그라우팅을 통한 지반의 보강효과를 판단하기 위한 방법으로 코어링(coring)을 통한 일축 압축실험이 널리 실시되고 있는 실정이다. 하지만 코어링 시 원지반이 교란될 뿐만 아니라 시공비가 비싸며, 그라우팅 된 모래의 시편 준비에 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도에 영향을 미치는 인자들을 비교/분석하고 28일 일축압축강도 추정식을 제안하였다. 마이크로 시멘트로 그라우팅된 평균 입경이 서로 다른 인공 파쇄사 (K4, K5 및 K6)의 일축압축강도는 양생기간 28일까지 선형적으로 증가하였으나 28일을 기점으로 강도의 증가율이 급격히 하락하였다. 물/시멘트(W/C) 비는 그라우팅 된 모래의 일축압축강도에 가장 큰 영향 인자이며, 일축압축강도는 W/C가 감소함에 따라 비선형적으로 증가하였다. 또한 일축압축강도는 상대밀도가 높아질수록 선형적으로 증가하였으며, 모래의 입자크기가 작아질수록 증가하는 경향을 보였으나 W/C=1, 및 K6($D_{50}=0.47mm$) 모래의 경우 필터레이션에 의하여 K4($D_{50}=1.08mm$)와 K5($D_{50}=0.80mm$) 모래의 일축압축강도보다 낮은 경향을 보였다. 실험결과를 바탕으로 마이크로 시멘트로 그라우팅된 모래의 일축압축강도를 모래의 평균입경($D_{50}$), 간극률(n)과 물/시멘트(W/C) 비의 함수로 제안하였다.
그라우팅을 통한 지반의 보강효과를 판단하기 위한 방법으로 코어링(coring)을 통한 일축 압축실험이 널리 실시되고 있는 실정이다. 하지만 코어링 시 원지반이 교란될 뿐만 아니라 시공비가 비싸며, 그라우팅 된 모래의 시편 준비에 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도에 영향을 미치는 인자들을 비교/분석하고 28일 일축압축강도 추정식을 제안하였다. 마이크로 시멘트로 그라우팅된 평균 입경이 서로 다른 인공 파쇄사 (K4, K5 및 K6)의 일축압축강도는 양생기간 28일까지 선형적으로 증가하였으나 28일을 기점으로 강도의 증가율이 급격히 하락하였다. 물/시멘트(W/C) 비는 그라우팅 된 모래의 일축압축강도에 가장 큰 영향 인자이며, 일축압축강도는 W/C가 감소함에 따라 비선형적으로 증가하였다. 또한 일축압축강도는 상대밀도가 높아질수록 선형적으로 증가하였으며, 모래의 입자크기가 작아질수록 증가하는 경향을 보였으나 W/C=1, 및 K6($D_{50}=0.47mm$) 모래의 경우 필터레이션에 의하여 K4($D_{50}=1.08mm$)와 K5($D_{50}=0.80mm$) 모래의 일축압축강도보다 낮은 경향을 보였다. 실험결과를 바탕으로 마이크로 시멘트로 그라우팅된 모래의 일축압축강도를 모래의 평균입경($D_{50}$), 간극률(n)과 물/시멘트(W/C) 비의 함수로 제안하였다.
The unconfined compressive strength (UCS) test through coring is widely used to determine the reinforcement effect of the ground with grouting. However, the UCS test through coring can disturb the ground, is expensive and takes a lot of time to prepare the specimen. In this study, the factors affect...
The unconfined compressive strength (UCS) test through coring is widely used to determine the reinforcement effect of the ground with grouting. However, the UCS test through coring can disturb the ground, is expensive and takes a lot of time to prepare the specimen. In this study, the factors affecting UCS of microfine cement grouted sand are evaluated and an empirical equation of UCS of microfine grouted sand is suggested. It is observed that UCS increases linearly until 28 days, however, the increasing rate of strength decreases sharply after that 28 days. The W/C ratio is dominant factor influencing UCS and UCS increases exponentially with the decrease of water/cement (W/C) ratio. Also, UCS increases linearly with increasing the relative density ranging from 30% to 70% and with decreasing median particle size. However, in case of W/C ratio=1 and K6 ($D_{50}=0.47mm$), UCS is lower than that of K4 ($D_{50}=1.08mm$) and K5 ($D_{50}=0.80mm$) due to filtration effect. Based on the experimental results, the empirical equation of UCS of microfine cement grouted sand can be expressed as the function of median particle size ($D_{50}$), porosity (n) and W/C ratio.
