KR20230035965A - SRF(Solid Refuse Fuel) 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 지반개량재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 SRF 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 친환경 무시멘트 지반개량재에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 SRF 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 무시멘트 지반개량재는, 피지반토와, 상기 피지반토 100중량부에 대하여 무시멘트계 지반경화 안정재 조성물 5~40중량부를 혼합하여 이루어지는 식생이 가능한 무시멘트 지반개량재에 있어서, 상기 무시멘트 지반경화 안정재 조성물은, 알루미노 규산염계 산업부산물 10~50중량부,함수율 저감을 위한 산업부산물인 SRF 및 석탄재 혼합물과, 고칼슘 플라이애쉬 분말로 이루어진 군의 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물 10~60중량부, Na2O 함량이 10~15중량부인 레드머드 분말 5~70중랑부, 슬러리화 방지를 위한 황산칼슘, 황산알루미늄, 황산마그네슘 및 황산나트륨 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물로 이루어지는 황산염 자극제 1~20중량부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 SRF 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 무시멘트 지반개량재는, 피지반토와, 상기 피지반토 100중량부에 대하여 무시멘트계 지반경화 안정재 조성물 5~40중량부를 혼합하여 이루어지는 식생이 가능한 무시멘트 지반개량재에 있어서, 상기 무시멘트 지반경화 안정재 조성물은, 알루미노 규산염계 산업부산물 10~50중량부,함수율 저감을 위한 산업부산물인 SRF 및 석탄재 혼합물과, 고칼슘 플라이애쉬 분말로 이루어진 군의 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물 10~60중량부, Na2O 함량이 10~15중량부인 레드머드 분말 5~70중랑부, 슬러리화 방지를 위한 황산칼슘, 황산알루미늄, 황산마그네슘 및 황산나트륨 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물로 이루어지는 황산염 자극제 1~20중량부를 포함한다.
Description
본 발명은 무시멘트계 지반경화 안정처리재 조성물을 이용하여 식생이 가능한 친환경 지반개량재에 관한 것으로, 보다 상세하게는, SRF(Solid Refuse Fuel) 및 석탄재 혼합물을 대량으로 활용하고자, SRF(Solid Refuse Fuel) 및 석탄재 혼합물에 함유되어져 있는 CaO, SiO2, Al2O3가 알루미노 규산염 산업부산물의 역할을 보조하며, SRF(Solid Refuse Fuel) 및 석탄재 혼합물은 함수율 저감 능력이 뛰어나서, 함수율 25% 이상되는 지반에도 안정화되는 무시멘트계 지반경화 안정처리재 조성물을 구성하고, 무시멘트계 지반경화 안정처리재 조성물을 이용하여 미립자, 실트질, 유기질, 점토질, 특히 이토질과 같은 연약 지반이나 생활 쓰레기 지반 또는 산업폐기물 지반 등의 불안정한 지반에 탁월한 지반경화 효과를 가지는, 친환경적이고 경제적인 시공을 할 수 있는 식생이 가능한 친환경 지반개량재에 관한 것이다.
고화제를 이용해서 흙의 특성을 개선시키는 것은 지반공학분야에서 화학적 지반개량에 속하는 분야로, 일반적으로 흙과 섞어 흙의 체적안정, 강도 및 응력-변형특성, 투수계수 및 내구력 조절을 목적으로 주로 사용된다. 지반개량에 사용되는 고화제는 무기재료에서부터 유기재료에 이르기까지 다양하나 사용실적 및 경제성을 고려하면 시멘트와 석회가 대표적이며, 아스팔트도 일부 이용된다. 현재 고화제를 사용한 지반안정처리의 특징과 문제점에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
시멘트를 이용한 지반개량은 시멘트의 수화반응과정에서 흙 입자의 고결 및 간극의 충진을 통해서 이루어진다. 그러나 최근 건설산업에서 주요 탄소발생원인 시멘트의 사용량을 줄이기 위하여 화력발전소에서 발생하는 플라이애시나 철강산업의 부산물인 고로슬래그 등과 같은 산업폐기물을 이용하는 순환자원 재활용 연구가 활발히 진행되어 현장에 적용되어지기도 하고 있다. 이러한 연구의 일환으로서 시멘트를 전혀 사용하지 않고 플라이애시 또는 고로슬래그미분말을 이용한 알루미노 규산염계 무시멘트 무기결합재 연구가 국내에서도 활발하게 이루어지고 있다.
