KR20230102176A - Soil mixture for slope stablity - Google Patents
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- C09K17/42—Inorganic compounds mixed with organic active ingredients, e.g. accelerators
- C09K17/44—Inorganic compounds mixed with organic active ingredients, e.g. accelerators the inorganic compound being cement
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- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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Abstract
사면 안정용 토양 혼합물은 토분, 퇴비, 질석, 코코피트 및 슬러지를 포함하는 식생토, 시멘트, 소석고 및 혼화재를 포함하는 강화재, 및 벤토나이트, 소듐실리케이트, 실리카파우더, 메틸 셀룰로오스, 폴리카본산 가소제, 황산알루미늄 및 인산암모늄을 포함하는 첨가제를 포함할 수 있다.Soil mixture for slope stabilization is earth dust, compost, vermiculite, vegetation soil including coco peat and sludge, cement, calcined gypsum and reinforcing material including admixture, and bentonite, sodium silicate, silica powder, methyl cellulose, polycarbonate plasticizer, aluminum sulfate and an additive containing ammonium phosphate.
Description
본 발명은 사면을 안정화하기 위해 사용되는 토양 혼합물에 관한 것이다. The present invention relates to soil mixtures used to stabilize slopes.
도로, 택지 개발, 공단 조성 등 개발 공사로 인해 인공적으로 훼손된 비탈면이 발생하고 있으며, 최근 환경변화에 따른 집중호우, 홍수, 태풍 등 기상이변 현상이 늘어남에 따라 훼손된 경사지의 붕괴사고가 빈발하고 있다. 훼손된 사면의 복구를 위해 다양한 사면 안정화 기법들이 개발되고 있으나, 녹화 공사 후 수년 안에 초본류가 쇠퇴하면서 경사면이 다시 황폐화되고 사면 침식 및 세굴, 슬라이딩 현상 등이 나타나게 된다. 따라서, 사면의 안정성을 높이기 위해 사면 녹화용 토양 자체의 물리적 성능이 향상되고 식생이 원활한 토양 혼합물에 대한 개발의 필요성이 대두되었다.Artificially damaged slopes are occurring due to development works such as roads, housing site development, and industrial complex development. Recently, with the increase in extreme weather events such as localized heavy rains, floods, and typhoons due to environmental changes, collapse accidents on damaged slopes are frequent. Various slope stabilization techniques are being developed to restore damaged slopes, but as herbaceous species decline within a few years after reforestation, the slope becomes devastated again, and slope erosion, scour, and sliding phenomena appear. Therefore, in order to increase the stability of the slope, the need for developing a soil mixture that improves the physical performance of soil for slope greening and facilitates vegetation has emerged.
본 발명은 인공적인 경사면의 안정성을 높이면서 식생의 생육기반을 제공할 수 있는 사면 안정용 토양 혼합물을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a soil mixture for slope stabilization that can provide a growth basis for vegetation while increasing the stability of an artificial slope.
본 발명의 사상에 따른 사면 안정용 토양 혼합물은 토분, 퇴비, 질석, 코코피트 및 슬러지를 포함하는 식생토를 포함할 수 있다. 상기 사면 안정용 토양 혼합물은 시멘트, 소석고 및 혼화재를 포함하는 강화재를 포함할 수 있다. 상기 사면 안정용 토양 혼합물은 벤토나이트, 소듐실리케이트, 실리카파우더, 메틸 셀룰로오스, 폴리카본산 가소제, 황산알루미늄 및 인산암모늄을 포함하는 첨가제를 포함할 수 있다. The soil mixture for slope stabilization according to the spirit of the present invention may include vegetation soil including earth powder, compost, vermiculite, coco peat and sludge. The soil mixture for slope stabilization may include a reinforcing material including cement, calcined gypsum, and an admixture. The soil mixture for slope stabilization may include additives including bentonite, sodium silicate, silica powder, methyl cellulose, polycarbonate plasticizer, aluminum sulfate and ammonium phosphate.
상기 사면 안정용 토양 혼합물은 탄산칼슘 및 미생물을 포함하는 바이오 제제를 더 포함할 수 있다. The soil mixture for slope stabilization may further include a bio-agent containing calcium carbonate and microorganisms.
상기 토분은 부엽토 및 풍화토를 포함할 수 있다. 상기 퇴비는 바크 퇴비 및 유기질 퇴비를 포함할 수 있다. 상기 슬러지는 제지 슬러지 및 하수 슬러지를 포함할 수 있다. The earth powder may include humus soil and weathered soil. The compost may include bark compost and organic compost. The sludge may include papermaking sludge and sewage sludge.
