실내실험을 통한 알칼리성 실리카졸-시멘트 그라우팅재의 공학적 특성에 관한 연구

Abstract

현재까지 물유리(3호)(이하 물유리)를 사용한 기존의 물유리계 약액주입공법은 주입 후 시간경과에 따라 지하수에 의해 알칼리용탈이 진행되어 결국에는 내구성이 약한 문제점 있다. 따라서 이에 대한 대안으로서 내구성이 우수하고 환경오염의 가능성이 적은 새로운 주입재 및 그의 주입공법에 대한 개발이 요구되어 물유리계 약액주입공법의 단점을 보완하기 위해 개발된 공법이 알칼리성 실리카졸 약액주입공법이다. 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 주입재 자체에 대한 강도, 내화학성 및 환경영향성에 대한 시험을 수행하였다. 현재까지 차수 및 지반안정을 위해 시행되어 온 물유리를 사용한 기존의 물유리계 주입재와 비교·분석하였으며 주입재의 겔타임을 조정하기 위해 급결, 완결로 구분해서 실험하여 주입재별 시공목적에 따른 겔타임을 도출하였다. 알칼리성 실리카졸 주입재의 특성 및 주입효과에 대한 연구결과, 주입재 상호간을 비교할 수 있는 일축압축강도 특성을 통하여 알칼리성 실리카졸 주입재가 상당한 고강도를 나타냄으로서 고강도, 고침투성을 발휘할 수 있는 재료로 사용될 수 있음을 확인하였다. 환경영향평가시험은 호모겔에서 중금속 용탈시험을 수행하였다. 용탈시험결과 규제기준을 만족하고 있어 중금속 용출에 대해 안정성을 가지고 있다고 판단된다. 전자현미경 촬영 결과 실리카졸 주입재의 표면 및 내부조직이 물유리보다 치밀함을 확인할 수 있었다. 투수시험 결과 실리카졸이 물유리와 비교시 투수계수가 낮게 나타나 차수성을 요구하는 현장에 적용이 가능하다고 판단된다.