KR20210144250A - Flowable Fill - Google Patents

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KR20210144250A
KR20210144250A KR1020200061338A KR20200061338A KR20210144250A KR 20210144250 A KR20210144250 A KR 20210144250A KR 1020200061338 A KR1020200061338 A KR 1020200061338A KR 20200061338 A KR20200061338 A KR 20200061338A KR 20210144250 A KR20210144250 A KR 20210144250A
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이현기
이기홍
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(주)브리콘랩
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Abstract

The present invention relates to liquefied stabilized soil for filling and, more specifically, includes 30 to 70% by weight of ferronickel slag, 5 to 30% by weight of in situ soil, 5 to 10% by weight of cementitious solidifying material, and 10 to 30% by weight of coal ash. According to the liquefied stabilized soil for filling of the present invention, by recycling and using ferronickel slag and in situ soil as the main raw material of the liquefied stabilized soil for filling, the liquefied stabilized soil for filling has the same level of fluidity and compressive strength of the existing liquefied stabilized soil for filling, while the waste of resources can be significantly reduced, and pollution to the soil can be minimized. In addition, since the liquefied stabilized soil for filling of the present invention contains waste tire rubber powder, it is possible to suppress cracks caused by drying shrinkage that occur during the curing period after construction.

Description

채움용 유동화토{Flowable Fill}Fluidized soil for filling {Flowable Fill}

본 발명은 폐자원을 재활용하여 자원 낭비 및 환경 오염을 최소화할 수 있는 채움용 유동화토에 관한 것이다.The present invention relates to fluidized soil for filling, which can minimize resource waste and environmental pollution by recycling waste resources.

일반적으로 토목공사의 굴착복구 작업에서는 관로나 지하 매설물을 설치한 다음 다시 토사를 되메우는 작업을 한다. 전통적인 되메우기 공법은 모래 또는 현장 발생토를 다짐하는 방법으로 이루어지는데, 굴착복구 작업의 수행 시에는 교통 흐름과 인근 주민의 불편을 최소로 하기 위해 주로 자정에 공사를 시작하여 새벽 6시경에 완료하도록 공사 지침을 정하고 있다. 하지만, 전통적인 되메우기 공법은 관의 하부나 작은 틈새와 같은 부분을 다지기 난해하고, 부족한 공사 시간으로 인해 양질의 공사를 실시하기 어려워 지하 구조물 손상의 원인이 되기도 한다. 이렇게 토사의 다짐이 불충분한 경우, 도로의 함몰 및 균열, 구조물 주변 침하, 교대 뒷채움 침하 등이 발생하여 안전 문제 및 경제적 피해가 지속적으로 증가하게 된다.In general, in the excavation and restoration work of civil engineering works, after installing a pipeline or an underground facility, backfilling is performed. The traditional backfill method consists of compacting sand or on-site soil. In order to minimize the traffic flow and inconvenience to nearby residents, when performing excavation and restoration work, the construction is usually started at midnight and completed around 6 am. guidelines are set. However, the traditional backfill method is difficult to compact parts such as the lower part of the pipe or small gaps, and it is difficult to perform high-quality construction due to insufficient construction time, which may cause damage to underground structures. If the soil compaction is insufficient in this way, dents and cracks of roads, subsidence around structures, subsidence of backfilling of abutments, etc. occur, and thus safety problems and economic damage continue to increase.

