KR100942523B1 - Grout admixture using fast curable and expansible admixture and deep grouting method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지반의 강도 증진이나 투수성 저감을 목적으로 시행되는 그라우트에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 용탈 현상이 일어나는 종래의 규산나트륨이나 특수규산, 실리카졸 등의 용탈성 재료를 최소로 사용하는 반면, 시멘트계 분말 혼합재를 이용하여 주입성능 및 내구성과 지반계량효과 및 방수성을 높이고, 내부 팽창성을 부여하여 팽창압에 의한 활열 주입성능을 극대화함으로써 주입성을 높이고 지반 내부의 공극을 빈틈없이 채움으로써 지반지지력을 높이고 차수 성능을 혁신적으로 높여주는 그라우트 혼합재 및 이를 이용한 심층 그라우트 공법에 대한 것이다.The present invention relates to a grout that is carried out for the purpose of increasing the strength of the ground or reducing the permeability, and more specifically, while using a minimum of a desolvable material such as conventional sodium silicate, special silicate, silica sol, in which a leaching phenomenon occurs, , Cementing powder mixture, improves injection performance and durability, ground metering effect and waterproofness, and gives internal expansion to maximize the heat injection performance by expansion pressure to increase injection performance and fill voids in the ground The grout mixture and the deep grout method using the same to improve the quality and the innovative performance.
지반주입공법은 지반의 특성을 목적에 따라 개선하기 위해 주입재를 지중에 침투시키는 방법으로 지반의 강도증진, 투수성 저감을 주된 목적으로 하고 있다.The ground injection method is a method of infiltrating the injection material into the ground to improve the characteristics of the ground according to the purpose, and its main purpose is to increase the strength of the ground and to reduce the permeability.
이러한 주입공법은 새로운 주입재의 개발과 주입공법의 발달에 따라 그 이용 범위가 확장되고 효과 및 시공 중의 안정성을 확보하고 지반침하를 억제하여 인접구조물에 대한 피해를 방지하기 위해 많이 이용되고 있다. 또한 터널공사에서는 굴진부위 지반의 보강과 침투유량을 감소시키고 댐공사에서는 주로 차수벽 형성을 주목적으로 사용되고 있다.This injection method is widely used to prevent damage to adjacent structures by expanding the range of application, securing the effects and stability during construction and suppressing ground subsidence with the development of new injection materials and the development of injection methods. In tunnel construction, the reinforcement and reduction of infiltration flow rate are reduced, and dam construction is mainly used for dam construction.
현재 국내에서는 주입공법이 보조공법인 점을 들어 설계시공기술에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 지금까지의 우리 건설현장에서는 재료의 주입성능 저하, 재료분리현상, 공동형성 등의 이론적으로나 실제상황에서도 효과가 없는 주입재를 무리하게 사용한 예가 빈번하였으며, 많은 안전사고가 발생하면서도 이와 같은 부적합한 주입재를 사용함으로써 시공의 질 저하 및 구조물의 안정성이 저하되었다고 할 수 있다.Currently, research on design and construction technology is insufficient due to the fact that injection method is an auxiliary method in Korea. Up to now, many construction sites that used theoretically and practically ineffective materials such as deterioration of material injection performance, material separation, and cavity formation have been frequently used in our construction sites.In spite of many safety accidents, such inappropriate injection materials are used. This can be said to reduce the quality of construction and the stability of the structure.