상기 시멘트는 마이크로 시멘트 및 CSA시멘트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 강화재의 상기 혼화재는 플라이애시, 고로슬래그 및 실리카퓸 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The cement may include at least one of micro cement and CSA cement. The admixture of the reinforcing material may include at least one of fly ash, blast furnace slag, and silica fume.
상기 바이오 제제의 상기 미생물은 스포로사르시나 파스테우리 균 및 바실러스 파스테우리 균 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The microorganism of the bio-preparation may include at least one of Sporosarcina pasteuri and Bacillus pasteuri.
상기 식생토는 굴 패각 비료를 더 포함할 수 있다.The vegetation soil may further include oyster shell fertilizer.
본 발명의 일 실시예에 따른 사면 안정용 토양 혼합물은 식생의 생육기반을 제공하는 식생토와 사면을 안정화 할 수 있는 강화재와 식생토와 강화재의 성능을 개선하기 위한 첨가제를 포함하므로 인공 경사면의 안정화와 생육기반을 모두 제공할 수 있다. The soil mixture for slope stabilization according to an embodiment of the present invention includes vegetation soil that provides a growth base for vegetation, a reinforcing material capable of stabilizing the slope, and an additive for improving the performance of the vegetation soil and the reinforcing material, thereby stabilizing the artificial slope and We can provide all the bases for growth.
본 명세서에 기재된 실시예는 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예를 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.The embodiments described in this specification are only one preferred example of the disclosed invention, and there may be various modifications that can replace the embodiments in this specification at the time of filing of the present application.
본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "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 않는다.Terms used in this specification are used to describe the embodiments, and are not intended to limit and/or limit the disclosed invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It does not preclude in advance the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms including ordinal numbers such as "first" and "second" used herein may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, and the terms are one It is used only for the purpose of distinguishing a component from other components. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.
이하에서는, 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail.
개발 공사 등으로 인해 인공적으로 형성된 경사지는 기존의 식생 조건이 훼손되기 때문에 자연적인 복원이 어렵다. 또한, 경사면이 암반 절개면이거나 암반 사면의 보강을 위하여 콘크리트 보강 시공이 되어있는 경우, 경사면의 녹화가 더욱 어렵게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 사면 안정용 토양 혼합물은 인공적인 경사면의 안정성을 높이면서 식생의 생육기반을 제공할 수 있다. It is difficult to restore natural slopes artificially formed due to development work because the existing vegetation conditions are damaged. In addition, when the slope is a rock cut surface or a concrete reinforcement construction is performed to reinforce the rock slope, it becomes more difficult to green the slope. The soil mixture for slope stabilization according to an embodiment of the present invention can provide a growth basis for vegetation while increasing the stability of an artificial slope.
본 발명의 일 실시예에 따른 사면 안정용 토양 혼합물은 식생토, 강화재 및 첨가제를 포함할 수 있다. 식생토는 토분, 퇴비, 질석, 코코피트 및 슬러지를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 사면 안정용 토양 혼합물은 식생토 35 내지 95 중량부, 강화재 1 내지 40 중량부 및 첨가제 1 내지 30 중량부를 포함할 수 있다. Soil mixture for slope stabilization according to an embodiment of the present invention may include vegetation soil, reinforcing materials and additives. Vegetation soil may include earth manure, compost, vermiculite, coco peat and sludge. The soil mixture for slope stabilization according to an embodiment of the present invention may include 35 to 95 parts by weight of vegetation soil, 1 to 40 parts by weight of a reinforcing material, and 1 to 30 parts by weight of an additive.
본 발명의 일 실시예에 따른 사면 안정용 토양의 식생토는 종자가 식생 가능하도록 양분과 식재수를 공급하기 위하여 토분, 퇴비, 질석, 코코피트(Cocopeat), 슬러지를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물의 식생토는 토분 100 중량부에 대하여, 퇴비 10 내지 100 중량부, 질석 10 내지 100 중량부, 슬러지 10 내지 100 중량부, 및 코코피트 10 내지 100 중량부를 포함할 수 있다. 퇴비, 질석, 슬러지 및 코코피트의 함량은 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물이 적용될 사면의 기반 토양 환경에 따라 증감될 수 있다. Vegetation soil for slope stabilization soil according to an embodiment of the present invention may include earth powder, compost, vermiculite, cocopeat, and sludge to supply nutrients and planting water so that seeds can be vegetated. Vegetation soil of the soil mixture according to an embodiment of the present invention is based on 100 parts by weight of soil, 10 to 100 parts by weight of compost, 10 to 100 parts by weight of vermiculite, 10 to 100 parts by weight of sludge, and 10 to 100 parts by weight of coco peat can include The content of compost, vermiculite, sludge and coco peat may be increased or decreased depending on the soil environment of the slope to which the soil mixture according to an embodiment of the present invention is to be applied.