이러한 문제를 보완하기 위해 최근에는 유동성을 가지는 채움용 유동화토를 활용한 공법도 활용되고 있다. 상기 채움용 유동화토는 저강도 콘크리트 개념을 지반공학에 적용하여 만들어진 것으로 고화재, 흙, 물, 비회 및 혼화제 등으로 구성되며, 기존 복토재는 다짐을 통하여 적정한 밀도와 강도를 얻는데 반하여 채움용 유동화토는 유동특성과 시간 경과에 따라 강도가 발현되는 특성을 지니고 있다. 채움용 유동화토는 각종 구조물의 채움재로 사용시 다음과 같은 장점이 있다. 경화기 전에 유동성을 지니고 있어 구조물의 형태나 공간의 위치에 따라 슈트, 컨베이어, 펌프나 버켓으로 쉽게 타설할 수 있고, 표면처리나 다짐이 필요 없기 때문에 시공성이 우수하며, 시공 목적에 따라 채움용 유동화토를 배합할 수 있고, 배합되는 고화재의 양을 조절함으로써 필요한 강도를 얻을 수 있다. 또한, 타설하는 동안 간극을 발생시키지 않으며, 장기적 침하를 배제할 정도로 충분히 경화되어 표류수, 침투수에 의한 침식이 일어나지 않고 침식에 의한 지반의 공동화를 방지하는데도 효과적이다. 이러한 장점을 가진 채움용 유동화토는 수도, 가스 등의 지중매설관, 지중에 매설된 전력, 통신시설 등의 되메우기, 지하구조물과 지반사이의 좁은 공간 되메우기 또는 충전, 옹벽, 교대, 컬버트 등 구조물의 배면 성토, 전압작업이 곤란한 복토공사. 지반침하 등으로 구조물의 슬라브 하부면에 생긴 틈새의 충전, 노면함몰의 원인이 되는 도로포장 밑에 생긴 공동의 충전, 폐광 등 복잡한 형태의 공동 되메우기 충전, 다짐이 불가능한 수중에서의 성토 등의 다양한 현장에서 이용된다.In order to compensate for this problem, recently, a construction method using fluidized soil for filling with fluidity is also being used. The fluidized soil for filling is made by applying the concept of low-strength concrete to geotechnical engineering, and is composed of solidifying material, soil, water, fly ash and admixture, etc. Whereas the existing covering material obtains appropriate density and strength through compaction, fluidized soil for filling has flow characteristics and the characteristic that strength develops over time. Fluidized soil for filling has the following advantages when used as a filling material for various structures. It has fluidity before curing, so it can be easily poured with a chute, conveyor, pump or bucket depending on the shape of the structure or the location of the space. can be blended, and the required strength can be obtained by controlling the amount of the solidifying material to be blended. In addition, it does not create gaps during pouring, and it is hardened enough to exclude long-term settlement, so that erosion by drift water and seepage water does not occur, and it is effective in preventing cavitation of the ground due to erosion. Fluidized soil for filling with these advantages can be used for underground pipelines such as water and gas, backfilling of electric power and communication facilities buried underground, backfilling or filling a narrow space between underground structures and the ground, and structures such as retaining walls, abutments, and culverts. Backfilling and covering work where voltage work is difficult. Filling of gaps in the slab lower surface of structures due to ground subsidence, filling of cavities under road pavement that cause road surface depression, backfilling of complex cavities such as abandoned mines, and filling in water where compaction is impossible used

하지만, 기존의 채움용 유동화토는 대부분이 생석회와 시멘트를 주원료로 사용하고 있으며, 이렇게 고화처리된 혼합물은 채움재로 사용된 후 매립되는 것으로, 결과적으로 자원인 생석회와 시멘트가 매립으로 처리됨으로써, 국가적으로 자원을 낭비하는 문제점이 있다.However, most of the existing fluidized soil for filling uses quicklime and cement as main raw materials, and the solidified mixture is used as a filling material and then landfilled. There is a problem of wasting resources.

또한, 상기 기존의 채움용 유동화토는 소성 공정을 거쳐 제조된 기존 고화재의 주원료인 생석회와 시멘트 소성공정시 발생되는 이산화탄소에 의한 2차적인 환경오염을 발생시키는 문제점이 제기되고 있다.In addition, the existing fluidized soil for filling has a problem of generating secondary environmental pollution due to quicklime, which is the main raw material of the existing solidification material manufactured through the firing process, and carbon dioxide generated during the cement firing process.

따라서, 기존의 채움용 유동화토의 유동성 및 압축강도는 동등 수준으로 갖추면서 자원의 낭비를 현저히 줄이고, 토양에 대한 오염을 최소화할 수 있는 친환경적인 채움용 유동화토의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop an eco-friendly fluidized soil for filling that can significantly reduce waste of resources and minimize soil contamination while having the fluidity and compressive strength of the existing fluidized soil for filling at the same level.