실제로 주입재가 지중에 주입되고 어느 정도의 차수성을 갖는지, 고결성은 정량적으로 어느 정도를 나타내는지, 주입효과를 장기간 지속할 수 있는가에 대한 내구성 검토, 그리고 요즘 사회적으로 문제가 되는 환경문제와 관련해서 주입재의 환경평가에 대한 논의들은 거의 무시되어 온 것이 사실이다. 실제로 일본, 유럽 등 선진국에서는 지하수를 오염시킬 수 있는 주입재의 사용을 엄격히 제한하고 있는 실정이다. 그리고 이제는 주입공법을 보조공법의 개념으로만 사용하는 것이 아닌 영구적인 공법으로 사용하려고 하는 것이 선진국들의 추세이다.In fact, the injection material is injected into the ground and to what degree of ordering, how high the integrity is quantitatively, the durability of the long-lasting effect of the injection effect, and the environmental issues that are social issues these days It is true that discussions on environmental assessment of injection materials have been largely ignored. Indeed, advanced countries such as Japan and Europe have severely restricted the use of injection materials that can contaminate groundwater. And now, the trend of developed countries is to use the injection method as a permanent method instead of using only the concept of auxiliary method.
또한, 과다한 물유리계 사용으로 내구성 및 환경오염의 문제점이 대두되고 있다.In addition, the use of excessive water glass-based has emerged problems of durability and environmental pollution.
본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선한 것으로서, 용탈 현상이 일어나는 종래의 규산나트륨이나 특수규산, 실리카졸 등의 용탈성 재료를 최소로 사용하는 반면, 칼슘 설포 알루미네이트계 분말과 무수석고 및 알루미나 광물계 분말로 이루어진 시멘트계 분말 혼합재와 유동화제 및 무기질계 팽창재를 혼합 형성하여 된 그라우트 혼합재를 만들고, 이와 같은 혼합재를 이용하여 목적 지반에 대하여 급결주입방법 또는 완결주입방법을 통해 심층 그라우팅이 이루어지도록 함으로써,The present invention is to solve the problems as described above, while using a minimally dissolvable materials such as sodium silicate, special silicate, silica sol, such as dissolution phenomenon, calcium sulfo aluminate-based powder and anhydrous gypsum and alumina By making a grout mixture formed by mixing a cement powder mixture made of mineral powder, a fluidizing agent and an inorganic expandable material, and using such a mixture to perform deep grouting through a quick injection method or a complete injection method for the target ground,
종래의 그라우트 혼합재 및 이를 이용한 그라우트 공법이 갖고 있던 제반의 문제점을 합리적으로 극복한 특징의 속경 및 팽창성 혼합재를 이용한 그라우트 혼합재 및 이를 이용한 심층 그라우트 공법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.It is an object of the present invention to provide a grout mixture material using a fast diameter and an expandable mixture material and a deep grout method using the same, which have reasonably overcome the problems of the conventional grout mixture material and the grout method using the same.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시멘트계 분말 35~45중량%와 유동화제 10~20중량%와 무기질계 팽창재 35~45중량%를 혼합 교반하여 된 그라우트 혼합재를 구비하여, 이를 시멘트 및 물과 물유리를 혼합하여 급결 주입이 이루어지도록 하거나, 상기의 그라우트 혼합재에 시멘트와 물을 혼합하여 완결 주입이 이루어지도록 한 것이다.The present invention for achieving the above object is provided with a grout mixture material by mixing and stirring 35 to 45% by weight of cement-based powder, 10 to 20% by weight of the fluidizing agent and 35 to 45% by weight of the inorganic expandable material, cement And the water and the water glass is mixed so that the rapid injection is made, or by mixing the cement and water in the grout mixture material is to complete the injection.
본 발명은, 시멘트계 분말 혼합재를 이용하여 주입성능 및 내구성과 지반계량효과 및 방수성을 높이고, 내부 팽창성을 부여하여 팽창압에 의한 활열 주입성능을 극대화함으로써 주입성을 높이고 지반 내부의 공극을 빈틈없이 채움으로써 지반지지력을 높이며 차수 성능을 혁신적으로 높여줌에 따라 공사 비용의 절감은 물론 공사기간의 현저한 단축이 가능한 특징을 갖는 것이다.The present invention, by using a cement-based powder mixture to increase the injection performance and durability and the ground metering effect and waterproofness, and by providing the internal expandability to maximize the heat injection performance by the expansion pressure to increase the injection properties and fill the voids in the ground tightly As a result, it is possible to reduce construction cost and remarkably shorten construction period by increasing ground support capacity and innovatively increasing order performance.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors can appropriately define the concept of terms in order to explain their invention in the best way. Based on the principle, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 그라우트 혼합재는, 시멘트계 분말 35~45중량%와 유동화제 10~20중량%와 무기질계 팽창재 35~45중량%를 혼합 교반하여 이루어지는 것이다.The grout mixture material according to the present invention is obtained by mixing and stirring 35 to 45% by weight cement powder, 10 to 20% by weight fluidizing agent and 35 to 45% by weight inorganic expansion material.