이와 같은 알칼리활성화 무시멘트 결합재의 황산염(sulfate) 또는 알카리(alkali) 활성제의 첨가나 높은 염기성 물질로 치밀하고 견고한 결합재의 표면층을 침식시키게 된다. 이때 내부의 반응물질을 부식시켜 수산기(OH-) 이온이 충분한 양으로 공급되면 표면의 Si-O-Si, Si-O-Al 결합을 파괴하고 내부에 포위되었던 Si4+, Al3+, Ca2+ 등의 수산기 이온들을 용출시켜 제올라이트(Zeolite) 형태의 반응생성물을 구성하게 되고 반응 생성물이 성장하여 조직을 치밀하게 만들며 물리적 특성을 증진시키게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 SRF(Solid Refuse Fuel) 및 석탄재 혼합물과 알루미노 규산염계 산업부산물과 플라이애쉬, 레드머드, 황산염 자극제 등을 활용하여 지반경화 안정재 조성물로 시멘트를 전혀 사용하지 않은 친환경적인 무시멘트 지반경화 안정재를 제조하여, 이토질과 같은 연약 지반이나 생활 쓰레기 지반 또는 산업폐기물 지반 등의 불안정한 지반에 탁월한 지반경화 효과를 가지고 있으며, 친환경적이고 경제적인 시공을 할 수 있는 식생이 가능한 친환경 지반개량재에 관한 것이다.
본 발명의 실시예의 일 측면에 따른, SRF 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 무시멘트 지반개량재는, 피지반토와, 상기 피지반토 100중량부에 대하여 무시멘트계 지반경화 안정재 조성물 5~40중량부를 혼합하여 이루어지는 식생이 가능한 친환경 무시멘트 지반개량재에 있어서, 상기 무시멘트 지반경화 안정재 조성물은, 알루미노 규산염계 산업부산물 10~50중량부, 함수율 저감을 위한 산업부산물인 SRF 및 석탄재 혼합물과, 고칼슘 플라이애쉬 분말로 이루어진 군의 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물 10~60중량부, 레드머드 분말 5~70중랑부 및 지반개량재의 슬러리화 방지를 위한 황산염 자극제 1~20중량부를 포함하고, 상기 레드머드 분말은 Na2O 함량이 10~15중량부인 것 일 수 있다.
또한, SRF 및 석탄이 혼합된 원료를 주원료로 열병합발전을 수행, 연소 후 발생된 산업부산물로 얻어지는 SRF 및 석탄재 혼합물을 상기 무시멘트 지반경화 안정재 조성물에 사용한 것 일 수 있다.
또한, 상기 레드머드 분말은 슬러지 상태로 건조로에서 건조하여 수분함량을 1% 이하로 제어한 후 325메쉬(mesh) 이하로 분쇄하여 사용한 것 일 수 있다.
또한, 상기 알루미노 규산염계 산업부산물은 고로슬래그, 스테인레스슬래그 및 동제련슬래그 미분말로 이루어진 분말 군으로 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물의 특징을 갖는 것 일 수 있다.
또한, 상기 SRF 및 석탄재 혼합물은 CaO 함량이 30~70중량부이고, 상기 고칼슘 플라이애쉬는 CaO 함량이 40~75중량부인 것 일 수 있다.
또한, 시공 이후 제1 경과시점의, 일축 압축 강도는 시공 시점의 최초 일축 압축 강도를 기준으로, 200 % 내지 400 %의 크기로 형성되고, 상기 제1 경과 시점에서 상기 일축 압축 강도는 750kPa이하로 형성되며, 상기 제1 경과시점은, 시공이후 7일인 것 일 수 있다.