특허 문헌 1 : 한국 등록특허 제10-0256021호Patent Document 1: Korean Patent Registration No. 10-0256021 특허 문헌 2 : 한국 등록특허 제10-0279171호Patent Document 2: Korean Patent Registration No. 10-0279171

본 발명은 상기와 같은 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 기존의 채움용 유동화토가 가지는 유동성 및 압축강도는 동등 수준으로 갖추면서 자원의 낭비를 현저히 줄일 수 있고, 토양에 대한 오염을 최소화할 수 있는 친환경적인 채움용 유동화토를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention is to overcome the above problems, and while having the fluidity and compressive strength of the existing fluidized soil for filling at the same level, it is possible to significantly reduce the waste of resources and to minimize pollution to the soil. Its purpose is to provide fluidized soil for filling.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적과제들은 하기의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 채움용 유동화토에 관한 것으로, 보다 구체적으로 페로니켈슬래그 30 내지 70 중량%, 현장발생토 5 내지 30 중량%, 시멘트계 고화재 5 내지 10 중량% 및 석탄회 10 내지 30 중량%를 포함한다. The present invention for solving the above problems relates to fluidized soil for filling, and more specifically, 30 to 70% by weight of ferronickel slag, 5 to 30% by weight of in-situ soil, 5 to 10% by weight of cementitious solidifying material, and coal ash 10 to 30% by weight.

본 발명의 채움용 유동화토에 의하면, 페로니켈슬래그와 현장발생토를 채움용 유동화토의 주원료로 재활용하여 사용함으로써, 기존의 채움용 유동화토가 가지는 유동성 및 압축강도는 동등 수준으로 갖추면서, 자원의 낭비는 현저히 줄일 수 있고, 토양에 대한 오염은 최소화할 수 있는 효과가 있다.According to the fluidizing soil for filling of the present invention, by recycling and using ferronickel slag and on-site generated soil as main raw materials for fluidizing soil for filling, the fluidity and compressive strength of the existing fluidized soil for filling are at the same level, while Waste can be significantly reduced, and there is an effect that can minimize soil contamination.

또한, 본 발명의 채움용 유동화토는 석탄회를 함유함으로써, 건조수축에 의한 균열을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 높은 수밀성을 가지며, 토양 오염의 확산을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the fluidized soil for filling of the present invention contains coal ash, cracking due to drying shrinkage can be minimized, and thus, it has high watertightness and has the effect of preventing the spread of soil contamination.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 발명은 채움용 유동화토에 관한 것으로, 보다 구체적으로 페로니켈슬래그, 현장발생토, 시멘트계 고화재, 석탄회 및 물을 혼합하여 제조된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to fluidized soil for filling, and more specifically, it is characterized in that it is prepared by mixing ferronickel slag, on-site soil, cement-based solidifying material, coal ash and water.

본 발명에서 상기 페로니켈슬래그는 스테인리스 원료인 페로니켈을 제조하고 부산물로 발생되는 슬래그를 의미하며, 세계적으로 매년 180만톤 씩 발생되고 있으나 이를 재활용 할 수 있는 기술이 없어 현재까지는 주로 폐기물로 버려지고 있다. 상기 페로니켈슬래그는 입형이 구형이기 때문에 골재로 활용 시 볼 베어링 효과에 의해 유동성이 우수하며, 사용하는 물의 양을 줄일 수 있어 높은 강도를 발현함과 더불어 수축응력을 줄 일수 있다. 또한, 상기 페로니켈슬래그는 결정질의 2MgOㅇSiO2 및 MgOㅇSiO2의 결정상을 포함하거나, 2MgOㅇSiO2 및 MgOㅇSiO2의 결정상으로 구성되어 있어 수경성(경화특성)이 없어 모래 대체재로 활용할 수 있다. 본 발명에서 상기 페로니켈슬래그는 입도가 0.01 내지 5 mm인 것이 바람직하다. 이는 상기 페로니켈슬래그의 입도가 0.01 mm 미만일 경우에는 유동화토의 침투성 증가는 미미한데 반해, 페로니켈슬래그 골재의 생산 및 품질 관리는 지나치게 어려워지는 문제가 있고, 5 mm를 초과할 경우에는 채움재 타설 시 유동화토의 침투성이 지나치게 저하되고, 지반 내의 공극을 메우는데 문제가 발생할 수 있기 때문이다.In the present invention, the ferronickel slag refers to slag that is produced as a by-product of manufacturing ferronickel, a stainless raw material, and is generated every year around the world by 1.8 million tons. . Since the ferronickel slag has a spherical shape, when used as an aggregate, the ferronickel slag has excellent fluidity due to the ball bearing effect, and can reduce the amount of water used, thereby exhibiting high strength and reducing the shrinkage stress. In addition, the ferro-nickel slag 2MgO crystalline o SiO 2 and MgO o comprises a crystal phase of SiO 2 or, 2MgO o SiO 2 and MgO o It consists of a crystal phase of SiO 2 do not have a hydraulic (hardenability), used as a sand substitute can In the present invention, the ferronickel slag preferably has a particle size of 0.01 to 5 mm. This is that when the particle size of the ferronickel slag is less than 0.01 mm, the increase in permeability of the fluidized soil is insignificant, whereas the production and quality control of the ferronickel slag aggregate has a problem that becomes too difficult, and when it exceeds 5 mm, fluidization when pouring the filler material This is because soil permeability is excessively reduced, and problems may occur in filling voids in the ground.