토분은 부엽토, 풍화토 등을 포함할 수 있고, 퇴비는 발효 퇴비, 분뇨, 유기질 퇴비, 바크(bark) 퇴비 등을 포함할 수 있다. 토분과 퇴비는 수목 초화류의 생육기간 동안 충분한 유기물과 양분을 공급해 줄 수 있다. 양질의 천연 유기물은 장기간 부숙시켜 일반 퇴비와 달리 악취와 가스발생이 적고 식물의 건강한 생육을 유도하며, 식재지 토양의 pH, 양분의 보유력 및 완충력을 개선할 뿐만 아니라, 토양 구조와 보수력 및 배수성을 개선하여 풍부한 유기물과 필수 양분을 식물에 공급함으로써 식물의 활착과 생장을 증대시키는 역할을 한다.Soil manure may include humus soil, weathered soil, and the like, and compost may include fermented compost, manure, organic compost, and bark compost. Soil manure and compost can supply sufficient organic matter and nutrients during the growth period of arboreal plants. High-quality natural organic matter is fermented for a long period of time to produce less odor and gas than general compost, induce healthy growth of plants, improve planting soil pH, nutrient retention and buffering capacity, as well as improve soil structure, water retention and drainage. It plays a role in increasing the survival and growth of plants by supplying abundant organic matter and essential nutrients to plants.
식생토는 보수력을 높이기 위하여 슬러지를 포함할 수 있다. 슬러지는 수분흡수율과 보습력이 우수하고 유기물 함량이 높아 식물 생육에도 중요한 역할을 한다. 슬러지는 하수 슬러지 및 제지 슬러지를 포함할 수 있다. Vegetation soil may contain sludge to increase water holding capacity. Sludge plays an important role in plant growth as it has excellent water absorption and moisturizing power and high organic matter content. The sludge may include sewage sludge and paper mill sludge.
제지 슬러지는 보온 및 보습 효과가 우수하고, 질소, 인산, 마그네슘 및 무기질 등을 함유하고 있어 초화류의 발아 등 초기 생육을 촉진하는 역할을 수행하며, 부착력이 뛰어나기 때문에 토양 혼합물의 물리적 성능도 향상시킬 수 있다. Papermaking sludge has excellent warming and moisturizing effects, contains nitrogen, phosphoric acid, magnesium and minerals, plays a role in promoting early growth such as the germination of flowers, and improves the physical performance of soil mixtures due to its excellent adhesion. can
하수 슬러지는 다량의 유기질과 미생물이 증식될 수 있는 유기물을 포함하며, 함수율을 조절하고 토양의 pH를 조절하며 악취제거 등의 역할을 할 수 있다. 또한, 하수 슬러지는 토양 혼합물의 경화를 촉진시키며, 탄산가스를 이용한 토양 고결화(Cementation) 기능, 중금속과 유해물질 흡착 기능, 강도 강화 기능 등을 수행할 수 있다. Sewage sludge contains a large amount of organic matter and organic matter in which microorganisms can grow, and can play a role in controlling the moisture content, adjusting the pH of the soil, and removing odors. In addition, sewage sludge promotes hardening of soil mixture, and can perform soil cementation function using carbon dioxide gas, heavy metal and harmful substance adsorption function, strength enhancement function, and the like.
식생토는 질석과 코코피트를 포함할 수 있다. 질석은 다공질이며, 흡수능력이 좋다. 코코피트는 보수력과 보비력이 높고 통기성이 좋으며 밀도가 낮고 양이온 치환능력이 높으며 분해에 저항성이 있으므로 풍부한 식물 영양과 탄소 함유물질을 포함하고 있다. Vegetation soil may include vermiculite and coco peat. Vermiculite is porous and has good absorption capacity. Coco peat contains abundant plant nutrients and carbon-containing substances because it has high water retention and retention capacity, good air permeability, low density, high cation exchange capacity, and resistance to decomposition.
본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물의 식생토의 토분은 부엽토 80 내지 95 중량부 및 풍화토 5 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 식생토의 퇴비는 바크 퇴비 80 내지 95 중량부 및 유기질 퇴비 5 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물의 식생토는 함수율이 너무 높으면 강화재와 혼합이 어렵기 때문에 부엽토와 바크 퇴비의 함량이 풍화토와 유기질 퇴비의 함량에 비하여 높을 수 있다. The soil mixture of the vegetation soil of the soil mixture according to an embodiment of the present invention may include 80 to 95 parts by weight of humus soil and 5 to 20 parts by weight of weathered soil. Vegetative soil compost according to an embodiment of the present invention may include 80 to 95 parts by weight of bark compost and 5 to 20 parts by weight of organic compost. Since the vegetation soil of the soil mixture according to an embodiment of the present invention is difficult to mix with the reinforcing material if the moisture content is too high, the contents of humus soil and bark compost may be higher than the contents of weathered soil and organic compost.