The unconfined compressive strength (UCS) test through coring is widely used to determine the reinforcement effect of the ground with grouting. However, the UCS test through coring can disturb the ground, is expensive and takes a lot of time to prepare the specimen. In this study, the factors affecting UCS of microfine cement grouted sand are evaluated and an empirical equation of UCS of microfine grouted sand is suggested. It is observed that UCS increases linearly until 28 days, however, the increasing rate of strength decreases sharply after that 28 days. The W/C ratio is dominant factor influencing UCS and UCS increases exponentially with the decrease of water/cement (W/C) ratio. Also, UCS increases linearly with increasing the relative density ranging from 30% to 70% and with decreasing median particle size. However, in case of W/C ratio=1 and K6 ($D_{50}=0.47mm$), UCS is lower than that of K4 ($D_{50}=1.08mm$) and K5 ($D_{50}=0.80mm$) due to filtration effect. Based on the experimental results, the empirical equation of UCS of microfine cement grouted sand can be expressed as the function of median particle size ($D_{50}$), porosity (n) and W/C ratio.
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문제 정의
0), 상대밀도(Dr=30%, 50%, 70%), 그리고 양생기간을 변화시키며 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도(Unconfined compressive strength, UCS)를 평가하였다. 또한, 현탁액의 특성인 W/C 비 및 양생기간과 모래의 특성인 상대밀도 및 모래의 입자크기를 고려한 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 28일 일축압축강도 관계식을 제안하고자 한다.
제안 방법
Schwarz and Krizek(2000)는 동일한 W/C에서도 벤토나이트 첨가 방법, 순서, 양 등에 따라 그라우팅 된 모래의 일축압축강도, 투수계수 등이 변화한다고 보고하였다. 따라서 본 연구에서는 제작된 시료의 동일성과 실험의 반복성 확보를 위하여 다음의 순서로 현탁액 조성하였다: 1) W/C=1.0, 1.5, 2.0의 조건에 맞추어 선 계산된 총 물 무게의 70%에 해당하는 물에 마이크로 시멘트를 넣고 600rpm의 속도로 5분간 교반하였다; 2) 나머지 30%의 물에 벤토나이트를 섞어 벤토나이트 입자들이 충분히 물을 머금을 수 있게 10분 이상 방치 한 후, 기존에 배합된 그라우팅액과 혼합하여 5분 동안 추가 교반하였다; 3) 배합이 완료된 현탁액은 시멘트와 물의 분리방지를 위해 그라우팅 탱크(Fig. 2(a)) 내에서 120rpm을 유지하여 교반하였다.
시멘트 현탁액의 블리딩 높이를 관찰하기 위하여 1000ml 용량의 메스실린더에 800 ml의 현탁액을 채운 후, 초기 1시간은 15분 간격으로 블리딩을 측정하였다. 1시간 이후에는 현탁액이 안정될 때까지 한 시간 간격으로 블리딩을 측정하였다(ASTM C940, 2010).
본 연구에서는 현탁액의 점도를 추정하기 위하여 길이 14mm, 두께 1mm, 높이 30mm의 베인 형태 레오메타(Rheometer, Merlin VR)를 이용하였다. W/C=1.0, 1.5, 2.0 및 벤토나이트 함유량(시멘트 무게의 3% 및 5%) 따른 현탁액의 점도를 측정하였다. 현탁액의 점도는 온도에 민감하기 때문에 모든 실험은 23℃(±0.
, 1997)이 발생할 가능성이 있다. 따라서 본 연구에서는 W/C의 변화에 따른 그라우팅 된 모래의 일축압축강도를 평가하기 위하여 W/C=1.0, 1.5, 2.0의 3가지 현탁액을 준비하였으며, 블리딩 감소를 위하여 벤토나이트(Kanto chemical company, Japan)를 첨가하였다(De paoli et al., 1992; Chun et al., 2000). Schwarz and Krizek(2000)는 동일한 W/C에서도 벤토나이트 첨가 방법, 순서, 양 등에 따라 그라우팅 된 모래의 일축압축강도, 투수계수 등이 변화한다고 보고하였다.
추정식 제안을 위하여 현탁액의 블리딩 실험과 점도 실험을 실시하여 현탁액의 안정성과 점도를 평가하였다. 또한 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축 강도에 미치는 영향요인을 비교 분석하였으며, 본 연구의 주요 결과는 아래와 같다.