이때, 상기의 시멘트계 분말은 칼슘 설포 알루미네이트계 분말 또는 무수석고 또는 알루미나 광물계 분말 중 선택된 어느 하나 이상의 분말로 이루어진 것이고, 유동화제는 나프탈렌계 또는 멜라민계 또는 폴리카본산계 중 선택된 어느 하나 이상의 혼합제로 이루어진 것이며, 무기질계 팽창재는 CaO-Al2O3-SO4계 팽창재인 케이(K)형과 엠(M)형 및 에스(S)형 또는 석회계 팽창재인 오(O)형 중 선택된 어느 하나 이상의 혼화재로 이루어진 것이다.At this time, the cement-based powder is composed of any one or more powders selected from calcium sulfo aluminate-based powder or anhydrous gypsum or alumina mineral-based powder, the fluidizing agent is made of any one or more selected from naphthalene-based, melamine-based or polycarboxylic acid-based The inorganic expander is at least one selected from Ca (K) and M (M) and S (S) or Li (O) type limes as CaO-Al 2 O 3 -SO 4 type expanders. It is made of mixed materials.
이와 같은 혼합물로 된 본 발명의 그라우트 혼합재의 각 성분을 살펴보면 다음과 같다.Looking at each component of the grout mixture of the present invention made of such a mixture as follows.
먼저, 칼슘 설포 알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate; CSA)는 석회와 석고 및 보크사이트를 주성분으로 하는 소성 화합물을 적당한 입도 분포를 가지도록 분쇄하여 제조한 것이며, 수화반응에 의해 칼슘 설포 알루미네이트 수화물을 생성하는데 이 수화반응에서 에트링자이트(Ettringite; 3CaOAl2O3CaSO432H2O)라는 침상의 결정이 생성된다. 상기와 같은 칼슘 설포 알루미네이트의 화학조성은 CaO-Al2O3-SO3를 주성분으로 하고 있고, 각 부분의 함량에 따라 각각의 물리적 특성이 다르게 나타난다.First, Calcium Sulfo Aluminate (CSA) is prepared by pulverizing a calcined compound composed mainly of lime, gypsum and bauxite to have an appropriate particle size distribution, and generates calcium sulfo aluminate hydrate by a hydration reaction. The hydration reaction produces a needle crystal called Ettringite (3CaOAl 2 O 3 CaSO 4 32H 2 O). The chemical composition of the calcium sulfo aluminate as described above has CaO-Al 2 O 3 -SO 3 as a main component, and the physical properties of each of the components are different.
즉, CaO 부분이 많아지면 팽창성이 강하게 되고, Al2O3 부분이 많아지면 급경성이, SO3 부분이 많아지면 고강도성을 나타내는 특성이 있다. 이에 따라 본 발명은 시멘트와 CSA계 분말을 기본으로 하여 무수석고와 알루미나 광물계 분말을 적당량 추가함으로써 그라우트재에 대한 속경성 및 고강도성을 확보하여 용탈 현상을 최소화 한 것이다.In other words, when the CaO portion increases, the expandability becomes strong. When the Al 2 O 3 portion increases, the stiffness increases, and when the SO 3 portion increases, there is a characteristic showing high strength. Accordingly, the present invention is to minimize the dissolution phenomenon by securing the fast hardness and high strength of the grout material by adding an appropriate amount of anhydrous gypsum and alumina mineral powder based on cement and CSA-based powder.
