본 논문은 현재 발굴유구 토양 강화처리에 주로 사용되고 있는 5종의 상품 가운데 수용성 3종과 지용성 2종인 Caparol-binder, Primal MC-76, Goldenmette medium, Paraloid B-72, PSNY-6에 대하여 FT-IR을 이용한 분석을 실시한 후 토양의 입도와 강화 처리제의 농도를 기준으로 물성 실험을 실시하여 실험 결과를 자료화 하고 강화 처리제의 적용 범위에 대하여 제시하고자한다. 실험은 채취한 토양을 입도별로 분류한 뒤 시편을 제작하여 물성 실험을 실시하였다. 토양의 입도별 분류는 Standard Testing Sieve의 눈금크기를 기준으로 하여 직경 1.0mm이하(Group Ⅰ), 1.0 ∼ 3.3mm(Group Ⅱ), 3.3 ∼ 5.0mm(Group Ⅲ), 원토양(Group Ⅳ)의 4가지로 분류하였다. 시편제작은 12mm 두께의 M.D.F를 사용하여 내부 Size가 120 × 120 × 120mm의 입방체가 되도록 압축시편 ...
본 논문은 현재 발굴유구 토양 강화처리에 주로 사용되고 있는 5종의 상품 가운데 수용성 3종과 지용성 2종인 Caparol-binder, Primal MC-76, Goldenmette medium, Paraloid B-72, PSNY-6에 대하여 FT-IR을 이용한 분석을 실시한 후 토양의 입도와 강화 처리제의 농도를 기준으로 물성 실험을 실시하여 실험 결과를 자료화 하고 강화 처리제의 적용 범위에 대하여 제시하고자한다. 실험은 채취한 토양을 입도별로 분류한 뒤 시편을 제작하여 물성 실험을 실시하였다. 토양의 입도별 분류는 Standard Testing Sieve의 눈금크기를 기준으로 하여 직경 1.0mm이하(Group Ⅰ), 1.0 ∼ 3.3mm(Group Ⅱ), 3.3 ∼ 5.0mm(Group Ⅲ), 원토양(Group Ⅳ)의 4가지로 분류하였다. 시편제작은 12mm 두께의 M.D.F를 사용하여 내부 Size가 120 × 120 × 120mm의 입방체가 되도록 압축시편 몰드를 제작한 뒤 분류된 각각의 토양을 1kg씩 몰드에 넣고 500kg의 압력으로 1시간 동안 압축하였다. 제작된 시편에 강화 처리제를 5, 10, 15, 20Wt/%의 농도로 제조한 후 토양시편에 분무하여 72시간 동안 건조한 뒤 침투도, 토색, 광택을 측정할 수 있는 공용시편으로 하였다. 이외 압축강도, 접착력, 수축력, 내수성 실험을 할 수 있는 별도의 시편을 제작하였다. 시편제작은 KS 규격을 기준으로 하였으나 KS method가 없는 경우 객관성을 부여하기 위해 시편규격이나 실험방법 등을 명확하게 제시하였다. FT-IR을 이용한 강화 처리제의 분석 결과 Primal MC-76, Goldenmette medium, Paraloid B-72는 같은 Acrylate 계열의 합성수지인 것으로 확인되었다. Caparol-binder는 Polyvinylacetate(PVAc) 계열의 합성수지인 것으로 확인되었으며, PSNY-6(주제)는 Isocyanates의 특성을 가지고 있는 Urethane 계열의 합성수지인 것으로 확인되었다. 따라서 본 실험에 사용한 5종의 강화 처리제는 Acrylate 3종, Polyvinylacetate 1종, Urethane 1종으로 확인되었다. 토양의 입도별 물성 실험 결과 Group Ⅲ은 침투도가 가장 낮은 Group Ⅰ에 비해 2배 이상 우수한 것으로 확인되었으며, Group Ⅲ은 토색 변화에서도 강화 처리제의 농도 0Wt/% ∼ 20Wt/% 모두 10YR 5/3(Brown)으로 변화가 없는 것으로 확인되었다. Group Ⅲ은 광택 변화에서도 가장 적은 변화를 보여 가장 변화가 많은 Group Ⅰ에 비해 약 6배 차이가 발생한 것으로 확인되었다. Group Ⅳ는 압축 강도에서 가장 높게 측정되어 가장 낮은 Group Ⅰ에 비해 약 8배 이상 차이가 발생한 것으로 확인되었다. 