시방서 30535에 준하여 실시한다.
선 굴착 매입공법이 일본으로부터 1987년부터 도입되면서 물 시멘트비(w/c)가 83%인 시멘트 밀크가 주로 사용되었다. 물 시멘트비가 83%인 시멘트 밀크는 1.0m3를 만드는데 시멘트 880kg과 물 730kg이 필요하다.
최근의 건설현장에 있어서 파일기초공사시의 소음과 진동 규제 강화 추세에 따라 매입공법의 파일공사가 증가하고 있는 가운데 대규모 건설공사가 진행되고 있는 곳의 대부분이 매립지 또는 해안가 주변의 연약지반에서 이루어지는 경우가 대부분이다.
이 지역의 기초 시공시에 매입말뚝의 설치를 위한 천공 시 현장 발생토가 대량으로 생기고 있는데, 일반적인 토사와는 달리 매립지의 뻘과 슬러리와 같은 현장 발생토는 폐기물로서 처리되어지고 있는 실정이다.
매입공법은 필연적으로 굴착토가 발생되어 폐토사 반출을 위한 공사비가 발생하며, 파일 주변에는 시멘트 페이스트 주입에 따른 비용이 추가된다. 특히, 폐토사는 해양 매립토 등으로 일부 처리되고 있지만 환경적인 문제를 야기할 수 있기 때문에 굴착토의 재활용을 위한 새로운 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 바와같은 굴착토의 재 활용을 위한 새로운 방안의 요구에 부응하기 위해 연구 창출된 것으로, 이를 제공하는 목적은 굴착 천공 시 배출되는 토사와 산업공정 중 배출되는 부산물인 순환자원을 이용하여 시멘트를 포함하지 않고서도 기존의 파일 충전용 시멘트와 동등 이상의 강도와 유동성을 확보함으로써, 파일의 자립을 위한 채움재 및 파일 주변마찰력의 기능을 발휘하는 것을 특징으로 하는 시공 토질에 따라 배합하여 사용할 수 있는 콘크리트 및 강관 파일 충전용 친환경 무기결합재 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 25~55중량%의 현장 토사, 25~45중량%의 파일충전용 친환경 무기결합재, 15~35중량%의 물, 0.1~5.0중량%의 분산제로 구성되어 배합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 및 강관 파일 충전용 친환경 무기결합재 조성물을 제공한다.
이와같은 본 발명에 의하면 시공 토질에 따라 배합하여 사용할 수 있는 콘크리트 및 강관 파일 충전용 친환경 무기결합재 조성물을 제공함으로써 굴착 천공 시 배출되는 토사와 산업공정 중 배출되는 부산물인 순환자원을 이용하여 시멘트를 포함하지 않고서도 기존의 파일 충전용 시멘트와 동등 이상의 강도와 유동성을 확보함으로써, 파일의 자립을 위한 채움재 및 파일 주변마찰력의 기능을 발휘하는 등의 유용한 효과가 있다.
이와같은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명물은 25~55중량%의 현장 토사, 25~45중량%의 파일충전용 친환경 무기결합재, 15~35중량%의 물, 0.1~5.0중량%의 분산제로 구성되어 배합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 및 강관 파일 충전용 친환경 무기결합재 조성물을 제공한다.
상기 발명물에서 콘크리트 및 강관 파일 충전용 시멘프를 포함하지 않는 친환경 무기결합재 조성물의 구성은 25~50중량%의 고로슬래그 미분말, 15~40 중량%의 합성 포졸란 물질, 25~35중량%의 강도 활성화제로 구성되어 배합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 및 강관 파일 충전용 친환경 무기결합재 조성물을 제공한다.
상기 조성물에서 고로슬래그 미분말을 25중량%이하로 하면 흙과 반응하여 강도발현에 필요한 수화물 생성이 어려워지며, 고로슬래그 미분말 50중량%이상은 온도에 민감한 재료로서 겨울철 공사시 양생이 길어지거나 양생 불량으로 강도발현이 안되는 문제점이 발생하기 때문에 바람직하게는 25~50중량%를 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 고로슬래그 미분말의 분말도는 3,800~7,500cm2/g의 것을 사용하며, 분말도 3,800이하이면 강도 발현이 늦어져서 본 발명이 원하는 성능을 구현할 수 없으며, 분말도 7,500이상이면, 결합재의 점성이 높아져서 유동성이 현격히 떨어지는 문제점이 있기 때문에 바람직하게는 3,800~7,500cm2/g의 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 조성물에서 합성 포졸란 물질은 15중량% 미만이면, 포졸란 물질이 부족하여 흙과의 결속력이 어렵고 유동성이 나빠지며, 40중량%를 초과하면 초기반응이 늦어져 양생의 불균형으로 강도발현이 어렵다.
상기 합성 포졸란 물질은 석탄화력발전소에서 배출되는 플라이애시 100중량%에 대하여 제지연소시 발생하는 제지 애시를 100~200중량%를 혼합 합성하는 것이 바람직하다.
상기에서 제지애시가 100중량% 이하이면 SiO2와 Al2O3의 강도에 기여하는 포졸란 물질이 부족하여 강도발현이 어렵고, 200중량%를 초과하면 고로슬래그의 양에 비해 제지애시의 MgO성분이 많아지게 되어 과 팽창으로 균열의 우려가 있다.
상기 조성물에서 강도 활성화제 25중량% 미만이면, 고로슬래그와 포졸란 물질을 자극하는 강도 활성화제가 부족하여 강도 발현이 어렵고, 35중량%를 초과하면 반응이 빨라져서 유동성이 떨어지는 문제점이 발생하여 작업성이 나빠진다.
상기 강도활성화제는 순도 85%이상의 생석회 100중량%에 대하여, 유연탄 또는 페트로 코크스를 연료로 사용하는 열병합 연소시 발생하는 열병합 애시 부산물 200~300중량%가 바람직하다.
그리고 상기 열병합 애시 부산물의 입자크기는 100㎛이하이고, 구성성분은 CaO + CaSO4 성분의 합이 80%인 것이 바람직하다.
Claims (1)
- 25~55중량%의 현장 토사, 25~45중량%의 파일충전용 친환경 무기결합재, 15~35중량%의 물, 0.1~5.0중량%의 분산제로 구성되어 배합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 및 강관 파일 충전용 친환경 무기결합재 조성물.
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