KR20010051136A - 수밀 스크린 제조용 그라우트 및 이의 사용 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 물, 천연 또는 변성 클레이, 특정 고로 슬래그(blast furnace slag) 및 활성화제(activating agent)의 혼합물을 포함하는 수밀 스크린 제조용 그라우트(grout)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 특정 고로 슬래그를 상기 그라우트의 제조시 사용하는 방법, 및 상기 그라우트를 사용하는 공정에 관한 것이다.
본 발명에 따른 그라우트는 전통적인 그라우트 보다 높은 내구성 (resistance) 및 투과성(permeability)을 가질 뿐 아니라, 클링커(clinker) 및 지연제(retarder)를 포함하는 전통적인 그라우트와 동일한 기동 시간 (manoeuvrability time)을 가진다.
Description
본 발명은 건설 및 건축분야에 관련된 것으로서, 좀 더 자세하게는 수밀 스크린 제조용 그라우트 및 상기 그라우트를 사용하는 방법에 관한 것이다.
그라운드(ground) 고로 슬래그(blast furnace slag)는 수산화나트륨(Sodium hydroxide) 또는 클링커(clinker)같은 염기가 첨가될 때 실제 시멘트로 사용될 수 있다.
따라서, 일반적으로 하기 유형들의 혼합물이 시중에 판매되고 있다:
- 적절한 비율로 혼합된 슬래그 + 클링커(시멘트 CLK CEM III/C, CHF CEM III/A 또는 B), 또는
- 도로 공사용인, 입자화된(granulated) 슬래그 + 석회(lime),
수밀 스크린은 굴착 유체(excavation fluid)로서 벤토나이트(bentonite) 시멘트 그라우트를 사용한 직접적인 천공법(perforation)에 의해 제조된다. 상기 천공법 수행시 조기에 경화될 수 있는 그라우트의 배출(evacuation) 뿐 아니라, 굴착 절단 시의 손실을 방지하기 위하여 너무 빨리 경화되지 않는 물질 첨가의 필요성이 지속적으로 대두되어 왔다. 현재 구입 가능한 물질을 사용한 수밀 스크린에 필요한 특정 방법은 세팅 지연제(setting retarders) 및 경화 지연제(hardening retarders)를 사용하는 것이다.
높은 수밀성은 사실상 수밀 스크린의 제조 공정 이후에 요구된다. 내구성 (resistance)은 일반적으로 낮으며, 필수 요건은 아니다. 일반적으로, 슬래그 시멘트는 조절하기에 어려운 리올러지(rheology) 그라우트를 생산하는 성분으로 사용된다. 따라서, 지연 추가제의 사용은 그라우트 천공법에 부합되는 기동성 (manoeuvrability)을 얻기 위하여 필요하다.
본 발명의 목적은 상기 문제점들을 극복하는 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은 특히 수밀 스크린의 제조에 적용되며, 특히, 지연제의 추가가 필요없는 그라우트를 제공하는데 있다.
따라서, 본 발명은 물, 천연 클레이 또는 벤토나이트 같은 변성 클레이, 고로 슬래그 및 활성화제를 포함하는 수밀 스크린 제조용 그라우트에 관한 것이다.
도 1은 시멘트/물(C/W)의 비율에 따른 슬래그 및 클링커의 투과성 향상정도를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 상기 슬래그는 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 바람직하게는 약 80 ㎛의 최대 입도(grain size)를 갖는다. 상기 슬래그는 바람직하게는 약 2,500 내지 4,500 ㎠/g의 블레인(Blaine) 특정 표면적을 갖는다.
비록, 상기 고로 슬래그의 특성이 특정되어 있지 않더라도, 기본 유형이며, CaO/SiO2의 중량비가 약 1.10 내지 1.35인 것이 바람직하다. 주요 성분으로 SiO2를33 내지 40 중량%, Al2O3를 8 내지 16 중량%, CaO를 39 내지 44 중량%, 및 MgO를 4 내지 9 중량%를 포함하는 물질은 본 발명의 범주 내에서 사용될 수 있는 슬래그의 예로 언급될 수 있다.
또한, 상기 슬래그의 화학적 모듈러스(modulus; CaO 함량% × Al2O3함량%)는 약 500 이상인 것이 바람직하다.
상기 활성화제는 슬래그의 세팅을 가능하게 하며, 수산화나트륨, 수산화칼륨 (potassium hydroxide), 중탄산나트륨 또는 중탄산칼륨(sodium or potassium (bi)carbonate), 석고(gypsum), 생석회(quicklime), 미분 석회(slaked lime) 또는 상기 성분의 혼합물인 것이 바람직하다. 활성화제로서 포트랜드(Portland) 시멘트를 사용하는 것 또한 가능하다.
활성화제의 양은 일반적으로 슬래그의 중량에 대하여 약 1 중량% 내지 10 중량%이며, 약 5 중량% 인것이 특히 유리하다.
바람직하게는, 상기 그라우트는 약 0.1 내지 0.25 사이의 시멘트/물(C/W)의 중량비를 갖는다.
상기 조건 하에서, 하기 특성을 갖는 그라우트를 얻는 것이 가능하다.