강화 처리제의 농도별 물성 실험 결과 Caparol-binder 5Wt/%가 평균 침투도에서 가장 높게 측정되어 가장 낮게 측정된 Caparol-binder 20Wt/%에 비해 약 2배 가까이 차이가 발생하는 것으로 확인되었다. Primal MC-76 20Wt/%는 평균 압축 강도에서 가장 높게 측정되어 가장 낮게 측정된 Caparol-binder 5Wt/%에 비해 약 6배 이상 차이가 발생하는 것으로 확인되었으며, Primal MC-76 20Wt/%는 평균 접착 강도에서도 가장 높게 측정되어 가장 낮게 측정된 Paraloid B-72 5Wt/%에 비해 약 3배 이상 차이가 발생하는 것으로 확인되었다. 강화 처리제별 물성 실험 결과 Primal MC-76이 평균 침투도에서 가장 높게 측정되었으며, Goldenmette medium이 가장 낮게 측정되었다. Primal MC-76은 평균 압축 강도에서 가장 높은 것으로 확인 되었으며, 가장 낮은 Caparol-binder에 비해 약 3배 이상 차이가 발생하는 것으로 확인 되었다. Primal MC-76은 접착 강도에서도 가장 높게 측정 되었으며, 가장 낮은 PSNY-6에 비해 약 2배 이상 접착력에 차이가 발생하는 것으로 확인 되었다. 실험 결과 강화 처리된 토양의 입도는 Group Ⅲ과 Group Ⅳ가 가장 안정적이며, Group Ⅰ이 상대적으로 가장 불안정할 것으로 판단된다. 토양 강화 처리제의 농도는 침투도를 우선으로 하는 경우 Caparol-binder 5Wt/%가 가장 적합할 것으로 판단되며, 강도를 우선으로 하는 경우 Primal MC-76 20Wt/%가 적합할 것으로 판단된다. 이상적인 토양 강화 처리제는 5종의 강화 처리제 중 평균 침투도와 강도에서 높게 측정된 Primal MC-76이 가장 근접하는 것으로 확인되었다. 따라서 강화 처리제는 토양의 입도, 강화 처리제의 농도, 강화 처리제의 종류에 따라 다른 결과가 발생할 수 있으므로 과학적인 자료를 근거로 토양 환경에 맞는 재료를 선택을 하는 것이 중요할 것으로 생각된다.
본 논문은 현재 발굴유구 토양 강화처리에 주로 사용되고 있는 5종의 상품 가운데 수용성 3종과 지용성 2종인 Caparol-binder, Primal MC-76, Goldenmette medium, Paraloid B-72, PSNY-6에 대하여 FT-IR을 이용한 분석을 실시한 후 토양의 입도와 강화 처리제의 농도를 기준으로 물성 실험을 실시하여 실험 결과를 자료화 하고 강화 처리제의 적용 범위에 대하여 제시하고자한다. 실험은 채취한 토양을 입도별로 분류한 뒤 시편을 제작하여 물성 실험을 실시하였다. 토양의 입도별 분류는 Standard Testing Sieve의 눈금크기를 기준으로 하여 직경 1.0mm이하(Group Ⅰ), 1.0 ∼ 3.3mm(Group Ⅱ), 3.3 ∼ 5.0mm(Group Ⅲ), 원토양(Group Ⅳ)의 4가지로 분류하였다. 시편제작은 12mm 두께의 M.D.F를 사용하여 내부 Size가 120 × 120 × 120mm의 입방체가 되도록 압축시편 몰드를 제작한 뒤 분류된 각각의 토양을 1kg씩 몰드에 넣고 500kg의 압력으로 1시간 동안 압축하였다. 제작된 시편에 강화 처리제를 5, 10, 15, 20Wt/%의 농도로 제조한 후 토양시편에 분무하여 72시간 동안 건조한 뒤 침투도, 토색, 광택을 측정할 수 있는 공용시편으로 하였다. 이외 압축강도, 접착력, 수축력, 내수성 실험을 할 수 있는 별도의 시편을 제작하였다. 