수중 낙사법은 탈기수에 시료를 낙하시키는 방법으로 건조낙사법 보다 낮은 상대밀도의 시료를 조성하는데 용이하다(Vaid and Nequssey, 1984). 먼저, 몰드 내부에 몰드 부피의 1/3에 해당하는 탈기수를 채운 후 깔때기를 사용하여 모래 시료를 균질하게 낙사 시켜 상대밀도 30%인 시료를 조성하였다. 상대적으로 높은 상대밀도의 시료를 조성 시에는 목표 상대밀도에 도달할 때까지 시료 내 기포 발생에 유의하면서 고무망치를 이용하여 낙사와 동시에 몰드에 진동을 가하여 밀한 시료를 조성하였다.
본 연구에서는 다양한 입자크기를 가지는 모래를 서로 다른 상대밀도로 조성하고 마이크로 시멘트로 그라우팅 한 후 일축압축강도 실험을 실시하였다. 실험결과를 바탕으로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도 추정식을 제시하였다.
본 연구에서는 평균 입경(D50)이 서로 다른 모래를 사용하여 물/시멘트 비(W/C=1.0, 1.5, 2.0), 상대밀도(Dr=30%, 50%, 70%), 그리고 양생기간을 변화시키며 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도(Unconfined compressive strength, UCS)를 평가하였다. 또한, 현탁액의 특성인 W/C 비 및 양생기간과 모래의 특성인 상대밀도 및 모래의 입자크기를 고려한 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 28일 일축압축강도 관계식을 제안하고자 한다.
먼저, 몰드 내부에 몰드 부피의 1/3에 해당하는 탈기수를 채운 후 깔때기를 사용하여 모래 시료를 균질하게 낙사 시켜 상대밀도 30%인 시료를 조성하였다. 상대적으로 높은 상대밀도의 시료를 조성 시에는 목표 상대밀도에 도달할 때까지 시료 내 기포 발생에 유의하면서 고무망치를 이용하여 낙사와 동시에 몰드에 진동을 가하여 밀한 시료를 조성하였다. 조성된 시료의 상대밀도 및 입자크기에 따라 50kPa～500kPa의 주입 압력으로 계산된 시료 내부 공극 부피의 2배에 해당하는 물과 시멘트 현탁액이 배출될 때까지 시멘트 현탁액을 주입하였다(Dano et al.
, 2004; Markou and Droudakis, 2013). 시멘트 현탁액의 블리딩 높이를 관찰하기 위하여 1000ml 용량의 메스실린더에 800 ml의 현탁액을 채운 후, 초기 1시간은 15분 간격으로 블리딩을 측정하였다. 1시간 이후에는 현탁액이 안정될 때까지 한 시간 간격으로 블리딩을 측정하였다(ASTM C940, 2010).
본 연구에서는 다양한 입자크기를 가지는 모래를 서로 다른 상대밀도로 조성하고 마이크로 시멘트로 그라우팅 한 후 일축압축강도 실험을 실시하였다. 실험결과를 바탕으로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도 추정식을 제시하였다. 추정식 제안을 위하여 현탁액의 블리딩 실험과 점도 실험을 실시하여 현탁액의 안정성과 점도를 평가하였다.
일축 압축 실험 시 시료 표면에 균일하게 응력을 재하하기 위하여 양생이 완료된 시료의 상/하부에 스테인리스와 네오프렌으로 제작된 비 접착식 캡을 사용하였다(ASTM C1231, 2015). 일축 압축 실험은 1mm/min의 속도로 하중을 재하하여 시료가 파괴될 때까지 실시하였으며, 응력-변형률 곡선에서 응력의 최댓값을 일축압축강도로 산정하였다. 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축압축 강도는 세 개의 시료의 평균값으로 산정하였다.
시멘트 현탁액이 주입된 시료는 초기 3일간 습도 99%, 온도 23℃인 항온항습 조건에서 습윤 양생을 실시한 후, 몰드에서 분리하여 지름 50mm, 높이 110mm로절단하였다. 제작된 시료의 균질성을 확인하기 위하여 몰드 내 높이별로 절단된 시료에 상, 중, 하를 표시한후, 각각 7일, 14일, 28일, 그리고 56일 동안 수중양생을 실시하였다.
최대하중 10kN인 일축압축강도 시험기를 이용하여 양생된 시료의 일축압축강도를 측정하였다. 일축 압축 실험 시 시료 표면에 균일하게 응력을 재하하기 위하여 양생이 완료된 시료의 상/하부에 스테인리스와 네오프렌으로 제작된 비 접착식 캡을 사용하였다(ASTM C1231, 2015).