또한, 시공 이후 제2 경과시점의, 상기 일축압축강도가 상기 최초일축압축강도 기준으로 400% 내지 700%의 크기로 형성되고, 상기 제2 경과시점에서 상기 일축압축강도가 1,250kPa 이하이며, 상기 제2 경과시점은, 시공이후 14일인 것 일 수 있다.
본 발명에 따르면, 이토질과 같은 연약 지반이나 생활 쓰레기 지반 또는 산업폐기물 지반 등의 불안정한 지반에 탁월한 지반경화 효과를 가지고 있으며, 친환경적이고 경제적인 시공을 할 수 있는 식생이 가능하여 원지반으로 복구가 가능하며, 시멘트 사용량 절감에 따른 생산원가 절감은 물론 천연자원 및 에너지 고갈 문제와, 이산화탄소 배출에 의한 환경오염 문제를 동시에 해결할 수 있다.
도 1은 토양 경도별 식물생육상태를 보여주는 그래프이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 SRF(Solid Refuse Fuel) 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 친환경 지반개량재가 적용된 지반토와, 원지반토 및 기존 시멘트계 지반 경화제가 적용된 지반토에 실제 식생을 진행한 상태를 비교한 도면이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 SRF(Solid Refuse Fuel) 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 친환경 지반개량재가 적용된 지반토와, 원지반토 및 기존 시멘트계 지반 경화제가 적용된 지반토에 실제 식생을 진행한 상태를 비교한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
한편, 본 발명의 명세서에서 구체적으로 언급되지 않은 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대될 수 있는 잠정적인 효과는 본 명세서에 기재된 것과 같이 취급되며, 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공된 것인 바, 도면에 도시된 내용은 실제 발명의 구현모습에 비해 과장되어 표현될 수 있으며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성의 상세한 설명은 생략하거나 간략하게 기재한다.
이하에서는 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명은 무시멘트계 지반경화 안정재 조성물을 이용하여 "SRF(Solid Refuse Fuel) 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 무시멘트 지반개량재재"에 관한 것으로 조성물은 자연 함수비의 피지반토 100 중량부에 대하여 무시멘트계 지반경화 안정재 조성물 5~40 중량부를 포함하고, 상기 무시멘트계 지반경화 안정재 조성물은 알루미노 규산염계 산업부산물 10~50중량부와 함수율 저감을 위한 산업부산물인 SRF(Solid Refuse Fuel) 및 석탄재 혼합물과 플라이애쉬 분말로 이루어진 군의 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물 10~60중량부, Na2O 함량이 10~15중량부인 레드머드 분말 5~70중량부, 상기 무시멘트계 지반경화 안정재 조성물의 재슬러리화 방지를 위해 황산칼슘, 황산알루미늄, 황산마그네슘 및 황산나트륨 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물로 이루어지는 황산염 자극제 1~20중량부를 포함한다.
알루미노 규산염계 산업부산물과 황산염 자극제, 레드머드 등을 이용하여 C-S-H 칼슘실리케이트 수화물이나 C-A-H 칼슘알루미네이트을 형성시키며, 함수율 저감용 산업부산물 중 SRF 및 석탄재 혼합물을 주로 사용하여 N-A-S-H겔 또는 제올라이트 전구체로 알려진 알루미노규산염 겔 등을 형성하여 지반의 강도를 증진시켜 공학적 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 각 산업부산물의 혼입양을 적절히 조절하여 조기 강도 발현에는 적정 안정성 확보가 가능한 범위내의 조기 강도 발현 이후 식물 근계 근입을 위한 적정 기간을 확보 이후 식물 생육에 적당한 강도를 갖는 시멘트를 사용하지 않은 SRF(Solid Refuse Fuel) 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 친환경 지반개량재이다.
