KR101907141B1 - 강관다단 그라우팅을 위한 실재용 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents
강관다단 그라우팅을 위한 실재용 조성물 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 강관다단 그라우팅을 위한 새로운 실재용 조성물, 이의 제조방법 및 강관다단 그라우팅 시공방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 물 170~180 리터에 35~45kg의 시멘트 및 10~15kg의 벤토나이트를 첨가하고 혼합하여 제1 용액을 제조하는 단계; 물 140~160 리터에 45~55kg의 규산을 첨가하고 혼합하여 제2 용액을 제조하는 단계; 및 제1 용액과 제2 용액을 혼합하는 단계를 포함하는 강관다단 그라우팅을 위한 실(seal)재용 조성물의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 강관다단 그라우팅을 위한 실(seal)재용 조성물 및 상기 조성물을 이용한 강관다단 그라우팅 시공방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 강관다단 그라우팅을 위한 새로운 실(seal)재용 조성물, 이의 제조방법 및 강관다단 그라우팅 시공방법에 관한 것이다.
지하 및 굴착공간은 주로 토사나 암반으로 구성되어 있는 지반을 굴착하여 확보하게 되는 데, 이때 굴착면을 구성하는 지반이 안정하지 않으면 붕괴 등의 위험성을 안고 있어 굴착을 진행할 수 없게 된다. 그러므로 굴착 시 필수적으로 지하 및 굴착공간이 안정하도록 다양한 방법으로 강화하거나 보강을 행하고 있으며, 이러한 공법으로 nailing, rock bolt, anchor, 강관다단 그라우팅 공법 등이 사용되고 있다.
일반적으로 강도가 낮고 자립도가 낮은 지반에서의 터널굴착을 수행하는 경우 또는 지하수위가 높아 지하 굴착 시 지하수 배출에 따른 주변지반의 침하가 예상되거나 연약지반으로 인해 굴착 시 지반의 이완영역이 넓은 경우 등은 지하 구조물 및 인접 구조물의 안전성을 확보하기 위해 굴착공법과 병행하여 적절한 보조공법을 수행하게 되며, 가장 많이 사용되고 있는 공법으로 주입 공법을 들 수 있다. 그러나 철도 및 인근 고층건물 등에 의한 상재하중이 큰 경우 또는 투수계수가 낮은 실트, 점토층 또는 점토 씸(seam)층이 협재해 있는 암반에서는 공법의 효용성을 기대하기가 어렵고 특히 기존의 주입공법은 주입재가 대부분 저강도이므로 차수효과는 있으나 보강효과는 크게 발휘하지 못하고 있는 실정이다.
이에 강관다단 그라우팅 공법은 이러한 문제점을 보완하기 위해 개발된 공법으로 차수 및 지반보강을 동시에 얻을 수 있는 효과가 있다.
강관다단 그라우팅 공법은 파이프루프 공법처럼 터널굴착에 선행하여 터널 예정단면 방향으로 소구경관을 일정 간격으로 굴착 및 설치하여 일련의 파이프루프를 형성시킨 후, 강관 내에 패커를 설치하고 다단으로 주입재를 주입하여 강관을 정착시키며 주입재의 침투효과에 의해 차수 및 주변지반의 보강과 함께 지반의 이완 및 지압의 확대 등을 방지하므로 사질토, 점성토, 풍화토, 파쇄대층 및 풍화암 등 다양한 지반에 적용될 수 있으며, 특히 지하철 터널구간 및 철도횡단, 상부구조물 횡단 등 시공이 어려운 부분의 지하구조물에 대한 안정 효과 및 차수 효과가 큰 것으로 밝혀져 많은 각광을 받고 있다.
한편, 이러한 강관다단 그라우팅 공법에 있어서 강관을 삽입 후, 천공된 공벽과 강관사이의 공간을 막기 위해 강관과 공벽사이에 주입호스를 설치하고 실재(seal)를 투입하는데, 이는 주입재의 역류방지와 및 한정된 범위에서의 주입을 실시하기 위해 수행하고 있으며, 실재 주입 시 강관과 공격 사이를 완전히 밀폐시켜야 하며 실재의 고결강도는 주입재가 널리 퍼져갈 수 있도록 너무 높지 않아야 하며 부피가 팽창하여 공간을 남기지 않도록 해야 하는 주의점이 있다.