상기의 무수석고(경석고)는, 무수황산칼슘(CaSO4)으로 구성된 주요한 조암광물(造岩鑛物)인 것으로 결정수(結晶水)를 갖고 있지 않아 석고(石膏:수분이 포함된 상태로 변화된 광물)와는 화학적으로 구별된다. 텍사스-루이지애나 암염(岩鹽) 돔의 덮개암처럼 석고를 수반하는 암염 광상(鑛床)에서 가장 흔히 발견된다.The anhydrous gypsum (hard gypsum) is a major coarse mineral composed of anhydrous calcium sulfate (CaSO4), which does not have crystallized water and has been converted to a state containing water. And chemically distinct. It is most commonly found in rock salt deposits with gypsum, such as the cover rock of the Texas-Louisiana rock dome.
또한, 상기의 무수석고는 사방벽개(斜方劈開)를 보여주는 집합체, 섬유상(纖維狀)집합체, 또는 구부러진 결핵체(結核體:tripestone)를 형성한다. 이탈리아 롬바르디아의 불피노에서 산출되는 변종(變種)인 석고옥처럼 세립질이나 인편상(鱗片狀)집합체를 형성하기도 한다. 증발광상(蒸發鑛床)에서 가장 중요한 광물의 하나이며, 백운석과 석회암 내에도 존재하고, 광맥(鑛脈)에서는 맥석광물(脈石鑛物)로 존재한다. 무수석고는 회석고와 시멘트에 사용되고 있으며 석고옥은 자르고 연마되어 장식품으로 사용된다. 무수석고 결정은 사방정계(四方晶系)에 속한다.In addition, the anhydrous gypsum forms aggregates showing fibrotic cleavage, fibrous aggregates, or curved tuberculosis. Like gypsum jade, a varietal produced from the bulino of Lombardy, Italy, it may form fine granules or flaky aggregates. It is one of the most important minerals in evaporated deposits. It also exists in dolomite and limestone, and in veins as gangue minerals. Anhydrous gypsum is used for plaster and cement, and gypsum jade is cut and polished to serve as an ornament. Anhydrous gypsum crystal belongs to the tetragonal system (四方 晶 系).
상기의 알루미나 광물계 분말은, 화학 반응성이 매우 크고 물리적 강도를 증대시키기 위한 목적으로 사용되는 것이고, 대표적인 알루미나 광물은 홍주석이나 캐올리나이트 또는 보오크사이트, 알루미노규산염, 물라이트 광물이 있다.The alumina mineral powder is very chemically reactive and is used for the purpose of increasing physical strength. Representative alumina minerals include red tin, kaolinite or bauxite, aluminosilicate and mullite minerals.
상기의 유동화제는, 시멘트 및 시멘트 분말을 부드럽게 만들기 위한 혼합제의 일종으로서, 일반 유동화제(리그닌계)는 사용량이 증가함에 따라 지연성이 크게 나타나 강도 증진에 나쁜 영향을 주기 때문에 나프탈렌계(예, 주식회사 윈플로의 상품명 WINPLOW-SP1) 또는 멜라민계(예, 주식회사 화진정밀화학의 상품명 ATEX-301)나 폴리카본산계(LG화학의 상품명 CP-WB)의 고유동화제 혹은 고성능 감수제를 사용하여 다소 많은 량을 사용하여도 시멘트 및 칼슘 설포 알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate; CSA), 무수석고, 알루미나의 응결 및 경화를 지연시키는 효과가 거의 발생하지 않도록 하였다.The fluidizing agent is a kind of a mixing agent for softening cement and cement powder. Since the general fluidizing agent (lignin-based) has a large delay due to the increase in the amount of use, it has a bad effect on the strength improvement. Some of the high-flowing agents or high-performance water reducing agents of Winflo Co., Ltd. (WINPLOW-SP1) or melamine type (e.g. ATEX-301 of Hwajin Fine Chemical Co., Ltd.) or polycarboxylic acid (CP-WB of LG Chemical) Even when the amount was used, the effect of delaying the condensation and curing of cement and calcium sulfo aluminate (CSA), anhydrous gypsum and alumina was hardly generated.