본 발명의 일 실시예에 따른 식생토의 슬러지는 제지 슬러지 50 내지 100 중량부 및 하수 슬러지 20 내지 50 중량부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러지는 유기성 성분이 너무 높으면 강화재와 혼합이 어렵기 때문에 유기물의 비율이 높은 하수 슬러지의 함량이 제지 슬러지의 함량에 비하여 낮을 수 있다. The sludge of vegetation soil according to an embodiment of the present invention may include 50 to 100 parts by weight of papermaking sludge and 20 to 50 parts by weight of sewage sludge. Since the sludge according to an embodiment of the present invention is difficult to mix with the reinforcing material if the organic component is too high, the content of the sewage sludge having a high organic content may be lower than that of the papermaking sludge.
본 발명의 일 실시예에 따른 식싱토는 굴 패각을 활용한 비료를 포함할 수 있다. 굴 패각은 알칼리성 비료로써 산성화된 토양을 중화시키는 효과가 있으며, 냉해, 병충해에 강하고, 혹뿌리병 발생 억제에도 탁월하다. 또한 건설재료 및 석회석 제품 사용에도 전혀 손색이 없으며, 환경측면에서도 공장 배기가스 중 오염물질(SO2, H2S, CO2)의 흡착 제거, 중금속 제거, 오폐수 수질개선, 슬러지 탈수성 개선 등에도 효과가 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 식싱토는 토분 100 중량부에 대하여 5 내지 40 중량부의 굴 패각 비료를 포함할 수 있다. Sixting soil according to an embodiment of the present invention may include a fertilizer using oyster shells. Oyster shells are alkaline fertilizers that have the effect of neutralizing acidified soil, are resistant to cold damage, pests and diseases, and are excellent at suppressing root disease. In addition, it is not inferior to the use of construction materials and limestone products, and in terms of environment, it is effective in adsorbing and removing pollutants (SO2, H2S, CO2) from factory exhaust gases, removing heavy metals, improving wastewater quality, and improving sludge dehydration. Sixting soil according to an embodiment of the present invention may include 5 to 40 parts by weight of oyster shell fertilizer based on 100 parts by weight of soil.
본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물은 식생토의 점착력과 부착력을 증진시키기 위하여 강화재를 포함할 수 있다. 강화재는 시멘트, 소석고 및 혼화재를 포함할 수 있다. The soil mixture according to an embodiment of the present invention may include a reinforcing material to enhance the adhesiveness and adhesion of vegetation soil. The reinforcing material may include cement, calcined gypsum, and admixture.
시멘트는 마이크로 시멘트, CSA(칼슘설포알루니네이트) 시멘트 등을 포함할 수 있다. 마이크로 시멘트는 분말도 7,000 cm2/g 이상, 평균입자크기 5μm로서 침투성이 우수하고, 고강도 발현 및 내구성이 우수하며, 지하수 토질에 무해한 무기계 주입재를 포함할 수 있다. CSA시멘트는 산화칼슘, 산화알루미늄, 이산화황의 성분을 포함하며, 속경성, 팽창성, 조강성의 특징을 갖는다. 소석고는 석고를 구운 후 수분을 모두 또는 일부 제거한 무수석고 또는 반수석고를 포함할 수 있다. 소석고는 수분을 흡수하여 경화된다. Cement may include micro cement, CSA (calcium sulfoaluminate) cement, and the like. Micro-cement has a fineness of 7,000 cm 2 /g or more, an average particle size of 5 μm, excellent permeability, high strength and excellent durability, and may contain an inorganic filler harmless to groundwater and soil. CSA cement contains components of calcium oxide, aluminum oxide, and sulfur dioxide, and has characteristics of fast hardening, expansibility, and early strength. The calcined gypsum may include anhydrous gypsum or hemihydrate gypsum obtained by removing all or part of the water after the gypsum is baked. Plaster of paris hardens by absorbing moisture.
혼화재는 플라이애시, 고로슬래그, 실리카퓸 등을 포함할 수 있다. 혼화재는 콘크리트 제조 시 혼합하여 시멘트의 비율을 줄여 수화열을 낮추고 콘크리트를 더 기밀하게 만들 수 있다. The admixture may include fly ash, blast furnace slag, silica fume, and the like. Admixtures can be mixed in the manufacture of concrete to reduce the proportion of cement to lower the heat of hydration and make the concrete more airtight.