그러나 현재 강관다단 그라우팅 공법에 사용되고 있는 실재 배합방법은 1994년도의 시방서를 그대로 사용하고 있으며, 벤토나이트의 영향으로 물과 결합하면 부피가 팽창되나 시간이 경과되면서 물이 주변지반으로 흡수되면서 수축성을 보이며 낮은 부위로 침잠되는 경향을 보이고 있고, 강도는 24시간 경과 후 고결되는 현상이 뚜렷하여 주입재가 원하는 부위의 원지반에 적용할 수 없는 문제점이 발생하는 등, 보다 효과적이면서 성공적인 시공을 위해 개량된 실재 배합기술의 개발이 필요한 실정이다.
이에 본 발명은 효과적인 강관다단 그라우팅 공법을 위한 새로운 실재 배합기술을 확립하였고, 본 발명에 따른 실재 조성물은 함수비의 저하가 유발되지 않고, 처리 후 20분~1시간 이내에 겔이 형성되며 수축되지 않은 상태로 24시간 이상 젤리 형태를 유지하면서 강관과 공벽사이의 충진을 유지할 수 있어 종래 실재가 갖는 문제점을 해결할 수 있다는 사실을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 강관다단 그라우팅을 위한 새로운 실(seal)재용 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 본 발명의 방법으로 제조된 강관다단 그라우팅을 위한 실(seal)재용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 강관다단 그라우팅을 위한 실(seal)재용 조성물을 이용한 강관다단 그라우팅 시공방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 물 170~180 리터에 35~45kg의 시멘트 및 10~15kg의 벤토나이트를 첨가하고 혼합하여 제1 용액을 제조하는 단계;물 140~160 리터에 45~55kg의 규산을 첨가하고 혼합하여 제2 용액을 제조하는 단계; 및 제1 용액과 제2 용액을 혼합하는 단계를 포함하는, 강관다단 그라우팅을 위한 실(sealing)재용 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1 용액과 제2 용액의 혼합은 1:1의 부피비로 혼합하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 물 170~180 리터에 35~45kg의 시멘트 및 10~15kg의 벤토나이트가 첨가된 제1 용액; 및 물 140~160 리터에 45~55kg의 규산이 첨가된 제2 용액을 유효성분으로 포함하는, 강관다단 그라우팅을 위한 실(seal)재용 조성물을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 제1 용액과 제2 용액이 1:1의 부피비로 혼합되어 있는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 주입 후, 20분~60분 이내에 젤리 형태로 반고체화가 형성되고 0.1~0.2MPA의 강도를 유지하여 주입재의 역류를 방지할 수 있고, 주변지반으로 다단주입이 가능한 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 강관을 천공 부위에 삽입 후, 천공된 공벽과 강관사이의 공간을 막기 위해 강관과 공벽사이에 주입호스를 설치하고 상기 제3항에 따른 실(seal)재용 조성물을 투입하고 강관내부에 그라우트재를 주입하는 단계를 포함하는, 강관다단 그라우팅 시공방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 실(seal)재용 조성물은 주입 후, 20분~60분 이내에 젤리 형태로 반고체화가 형성되고 0.1~0.2MPA의 강도를 유지하여 주입재의 역류를 방지할 수 있고, 주변지반으로 다단주입이 가능한 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 그라우트재 주입은 상기 실(seal)재용 조성물을 투입한 후, 20분~60분이 지난 후에 주입하는 것일 수 있다.