상기의 팽창재는 시멘트 및 물과 혼합하면 수화반응에 의해 에트링자이트 또는 수산화 칼슘을 생성하여 콘크리트를 팽창시키는 작용을 하는 혼화재로서, 통상적으로 CaO-Al2O3-SO4계 팽창재인 K형과 M형 및 S형 또는 석회계 팽창재인 O형으로 구분되는 것이다. 이와 같은 팽창재의 종류와 주요 구성화합물 및 수화생성물에 대한 것은 하기의 표 1과 같다.The inflating material is an admixture that expands concrete by producing ettringite or calcium hydroxide by hydration when mixed with cement and water, and is usually in the form of a CaO-Al 2 O 3 -SO 4 type expander. And M type and S type or O type which is a lime-based expansion material. Types and major constituents and the hydration product of such an expansion material are shown in Table 1 below.
상기의 표에서 K형 팽창재는, 칼슘 설페이트(Calcium sulfoaluminate, 3CaO-3Al2O3-CaSO4)와 석고(CaSO4) 및 산화칼슘(CaO)으로 구성되며 물과 반응하면 에트링자이트를 생성시켜 팽창하는 것으로 알려져 있다.In the above table, the K-type expander is composed of calcium sulfate (Calcium sulfoaluminate, 3CaO-3Al 2 O 3 -CaSO 4 ), gypsum (CaSO 4 ) and calcium oxide (CaO), and reacts with water to produce ettringite. It is known to expand.
S형 팽창재는, 알루민산 삼 칼슘(3Ca0-Al2O3)과 석고의 혼합물로 K형과 마찬가지로 물과 혼합하면 에트링자이트를 생성하는 것이지만 C3A는 시멘트 구성 광물의 하나이기때문에 일반적으로 C3A의 함유량이 많은 클링커를 제조하여 이것에 석고를 다량 혼합하여 제조하는 것이다.S-type inflators are a mixture of tricalcium aluminate (3Ca0-Al 2 O 3 ) and gypsum, which, when mixed with water like K, form ettringite, but C 3 A is a cement-based mineral. This is to produce a clinker with a high content of C 3 A, and to prepare a large amount of gypsum mixed therewith.
M형 팽창재는, 알루미나 시멘트(주광물은 CaO-Al2O3)와 석고의 혼합물로 이 역시 물과 혼합하면 에트링자이트를 생성한다.The M-type inflator is a mixture of alumina cement (the main mineral is CaO-Al 2 O 3 ) and gypsum, which when mixed with water also produces ettringite.
O형 팽창재는, 산화칼슘의 수화에 따라 생성되며 이론 화학 양론적으로는 얼마간 수축하지만 공극을 남긴 채로 외관상의 용적팽창을 한다고 알려져 있으며 또 그 팽창은 2단계의 팽창에 의한다고 알려져 있다. 즉 최초로 미세한 콜로이드상의 수산화칼슘을 생성할 때 처음 팽창을 하고 이것이 완전히 종료한 후에도 계속하여 장대한 이방성의 육각판상 결정으로 성장한다고 알려져 있다.Type O expanders are produced by hydration of calcium oxide and are known to undergo volumetric expansion with theoretical stoichiometry shrinking to some extent but leaving voids, and the expansion is known to be due to two stages of expansion. That is, it is known that the first expansion when the first fine colloidal calcium hydroxide is produced and it continues to grow into a massive anisotropic hexagonal plate crystal even after it is completely finished.