플라이애시와 고로슬래그는 유동성을 증가시키고 삼투성을 감소시키며, 초반 압축강도가 감소하나 시간이 지나면 증가하여 내구성을 증가시킨다. 실리카퓸은 시멘트에 매우 높은 강도와 내구성을 부여할 수 있다. 실리카퓸은 염소이온 침투에 대한 저항성이 매우 크기 때문에 제설제나 해수 염분으로 인한 콘크리트 부식을 방지할 수 있다.Fly ash and blast furnace slag increase fluidity, decrease permeability, and reduce compressive strength at the beginning, but increase over time to increase durability. Silica fume can impart very high strength and durability to cement. Silica fume has a very high resistance to chloride ion penetration, so it can prevent concrete corrosion caused by snow removal agents or seawater salt.
본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물의 강화재는 시멘트의 강성 보강을 위하여 산화마그네슘을 포함할 수 있다. 산화마그네슘은 시멘트의 고강도 발현 및 내구성에 도움을 주며, 내염기성이 뛰어나다. The reinforcing material of the soil mixture according to an embodiment of the present invention may include magnesium oxide to reinforce the rigidity of cement. Magnesium oxide helps cement develop high strength and durability, and has excellent alkali resistance.
본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물의 강화재는 시멘트 100 중량부에 대하여, 소석고 50 내지 200 중량부, 산화마그네슘 10 내지 70 중량부, 플라이애시 1 내지 50 중량부, 고로슬래그 1 내지 50 중량부 및 실리카퓸 1 내지 50 중량부를 포함할 수 있다. The reinforcing material of the soil mixture according to an embodiment of the present invention is based on 100 parts by weight of cement, 50 to 200 parts by weight of calcined gypsum, 10 to 70 parts by weight of magnesium oxide, 1 to 50 parts by weight of fly ash, and 1 to 50 parts by weight of blast furnace slag. and 1 to 50 parts by weight of silica fume.
본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물은 식생토의 식물 생육 성능을 향상시키기 위하여 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제는 벤토나이트(bentonite), 소듐실리케이트(sodium silicate), 실리카 파우더, 메틸 셀룰로오스, 폴리카본산 가소제(Polycarboxylate Copolymer Superplasticizer), 황산알루미늄, 인산암모늄을 포함할 수 있다. The soil mixture according to an embodiment of the present invention may include additives to improve plant growth performance of vegetation soil. The additive may include bentonite, sodium silicate, silica powder, methyl cellulose, polycarboxylate copolymer superplasticizer, aluminum sulfate, and ammonium phosphate.
벤토나이트는 운모와 같은 결정구조를 하는 단사정계에 속하는 광물인 몬모릴로나이트가 주로 들어있는 점토를 말한다. 벤토나이트는 석영 ·장석(長石) ·제올라이트 등을 포함할 수 있다. 벤토나이트는 물을 흡착하여 팽윤하고, 양이온 교환성이 뚜렷하여, 식물의 생장을 위한 식재수의 저장에 유리하다. Bentonite refers to clay mainly containing montmorillonite, a mineral belonging to the monoclinic system having a crystal structure like mica. Bentonite may include quartz, feldspar, zeolite, and the like. Bentonite adsorbs water and swells, and has clear cation exchange properties, so it is advantageous for storing planting water for plant growth.
소듐실리케이트는 콘크리트의 경화촉진제로서 토질이 붕괴성 토질인 경우 지반의 화학적 안정화에 기여한다. 실리카 파우더는 경화 후 압축강도와 굴곡강도를 향상시킬 수 있고, 수분 흡수율이 낮아 건조에 따른 수축율이 저감될 수 있다. 또한, 흡착성을 개선시키고, 황산, 염산, 유기산 등에 대한 화학 저항성을 증대할 수 있다. Sodium silicate, as a hardening accelerator for concrete, contributes to chemical stabilization of the ground when the soil is collapsible. Silica powder can improve compressive strength and flexural strength after curing, and shrinkage due to drying can be reduced due to its low water absorption rate. In addition, adsorption properties can be improved and chemical resistance to sulfuric acid, hydrochloric acid, organic acids and the like can be increased.
본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물은 수분흡수율이 높은 벤토나이트와 수분흡수율이 낮은 실리카 파우더를 적절한 비율로 혼합하여 경화 후에 수축되지 않으면서 함수율을 높일 수 있다. The soil mixture according to an embodiment of the present invention can increase the moisture content without shrinkage after hardening by mixing bentonite with high water absorption and silica powder with low water absorption in an appropriate ratio.