본 발명은 강관다단 그라우팅을 위한 새로운 실재용 조성물, 이의 제조방법 및 강관다단 그라우팅 시공방법에 관한 것으로, 본 발명에서 제공하는 강관다단 그라우팅 실재용 조성물은 물 170~180 리터에 35~45kg의 시멘트 및 10~15kg의 벤토나이트가 첨가된 제1 용액; 및 물 140~160 리터에 45~55kg의 규산이 첨가된 제2 용액을 유효성분으로 포함하여 제조된 것으로, 조성물 주입 후 20분~60분 이내에 소정의 강도를 유지하는 젤리 형태의 반고체화가 형성되어 본 주입 시 주입재의 역류를 방지할 수 있는 효과가 있고, 주변 지반에 다단 주입으로 원하는 할렬 주입을 시행할 수 있어 종래 사용되던 실재의 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 종래 방법에 비해 시간 감축 및 비용 절감 효과를 도출할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실(seal)재용 조성물을 이용한 강관다단 그라우팅 시공방법의 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 실(seal)재용 배합 조성물을 이용하여 몰드를 제조하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 3은 각 성분 배합비를 달리하여 제조한 실(seal)재용 조성물에 대해 시간에 따른 침잠 정도 및 수축 정도를 육안으로 확인한 결과를 나타낸 사진이다.
도 4는 각 성분 배합비를 달리하여 제조한 실(seal)재용 조성물에 대해 고결화 정도를 육안으로 확인한 결과를 나타낸 사진이다.
도 2는 실(seal)재용 배합 조성물을 이용하여 몰드를 제조하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 3은 각 성분 배합비를 달리하여 제조한 실(seal)재용 조성물에 대해 시간에 따른 침잠 정도 및 수축 정도를 육안으로 확인한 결과를 나타낸 사진이다.
도 4는 각 성분 배합비를 달리하여 제조한 실(seal)재용 조성물에 대해 고결화 정도를 육안으로 확인한 결과를 나타낸 사진이다.
본 발명은 종래 사용되던 강관다단 그라우팅 시공에 적용되고 있던 실재의 문제점을 개선할 수 있는 새로운 실(sealing)재용 조성물 및 이의 제조방법을 확립하였다는 점에 특징이 있다.
구체적으로 본 발명에서 제공하는 강관다단 그라우팅을 위한 실(seal)재용 조성물은 물 170~180 리터에 35~45kg의 시멘트 및 10~15kg의 벤토나이트가 첨가된 제1 용액; 및 물 140~160 리터에 45~55kg의 규산이 첨가된 제2 용액을 유효성분으로 포함한다.
특히 본 발명에서는 실재용 조성물이 우수한 효과를 도출하기 위한 유효성분들의 최적 혼합비를 규명하였는데, 즉, 물 170~180 리터에 35~45kg의 시멘트와 10~15kg의 벤토나이트가 첨가된 제1 용액; 및 물 140~160 리터에 45~55kg의 규산이 첨가된 제2 용액을 각각 제조하고, 이들 제1 용액과 제2 용액을 1:1의 부피비로 혼합하여 이를 실재용 조성물로 사용한 경우, 주입 후 20분~60분 이내의 빠른 시간 안에 젤리 형태의 반고체화가 형성됨을 확인하였으며, 본 주입 시 주입재의 역류를 효과적으로 방지할 수 있고, 주변 지반에 다단 주입으로 원하는 할렬 주입을 시행할 수 있음을 확인하였다.
이에 대해 본 발명의 일실시예에서는, 기존 시공에 사용되는 성분 및 공지된 배합비로 제조된 조성물(대조군)과 본 발명에서 개발한 신규 실재용 조성물에 대해, 몰드를 제조한 후, 시간에 따른 수축현상 및 고결상태를 확인한 결과, 대조군의 조성물은 시간경과에 따라 함수비가 저하되었고 이로 인해 수축현상이 발생하였으며, 높은 강도의 고결화가 진행되어 그라우팅재의 주입이 불가능하게 되었을 뿐만 아니라, 천공홀의 공동화 현상이 발생하여 주입재가 역류되고 따라서 다단주입을 수행할 수 없게 되었다.
한편, 본 발명에 따른 실재용 조성물을 적용할 결과(제2 용액으로, 물 150 리터에 50kg의 규산을 첨가하고 혼합한 용액을 사용한 경우), 20분~60분 이내에 젤리 형태로 반고체화가 형성되고 0.1~0.2MPA의 강도를 유지하여 주입재의 역류를 방지할 수 있고, 주변지반으로 다단주입이 가능함을 확인할 수 있었다.