본 발명에 따른 채움용 유동화토는 주요 골재로 산업폐기물인 페로니켈슬래그를 재활용하여 사용함으로써, 생석회, 자갈, 모래 등 기존 골재를 대체할 수 있어 자원의 낭비를 최소화할 수 있으며, 친환경적이며, 제조단가를 절감할 수 있게 된다. The fluidized soil for filling according to the present invention can replace existing aggregates such as quicklime, gravel, and sand by recycling and using industrial waste ferronickel slag as the main aggregate, thereby minimizing the waste of resources, eco-friendly, and manufacturing cost can be reduced.

본 발명에서 상기 페로니켈슬래그의 함량은 특별히 제한적인 것은 아니지만, 전체 채움용 유동화토의 중량 대비 30 내지 70 중량%인 것이 바람직하며, 이는 상기 페로니켈슬래그의 함량이 30 중량% 미만일 경우 유동화토의 유동성이 지나치게 낮아져 시공성이 현저하게 떨어지는 문제가 있고, 상기 페로니켈슬래그의 함량이 70 중량%를 초과하게 될 경우 단조로운 채움재 성질로 내부마찰각이 불리하게 나타나고, 같이 혼입되는 석탄회 산업부산물의 포졸란 반응에 의한 채움재-결합재 간 계면의 결합력의 분포를 저하시켜 장기적인 안정적 강도 발현에 문제를 발생시킬 수 있기 때문이다.In the present invention, the content of the ferronickel slag is not particularly limited, but is preferably 30 to 70% by weight based on the weight of the fluidized soil for the entire filling, which is the fluidity of the fluidized soil when the content of the ferronickel slag is less than 30% by weight When the content of the ferronickel slag exceeds 70% by weight, the internal friction angle is disadvantageous due to the monotonous filling material properties, and the filling material by the pozzolan reaction of the coal ash industrial by-products mixed together- This is because it can cause problems in long-term stable strength expression by lowering the distribution of bonding force at the interface between binders.

본 발명에서 상기 현장발생토는 골재로서, 건설 현장에서 발생하는 흙 중 암반 및 큰 돌이 제거된 것을 의미하며, 본 발명에서 상기 현장발생토의 함량은 특별히 제한적인 것은 아니지만, 전체 채움용 유동화토의 중량 대비 5 내지 30 중량%인 것이 바람직하며, 이는 상기 현장발생토의 함량이 5 중량% 미만일 경우 충분한 내구성을 가지지 못하게 되는 문제가 있고, 30 중량%를 초과하게 될 경우에는 유동성이 지나치게 저하되어 시공성이 떨어지는 문제가 있기 때문이다.In the present invention, the site-generated soil is an aggregate, meaning that bedrock and large stones are removed from the soil generated at the construction site. It is preferable that the content is 5 to 30% by weight, which has a problem in that it does not have sufficient durability when the content of the on-site soil is less than 5% by weight, and when it exceeds 30% by weight, the fluidity is excessively reduced and the workability is deteriorated because there is

본 발명에 따른 채움용 유동화토는 주요 골재로 현장에서 발생하는 현장발생토를 함께 사용함으로써, 자원의 낭비를 최소화할 수 있으며, 제조단가를 절감할 수 있으며, 페로니켈슬래그만 사용할 경우 보다 내구성을 더욱 더 강화시킬 수 있게 된다.Fluidized soil for filling according to the present invention can minimize waste of resources and reduce manufacturing cost by using in-situ soil generated in the field as the main aggregate, and it is more durable when only ferronickel slag is used. can be further strengthened.