시편제작은 KS 규격을 기준으로 하였으나 KS method가 없는 경우 객관성을 부여하기 위해 시편규격이나 실험방법 등을 명확하게 제시하였다. FT-IR을 이용한 강화 처리제의 분석 결과 Primal MC-76, Goldenmette medium, Paraloid B-72는 같은 Acrylate 계열의 합성수지인 것으로 확인되었다. Caparol-binder는 Polyvinylacetate(PVAc) 계열의 합성수지인 것으로 확인되었으며, PSNY-6(주제)는 Isocyanates의 특성을 가지고 있는 Urethane 계열의 합성수지인 것으로 확인되었다. 따라서 본 실험에 사용한 5종의 강화 처리제는 Acrylate 3종, Polyvinylacetate 1종, Urethane 1종으로 확인되었다. 토양의 입도별 물성 실험 결과 Group Ⅲ은 침투도가 가장 낮은 Group Ⅰ에 비해 2배 이상 우수한 것으로 확인되었으며, Group Ⅲ은 토색 변화에서도 강화 처리제의 농도 0Wt/% ∼ 20Wt/% 모두 10YR 5/3(Brown)으로 변화가 없는 것으로 확인되었다. Group Ⅲ은 광택 변화에서도 가장 적은 변화를 보여 가장 변화가 많은 Group Ⅰ에 비해 약 6배 차이가 발생한 것으로 확인되었다. Group Ⅳ는 압축 강도에서 가장 높게 측정되어 가장 낮은 Group Ⅰ에 비해 약 8배 이상 차이가 발생한 것으로 확인되었다. 강화 처리제의 농도별 물성 실험 결과 Caparol-binder 5Wt/%가 평균 침투도에서 가장 높게 측정되어 가장 낮게 측정된 Caparol-binder 20Wt/%에 비해 약 2배 가까이 차이가 발생하는 것으로 확인되었다. Primal MC-76 20Wt/%는 평균 압축 강도에서 가장 높게 측정되어 가장 낮게 측정된 Caparol-binder 5Wt/%에 비해 약 6배 이상 차이가 발생하는 것으로 확인되었으며, Primal MC-76 20Wt/%는 평균 접착 강도에서도 가장 높게 측정되어 가장 낮게 측정된 Paraloid B-72 5Wt/%에 비해 약 3배 이상 차이가 발생하는 것으로 확인되었다. 강화 처리제별 물성 실험 결과 Primal MC-76이 평균 침투도에서 가장 높게 측정되었으며, Goldenmette medium이 가장 낮게 측정되었다. Primal MC-76은 평균 압축 강도에서 가장 높은 것으로 확인 되었으며, 가장 낮은 Caparol-binder에 비해 약 3배 이상 차이가 발생하는 것으로 확인 되었다. Primal MC-76은 접착 강도에서도 가장 높게 측정 되었으며, 가장 낮은 PSNY-6에 비해 약 2배 이상 접착력에 차이가 발생하는 것으로 확인 되었다. 실험 결과 강화 처리된 토양의 입도는 Group Ⅲ과 Group Ⅳ가 가장 안정적이며, Group Ⅰ이 상대적으로 가장 불안정할 것으로 판단된다. 토양 강화 처리제의 농도는 침투도를 우선으로 하는 경우 Caparol-binder 5Wt/%가 가장 적합할 것으로 판단되며, 강도를 우선으로 하는 경우 Primal MC-76 20Wt/%가 적합할 것으로 판단된다. 이상적인 토양 강화 처리제는 5종의 강화 처리제 중 평균 침투도와 강도에서 높게 측정된 Primal MC-76이 가장 근접하는 것으로 확인되었다. 따라서 강화 처리제는 토양의 입도, 강화 처리제의 농도, 강화 처리제의 종류에 따라 다른 결과가 발생할 수 있으므로 과학적인 자료를 근거로 토양 환경에 맞는 재료를 선택을 하는 것이 중요할 것으로 생각된다.
This study intends to make test result as data base and present application range of consolidants by performing a properties test based on soil granularity and concentration of consolidants after performing an analysis by using FT-IR for Caparol-binder, Primal MC-76, Goldenmette medium, Paraloid B-7...