그러나, 제2 용액으로 물 170 리터에 30kg의 규산을 첨가하고 혼합한 용액을 사용한 경우에는 종래 대조군 조성물을 사용한 것에 비해 수축현상은 양호하였으나, 고결현상이 매우 단단하게 유발되어 노즐의 분사를 막아 실재 사용으로는 부적합한 것을 알 수 있었다.
따라서 이러한 결과를 통해, 강관다단 그라우팅을 위한 실(seal)재용 조성물은 각 성분의 첨가량, 즉 특정 배합비로의 사용이 중요하다는 것을 알 수 있었다.
본 발명에서 개발한 새로운 실재용 조성물을 종래 시공 실재와 비교해 보면, 물 및 규산을 함유한 제2 용액을 새롭게 추가하여 사용하였고, 제1 용액과 제2 용액을 1:1의 부피비로 사용하였다는 점에 차이가 있다.
뿐만 아니라, 제2 용액을 구성하고 있는 주요 성분인 물 및 규산의 배합이 물 140~160 리터에 규산을 45~55kg 으로 첨가하여 사용한 경우만이 유효한 효과를 도출할 수 있음을 하기 실시예들의 실험을 통해 확인하였다.
본 발명의 조성물이 갖는 개선된 효과 중 하나는 주입 후, 20분~60분 이내에 젤리 형태로 반고체화가 형성되고 동시에 적절한 강도인 0.1~0.2MPA의 강도를 유지하여 고결화 현상을 억제할 수 있으며 주입재의 역류를 방지할 수 있는 효과가 있다.
이는 본 발명의 제2 용액이 제1 용액에 함유된 벤토나이트와 적절한 반응이 진행되었기 때문에 발생된 효과이다.
벤토나이트의 결정구조는 팽윤하는 점토광물의 그룹 중 대표적인 점토 광물인 몬모리오나이트가 주성분이며, 물과 접촉하면 저면간격이 증가해 팽윤하는 특성을 갖는다. 벤토나이트 수분산액의 점성은 몬모리오나이트 결정끼리의 상호작용에 의해 집합(Aggregation), 분산(Dispersion), 응결(flocculation), 해교(Deflocculation)의 특성을 나타낸다. 집합(Aggregation)은 Ca 2 + 이온과 같은 전해질의 첨가에 의해 생겨 최초 점성은 증가하나 시간의 경과와 함께 저하한다. 분산(Dispersion)은 집합의 반대성향이며 결정 입자 수가 증가하는 특성이다. 응결(flocculation)은 결정끼리의 단면과 단면, 또는 층면과 단면의 결합이며 점성과 겔 형성능력이 증가한다. 해교(Deflocculation)는 응결한 결정끼리의 분리이며 단면과 단면, 층면과 단면의 일력을 약하게 할 수 있고 점성은 저하되어 시간이 경과되면서 고결된다.
또한 벤토나이트가 갖는 특성인 팽창성으로, 양질의 소디움 벤토나이트는 물과 반응하여 원래의 체적보다 13~16배가 팽창하여 자체무게의 5배까지 물을 흡수할 수 있으며, 이러한 특성으로 벤토나이트는 흔히 씰란트로 사용되어 왔다. 즉, 토사와 섞여 층을 만들어내면서 물이 침투하지 못하게 한다. 폐수처리장 또는 쓰레기 매립장의 주위는 이렇게 처리하여 주변 토사나 지하수의 오염을 방지하기도 한다. 다른 특성인 치밀성은 소리움 벤토나이트는 그 층의 두께가 4m/m~9m/m일 경우 투수계수가 1*
~ 1*
cm/sec에 달하는 불투수층을 형성한다. 이는 30cm 두께의 진흙 100배에 달하는 치밀성을 나타낸다. 자체보수성(Self-Sealing)은 소리움벤토나이트는 물과 반응 시 발생하는 자체 고팽창 성능에 의해 콘크리트 구체에 3mm이내의 균열이 발생한 곳도 자체적으로 팽창하여 메꿔줌으로서 방수능력이 유지된다. 회복성에 대해, 소디움벤토나이트는 물과 반응할 때 체적의 13~16배에 달하는 팽창성을 보이는데 반해 물의 제거 또는 증발이 발생할 경우 원래의 체적으로 수축되는 회복성을 보인다.