실험결과를 바탕으로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도 추정식을 제시하였다. 추정식 제안을 위하여 현탁액의 블리딩 실험과 점도 실험을 실시하여 현탁액의 안정성과 점도를 평가하였다. 또한 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축 강도에 미치는 영향요인을 비교 분석하였으며, 본 연구의 주요 결과는 아래와 같다.
, 2003). 하지만 Fig. 3과 같이 3%와 5%의 벤토나이트 첨가량에따라 블리딩 양에서는 큰 차이를 보이지 않으나, Fig. 4 와 같이 벤토나이트 양이 증가할수록 시멘트 현탁액의 점도가 크게 증가하는 경향을 보여, 본 연구에서는 블리딩의 양과 점도를 고려하여 시멘트 무게의 3%에 해당하는 벤토나이트를 현탁액에 첨가하였다(Gustin et al., 2007).
2(a)와 같이 그라우팅 된 모래 시료 제작을 위하여 지름 50mm, 높이 450mm인 아크릴 몰드를 사용하였고, 몰드의 내부에는 윤활류를 뿌려 경화 후 시료 분리를 용이하게 하였다. 현탁액 주입 시 시료의 분리현상을 방지하고 시멘트 현탁액이 균일하게 주입하기 위하여 시료의 최하부 및 상부에 높이 1cm의 자갈층과 철망을 설치하였다. 균질하고 완전히 포화된 시료를 조성하기 위하여 수중 낙사법을 사용하였다.
대상 데이터
Fig. 2(a)와 같이 그라우팅 된 모래 시료 제작을 위하여 지름 50mm, 높이 450mm인 아크릴 몰드를 사용하였고, 몰드의 내부에는 윤활류를 뿌려 경화 후 시료 분리를 용이하게 하였다. 현탁액 주입 시 시료의 분리현상을 방지하고 시멘트 현탁액이 균일하게 주입하기 위하여 시료의 최하부 및 상부에 높이 1cm의 자갈층과 철망을 설치하였다.
본 연구에서는 입자크기에 따른 그라우팅 된 모래의 일축압축강도 변화를 관찰하기 위하여 평균 입경(median particle size, D50)이 서로 다른 3종류의 인공 파쇄사를 사용하였으며, 시중에서 판매되고 있는 S사의 마이크로 시멘트를 사용하였다. 모래와 마이크로 시멘트의 입도 분포는 Fig.
본 연구에서는 현탁액의 점도를 추정하기 위하여 길이 14mm, 두께 1mm, 높이 30mm의 베인 형태 레오메타(Rheometer, Merlin VR)를 이용하였다. W/C=1.
인공 파쇄사는 통일분류법(unified soil classification system, USCS)에 따라 SP로 분류되었다(ASTM D2488, 2009). 사용된 모래의 비중은 2.65이며, D50 각각 1.01mm, 0.8mm 그리고 0.47mm이다(Table 2). 마이크로 시멘트의 통과백분율 95% 해당하는 입자 크기는 16µm이하이고 비 표면적은 860m2/kg로 BS와 ACI의 마이크로 시멘트 기준을 모두 만족시켰다.
데이터처리
따라서 Asoil을 입자크기를 대변하는 평균 입경(D50, median particle size)과 상대 밀도를 대변하는 간극률(n, porosity)의 함수로 표현할 수 있다. D 50 과 n의 변화가 동시에 Asoil에 영향을 미치는 영향을 분석하기 위하여 다중 회귀 분석(multiple regression analysis)을 실시하고, Asoil과 D50 및 n의 관계를 Fig. 9 및 Eq. (5)와 같이 결정하였다.
일축 압축 실험은 1mm/min의 속도로 하중을 재하하여 시료가 파괴될 때까지 실시하였으며, 응력-변형률 곡선에서 응력의 최댓값을 일축압축강도로 산정하였다. 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축압축 강도는 세 개의 시료의 평균값으로 산정하였다. 본 연구에서 실시한 일축 압축 실험조건은 Table 3과 같다.
이론/모형
현탁액 주입 시 시료의 분리현상을 방지하고 시멘트 현탁액이 균일하게 주입하기 위하여 시료의 최하부 및 상부에 높이 1cm의 자갈층과 철망을 설치하였다. 균질하고 완전히 포화된 시료를 조성하기 위하여 수중 낙사법을 사용하였다. 수중 낙사법은 탈기수에 시료를 낙하시키는 방법으로 건조낙사법 보다 낮은 상대밀도의 시료를 조성하는데 용이하다(Vaid and Nequssey, 1984).