This study intends to make test result as data base and present application range of consolidants by performing a properties test based on soil granularity and concentration of consolidants after performing an analysis by using FT-IR for Caparol-binder, Primal MC-76, Goldenmette medium, Paraloid B-72 and PSNY-6 that are 3 types of water soluble agents and 2 types of fat soluble agents among 5 types of consolidants being mainly used for soil consolidation of excavated relics at present. Properties test was performed by manufacturing specimen after classifying collected soil by each granularity. Soil granularity was classified into 4 kinds including soil diameter below 1.0mm (Group I), 1.0 ∼ 3.3mm (Group II), 3.3 ∼ 5.0mm (Group III) and original soil (Group IV) based on gradation size of Standard Testing Sieve. Compressed specimen mold was manufactured by using M.D.F. with thickness of 12mm so that it would become a cube of which internal size is 120 x 120 x 120mm and then after inserting each classified soil of 1kg into mold, it was compressed for 1 hour under pressure of 500kg. After manufacturing consolidants based on concentration of 5, 10, 15, 20Wt/%, it was sprayed on manufactured specimen. After drying it for 72 hours, it was made as common specimen that may measure penetrance, soil color and polish. In addition, a separate specimen by which tests of compression strength, adhesive force, contraction force and water-resisting test could be performed was manufactured. Specimen was manufactured based on KS but in case that KS method was not available, specimen standard or test method was clearly presented in order to provide its objectivity. As a result of analyzing consolidants by using FT-IR, it was confirmed as acrylate synthetic resin such as Primal MC-76, Goldenmette medium, Paraloid B-72. Caparol-binder was confirmed as Polyvinylacetate (PVAc) synthetic resin and PSNY-6(main agent) was confirmed as Urethan synthetic resin having features of Isocyanates. Therefore, 5 types of consolidants being used for this test were confirmed as 3 types of acrylate, 1 type of PVAc and 1 type of urethane, respectively. As a result of properties test by each soil granularity, penetrance of Group III was confirmed to be the most excellent by more than 2 times compared with that of Group I and in Group III, it was confirmed that its soil color was not changed as all the concentrations of consolidants (0Wt/% ∼ 20Wt/%) was 10YR 5/3 (Brown) and its polish also showed least change and a difference of app. 6 times compared with that of Group I showing the highest change was confirmed to be taken place. As compression strength of Group IV was measured to be highest, a difference of app. 8 times compared with that of Group I was confirmed to be taken place. As a result of properties test of consolidants by each concentration, as average penetrance of Caparol-binder 5Wt/% was measured to be the highest, a difference close to 2 times compared with that of Caparol-binder 20Wt/% was confirmed to be taken place. As average compression strength of Primal MC-76 20Wt/% was measured to be the highest, a difference by more than 6 times compared with that of Caparol-binder 5Wt/% was confirmed to be taken place and as average adhesive strength of Primal MC-76 20Wt/% was measured to be the highest, a difference by more than 3 times compared with that of Paraloid B-72 that was measured to be the lowest was confirmed to be taken place. As a result of properties test by each consolidants, average penetrance of Primal MC-76 was measured to be the highest and that of Goldenmette medium was measured to the lowest. Average compression strength of Primal MC-76 was confirmed to be the highest and a difference by app. 3 times was confirmed to be taken place compared with that of Caparol-binder that was measured to be the lowest. Adhesive strength of Primal MC-76 was measured to the highest and a difference by app. 2 times compared with that of PSNY-6 was confirmed to be taken place. As a result of experiment, it is judged that granularity of consolidated soil of Group III and IV would be most stable and that of Group I would be relatively most unstable. In case of prioritizing penetrance, it is judged that Caparol-binder 5Wt/% would be most appropriate and in case of prioritizing strength, Primal MC-76 20Wt/% would be most appropriate as concentrations of soil consolidants. Primal MC-76 of which average penetrance and strength were measured to be high among 5 types of consolidants was confirmed to be most close to an ideal soil consolidants. Therefore, as different result may be represented in soil consolidants depending on soil granularity, concentration and type of consolidants, selecting materials fit for soil environment based on scientific data is considered to be important.