상기 알루미노 규산염계 산업부산물은 흘러내린 물(혹은 공기)로 급격히 냉각시켜 작은 모래입자 모양으로 만든 다음, 다시 미분쇄해 제조한 것으로 급냉시켜 유리화한 것이기 때문에 반응성이 높아 고로슬래그 시멘트용 슬래그나 시멘트·콘크리트용 혼화재료로 사용되어지고 있다. 상기 고로슬래그 미분말은 주요 화학성분이 SiO2, Al2O3, CaO 및 MgO로서 전체 화학성분중 94~97%를 차지한다.
1종 보통 포틀랜트 시멘트의 경우 MgO가 5%를 초과하면 유리 마그네시아가 생성돼 이상 팽창의 원인이 되지만, 고로슬래그 미분말의 경우는 15%정도를 포함하고 있어도 해가 없다고 보고 되고 있는데, 대체로 9%이하의 함유율을 갖는다.
고로슬래그 미분말의 반응특성은 그 자체는 경화하는 성질이 취약하지만 알칼리 자극을 받으면 경화하는 잠재수경성 물질이다.
또한 시멘트 수화생성물인 수산화칼슘과 황산염의 작용에 의해서 경화가 촉진되어 압축강도를 향상시키는 것으로 알려져 있다. 급냉 고로슬래그는 유리질로 전환할 때에 방출하는 열량만큼 높은 에너지를 갖고 있다. 그러나 순수한 물과 접촉할 경우, 고로슬래그의 입자표면에는 Ca2+ 의 용출에 따른 치밀한 부정형 산성피막이 형성되어 물의 침투와 내부이온의 용출을 억제하므로 수화반응은 지속되지 않는다. 만약 이 경우에 수산화칼슘과 같은 자극제가 존재하면 고로슬래그의 불규칙적 3차원(-O-Si-O-Al-O-) 쇄상결합이 강알칼리 작용(pH>12)에 의해 절단되면서 망상구조체 내부에 포위되어 있던 Ca2+, Mg2+, Al3+ 등 수식이온들이 용출시킨다. 용출된 이온들은 대응되는 수화물을 생성하여 압축강도의 증진에 기여할 뿐만 아니라 반응이 일단 개시되면 고로슬래그 내부에서 용출되는 알칼리 성분에 의하여 높은 pH를 유지할 수 있기 때문에 그 이상의 자극제를 필요로 하지 않는다.고로슬래그의 수화생성물은 자극제 종류에 따라 다르지만 모두 칼슘수화물(C-S-H, 대표조성은 C3S2H3)을 생성하는 특징이 있다. 수산화나트륨을 자극제로 첨가하면 C-S-H, C4AH13 및 C2ASH8의 수화물이 생성되고 Ca(OH)2를 자극제로 사용하면 C-S-H, C4AH13이 생성되지만 C2ASH8은 생성되지 않는다.
또한 황산염을 자극제로 첨가하면 C-S-H, C3A3CSH32 및 수산화알루미늄이 생성되며 황산염과 수산화칼슘을 혼합 첨가하면 수산화알루미늄과 에트링가이트가 생성되는데 이들의 수화반응식은 다음과 같이 종합적으로 표시 할 수 있다.
즉, 고로슬래그의 수화반응에서 Ca(OH)2가 생성되지 않기 때문에 자극제의 첨가는 필수적이라는 것을 알 수 있다.
C5AS3 +2CaO + 16H2O 
C4AH13 + 3(C-S-H)
C5AS3 +CaSO4 + 76/3H2O 
3(C-S-H) + 2/3 (C3A3CSH32) + Al(OH)3
다음으로, 상기 스테인레스 정련슬래그는 스테인레스 제조공정에서 발생되는 산업부산물로 정련로에서 발생되는 것으로 슬래그는 건식방식으로 급냉하여 얻어지며, CaO 함량이 35~70중량%, Al2O3 함량이 1~20중량%, SiO2 함량이 5~35중량%인 것이 바람직하다.
상기 스테인레스 정련슬래그는 급냉 후 표면에 유리질이 존재하여 물과 접촉 시 산성피막이 형성되어 수화반응이 바로 개시되지 않지만 순환 유동층 보일러에서 발생되는 고칼슘 연소재로부터 방출되는 OH-, SO32- 이온에 의해 산성피막이 파괴되어진 후 서서히 강도를 발현하게 된다.
