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시멘트광물계 급결제를 적용한 숏크리트의 안전성 확보와 환경안정성 관점에서의 재료 공학적 특성고찰 원문보기

자연, 터널 그리고 지하공간 = Magazine of Korean Tunnelling and Underground Space Association, v.20 no.4, 2018년, pp.44 - 54  

엄주일 ((주)유니온 기술연구소) ,  황봉춘 ((주)유니온 기술연구소 연구2팀) ,  이중복 ((주)유니온 사업1부 사업3팀) ,  이승환 ((주)유니온 사업1부 사업3팀)

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문제 정의

  • 숏크리트의 환경적인 측면을 다루기에 앞서 국내에서는 시멘트광물계 급결제가 단일 제품으로 인식되는 경향이 있고 관련 연구도 미진한 부분으로 시멘트광물계 급결제의 분류에 대해 간략하게나마 정리해 보고자 한다. 시멘트광물계 급결제는 주원료에 따라 제조공정이 달라지며 첨가재의 종류 및 성분에 따라 포함되는 알칼리 총량은 크게 차이가 나고 용도에 따라 일반 숏크리트용, 고강도 숏크리트용으로 구분된다(그림 11).
  • 이러한 추세에 따라 국내에서도 수년 전부터 고성능의 시멘트광물계 급결제가 개발되어 최장대고속도로 터널인 인제터널, 수서~평택간 SRT 고속철도,보령~태안간 해저터널 등 국내현장 뿐만 아니라 일본 및 인도네시아 등 해외현장에서도 품질의 우수함을 인정받고 있다(그림 1). 하지만 이러한 시멘트광물계 급결제의 우수한 품질과 친환경적인 장점에도 불구하고 터널의 설계 및 시공과 관련되어 부정확한 정보가 있어 이를 바로잡고자 한다.
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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
숏크리트의 중요한 목적은 무엇인가? 각 단계가 유기적으로 진행되어야만 터널시공이 안정적으로 수행될 수 있는데 이 중 숏크리트의 경우에는 콘크리트에 사용되는 시멘트, 골재, 급결제, 콘크리트의 배합 및 시공성 등 많은 사항들이 고려되어야만 적정한 품질을 확보할 수 있으며, 후속공정이 원활하게 진행될 수 있다. 따라서 숏크리트의 가장 중요한 목적은 안전성을 추구하는 것이며, 그에 따라 작업자의 생명 및 안전을 지킬 수 있고 후속공정이 원활하게 진행되어 추가적인 비용을 절감하는 효과도 기대할 수 있게 된다. 또한 최근 지속적으로 관심이 증가하고 있는 작업자의 건강과 환경을 보호하는 환경적인 측면도 고려해야 한다.
숏크리트의 안정성 확보에 적정한 강도 발현이 중요한 이유는 무엇인가? 터널 시공은 용수, 연약지반 등 예측하기 어려운 지하에서 이루어짐에 따라 상당한 리스크를 감수하고 진행하여야 하며, 터널상부에서 가해지는 압력과 발파에 따른 충격과 진동을 버텨야 하는 1차 지보재인 숏크리트가 불량할 경우 작업자의 안전을 보장할 수 없고 후속공정의 진행이 불가능하게 된다(그림 2). 이러한 숏크리트의 안전성을 확보하는데 있어서 선행적으로 필요한 인자는 적정한 강도 발현일 것이다.
숏크리트의 품질을 확보하기 위해 고려되어야 하는 사항은 무엇인가? NATM 공법에서 터널굴착은 통상적으로 12~24시간 주기의 사이클로 반복적으로 수행된다. 각 단계가 유기적으로 진행되어야만 터널시공이 안정적으로 수행될 수 있는데 이 중 숏크리트의 경우에는 콘크리트에 사용되는 시멘트, 골재, 급결제, 콘크리트의 배합 및 시공성 등 많은 사항들이 고려되어야만 적정한 품질을 확보할 수 있으며, 후속공정이 원활하게 진행될 수 있다. 따라서 숏크리트의 가장 중요한 목적은 안전성을 추구하는 것이며, 그에 따라 작업자의 생명 및 안전을 지킬 수 있고 후속공정이 원활하게 진행되어 추가적인 비용을 절감하는 효과도 기대할 수 있게 된다.
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