This study intends to make test result as data base and present application range of consolidants by performing a properties test based on soil granularity and concentration of consolidants after performing an analysis by using FT-IR for Caparol-binder, Primal MC-76, Goldenmette medium, Paraloid B-72 and PSNY-6 that are 3 types of water soluble agents and 2 types of fat soluble agents among 5 types of consolidants being mainly used for soil consolidation of excavated relics at present. Properties test was performed by manufacturing specimen after classifying collected soil by each granularity. Soil granularity was classified into 4 kinds including soil diameter below 1.0mm (Group I), 1.0 ∼ 3.3mm (Group II), 3.3 ∼ 5.0mm (Group III) and original soil (Group IV) based on gradation size of Standard Testing Sieve. Compressed specimen mold was manufactured by using M.D.F. with thickness of 12mm so that it would become a cube of which internal size is 120 x 120 x 120mm and then after inserting each classified soil of 1kg into mold, it was compressed for 1 hour under pressure of 500kg. After manufacturing consolidants based on concentration of 5, 10, 15, 20Wt/%, it was sprayed on manufactured specimen. After drying it for 72 hours, it was made as common specimen that may measure penetrance, soil color and polish. In addition, a separate specimen by which tests of compression strength, adhesive force, contraction force and water-resisting test could be performed was manufactured. Specimen was manufactured based on KS but in case that KS method was not available, specimen standard or test method was clearly presented in order to provide its objectivity. As a result of analyzing consolidants by using FT-IR, it was confirmed as acrylate synthetic resin such as Primal MC-76, Goldenmette medium, Paraloid B-72. Caparol-binder was confirmed as Polyvinylacetate (PVAc) synthetic resin and PSNY-6(main agent) was confirmed as Urethan synthetic resin having features of Isocyanates. Therefore, 5 types of consolidants being used for this test were confirmed as 3 types of acrylate, 1 type of PVAc and 1 type of urethane, respectively. As a result of properties test by each soil granularity, penetrance of Group III was confirmed to be the most excellent by more than 2 times compared with that of Group I and in Group III, it was confirmed that its soil color was not changed as all the concentrations of consolidants (0Wt/% ∼ 20Wt/%) was 10YR 5/3 (Brown) and its polish also showed least change and a difference of app. 6 times compared with that of Group I showing the highest change was confirmed to be taken place. As compression strength of Group IV was measured to be highest, a difference of app. 8 times compared with that of Group I was confirmed to be taken place. As a result of properties test of consolidants by each concentration, as average penetrance of Caparol-binder 5Wt/% was measured to be the highest, a difference close to 2 times compared with that of Caparol-binder 20Wt/% was confirmed to be taken place. As average compression strength of Primal MC-76 20Wt/% was measured to be the highest, a difference by more than 6 times compared with that of Caparol-binder 5Wt/% was confirmed to be taken place and as average adhesive strength of Primal MC-76 20Wt/% was measured to be the highest, a difference by more than 3 times compared with that of Paraloid B-72 that was measured to be the lowest was confirmed to be taken place. As a result of properties test by each consolidants, average penetrance of Primal MC-76 was measured to be the highest and that of Goldenmette medium was measured to the lowest. Average compression strength of Primal MC-76 was confirmed to be the highest and a difference by app. 3 times was confirmed to be taken place compared with that of Caparol-binder that was measured to be the lowest. Adhesive strength of Primal MC-76 was measured to the highest and a difference by app. 2 times compared with that of PSNY-6 was confirmed to be taken place. As a result of experiment, it is judged that granularity of consolidated soil of Group III and IV would be most stable and that of Group I would be relatively most unstable. In case of prioritizing penetrance, it is judged that Caparol-binder 5Wt/% would be most appropriate and in case of prioritizing strength, Primal MC-76 20Wt/% would be most appropriate as concentrations of soil consolidants. Primal MC-76 of which average penetrance and strength were measured to be high among 5 types of consolidants was confirmed to be most close to an ideal soil consolidants. Therefore, as different result may be represented in soil consolidants depending on soil granularity, concentration and type of consolidants, selecting materials fit for soil environment based on scientific data is considered to be important.
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