알칼리성 실리카졸 주입재의 공학적 특성에 관한 연구

Abstract

현재까지 물유리계 지반주입재를 사용한 기존의 물유리계 약액주입공법은 주입 후 시간경과에 따라 용탈이 진행되어 내구성이 약한 문제점이 있다. 이에 대한 대안으로서 내구성이 우수하고 환경오염의 가능성이 적은 주입재 및 그의 주입공법에 대한 개발이 요구되어 물유리계 주입재의 단점을 보완하기 위해 개발된 공법이 알칼리성 실리카졸 주입재이다. 알칼리성 실리카졸은 직접산화법으로 제조된 제품으로서 기존에 현장에서 제작하여 사용하던 산성 실리카졸과 비교시 실리카졸의 안정성이 높고 고농도 및 보관성이 양호한 특징이 있다. 따라서 본 논문에서는 최근 개발된 알칼리성 실리카졸 주입재의 주입효과 평가를 위해서 기존의 물유리계 주입재와 비교·분석 하였으며 주입재의 겔타임을 조정하기 위해 급결, 완결로 구분해서 시험하여 주입재별 시공목적에 따른 겔타임을 도출하였다. 알칼리성 실리카졸 주입재의 특성 및 주입효과에 대한 연구결과, 주입재 상호간을 비교할 수 있는 일축압축강도 특성을 통하여 알칼리성 실리카졸 주입재가 고강도, 고침투성을 발휘할 수 있는 재료로 사용될 수 있음을 확인하였다. 환경영향평가시험은 호모겔에서 중금속 규제기준을 만족하고 있어 중금속 용출에 대해 안정성을 가지고 있다고 판단된다. 실내주입시험으로는 내구성 시험, 침투성 시험을 실시하여 주입재 종류, 공극률, 주입압에 따른 주입효과를 확인할 수 있었다. 고결성, 침투성 시험결과 실리카졸을 사용한 경우는 사질토 조건의 경우 침투주입이 가능하였다. 침투주입에 가장 큰 영향을 주는 것은 주입압과 지반조건, 주입재의 종류인 것으로 예상되며 주입압보다는 지반조건과 주입재의 특성에 따라 좌우되는 것으로 판단된다. 느슨한 지반조건일 경우 주입압을 높일수록 주입효과가 개선되는 경향을 보인 반면, 조밀한 지반에서는 저압으로 주입하는 것이 침투주입효과가 우수한 것으로 나타난 바 대상지반 및 주변환경에 대한 지반조사를 실시하고 지반의 특성을 고려하여 주입압을 결정할 필요가 있다. 현장실험으로는 한탄강 홍수조절댐 차수그라우팅후 검사공 시공 후 시행한 수압시험 결과 허용누수기준에 부합하는 결과를 획득하여 본 재료와 공법의 우수함을 판단할 수 있었다.