따라서 이러한 특성을 갖는 벤토나이트를 고려하여 본 발명자들은 함수비가 저하되지 않고 시멘트 혼합액과의 응결, 벤토나이트와의 분산 효과 발생을 통해 빠른 시간 안에 겔이 형성되어 수축되지 않고 24시간 이상 젤리형태가 형성되어 강관과 공벽사이의 충진을 유지할 수 있는 본 발명의 조성물을 개발한 것이다.
또한, 본 발명은 강관다단 그라우팅을 위한 실(sealing)재용 조성물의 제조방법을 제공할 수 있는데 상기 방법은, 물 170~180 리터에 35~45kg의 시멘트 및 10~15kg의 벤토나이트를 첨가하고 혼합하여 제1 용액을 제조하는 단계; 물 140~160 리터에 45~55kg의 규산을 첨가하고 혼합하여 제2 용액을 제조하는 단계; 및 제1 용액과 제2 용액을 혼합하는 단계를 포함한다.
나아가 본 발명은 강관을 천공 부위에 삽입 후, 천공된 공벽과 강관사이의 공간을 막기 위해 강관과 공벽사이에 주입호스를 설치하고 상기 제3항에 따른 실(seal)재용 조성물을 투입하고 강관내부에 그라우트재를 주입하는 단계를 포함하는 강관다단 그라우팅 시공방법을 제공하며, 시공방법의 모식도는 도 1에 나타내었다.
강관다단 그라우팅 시공방법은, 먼저 천공작업을 수행한다.
강관 삽입을 위한 천공은 천공기를 이용하며, 수평시공이 가장 효과적이나 갱구부 및 확대 지보재를 설치하는 경우를 제외하고는 터널의 진행 방향으로 약13°내외 방향의 경사공을 천공한다. 천공 시, 터널 막장 전단부의 지질상황을 파악하기 위해 슬라임(slime)을 채취, 지질상태를 파악하며 지하수 유출 시 토사가 섞여 나오면 바로 강관을 삽입한 후, 코킹을 실시하여 누수를 방지한다.
천공 작업이 완료되면 천공된 공내에 강관을 삽입한다. 이때 강관의 손상을 방지하고 주입재의 역류를 방지하기 위해 고무밴딩을 실시할 수 있다. 또한 천공 후, 장시간이 지나면 공벽이 붕괴되어 삽입이 되지 않으므로 풍화토에서는 즉시, 풍화암에서는 20분 이내에 강관을 삽입한다.
강관 삽입이 완료되면 코킹(caulking)작업을 수행한다.
천공완료 후, 지하수의 누수 및 토사의 유출을 방지하기 위해 즉시 굴진공에 강관을 십입한 후, 코킹 작업을 수행하는데, 코킹재는 다단주입시 20kg/cm2 압력 이상으로 주입되므로 강도가 40kg/cm2 이상의 강도를 가지는 재질이어야 하며 경화시간이 짧아 누수시에도 충분한 효과를 발휘할 수 있도록 급결성을 가지며 충분한 강도를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이후 실링작업을 수행한다.
천공된 공벽과 삽입된 강관 사이의 공간을 막기 위하여 강관과 공벽사이에 주입호스를 실재를 투입한다. 이때 실재는 본 발명에 따른 실재용 조성물을 사용한다. 실재 주입 시, 강관과 공벽사이를 완전히 밀폐시켜야 하며 실재의 고결 강도는 주입재가 널리 퍼져갈 수 있도록 너무 높지 않아야 하며, 부피가 팽창하여 공간을 남기지 않도록 해야 한다.
이러한 측면에서 본 발명의 실재용 조성물은 주입 후, 빠르게 젤리 형태로 반고체화가 되고 0.1~0.2MPA의 고결강도를 유지할 수 있어 주입재가 널리 퍼져갈 수 있다.
실링작업이 완료되면 패커(packer)를 설치한다.
주입재의 원활한 주입 및 주입 효과의 극대화를 위해 삽입된 강관내에 일정 간격으로 패커를 설치하고 선정된 주입재를 주입한다.