1과 같다. 인공 파쇄사는 통일분류법(unified soil classification system, USCS)에 따라 SP로 분류되었다(ASTM D2488, 2009). 사용된 모래의 비중은 2.
최대하중 10kN인 일축압축강도 시험기를 이용하여 양생된 시료의 일축압축강도를 측정하였다. 일축 압축 실험 시 시료 표면에 균일하게 응력을 재하하기 위하여 양생이 완료된 시료의 상/하부에 스테인리스와 네오프렌으로 제작된 비 접착식 캡을 사용하였다(ASTM C1231, 2015). 일축 압축 실험은 1mm/min의 속도로 하중을 재하하여 시료가 파괴될 때까지 실시하였으며, 응력-변형률 곡선에서 응력의 최댓값을 일축압축강도로 산정하였다.
성능/효과
(1) 블리딩은 W/C 비가 증가할수록 선형적으로 증가하였으며, 벤토나이트를 첨가한 현택액의 경우 벤토나이트를 첨가하지 않은 현탁액보다 블리딩이 감소하였다. W/C가 낮아질수록 벤토나이트의 첨가 유무에 상관없이 동일한 시멘트 양에 대한 첨가한 물의 양이 줄어들게 되므로 현탁액의 점도는 비선형 적으로 증가하는 경향을 보였다.
(2) 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도는 W/C에 가장 큰 영향을 받았으며, W/C가 낮아짐에 따라 비선형적으로 증가하였다. 또한, 모든 W/C에서 상대밀도가 증가할수록 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도는 선형적으로 증가하였다.
(3) 모래의 입자크기가 작아질수록 입자 간 접촉점이 많아져 마찰력이 증가하여 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도가 증가하였으나 W/C=1.0 에서 K6호사의 일축압축강도는 K5와 K4의 일축압축강도보다 낮은 경향을 보였다. 이는 상대적으로 작은 공극을 가지고 있는 K6 모래에 점도가 큰 현탁액이 주입됨으로써, 높은 주입압력에 의한 필터레이션 현상이 일어난 것으로 판단된다.
(4) 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 입경이 다른 모래의 일축압축강도를 W/C 비, 모래의 평균 입경, 그리고 간극률의 함수로 나타내었다. 그라우팅 된 모래의 일축압축강도 추정식을 제시하였으며 예측된 일축압축강도와 측정된 일축압축강도는 잘 일치하였다.
10과 같이 측정값과 Eq. (6)에 의해 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도를 추정한 결과 두 값이 매우 잘 일치함을 알 수 있었으며, 제외한 K4시료 Dr=50%의 일축압축강도 또한 잘 일치하였다 (R2 =0.990). 그러나, 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도는 사용된 모래의 광물학적 특성, 입자의 모양 등에 영향을 받을 것으로 판단되며, 추가적인 연구가 필요하다.
7은 각 시료별로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도(UCSgrouted sand)와 고결된 현탁액의 일축압축강도(UCSpure)의 변화를 보여준다. UCSgrouted sand는 모래의 입경 변화에 관계없이 W/C의 변화로 인한 UCSpure가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 동일한 입경의 시료에서는 시료의 상대밀도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. Eq.
4와 같다. W/C가 낮아질수록 벤토나이트의 첨가 유무에 상관없이 동일한 시멘트 양에 대한 첨가한 물의 양이 줄어들게 되므로 현탁액의 점도는 비선형적으로 증가하는 경향을 보였다. 또한 벤토나이트 함유량이 증가할수록 현탁액의 점도는 증가는 경향을 보였는데 이는 벤토나이트와 시멘트 입자 간의 전기화학적인 반발력이 커져 입자의 분산이 향상되어 경화 속도가 촉진되며, 벤토나이트의 팽윤성 때문에 현탁액의 전단저항력이 커지기 때문이다(Chun et al.
4와 같다. W/C가 낮아질수록 벤토나이트의 첨가 유무에 상관없이 동일한 시멘트 양에 대한 첨가한 물의 양이 줄어들게 되므로 현탁액의 점도는 비선형적으로 증가하는 경향을 보였다. 또한 벤토나이트 함유량이 증가할수록 현탁액의 점도는 증가는 경향을 보였는데 이는 벤토나이트와 시멘트 입자 간의 전기화학적인 반발력이 커져 입자의 분산이 향상되어 경화 속도가 촉진되며, 벤토나이트의 팽윤성 때문에 현탁액의 전단저항력이 커지기 때문이다(Chun et al.