상기 스테인레스 정련 슬래그는 CaO와 SiO2을 주요 성분으로 하며, 감마형디칼슘실리케이트(2CaOSiO2) 결정구조를 취하고 있는 결정상이다. 이 디칼슘실리케이트는 고온 용융상에서부터 서서히 냉각되면서 결정상의 전이를 하게된다. 이 결정상 전이로 인하여 부피 팽창을 동반하게 되고 이 체적변화로 인하여 냉각 시 스스로 붕괴하는 더스팅 현상이 발생한다. 이러한 더스팅 현상은 분쇄 등의 요구사항이 적어 간단한 제조공정으로 스테인레스 정련슬래그 미분말 제조가 용이하다.
상기 고칼슘 연소재 SRF(Solid Refuse Fuel) 및 석탄재 혼합물과 플라이애쉬 분말로 이루어진 군의 어느 하나 또는 둘 이상의 성분을 함유한 산업부산물은 순환 유동층 보일러에서 발생하는 것이다. 초기강도의 역할을 하는 고칼슘 연소재 비율에 따라 식생에 영향을 끼치게 된다. 시멘트계열은 7일만에 강도발현이 일어나면서 비탈면의 파괴에 보호는 가능하나 식물의 근계생장에 절대 불가능하게 하며, 고칼슘 연소재 비율에 따라 3일~30일까지 초기강도를 조절하여 식물의 근계생장에 가장 적당하게 맞출수 있다.
상기 고칼슘 연소재는 상기 고로슬래그 및 스테인레스 정련슬래그의 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 20중량% 미만이거나 설페이트 옥사이드(Sulfate oxide) 함량이 5중량% 미만일 경우에는 그 효과가 제대로 발휘되지 못하며, 비표면적이 2,000cm2/g이하이면 초기에 강도 발현이 어렵고, 8,000cm2/g 이상이면 분쇄 과정에서 제조비용이 크게 상승한다.
상기 고칼슘 연소재는 노내 탈황설비를 보유한 화력 및 열병합 발전소에서 배출되는데 석회석과 석탄을 혼합 연소하기 때문에 석회석의 탈탄산 및 탈황 과정에서 CaO 성분과 SO3 함량이 높은 pH 11.5 이상의 고알칼리 물질로 배출된다. 이렇게 발생된 순환 유동층 보일러 고칼슘 연소재는 국내 KS L 5405 규준인 SiO2 45% 이상과 SO3 함량 5% 이하의 범위를 만족하지 못할 뿐만 아니라 미국 ASTM의 C급 플라이애시 규준인 SiO2+Al2O3+Fe2O3의 양이 50% 이상과 SO3 함량 5% 이하의 범위를 만족할 수 없기 때문에 재활용에 어려움을 겪고 있다.
통상의 고로슬래그 미분말 및 스테인레스 정련 슬래그 미분말에 물을 투입하게 되면, 표면에 산성의 유리질 피막이 형성되어, 내부의 실리카 성분의 용출이 이루어지지 않는다.
그러나, 이때 Ca(OH)2와 같은 고알칼리 물질이 산성의 유리질 피막을 파괴해주면서 CaO-SiO2-H2O계 수화물 등을 생성하게 되는 포졸란 반응이 개시된다. 그러나 Ca(OH)2는 시멘트의 성분 중 C3S나 C2S 성분이 수화반응을 개시하게 된 후 2차적으로 생성되기 때문에 플라이애시의 포졸란 반응은 재령이 최소 7일 이상 경과된 후 강도에 기여할 수 있어 초기강도가 매우 낮게 나타나는 것이다. 또한 장기재령에서는 시멘트의 Ca(OH)2 성분이 플라이애시와 반응하여 점차 소진되기 때문에 콘크리트에서 Ca(OH)2 성분이 부족할 경우 장기작용에 있어 C-S-H 수화물의 생성이 적어져 압축강도의 저하가 초래되며, 중성화 저항 기능도 저하되게 된다.