메틸 셀룰로오스는 물과 만나 점성 용액 또는 젤이 되어 점도를 높이거나 유화제 역할을 할 수 있다. 폴리카본산 가소제는 보습제의 역할을 하면서 시멘트 수화물과 같이 알칼리 환경에서 점성이 증가하고 가소성을 보이는 성질과 시멘트의 중금속을 흡착하여 외부로 유출을 방지하고 pH의 상승을 막는 특징을 가진다. 황산알루미늄과 인산암모늄은 응집제이며 pH가 산성을 띄고 있어서 시멘트 등의 강알칼리성을 식물 생육에 적절한 pH로 조절할 수 있다. When mixed with water, methyl cellulose becomes a viscous solution or gel, which can increase the viscosity or act as an emulsifier. Polycarboxylic acid plasticizers have the characteristics of increasing viscosity and showing plasticity in an alkaline environment, such as cement hydrate, while acting as a humectant, adsorbing heavy metals in cement, preventing leakage to the outside, and preventing an increase in pH. Aluminum sulfate and ammonium phosphate are coagulants, and their pH is acidic, so the strong alkalinity of cement can be adjusted to a pH suitable for plant growth.
본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물의 첨가제는 소듐실리케이트 100 중량부에 대하여, 벤토나이트 10 내지 100 중량부, 실리카 파우더 1내지 100 중량부, 메틸 셀룰로오스 1 내지 100 중량부, 폴리카본산 가소제1 내지 100 중량부, 황산알루미늄 1 내지 50 중량부, 인산암모늄1 내지 50 중량부를 포함할 수 있다. The additive of the soil mixture according to an embodiment of the present invention is based on 100 parts by weight of sodium silicate, 10 to 100 parts by weight of bentonite, 1 to 100 parts by weight of silica powder, 1 to 100 parts by weight of methyl cellulose, 1 to 100 parts by weight of polycarbonate plasticizer 100 parts by weight, 1 to 50 parts by weight of aluminum sulfate, and 1 to 50 parts by weight of ammonium phosphate.
본 발명의 일 실시예에 따른 토양 혼합물은 고결화 작용을 위하여 바이오 제제를 포함할 수 있다. 바이오 제제는 탄산칼슘과 미생물을 포함할 수 있다. 바이오 제제는 아스퍼질러스 속, 리조푸스 속, 바실러스 속, 스포로사르시나 속 미생물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바이오 제제는 스포로사르시나 파스테우리(Sporosarcina Pasteurii) 균 또는 바실러스 파스테우리(Bacillus Pasteruii) 균을 포함할 수 있다. Soil mixture according to an embodiment of the present invention may include a bio-agent for consolidation. Biologics may include calcium carbonate and microorganisms. The biologic agent may include at least one microorganism of the genus Aspergillus, Rhizopus, Bacillus, and Sporosarcina. The biologic preparation may include Sporosarcina Pasteurii bacteria or Bacillus Pasteruii bacteria.
바이오 제제의 미생물은 요소를 먹잇감으로 삼아 요소분해효소를 통해 영양분을 섭취하고 탄산이온(CO3 2-)과 암모늄(NH4 +)을 생성한다. 탄산이온은 물과 반응 시 탄산이온(CO3 2-), 탄산수소이온(HCO3 -), 탄산(H2CO3)로 각각 존재할 수 있으며, 미생물로 인해 발생되는 탄산칼슘 침전은 탄산염 반응에 따라 다르게 발생한다. 탄산수소이온(HCO3 -)과 칼슘이온(Ca2+)의 반응으로 탄산칼슘(CaCO3)과 물(H20)을 생성시키거나, 2개의 탄산수소이온(HCO3 -)과 칼슘이온(Ca2+)의 반응으로 탄산칼슘(CaCO3), 이산화탄소(CO2), 및 물(H20)을 생성시킬 수 있다. Microorganisms in biologics take urea as food, consume nutrients through urease, and produce carbonate ions (CO 3 2- ) and ammonium (NH 4 + ). When the carbonate ion reacts with water, it can exist as carbonate ion (CO 3 2- ), hydrogen carbonate ion (HCO 3 - ), and carbonic acid (H 2 CO 3 ), respectively. It happens differently depending on The reaction between hydrogen carbonate ion (HCO 3 - ) and calcium ion (Ca 2+ ) produces calcium carbonate (CaCO 3 ) and water (H 2 0), or two hydrogen carbonate ions (HCO 3 - ) and calcium ion Calcium carbonate (CaCO 3 ), carbon dioxide (CO 2 ), and water (H 2 O ) can be produced by the reaction of (Ca 2+ ).
시멘트에 바이오 제제가 첨가되면 공기건조나 발열 없이 강도가 증가되어 바이오 제제를 혼화재의 개념으로 사용할 수 있으며, 시멘트 사용량을 효율적으로 절감할 수 있다. 바이오 제제를 시멘트에 첨가 시 응결시간 촉진, 초기 강도가 증가하는 경향을 보이며, 이는 바이오 제제의 주성분인 탄산칼슘이 시멘트의 칼슘 실리케이트와 미소수화발열 반응을 통해 촉진되기 때문이다.When biologics are added to cement, the strength is increased without air drying or heat, so biologics can be used as an admixture, and the amount of cement used can be effectively reduced. When biologics are added to cement, the setting time and initial strength tend to increase. This is because calcium carbonate, the main component of biologics, is promoted through a microhydration exothermic reaction with calcium silicate in cement.