본 발명에서 상기 시멘트계 고화재는 골재간의 결합력을 강화해 매설관 훼손이 발생하더라도 유체에 의한 유실을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 채움용 유동화토의 투수계수를 감소시켜 지하 유실수의 채움용 유동화토 내 침투를 효과적으로 억제할 수 있다. 상기 시멘트계 고화재는 보통 포틀랜드 시멘트, 중용열 포틀랜드 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트, 저열 포틀랜드 시멘트, 또는 혼합 시멘트 등의 시멘트나 상기 시멘트에 석고나 석회 등을 혼합한 것일 수 있다.In the present invention, the cement-based solidifying material strengthens the bonding force between aggregates, so that even if the buried pipe is damaged, it can suppress the loss by fluid, and also reduce the permeability coefficient of the fluidized soil for filling, thereby preventing penetration into the fluidized soil for filling the underground wastewater. can be effectively suppressed. The cement-based solidifying material may be a cement such as ordinary Portland cement, medium heat portland cement, crude steel portland cement, low heat Portland cement, or mixed cement, or a mixture of gypsum or lime with the cement.

본 발명에서 상기 시멘트계 고화재의 함량은 특별히 제한적인 것은 아니지만, 전체 채움용 유동화토의 중량 대비 5 내지 10 중량%인 것이 바람직하며, 이는 상기 시멘트계 고화재의 함량이 5 중량% 미만일 경우에는 압축강도 및 수밀성이 지나치게 낮아져 유동화토의 성능 발현이 어렵고, 오염 물질의 내부 침투로 인해 내구성이 저하되는 문제가 있고, 상기 시멘트계 고화재의 함량이 10 중량%를 초과하게 될 경우에는 콘크리트의 성질이 지나치게 나타나게 되어 재굴착, 터파기 등 사용성에 방해가 될 만한 문제가 발생할 수 있기 때문이다.In the present invention, the content of the cement-based solidifying material is not particularly limited, but is preferably 5 to 10% by weight relative to the total weight of the fluidized soil for filling. The watertightness is too low, so it is difficult to express the performance of the fluidized soil, and there is a problem in that durability is reduced due to the internal penetration of contaminants. This is because problems that may interfere with usability such as excavation and excavation may occur.

본 발명에서 상기 석탄회는 저회(bottom ash) 및 비회(fly ash)를 포함하며, 채움용 유동화토에 함유된 시멘트 고화재와 더불어 결합력을 제공하여 시공 후 양생기간 이 후 장기적인 강도 성능 발현에 기여를 할 뿐만 아니라, 골재와 결합재 간의 천이구간을 밀실하게 만들어 오염물질, 관로누수 등에 의한 토양오염 확산을 방지하고, 건조 수축에 의한 균열을 최소화하여 수밀성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 본 발명에서 상기 석탄회의 함량은 특별히 제한적인 것은 아니나, 전체 채움용 유동화토의 중량 대비 10 내지 30 중량%인 것이 바람직하며, 이는 상기 석탄회의 함량이 전체 채움용 유동화토의 중량 대비 10 중량% 미만일 경우에는 상기의 장기적인 강도 성능이 발현이 충분하지 않고, 토양 오염 확산을 충분히 방지할 수 없는 문제가 있으며, 30 중량%를 초과하게 되면 조기 압축 강도의 저하를 초래하고 혼합수 증가 등 강도 발현의 문제가 있기 때문이다.In the present invention, the coal ash includes bottom ash and fly ash, and provides bonding strength with the cement solidifying material contained in the fluidized soil for filling, thereby contributing to the long-term strength performance expression after the curing period after construction. In addition to this, the coal ash in the present invention serves to seal the transition section between the aggregate and the binder to prevent the spread of soil contamination due to contaminants, pipe leakage, etc., and to improve watertightness by minimizing cracks caused by drying shrinkage. Although the content of is not particularly limited, it is preferably 10 to 30% by weight based on the weight of the fluidized soil for filling, which is the long-term strength performance of the coal ash when the content of the coal ash is less than 10% by weight based on the weight of the fluidized soil for filling. This expression is not sufficient, there is a problem that the spread of soil contamination cannot be sufficiently prevented, and when it exceeds 30% by weight, it causes a decrease in early compressive strength and there is a problem of strength expression such as an increase in the number of mixing.

본 발명에서 상기 물의 함수비는 30 내지 40 중량%인 것이 바람직하다.In the present invention, the water content of the water is preferably 30 to 40% by weight.