상기 결합재의 장기강도 증진을 위해 100중량부에 대하여 고칼슘 연소재 10~500중량부를 혼합되는 것이 바람직한데, 10중량부 미만일 경우 그 효과가 발휘되지 못하고 500중량부 초과일 경우 고칼슘 연소재의 CaO 함량이 상대적으로 감소하여 알칼리 자극제 반응이 저하될 수 있다.
상기 고칼슘 연소재는 CaO 함량이 15~75중량% 함유되어 있는게 바람직한데, 물과 반응하여 Ca(OH)2로 변환되어 고로슬래그 및 스테인레스 정련슬래그 성분과 반응하여 C-S-H 수화물을 생성시키는 역할과 동시에 중성화를 방지하는데 매우 중요한 역할을 한다.
강도에 있어 Ca(OH)2 성분이 부족할 경우 장기작용에 있어 C-S-H 수화물의 생성이 적어져 압축강도의 저하가 초래되고, 콘크리트의 중성화가 빨라지게 되어 철근 및 철골 등의 부식을 방지하는데 필요한 중성화 저항 기능도 저하되게 된다.
CaO+ H2O->Ca(OH)2+15.6kcal mol -1 따라서 순수 CaO 성분은 물과 반응하여 수산화칼슘으로 전이 후 고로슬래그 미분말의 알칼리 자극제 역할도 수행하지만 발열에 의한 온도상승으로 수화반응 촉진, 체적 수축을 보상하는 효과와 중성화 방지 역할 등도 동시에 발휘하게 된다.
상기 무시멘트계 지반경화 안정재 조성물은 알루미노 규산염계 산업부산물 10~50 중량부를 포함하는 것이 바람직한데, 알루미노 규산염계 산업부산물을 10중량부 미만, 50중량부를 초과하는 경우에는 효과가 제대로 발휘되지 못하는 문제가 있다.
또한 상기 SRF(Solid Refuse Fuel) 및 석탄재 혼합물과 플라이애쉬 분말로 이루어진 군의 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물 10~60중량부 포함하는 것이 바람직한데. 10중량부 미만, 60중량부를 초과하는 경우에는 초기강도는 높게 나오나 식물의 근계의 침입이 곤란한 경우가 생겨 효과가 제대로 발휘되지 못하는 문제가 있다.
초기강도의 역할을 하는 고칼슘 연소재인 SRF(Solid Refuse Fuel) 및 석탄재 혼합물과 플라이애쉬 분말로 이루어진 군의 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물의 비율에 따라 식생에 영향을 끼치게 된다. 시멘트계열은 7일만에 강도발현이 일어나면서 비탈면의 파괴에 보호는 가능하나 식물의 근계생장에 절대 불가능하게 하는 반면, 고칼슘 연소재 비율에 따라 3일~30일까지 초기강도를 조절하여 식물의 근계생장에 가장 적당하게 맞출 수 있다.
또한, 상기 무시멘트계 지반경화 안정재 조성물은 Na2O 함량이 10~15중량부의 레드머드 분말 5~70중량부를 포함하는 것이 바람직한데 5중량부 미만, 70중량부를 초과하는 경우에는 효과가 제대로 발휘되지 못하는 문제가 있다.