보통 패커 설치간격은 지반의 투수계수, 암반의 절리특성 등을 고려하여 결정하도록 조절할 수 있고, 특히 용출수의 영향이 있는 경우는 주입구간을 세분화하여 차수효율을 증대시킨다.
사용할 수 있는 패커로는 mechanical rubber packer, hydraulic packer, air packer 등이 있다.
이후 그라우팅 주입을 수행한다.
여러 가지 주입재 또는 1가지 주입재(그라우팅재)를 지반에 가압주입하는데, 본 발명에 따른 그라우팅재 주입은 본 발명의 실(seal)재용 조성물을 투입한 후, 20분~60분이 지난 후에 주입할 수 있다.
또한, 주입 압력은 주변의 상재하중을 고려하여 결정한다.
본 발명에서는 터널 굴착전 고강도 탄소 강관을 전방에 우산살형태로 배열설치하고 그라우팅재를 지반에 가압 주입하여 탄소 강관과 주변지반을 일체화시켜 빔아치(beam arch)를 형성하여 상재하중과 변위를 분산시켜 낙반 및 여굴을 효과적으로 방지하였다. 또한 프리그라우팅과 파이프루프공법을 합체한 공법으로 1공종으로 차수와 보강효과의 두 가지 효과를 도출할 수 있다.
이상 본 발명에 따른 실재용 조성물 및 이를 이용한 강관다단 그라우팅 시공방법은, 종래 사용되고 있는 시공방법을 개선하고 효율성을 증진시킬 수 있어, 공사 현장에 바로 적용이 가능하며 안전하고 경제적인 시공이 진행될 수 있도록 하는 효과가 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
실재 조성물의 제조
본 발명자들은 다음과 같은 성분 및 조성비로 강관다단 그라우팅에 적용하기 위한 실재(seal) 조성물을 제조하였다. 하기 표에 있는 각 성분을 200리터 기준으로 각 함량에 따라 혼합하여 A액 및 B액이 혼합된 본 발명의 실재 조성물을 제조하였다.
| 구분 | A액 | B액 | A액 및 B액의 혼합비 | |||
| 성분 | 물 | 시멘트 | 벤토나이트 | 물 | 규산 | |
| 200리터기준 첨가량 | 171리터 | 40kg | 12.5kg | 150리터 | 50kg | A:B= 1:1 혼합 (실시예 1) |
| 171리터 | 40kg | 12.5kg | 170리터 | 30kg | A:B= 1:1 혼합 (실시예 2) |
|
여기서 상기 시멘트는 KS L 5201 보통 1종 포틀랜트 시멘트(시멘트 비중 3.15)를 사용하였고, 벤토나이트는 분말 벤토나이트를 사용하였다. 또한, 이때 대조군으로 현재까지 사용되고 있는 하기 표 2의 배합비로 제조된 실재 조성물을 제조하였고, 상기 표 1의 본 발명에서 제조한 실재 조성물과 하기에서 각 특성 분석을 비교 평가하였다.
| 구분 | 주입량 | 시멘트 | 벤토나이트 | 물 |
| 배합비 | 1000리터 기준 | 200kg | 62.5kg | 855리터 |
<
실시예
2>
본 발명의 실재 조성물에 대한 특성분석
상기 본 발명의 방법으로 제조된 조성물 및 대조군 조성물에 대한 특성 분석을 위해, 제조된 각 조성물을 이용하여 몰드를 제작한 후, 시간 경과에 따른 특성을 분석하였고, 그 결과를 하기 표 3, 도 3 및 도 4에 나타내었다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 대조군(기존방법) | |
| 몰드 제작 후 1시간 경과 |
약 10분후부터 젤리형태의 물렁한 액상으로 변화됨, 침잠현상은 없음 | 약간의 침잠현상은 있으나 변화 없음 | 전체재료의 약 15%의 침잠현상이 생김. 침잠된 현탁액은 물렁한 액상형태를 유지함 |
| 몰드 제작 후 2시간 경과 |
전체부피의 5% 수축현상이 있으나 침잠현상은 없음. 말랑한 젤리형태의 반고체화 형태를 유지함 | 완전한 침잠현상은 없으나 약30%의 재료가 침잠함 | 전체부피의 30% 침잠현상 진행. 가라앉은 현탁액은 물렁한 액상형태 유지 |
| 몰드 제작 후 6시간 경과 |