본 발명의 채움용 유동화토에 의하면, 페로니켈슬래그와 현장발생토를 채움용 유동화토의 주원료로 재활용하여 사용함으로써, 기존의 채움용 유동화토가 가지는 유동성 및 압축강도는 동등 수준으로 갖추면서, 자원의 낭비는 현저히 줄일 수 있고, 토양에 대한 오염은 최소화할 수 있는 이점이 있다.According to the fluidizing soil for filling of the present invention, by recycling and using ferronickel slag and on-site generated soil as main raw materials for fluidizing soil for filling, the fluidity and compressive strength of the existing fluidized soil for filling are at the same level, while There is an advantage in that waste can be significantly reduced and pollution to the soil can be minimized.

또한, 본 발명의 채움용 유동화토는 석탄회를 함유함으로써, 건조수축에 의한 균열을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 높은 수밀성을 가지며, 토양 오염의 확산을 방지할 수 있다.In addition, since the fluidized soil for filling of the present invention contains coal ash, cracks due to drying shrinkage can be minimized, and thus, it has high watertightness and can prevent the spread of soil contamination.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 설명하도록 한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 일 예에 지나지 않으며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. The following examples are merely examples for explaining the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereby.

실시예Example

하기 표 1에 나타난 함량으로 페로니켈슬래그, 현장발생토, 보통 포틀랜드 시멘트, 석탄회 분말을 혼합한 후 교반기를 이용하여 교반하여 건조 혼합물을 제조하였다. 상기 건조 혼합물에 하기 표 1에 나타난 함량의 물을 추가한 후 교반기를 이용하여 교반하여 본 발명에 따른 채움용 유동화토를 제조하였다.A dry mixture was prepared by mixing ferronickel slag, field-generated soil, ordinary Portland cement, and coal ash powder in the amounts shown in Table 1 below, followed by stirring using a stirrer. After adding water in the amount shown in Table 1 to the dry mixture, the mixture was stirred using a stirrer to prepare fluidized soil for filling according to the present invention.

페로니켈슬래그
(중량%)
ferronickel slag
(weight%)
현장발생토
(중량%)
on-site soil
(weight%)
보통 포틀랜드
시멘트
(중량%)
usually portland
cement
(weight%)
석탄회
분말
(중량%)
coal ash
powder
(weight%)
함수비
(중량%)
water content
(weight%)
실시예 1Example 1 3030 3030 1010 3030 3030 실시예 2Example 2 5050 1515 1010 2525 3333 실시예 3Example 3 6060 1818 55 1717 3737 실시예 4Example 4 7070 1515 55 1010 4040

비교예comparative example

페로니켈슬래그 50 중량%, 현장발생토 40 중량%, 보통 포틀랜드 시멘트 10 중량%를 혼합한 후 교반기를 이용하여 교반하여 건조 혼합물을 제조하였다. 상기 건조 혼합물에 물을 함수비 33 중량%로 추가한 후 교반기를 이용하여 교반하여 채움용 유동화토를 제조하였다.A dry mixture was prepared by mixing 50% by weight of ferronickel slag, 40% by weight of in-situ soil, and 10% by weight of ordinary Portland cement, followed by stirring using a stirrer. After adding water to the dry mixture to a water content of 33% by weight, the mixture was stirred using a stirrer to prepare fluidized soil for filling.

시험예test example

1. 유동성 시험1. Fluidity test

상기 실시예 1 내지 4에서 제조된 채움용 유동화토 시료에 대해 유동성을 확인하기 위해 ACI committee 229에서 규정하고 있는 ASTM D 6103 방법에 의거하여 유동성 시험을 진행하였다. 가로 600mm, 세로 600mm의 비흡수성 판 위에 직경 75mm, 높이 150 mm 의 원통을 올리고, 상기 실시예 1 내지 4의 채움용 유동화토 시료를 상기 원통에 무다짐으로 채운 후 상기 원통을 수직으로 올렸을 때 흘러나온 시료의 흐름 직경의 가장 큰 방향과 직각 방향을 측정하여 두 지름의 평균값을 플로우 값으로 하였다. 채움용 유동화토의 유동성의 최소값은 ACI에서 정한 고유동의 기준을 참고하여 플로우 200mm으로 하였으며, 시험 결과는 하기 표 2에 나타난 바와 같았다.In order to check the fluidity of the fluidized soil samples for filling prepared in Examples 1 to 4, a fluidity test was performed according to the ASTM D 6103 method prescribed by the ACI committee 229. A cylinder having a diameter of 75 mm and a height of 150 mm is placed on a non-absorbent plate having a width of 600 mm and a length of 600 mm, and after filling the cylinder with the fluidized soil samples for filling of Examples 1 to 4 without compaction, the cylinder is vertically raised. The direction perpendicular to the largest direction of the flow diameter of the sample was measured, and the average value of the two diameters was used as the flow value. The minimum value of the fluidity of the fluidized soil for filling was set to a flow of 200 mm by referring to the high flow criteria set by the ACI, and the test results are as shown in Table 2 below.