(4) 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 입경이 다른 모래의 일축압축강도를 W/C 비, 모래의 평균 입경, 그리고 간극률의 함수로 나타내었다. 그라우팅 된 모래의 일축압축강도 추정식을 제시하였으며 예측된 일축압축강도와 측정된 일축압축강도는 잘 일치하였다.
W/C가 낮아질수록 벤토나이트의 첨가 유무에 상관없이 동일한 시멘트 양에 대한 첨가한 물의 양이 줄어들게 되므로 현탁액의 점도는 비선형 적으로 증가하는 경향을 보였다. 또한 벤토나이트 함유량이 증가할수록 현탁액의 점도는 증가는 경향을 보였는데 이는 벤토나이트와 시멘트 입자간의 전기화학적인 반발력에 의한 것으로 판단된다.
(2) 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도는 W/C에 가장 큰 영향을 받았으며, W/C가 낮아짐에 따라 비선형적으로 증가하였다. 또한, 모든 W/C에서 상대밀도가 증가할수록 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도는 선형적으로 증가하였다.
마이크로 시멘트의 통과백분율 95% 해당하는 입자 크기는 16µm이하이고 비 표면적은 860m2/kg로 BS와 ACI의 마이크로 시멘트 기준을 모두 만족시켰다.
5(a)와 같다. 모래의 평균 입경에 상관없이 모든 W/C 비에서 일축압축강도는 현탁액의 경화현상에 의해 28일까지는 선형적으로 증가하는 경향을 보인 후 시간의 증가에 따라 수렴하는 경향을 보였다. W/C는 그라우팅 된 모래의 일축압축강도에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 알려져 있다(Zeboviz et al.
블리딩은 W/C가 증가할수록 선형적으로 증가하는 경향을 보였다. 벤토나이트를 3% 첨가한 현탁액의 경우 벤토나이트를 첨가하지 않은 현탁액 보다 W/C=1.5, 2.0, 그리고 3.0에서 블리딩이 감소하는 경향을 보였다. 이는 벤토나이트와 시멘트 입자간의 전기화학적인 반발력에 의한 것으로 판단된다(Chun et al.
후속연구
990). 그러나, 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도는 사용된 모래의 광물학적 특성, 입자의 모양 등에 영향을 받을 것으로 판단되며, 추가적인 연구가 필요하다.
그라우팅 공법은 고결성 용액을 지반의 공극에 주입시킴으로써 지반의 강도와 강성을 증가시키고 투수계수, 지반의 침하를 감소시키는 공법이다. 그라우팅 공법의 종류에는 할렬 그라우팅, 압밀 그라우팅, 침투 그라우팅 등이 있다. 이중 침투 그라우팅 공법은 낮은 점도의 주입액과 1MPa 이하의 주입압력으로 원지반의 입자 배열을 변화시키지 않으면서 지반의 공극 속으로 고결성 용액을 주입시키는 공법으로 액상화 및 사면붕괴 방지를 위해 지반 저항력을 향상시키고 기초 및 터널 등지반 구조물에서 지반보강의 목적으로 널리 사용되고 있다(Zebovitz et al.
포틀랜드 시멘트를 이용한 침투 그라우팅의 제한점은?
투수성이 큰 자갈이나 사질토 지반의 경우, 보통 포틀랜드 시멘트(ordinary portland cement, OPC)를 이용한 침투 그라우팅이 주로 사용되고 있다. 하지만 OPC의 입자크기는 약 15µm∼80µm 정도로 공극의 크기가 작아 투수성이 낮은 실트질 지반의 경우 OPC의 주입이 제한적이다. 국내에서도 1980년대부터 주입성 향상을 위하여 다양한 종류의 마이크로 시멘트를 개발하였으며, 최근 들어 최대 입경 16µm 및 비표면적 860m2/kg 이상인 마이크로 시멘트가 상용화되고 있다.
참고문헌 (36)
Akbulut, S. and Saglamer, A. (2002), "Estimating the Groutability of Granular Soils: A New Approach", Tunnelling and underground space technology, Vol.17, No.4, pp.371-380.
ASTM C136 (2006), "Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates", West Conshohocken, PA.
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