- 동일한 시멘트/물 비율에 따른 큰 내구성
- 동일한 건조 물질 함량을 가질 경우 증진된 투과성(도 1 참조), 및
- 그라우트를 사용한 직접적 천공법에 잘 부합되는 강성(rigidity)의 매우 느린 진행.
상기 시스템의 낮은 반응성은 지연제를 사용하지 않고 전 공정을 수행하는 것이 가능하게 한다.
상기 부가제를 사용하여 지하수를 막을 경우, 지하수(ground water)가 유기성 오염 물질에 오염되는 것을 막아준다.
상기 그라우트는 비오염성을 갖고 있어 지하수와 관련된 지하 작업 (underground work)시 사용될 수 있으며, 주입 작업(injection work) 및 플라스틱 콘크리트 수밀 스크린의 제조시 사용될 수 있다.
상기 그라우트는 상기한 성분으로 혼합된 다음 천공 부분 상에 준비된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서는 하기의 성분이 사용되었다:
벤토나이트 슬러리 : 물과 소딕 벤토나이트(sodic bentonite) 45 ㎏의 1,000 : 1 혼합물
슬래그 : CaO/SiO2중량비가 1.19 이며, 화학적 모듈러스가 515인 염기성 고로 슬래그
활성화제 : CPA CEM I
지연제 : 혼합된 칼슘/암모늄 리그노썰페이트(lignosulphate)
촉진제(accelerator) : 나트륨 실리케이트(sodium silicate) 35/37 °B
실시예 1 : 그라우트의 기동 시간(manoeuvrability time)에 슬래그의 최대 입도(grain size)가 미치는 영향
| 그라우트 | 슬래그 40 ㎛ | 슬래그 80 ㎛ | 슬래그 120 ㎛ |
| 기동 시간 | 5 시간 | 5 시간 | 5 시간 |
| 벤토나이트 슬러리 | 9411 | 9411 | 9411 |
| 슬래그 | 166.25 ㎏ | 166.25 ㎏ | 166.25 ㎏ |
| 활성화제 | 8.75 ㎏ | 8.75 ㎏ | 8.75 ㎏ |
| 지연제 | 31 | 0 | 0 |
| 촉진제 | 0 | 0 | 41 |
실시예 2: 수밀 벽의 형성
| 실험 | 대조군 | |
| 벤토나이트 슬러리 | 9411 | 9411 |
| 슬래그 | 166 ㎏ | |
| 활성화제(CPA CEM I) | 9 ㎏ | |
| CLK | 175 ㎏ | |
| 지연제 | 21 | |
| 기동 시간 | 5 시간 | 5 시간 |
| 저항 28일 | 1.2 MPa | 1 MPa |
| 투과성 | 5 10-10m/s | 4 10-9m/s |
상기 슬래그는 0 내지 80 ㎛ 범위의 연속적인 입도 및 4500의 블라이네 특이적 표면 영역을 갖는다.
지연제가 필요없는 본 발명에 따른 상기 그라우트는 전통적인 그라우트 보다 높은 내구성 및 투과성을 가질 뿐 아니라, 클링커 및 지연제를 포함하는 전통적인 그라우트와 동일한 기동 시간을 가진다.
Claims (11)
- 물, 천연 또는 변성 클레이, 약 50 내지 100 ㎛ 범위의 최대 입도를 갖는 고로 슬래그, 및 활성화제를 포함하는 혼합물로 이루어진 수밀 스크린 제조용 그라우트.
- 제1항에 있어서, 상기 슬래그는 약 80 ㎛의 최대 입도를 갖는 것을 특징으로 하는 수밀 스크린 제조용 그라우트.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 슬래그는 약 1.10 내지 1.35의 CaO/SiO2중량비를 갖는 것을 특징으로 하는 수밀 스크린 제조용 그라우트.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬래그는 약 500 이상의 화학적 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 하는 수밀 스크린 제조용 그라우트.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변성 클레이는 벤토나이트인 것을 특징으로 하는 수밀 스크린 제조용 그라우트.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성화제는 수산화나트륨 (sodium hydroxide), 수산화칼륨(potassium hydroxide), 중탄산나트륨 또는 중탄산칼륨(sodium or potassium (bi)carbonate), 석고(gypsum), 생석회(quicklime), 미분 석회(slaked lime), 이들의 혼합물, 또는 포트랜드(Portland) 시멘트인 것을 특징으로 하는 수밀 스크린 제조용 그라우트.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합물은 상기 고로 슬래그에 대하여 약 1 내지 10 중량%의 활성화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 수밀 스크린 제조용 그라우트.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 그라우트는 약 0.1 내지 0.25의 시멘트/물의 중량비를 갖는 것을 특징으로 하는 수밀 스크린 제조용 그라우트.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 그라우트를 사용하여 천공법을 수행하는 것을 포함하는 수밀 스크린의 제조 방법.
- 약 50 내지 100 ㎛의 최대 입도를 갖는 고로 슬래그를 수밀스크린 제조용 그라우트의 제조시 사용하는 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 고로 슬래그는 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 정의된 것임을 특징으로 하는 방법.
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