플로우 값
(mm)
flow value
(mm)
실시예 1Example 1 201201 실시예 2Example 2 203203 실시예 3Example 3 204204 실시예 4Example 4 202202

상기 표 2에서 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4는 모두 충분한 유동성을 가지는 것을 확인할 수 있다.In Table 2, it can be seen that all of Examples 1 to 4 according to the present invention have sufficient fluidity.

2. 압축강도 시험2. Compressive strength test

일축압축강도의 시험을 위해, 상기 실시예 1 내지 4에서 제조된 채움용 유동화토를 지름 10cm, 높이 20 cm의 일축압축강도 시험용 몰드에 각각 충진한 후 다짐은 실시하지 않았다. 충진 후 상온에서 1일 동안 양생 후 탈형하여 재령 7일까지 기건양생한 후 각각에 대해 일축압축강도에 대한 시험을 진행하였다. 공시체의 압축은 축방향으로 일정한 속도로 압축을 가하는 변형률제어법을 사용하였으며, 1분간 공시체 높이의 0.5∼2%의 압축이 일어나도록 1%/min의 재하속도를 유지하며 일정 변형률마다 축하중을 측정하면서 공시체의 파괴가 발생할 때까지 시험을 실시하였다. 일축압축강도에 대한 시험 결과는 하기의 표 3에 나타난 바와 같다.For the test of uniaxial compressive strength, the filling fluidized soil prepared in Examples 1 to 4 was filled in a mold for uniaxial compressive strength test with a diameter of 10 cm and a height of 20 cm, and then compaction was not performed. After filling, curing at room temperature for 1 day, demolding, air-drying up to 7 days of age, and testing each of them for uniaxial compressive strength. For the compression of the specimen, a strain control method in which compression is applied at a constant speed in the axial direction is used, and the load rate is maintained at 1%/min so that compression of 0.5 to 2% of the height of the specimen occurs for 1 minute, and the axial load is measured at each constant rate of strain. While the test was conducted until the destruction of the specimen occurred. The test results for uniaxial compressive strength are shown in Table 3 below.

일축압축강도
(MPa)
Uniaxial compressive strength
(MPa)
실시예 1Example 1 1.311.31 실시예 2Example 2 1.001.00 실시예 3Example 3 0.860.86 실시예 4Example 4 0.770.77

상기 표 3에서 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4는 모두 충분한 압축강도를 가지는 것을 확인할 수 있다.It can be seen from Table 3 that all of Examples 1 to 4 according to the present invention have sufficient compressive strength.

3. 토양 오염도 시험3. Soil Pollution Degree Test

상기 실시예 1 내지 4의 채움용 유동화토 시료에 대해 토양 오염도를 시험하기 위해, 폐기물관리법에 의한 토양오염 우려기준 및 토양오염 대책기준에 따라 토양오염도 분석을 실시하였으며, 시험 결과는 하기 표 4에 나타난 바와 같다.In order to test the soil contamination level for the fluidized soil samples for filling of Examples 1 to 4, soil contamination level analysis was performed according to the soil contamination concern standard and the soil contamination countermeasure standard according to the Waste Management Act, and the test results are shown in Table 4 below. as shown.