바이오 제제의 비표면적은 70,000 cm2/g으로 마이크로 시멘트의 비표면적의 7,000 cm2/g 보다 약 10배 이상 세립분이며, 균등한 입자로 구성되어 있기 때문에 침투성이 우수하다.The specific surface area of the biologic agent is 70,000 cm 2 /g, which is about 10 times more than the 7,000 cm 2 /g specific surface area of microcement, and it has excellent permeability because it is composed of even particles.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following examples are only for explaining the present invention in detail, and the scope of the present invention is not limited by these examples.
<실시예 1><Example 1>
토분 100중량부를 기준으로, 약 20중량부의 퇴비, 약 20 중량부의 질석, 약 30 중량부의 코코피트 및 약 10중량부의 제지 슬러지가 혼합되어, 식생토가 제조되었다. 여기에, 상기 토분 100 중량부를 기준으로 약 5중량부의 마이크로 시멘트, 약 3 중량부의 소석고 및 혼화재로 약 2중량부의 실리카 퓸을 포함하는 강화재가 투입되었다. 이후, 상기 토분 100 중량부를 기준으로, 약 3중량부의 벤토나이트, 약 3 중량부의 소듐실리케이트, 약 2 중량부의 실리카파우더, 약 2 중량부의 메틸 셀룰로오스, 약 2 중량부의 폴리카본산 가소제, 약 1 중량부의 황산알루미늄 및 약 1 중량부의 인산암모늄을 포함하는 첨가제가 추가로 투입되었다. 또한, 상기 토분 100 중량부를 기준으로, 약 1 중량부의 탄산칼슘 및 미생물로 스포로사르시나 파스테우리 균이 배양된 배지를 약 1 중량부로 포함하는 바이오 제제가 투입되었다.Based on 100 parts by weight of soil, about 20 parts by weight of compost, about 20 parts by weight of vermiculite, about 30 parts by weight of coco peat, and about 10 parts by weight of papermaking sludge were mixed to prepare vegetation soil. Here, based on 100 parts by weight of the soil powder, about 5 parts by weight of microcement, about 3 parts by weight of calcined gypsum, and a reinforcing material containing about 2 parts by weight of silica fume as an admixture were added. Then, based on 100 parts by weight of the soil powder, about 3 parts by weight of bentonite, about 3 parts by weight of sodium silicate, about 2 parts by weight of silica powder, about 2 parts by weight of methyl cellulose, about 2 parts by weight of polycarboxylic acid plasticizer, about 1 part by weight Additives containing aluminum sulfate and about 1 part by weight of ammonium phosphate were further added. In addition, based on 100 parts by weight of the soil manure, a bio-preparation containing about 1 part by weight of calcium carbonate and a culture medium in which Sporosarcina pasteuri was cultured as a microorganism was added at about 1 part by weight.
상기 식생토, 상기 강화재, 상기 첨가제 및 상기 바이오 제제가 혼합되어, 토양 혼합물이 제조되었다.The vegetation soil, the reinforcing material, the additive, and the bio formulation were mixed to prepare a soil mixture.
<실시예 2> <Example 2>
실시예 1과 실질적으로 동일하고, 상기 미생물로 바실러스 파스테우리 균이 사용되었다.Substantially the same as in Example 1, and Bacillus pasteuri was used as the microorganism.
<실시예 3><Example 3>
실시예 1과 실질적으로 동일하고, 상기 혼화재로 고로슬래그가 사용되었다.Substantially the same as in Example 1, and blast furnace slag was used as the admixture.
<비교예><Comparative example>
실시예 1과 실질적으로 동일하고, 상기 강화재, 상기 첨가제 및 상기 바이오 제제가 사용되지 않았다.It is substantially the same as in Example 1, and the reinforcing material, the additive, and the bio formulation are not used.
<시험예 1><Test Example 1>
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에 따라 제조된 토양 혼합물들은 약 10m^2 크기의 사면에 각각 뿜어 붙였다.The soil mixtures prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Example were sprayed onto a slope having a size of about 10 m^2, respectively.
여기서, 시공 지역에 따른 지질, 암질, 토질상태, 자연환경 등을 고려하여 취부두께를 선정하고 시공하였다.Here, the installation thickness was selected and constructed considering the geology, rock quality, soil condition, and natural environment according to the construction area.