또한, 상기 무시멘트계 지반경화 안정재 조성물의 재슬러리화 방지를 위해 황산칼슘, 황산알루미늄, 황산마그네슘 및 황산나트륨 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물로 이루어지는 황산염 자극제 1~20중량부가 더 혼합된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
Claims (7)
- 피지반토와, 상기 피지반토 100중량부에 대하여 무시멘트계 지반경화 안정재 조성물 5~40중량부를 포함하여 구성되는 식생이 가능한 친환경 무시멘트 지반개량재에 있어서,
상기 무시멘트 지반경화 안정재 조성물은, 알루미노 규산염계 산업부산물 10~50중량부,
함수율 저감을 위한 산업부산물인 SRF 및 석탄재 혼합물과, 고칼슘 플라이애쉬 분말로 이루어진 군의 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물 10~60중량부,
Na2O 함량이 10~15중량부인 레드머드 분말 5~70중랑부, 및
지반개량재의 슬러리화 방지를 위한 황산염 자극제 1~20중량부를 포함하는,
SRF 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 무시멘트 지반개량재. - 제1 항에 있어서,
SRF 및 석탄이 혼합된 원료를 주원료로 열병합발전을 수행, 연소 후 발생된 산업부산물로 얻어지는 SRF 및 석탄재 혼합물을 상기 무시멘트 지반경화 안정재 조성물에 사용하는 것을 특징으로 하는 SRF 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 무시멘트 지반개량재. - 제1항에 있어서,
상기 레드머드 분말은 슬러지 상태로 건조로에서 건조하여 수분함량을 1% 이하로 제어한 후 325메쉬(mesh) 이하로 분쇄하여 사용하는 것을 특징으로 하는 SRF 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 무시멘트 지반개량재. - 제1 항에 있어서,
상기 알루미노 규산염계 산업부산물은 고로슬래그, 스테인레스슬래그 및 동제련슬래그 미분말로 이루어진 분말 군으로 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물의 특징을 갖는 SRF 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 무시멘트 지반개량재. - 제1 항에 있어서,
상기 SRF 및 석탄재 혼합물은 CaO 함량이 30~70중량부이고, 상기 고칼슘 플라이애쉬는 CaO 함량이 40~75중량부인 것을 특징으로하는 SRF 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 무시멘트 지반개량재. - 제1 항에 있어서,
시공 이후 제1 경과시점의, 일축 압축 강도는 시공 시점의 최초 일축 압축 강도를 기준으로, 200 % 내지 400 %의 크기로 형성되고, 상기 제1 경과 시점에서 상기 일축 압축 강도는 750kPa이하로 형성되며,
상기 제1 경과시점은, 시공이후 7일 인 것을 특징으로 하는 SRF 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 무시멘트 지반개량재. - 제6 항에 있어서,
시공 이후 제2 경과시점의, 상기 일축압축강도가 상기 최초일축압축강도 기준으로 400% 내지 700%의 크기로 형성되고, 상기 제2 경과시점에서 상기 일축압축강도가 1,250kPa 이하이며,
상기 제2 경과시점은, 시공이후 14일 인 것을 특징으로 하는 SRF 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 무시멘트 지반개량재.
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| KR1020210118587A KR102649017B1 (ko) | 2021-09-06 | 2021-09-06 | SRF(Solid Refuse Fuel) 및 석탄재 혼합물을 재활용한 식생이 가능한 지반개량재 |
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| KR101174617B1 (ko) * | 2012-02-03 | 2012-08-16 | 박소민 | 무시멘트계 지반경화 안정처리재 조성물을 이용한 친환경 복토재 |
| KR101439236B1 (ko) * | 2014-01-09 | 2014-09-12 | (주) 영흥산업환경 | 친환경 흙포장재 조성물 |
| KR20170104702A (ko) * | 2016-03-07 | 2017-09-18 | 주식회사 지안산업 | 시멘트를 사용하지 않는 심층혼합처리공법 |
| KR101816936B1 (ko) | 2009-09-07 | 2018-01-09 | 덴카 주식회사 | 지반주입용 수경성 시멘트조성물 및 이를 이용한 지반개량방법 |
| KR20180109377A (ko) * | 2017-03-28 | 2018-10-08 | 주식회사 대웅 | 6가 크롬 용출이 없는 친환경 연약지반 표층혼합처리 및 흙포장 공법 |
| KR20180134811A (ko) * | 2018-12-10 | 2018-12-19 | 문경주 | 중금속 용출이 없는 친환경 연약지반 표층혼합처리 및 흙포장 공법 |
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2021
- 2021-09-06 KR KR1020210118587A patent/KR102649017B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
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