그라우팅 주입재료 종류

1 주입재료

가. 주입재료 일반

그라우팅공법은 여러가지 기초처리 공법중의 하나로서 현장여건에 적합한 주입재료를 지반틈새로 침투시켜 강도 특성을 개량(지지력 향상, Heaving억제, 사면안정 등)하고 압축성감소(침하방지 등), 투수성을 감소시키는 등 구조물의 안정과 누수억제를 주 목적으로 실시하고 있다.

본 공법은 시공의 간편성, 경제성, 현장의 입지적 제약을 덜 받는점 등 여러 가지 이점으로 각종 토목공사의 보조공법으로 많이 이용되고 있다. 그라우팅의 궁극적인 목표는 적정주입재를 목적하는 만큼 지반틈에 침투․고결시키는 것이므로 주입재의 선정은 무엇보다도 중요하다.

통상 이용되고 있는 주입재료는 시멘트계(밀크, 모르타르 등), Bentonite계(점토포함), Water glass계, 비Water glass계(아스팔트, 우레탄계 등)등이 있으며, 주입목적과 주입대상 지반의 특성에 따라 단독 또는 상호 혼합하거나 혼화재 등 부재료를 첨가하여 여러가지 방법으로 사용하고 있다.

그러나, 어느 경우든지 주입재는 다음과 간은 여건을 감안하여야 할 것이다.

(1) 주입재가 충분히 침투될 수 있도록 적정입도를 가질 것

(2) 입자가 균등하게 분산하고 유동성을 가질 것

(3) 고결된 후 소정의 강도와 내구성을 가질 것

(4) 가급적 비용이 저렴할 것

(5) 공해유발 등 부작용이 없을 것

(6) 취급이 안전할 것

 

나. 용액의 일반적 성질과 주입재

그라우팅의 주입재는 액상으로 주입된다.

주입용액 즉 액체혼합물은 용액의 형태(용질이 용매에 용해된 균질 혼합물)나 단순한 불균질 혼합물의 형태로 조성되어 있고 그 물성은 용질(약액, 시멘트 등)과 용매(물) 고유의 성질, 농도, 입자의 크기, 온도 압력 등에 영향을 받는다.일반적으로 용액은 입자의 크기에 따라 다음과 같이 분류된다.

다. 약액 주입

통상 케미칼 그라우트라고 하며 시공목적에 따라 여러 가지 주입공법이 개발되어 활용되고 있다.

주입약액은 물유리계, 실리카졸계가 주종을 이루며 지하수 유속이 큰 지반, 공극이 작은 지반에 효과적으로 사용되나 본 공법은 gel time조정이 쉽지 않고 gel time의 장단에 따라 주입효과가 상이한 점, 지하수에 희석되거나 유출되기 쉬운 점, 주입재료의 경제적인 부담이 커지고 설비와 시공이 복잡해지는 점 등 여러 가지 제약조건도 고려하여 선택해야 할 것이다.

(1) 물유리(Water galss)

물유리는 규산소다라고 하며 규사에 소다회 또는 가성소다를 섞어 만들어진 물엿형의 액체이다. 규산의 함량에 따라 여러 가지 종류가 있으나 현장 주입에서는 통상 3호 물유리를 많이 사용하고 있으며(Disodium Trisilicate : Na2O ․ 3SiO2) 물유리를 단독으로 사용하기 보다는 여러 가지 반응제(시멘트, 스래그, 석회, 인산, 염화나트륨 등)와 같이 사용하여 gel time 조절, 침투성과 차수성 개량, 강도 유지효과 등을 도모하게 된다.

(2) 실리카졸계 약액(Silica sol)

물유리중의 알카리를 산으로 중화하여 안정성을 높인 제품으로 각종 신공법에서 용액형 또는 현탁액상(시멘트 등)으로 많이 사용하고 있다.

 

라. 현탁액형 주입재

초기 주입공법의 기본이 되는 주입재로 널리 이용되어 왔고 현재도 수리시설물 기초 처리 분야에 보편적으로 사용되고 있다.

주로 시멘트, 점토광물, 모래, 약액 등을 시공 목적에 따라 단일 또는 혼합하여 사용되고 있다.

통상적인 재료 활용방법과 그 특성을 요약하면 다음과 같다.

<표 9.2-2>재료 및 시공 특성(3.2 그라우팅 공법별 특성 참조)

 

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