이상과 같은 분말상 혼합물로 이루어진 본 발명의 그라우트 혼합재는, 목적 지반의 성질이나 유형 또는 지질에 따라 급결 주입이나 완결 주입을 병행하여 그라우트를 수행하게 되는데, 지중에 유속이 강한 지하수층이 있을 경우에는 급결 그라우트재를 주입하여 흐름을 정지시킨 상태에서 천공부에 대한 완결 그라우트가 이루어지도록 하는 것이다.The grout mixture of the present invention made of a powdery mixture as described above, grouting is performed in parallel with a rapid injection or a complete injection according to the nature, type or lipid of the target ground, if there is a groundwater layer with a high flow velocity in the ground Inject ash to complete the grout to the perforations with the flow stopped.
즉, 상기와 같은 본 발명의 그라우트 혼합재를 이용한 급결 주입재와 완결 주입재는, 하기의 표에 같은 배합비율을 갖고 시멘트 및 물 등과 함께 혼합 교반된 상태로 주입되는 것인데, 급결 주입재의 경우에는 물유리를 혼합하여 빠르게 경화될 수 있도록 한 것이고, 완결 주입재의 경우에는 시멘트와 물 그리고 그라우트 혼합재 만으로 이루어져 있어 상대적으로 경화시간이 지연되나 안정된 팽창 경화가 이루어지는 것이다.That is, the rapid injection material and the finished injection material using the grout mixture of the present invention as described above are injected in a state of mixing and stirring with cement and water as shown in the following table, and in the case of the rapid injection material, water glass is mixed. In this case, the complete injection material is composed of only cement, water, and grout mixture, so that the curing time is relatively delayed, but stable expansion hardening is achieved.
즉, 급결 주입 공정에서는 도 1의 도시와 같이 시멘트 믹서(110)에서는 시멘트와 물이 1:1의 중량비로 혼합된 상태로 배출되게 하고, 그라우트 혼합재 믹서(120)에서는 그라우트 혼합재와 물이 1:0.4의 중량비를 갖고 배출되도록 하여, 이들 혼합 배출물에 대한 중량비가 9:1이 되도록 2차 믹서(130)에서 혼합 교반하게 된다. 이어 상기 혼합 교반물이 통상의 저압 주입기(140)를 통해 압력을 생성시켜 주입 분사구(150)로 이송시키게 된다.(A액)That is, in the rapid injection process, as shown in FIG. 1, the
또한, 이와는 별개로 물유리 탱크(160)로부터 물유리가 혼합 믹서(170)로 제공되면 상기의 혼합 믹서(170)에서는 물유리와 물이 1:0.5의 중량비를 갖도록 혼합하게 되는 것이고, 이와 같은 물유리 혼합물은 또 다른 저압 주입기(140')를 통해 상기 주입 분사구(150)로 이송되는 것이다.(B액) In addition, separately from the
이에 따라, 상기의 주입 분사구(150)에서는 A액과 B액을 1:1의 중량비로 혼합하면서 이를 지중의 천공부로 토출시키는 것이다.Accordingly, the
이에 반하여, 완결 주입 공정에서는 도 2의 도시와 같이 시멘트 믹서(110)에 의해서는 시멘트와 물이 1:1의 중량비로 혼합된 상태로 배출되게 하고, 그라우트 혼합재 믹서(120)에 의해서는 그라우트 혼합재와 물이 1:0.4의 중량비로 혼합된 상태로 배출되게 하여 이들을 별도의 2차 믹서(130)에서 혼합 교반하되, 시멘트 믹서(110)로부터 제공되는 혼합물과 그라우트 혼합재 믹서(120)로부터 제공되는 혼합물은 그 혼합 중량비가 9:1이 되도록 하여, 저압 주입기(140)를 통해 압력을 생성시키고 주입 분사구(150)를 통해 지중의 천공부로 그라우트재가 토출되게 함에 따라 상기 그라우트 혼합재에 의한 팽창성과 급결성 및 고강도의 그라우팅이 이루어질 수 있도록 한 것이다.In contrast, in the final injection process, as shown in FIG. 2, the
이상과 같은 본 발명의 그라우팅 공법에 의할 경우 하기와 같은 작용 및 효과를 얻을 수 있을 것이다.When the grouting method of the present invention as described above will be obtained the following actions and effects.