전체부피의 10% 수축현상이 발생. 말랑한 젤리형태의 반고체화 형태 유지(강도 0.1MPA 정도) | 약 35%의 재료침잠 현상이 보임. 침잠된 재료는 물렁한 액상형태임 | 전체부피의 60% 침잠현상 진행. 침잠된 현탁액은 약간 딱딱한 형태의 고결화 진행 |
| 몰드 제작 후 12시간 경과 | 전체부피의 10%수축현상 유지. 말랑한 젤리형태의 반고체화 형태 유지.(강도 0.1MPA정도) | 약35%의 재료침잠현상 유지. 잠된 재료의 고결화가 진행되고 있음 | 전체부피의 62% 침잠현상 진행. 침잠된 현탁액은 보통 딱딱한 고결화 진행.(강도 1.0MPA 정도) |
| 몰드 제작 후 18시간 경과 | 전체부피의 12%수축현상 진행. 말랑한 젤리형태의 반고체화 형태 유지.(강도0.1MPA정도) | 전체부피의 35%수축현상 유지. 침잠된 재료의 보통 딱딱한 고결화 진행.(강도1.0MPA정도) | 12시간 경과후 한 개의 몰드에 수분을 제거한 후 관찰, 침잠된 부피는 변함이 없으나 침잠된 재료의 내부에서 수축균열이 발생함.매우 딱딱한 고결화 진행 |
| 몰드 제작 후 24시간 경과 | 전체부피의 15%수축현상 진행. 재료는 전체적으로 젤리형태를 유지.(강도0.15MPA정도) | 전체부피의 35%수축현상 유지. 침잠된 재료는 매우 딱딱한 고결화 형상을 보임 | 침잠된 재료는 62%의 수축으로 고정되었으나 재료내부의 수축균열은 더욱 커짐. 침잠된 재료는 매우 딱딱한 고결화 형상을 보임(강도2.0MPA정도) |
분석 결과, 상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 기존 배합비로 제조된 조성물의 경우 실재 조성물 주입 후, 24시간이 경과하면 천공 홀 입구의 1/3 부위는 본 주입 압력을 상회하는 실재의 고결로 분사구멍이 막혀 그라우팅 주입이 불가능한 것으로 나타난 반면, 본 발명의 실시예 1의 조성물은 실재 조성물 주입 후 20분~1시가 이내에 소정의 강도를 유지하는 젤리 형태의 반고체화가 형성되어 본 주입 시 주입재의 역류를 방지할 수 있고 주변 지반에 다단 주입으로 원하는 할렬 주입을 시행할 수 있어, 종래 실재 조성물에 비해 더 우수한 효과가 있음을 알 수 있었다.
또한, 다른 실시예 2의 조성물은 재료의 수축 현상이 기존 대조군에 비해서는 양호한 것으로 확인되었으나 고결현상이 매우 단단하게 진행되어 노즐의 분사를 막는 현상이 발생하여 실재 사용으로는 다소 부적합한 것으로 나타났다.
이러한 결과를 통해, 본 발명의 방법으로 제조된 실시예 1의 조성물이 실재 사용으로 가장 우수하여 강관다단 그라우팅 시공에 매우 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있었다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (8)
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- 강관다단 그라우팅을 위한 실(seal)재용 조성물로서,
상기 조성물은 물 170~180 리터에 35~45kg의 시멘트 및 10~15kg의 벤토나이트가 첨가된 제1 용액; 및 물 140~160 리터에 45~55kg의 규산이 첨가된 제2 용액을 유효성분으로 포함하며,
상기 조성물은 주입 후, 20분~60분 이내에 젤리 형태로 반고체화가 형성되고 0.1~0.2MPA의 강도를 유지하여 주입재의 역류를 방지할 수 있고 주변지반으로 다단주입이 가능한 것을 특징으로 하는, 강관다단 그라우팅을 위한 실(seal)재용 조성물. - 제3항에 있어서,
상기 조성물은 제1 용액과 제2 용액이 1:1의 부피비로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는, 강관다단 그라우팅을 위한 실(seal)재용 조성물. - 삭제
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