나노혼용실리카졸의 주입재 배합비에 따른 적용성에 대한 연구

Abstract

지반보강 및 차수를 목적으로 시행되고 있는 기존의 약액주입공법은 주입고결 후 시간 경과에 따라 주입성분의 용탈로 인한 내구성, 강도, 환경성에 대한 문제가 있어 장기적으로 고내구성, 고강도성을 유지할 수 있는 주입재 및 주입공법의 개발을 필요로 하고 있다. 이에 따라 내구성, 강도 및 용탈 등의 문제를 보강한 약액 주입재로서 실리카졸을 이용한 주입 방식이 활발히 연구되어 실용화되고 있다. 그러나 이 또한 사용약액 및 결합재에 의한 토양 및 지하수오염이 문제가 되면서 환경적으로 안전한 약액의 필요성이 지속적으로 제기되고 있는 실정이다. 이러한 약액주입재의 강도저하와 환경문제 등을 해결하기 위해서 개발된 AD그라우팅공법에서는 특정 고몰비의 특수규산에 나노 실리카졸이 첨가된 안정한 상태의 주입 재료를 사용하면 알칼리 용탈물질을 상대적으로 낮춰 환경적인 문제점을 상당히 해소할 수 있을 뿐 아니라 함유된 나노 실리카졸의 성분은 겔타임과 상관없이 완전히 고결되어 일반 규산소다를 사용하는 것에 비해 내구성이 크게 향상되고 용탈현상이 적어지는 친환경 주입 고결체를 형성할 수 있는 효과를 확인할 수 있다. 본 연구에서는 나노 콜로이달 실리카졸과 고몰비 실리케이트 및 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하는 주입공법(AD그라우팅)의 혼합물 중에서 나노 콜로이달 실리카졸의 최적의 혼합비율을 확인하기 위해 겔타임 측정, 호모-겔 압축강도 시험, 몰비 계산 등의 실내시험과 적용성 확인을 위해 지반 조건이 상이한 4곳의 현장을 선정하여 현장 사례 분석을 하였으며, 그 결과 타 주입재에 비해 차수성, 내구성, 환경성이 양호한 효과를 확인할 수 있었다.

| The existing chemical injection method, which is being implemented for the purpose of reinforcing and waterproofing the ground, has problems with durability, strength, and environment due to the leaching of injection components over time after injection and solidification. It is necessary to develop injection materials and injection methods. Accordingly, an injection method using Silicasol as a chemical injection material that reinforces problems such as durability, strength, and leaching is being actively studied and put to practical use. However, as soil and groundwater contamination by chemical solutions and binders become a problem, the need for environmentally safe chemical solutions is constantly being raised. In the ADG(Agitator Device space Grouting)method, which was developed to solve these problems such as strength reduction and environmental problems, if a stable injection material containing nano-silicasol added to special silicic acid of a specific high molar ratio is used, alkali leaching material is relatively lowered and environmental In addition to being able to solve many problems, the contained nano-silicasol is completely solidified regardless of the gel-time to form an eco-friendly injection solid with significantly improved durability and less leaching compared to using general sodium silicate. In this study, in order to confirm the optimal mixing ratio of nano colloidal silicasol in the injection method (AD grouting) using nano colloidal silica sol, high molar ratio silicate, and normal Portland cement, Indoor tests such as gel time measurement, homo-gel compressive strength test, molar ratio calculation, and in order to confirm the applicability of the injection material to the site, five sites with different ground conditions were selected and construction cases were analyzed. As a result, compared to other injection materials, it was possible to confirm the effect of better water-resistance, durability, and environmental properties.