1) 물유리계열 급결제 사용의 최소화1) Minimization of water glass series
- 도 3의 도시와 같이 통상적으로 지반 내의 유속이 강한 경우 급결 그라우트재를 주입하여 그 흐름을 정지하고 그 후에 완결 그라우트재료를 주입하여 지반의 차수 및 지반안정화 하는 것이 기존의 방식이었으나 기존의 공법은 급결, 완결 재료에 모두 물유리계열의 급결제(실리카졸, 특수규산 등)를 사용하여 실리케이트의 장기적 용출에 의한 토양오염을 유발하였다. -As shown in FIG. 3, in general, when the flow velocity in the ground is strong, the conventional method is to inject the fastened grout material to stop the flow, and then to inject the finished grout material to stabilize the ground and stabilize the ground. Soil contaminants caused by long-term dissolution of silicates were used by using water glass-based fasteners (silica sol, special silicic acid, etc.) in both the fastened and finished materials.
그러나 본 공법은 유속이 강한 부분의 급결 그라우트재에만 소량의 실리케이트(물유리)를 사용함으로써 그 실리케이트의 장기적 용출에 의한 토양오염을 최소화하였다. 이는 차수하는 방법의 차이로써 기존의 공법은 다량을 물유리를 혼합하여 시멘트 겔화에 의한 차수 방법이었으나 본 발명의 그라우트 공법은 주입재료의 급격한 팽창반응에 의해 차수하는 방법이다. 본 발명에 의한 그라우트 공법의 그라우트 혼합재는 일정시간이 이후에 강알카리와 반응하여 급격한 팽창반응을 보인다. 또한, 급결 그라우트 주입부분에는 소량을 물유리를 혼합 주입함으로써 그 팽창반응이 격렬하게 일어나서면 발열반응이 동반된다. 이 열에 의해 시멘트와 그라우트 혼합재료의 반응성이 높아져 급경성을 갖게 되고 이는 겔화에 의한 방법보다 효과적으로 차수할 수 있다.However, this method minimizes soil contamination by long-term dissolution of the silicate by using only a small amount of silicate (water glass) in the fastened grout material where the flow velocity is high. This is the difference between the method of ordering, the conventional method was a method of ordering by cement gelation by mixing a large amount of water glass, but the grout method of the present invention is a method of ordering by rapid expansion reaction of the injection material. The grout mixture of the grout method according to the present invention exhibits a rapid expansion reaction by reacting with strong alkalis after a certain time. In addition, when the expansion reaction occurs vigorously by injecting a small amount of water glass into the rapid grout injection portion, an exothermic reaction is accompanied. This heat increases the reactivity of the cement and grout mixture material, resulting in rapid rigidity, which can be more effectively ordered than the method by gelation.
또한, 팽창반응에 의한 차수는 유속이 있는 공극 부분 이외의 주변의 미세공극까지도 차수하여 기존 공법들에 비해 효과적으로 차수하여 그라우트재의 유실을 최소화함으로써 지하수의 오염방지에도 보다 효과적이라 할 수 있다.In addition, the order by the expansion reaction is also ordered to the fine pores of the periphery other than the pore portion with the flow rate is more effective than the existing methods to minimize the loss of grout material can be more effective in preventing groundwater contamination.