오염물질pollutant 토양오염
우려기준
soil contamination
Criterion of Concern
실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4
카드뮴cadmium 1212 -- -- -- -- 구리copper 200200 6.96.9 6.46.4 6.66.6 7.17.1 비소arsenic 2020 -- -- -- -- 수은Mercury 1616 -- -- -- -- lead 400400 4.954.95 4.924.92 5.035.03 5.025.02 6가 크롬hexavalent chromium 1212 8.88.8 8.58.5 9.29.2 8.98.9 아연zinc 800800 19.519.5 19.319.3 18.618.6 19.119.1 니켈nickel 160160 17.317.3 20.220.2 25.325.3 31.431.4 불소fluoride 800800 -- -- -- -- 유기 인 화합물organophosphorus compounds 3030 -- -- -- -- 폴리클로리네이티드 비페닐
(Polychlorinated biphenyls)
polychlorinated biphenyl
(Polychlorinated biphenyls)
1212 -- -- -- --
시안draft 120120 -- -- -- -- 페놀phenol 2020 -- -- -- -- - 벤젠 ㅇ 톨루엔 ㅇ 에틸벨젠 ㅇ 크실렌

- 석유계총탄화수소(TPH)
- Benzene ㅇ Toluene ㅇ Ethylbelzen ㅇ Xylene

- Total Petroleum Hydrocarbons (TPH)
80


2000
80


2000
-- -- -- --
트리클로로에틸렌
(TCE)
trichlorethylene
(TCE)
4040 -- -- -- --
테트라클로로에틸렌
(PCE)
tetrachlorethylene
(PCE)
2424 -- -- -- --

상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 채움용 유동화토는 토양 오염의 기준치 보다 수치가 낮은 것으로 나타나 토양 오염 가능성이 낮은 것을 알 수 있다.As can be seen in Table 4, the fluidized soil for filling according to the present invention has a lower value than the reference value of soil contamination, indicating that the possibility of soil contamination is low.

4. 건조수축율 시험4. Dry shrinkage test

상기 실시예 1 내지 4의 채움용 유동화토 시료와 비교예에 따라 제조된 채움용 유동화토 시료를 KS F 2424(콘크리트의 길이 변화 시험방법)에 의하여 건조수축율을 측정하였으며, 시험 결과는 하기 표 5에 나타난 바와 같다.The drying shrinkage of the fluidized soil samples for filling of Examples 1 to 4 and the fluidized soil samples for filling prepared according to Comparative Examples were measured according to KS F 2424 (Test method for length change of concrete), and the test results are shown in Table 5 below as shown in

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 비교예comparative example 길이변화율(%)Length change rate (%) 0.0130.013 0.0130.013 0.0090.009 0.0070.007 0.150.15

상기 표 5에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 채움용 유동화토가 비교예에 따라 제조된 채움용 유동화토에 비하여 길이변화율이 감소되어 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있으며, 이에 따라 건조수축에 의한 균열을 최소화할 수 있음을 알 수 있다.As can be seen in Table 5, it can be confirmed that the fluidized soil for filling of Examples 1 to 4 according to the present invention has a reduction in shrinkage by reducing the rate of change in length compared to the fluidizing soil for filling prepared according to the comparative example, Accordingly, it can be seen that cracks due to drying shrinkage can be minimized.

이상에 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술할 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are interpreted as being included in the scope of the present invention. should be

Claims (2)

페로니켈슬래그 30 내지 70 중량%, 현장발생토 5 내지 30 중량%, 시멘트계 고화재 5 내지 10 중량% 및 석탄회 10 내지 30 중량%를 포함하고, 함수비가 30 내지 40 중량%인 채움용 유동화토.
30 to 70% by weight of ferronickel slag, 5 to 30% by weight of in situ soil, 5 to 10% by weight of cementitious solidifying material, and 10 to 30% by weight of coal ash, and fluidized soil for filling having a water content of 30 to 40% by weight.
제 1항에 있어서,
상기 페로니켈슬래그는 입도가 0.01 내지 5 mm인 것을 특징으로 하는 채움용 유동화토.
The method of claim 1,
The ferronickel slag is fluidized soil for filling, characterized in that the particle size is 0.01 to 5 mm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100256021B1 (en) 1998-04-17 2000-05-01 명호근 Method of treating sewage sludge
KR100279171B1 (en) 1998-10-07 2001-11-02 문 규 최 Landfill, landfill and its production method using landfill sludge

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100256021B1 (en) 1998-04-17 2000-05-01 명호근 Method of treating sewage sludge
KR100279171B1 (en) 1998-10-07 2001-11-02 문 규 최 Landfill, landfill and its production method using landfill sludge

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102492810B1 (en) 2022-04-01 2023-01-26 추연문 Construction methods and production facilities of safe eco-friendly construction materials(filler material and ground improvement material) using low carbon green cement

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