그 다음, 양잔디, 수레국화, 코스모스 등의 자생 초본류 및 자귀나무, 싸리 등의 목본류를 동일한 방식으로 식재하여 약 1달 동안 식물의 발아 및 생육을 확인하여 표 1로 나타냈다. Next, native herbaceous plants such as sheep grass, cornflower, and cosmos and woody plants such as silk trees and bush clover were planted in the same way, and germination and growth of plants were confirmed for about 1 month, and are shown in Table 1.
또한, 상기 실시예에 따라 시공된 시공면의 압축강도 및 부착강도를 측정하여 표 1로 나타냈다.In addition, the compressive strength and adhesive strength of the construction surface constructed according to the above embodiment were measured and shown in Table 1.
여기서, 상기 압축강도는 KS F 2314 (2001)에 의한 시험방법에 따라 진행되었으며, 부착강도는 KS F 4716(2006)에 의한 시험방법에 따라 진행되었다.Here, the compressive strength was performed according to the test method according to KS F 2314 (2001), and the adhesive strength was performed according to the test method according to KS F 4716 (2006).
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 토양 혼합물은 생존율이 좋고, 압축강도가 적어도 0.25 N/㎟인 것으로 나타났고, 부착강도가 최소 0.13N/㎟로 나타난 바, 외부의 충격 또는 우천에 저항가능한 정도의 강도를 갖고, 일반토사 및 기존의 건식, 습식, 반습식의 재료보다 매우 우수한 부착력을 갖는다는 것을 알 수 있다. 반면, 비교예의 경우 생존율이 떨어지고 압축강도 및 부착강도가 낮은 것을 알 수 있었다.As shown in Table 1, the soil mixtures according to Examples 1 to 3 had a good survival rate, a compressive strength of at least 0.25 N/mm, and an adhesive strength of at least 0.13 N/mm. It can be seen that it has strength enough to withstand impact or rain and has much better adhesion than general soil and existing dry, wet, and semi-wet materials. On the other hand, in the case of the comparative example, it was found that the survival rate was low and the compressive strength and adhesive strength were low.
상기에서는 본 발명의 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀 둔다.In the above, the configuration and characteristics of the present invention have been described based on the embodiments of the present invention, but the present invention is not limited thereto, and various changes or modifications can be made within the spirit and scope of the present invention. It is obvious to those of ordinary skill in the art, and thus such changes or modifications are within the scope of the appended claims.
Claims (6)
시멘트, 소석고 및 혼화재를 포함하는 강화재; 및
벤토나이트, 소듐실리케이트, 실리카파우더, 메틸 셀룰로오스, 폴리카본산 가소제, 황산알루미늄 및 인산암모늄을 포함하는 첨가제;를 포함하는 사면 안정용 토양 혼합물.Vegetation soil, including soil, compost, vermiculite, coco peat and sludge;
reinforcing materials including cement, calcined gypsum and admixture; and
Soil mixture for slope stabilization comprising: bentonite, sodium silicate, silica powder, methyl cellulose, polycarbonate plasticizer, additives including aluminum sulfate and ammonium phosphate.
탄산칼슘 및 미생물을 포함하는 바이오 제제를 더 포함하는 사면 안정용 토양 혼합물.According to claim 1,
Soil mixture for slope stabilization further comprising a bio-agent containing calcium carbonate and microorganisms.
상기 토분은 부엽토 및 풍화토를 포함하고,
상기 퇴비는 바크 퇴비 및 유기질 퇴비를 포함하고,
상기 슬러지는 제지 슬러지 및 하수 슬러지를 포함하는 사면 안정용 토양 혼합물.According to claim 1,
The soil powder includes humus soil and weathered soil,
The compost includes bark compost and organic compost,
The sludge is a soil mixture for slope stabilization comprising papermaking sludge and sewage sludge.
상기 시멘트는 마이크로 시멘트 및 CSA시멘트 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 혼화재는 플라이애시, 고로슬래그 및 실리카퓸 중 적어도 하나를 포함하는 사면 안정용 토양 혼합물. According to claim 1,
The cement includes at least one of micro cement and CSA cement,
The admixture is a soil mixture for slope stabilization containing at least one of fly ash, blast furnace slag and silica fume.
상기 미생물은 스포로사르시나 파스테우리 균 및 바실러스 파스테우리 균 중 적어도 하나를 포함하는 사면 안정용 토양 혼합물.According to claim 2,
The microorganism is a soil mixture for slope stabilization comprising at least one of Sporosarcina pasteuri and Bacillus pasteuri.
상기 식생토는 굴 패각 비료를 더 포함하는 사면 안정용 토양 혼합물.According to claim 1,
The vegetation soil is a soil mixture for slope stabilization further comprising an oyster shell fertilizer.
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