2) 공사 비용 절감 및 공사 기간 단축2) Reduce construction cost and shorten construction period
- 일반 그라우트 공사는 일정시간 주입한 후에 주입재가 침투될 때까지 기다렸다가 지반으로 주입재가 침투한 양만큼 침하하여 다시 주입재를 채워서 마무리해야하지만 본 발명에 따른 공법은 일정량의 그라우트재를 주입하면 팽창하여 침투하고 잉여 팽창된 부분은 위로 팽창하여 2차 주입을 요하지 않으며 표면 마무리 하는 것으로 공정이 끝나며 주입재 또한 본 발명의 그라우트 혼합재를 부피 비율로 10% 팽창되도록 설계하였다면 그 팽창 양만큼 재료비가 절감되므로 매우 경제적인 것이다.-The general grout construction should wait until the injection material penetrates after a certain period of time, and then settles by filling the injection material into the ground and refills the injection material, but the method according to the present invention expands and infiltrates when a certain amount of grout material is injected. And the excess expanded portion is expanded up and does not require secondary injection, and the surface is finished, and the injection material is also very economical because the material cost is reduced by the amount of expansion if the grout mixture of the present invention is designed to expand by 10% by volume. will be.
이상과 같은 본 발명의 그라우트 혼합재를 이용하여 시공 완료된 상태의 그라우트는 하기 표 3과 같은 물리적 강도를 갖고 있음이 확인되었다.It was confirmed that the grout of the construction completed state using the grout mixture of the present invention as described above has a physical strength as shown in Table 3.
또한, 본 발명에 의한 그라우트 공법에 따른 중금속 용출에 대한 토양의 오염도를 확인한 결과는 하기의 표 4와 같다.In addition, the results of confirming the soil contamination degree for heavy metal elution according to the grout method according to the present invention are shown in Table 4 below.
이와 같이 본 발명의 그라우트 공법에 의해서는 비교적 우수한 물리적 강도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 토양을 오염시키는 중금속에 대한 용출이 전혀 발견되지 아니하므로 매우 친환경적이라 할 수 있을 것이다.As described above, the grout method of the present invention not only obtains a relatively excellent physical strength but also finds no elution for heavy metals polluting the soil.
이와 같은 본 발명의 그라우트 공법을 기존의 그라우트 공법인 S.G.R(Space Grouting Rocket System)공법과 L.W(Labiles Water glass)공법과 대비하여 보면 하기의 표 5와 같다.Such a grout method of the present invention is shown in Table 5 below in comparison with the existing grout method S.G.R (Space Grouting Rocket System) method and L.W (Labiles Water glass) method.
이에 따라, 본 발명의 그라우트 공법은 내부 팽창성을 부여하여 팽창압에 의한 활열 주입성능을 극대화함으로써 주입성을 높이고 지반 내부의 공극을 빈틈없이 채움으로써 지반지지력을 높이고 차수 성능을 혁신적으로 높여줌에 따라 공사 비용의 절감은 물론 공사기간의 현저한 단축이 가능한 특징을 갖는 것이다.Accordingly, the grout method of the present invention provides internal expandability to maximize the heat injection performance by the expansion pressure to increase the injection properties and fill the voids inside the ground to increase the ground support and innovatively increase the order performance Cost savings, of course, has a feature that can significantly shorten the construction period.
이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The embodiments described in the present specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, and various equivalents and modifications that may be substituted for them are provided. It should be understood that there may be examples.
도 1은 본 발명에 따른 그라우트재의 급결 주입 블럭도1 is a rapid injection block diagram of a grout material according to the present invention
도 2는 본 발명에 따른 그라우트재의 완결 주입 블럭도Figure 2 is a complete injection block diagram of the grout material according to the present invention
도 3은 본 발명에 따른 그라우트와 종래 그라우트의 대비도Figure 3 is a contrast between the grout and the conventional grout according to the present invention
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110 : 시멘트 믹서 120 : 혼합재 믹서110: cement mixer 120: mixing material mixer
130 : 2차 믹서 140,140' : 저압 주입기130: 2nd mixer 140,140 ': low pressure injector
150 : 주입 분사구150 injection nozzle
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