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베트남 순환유동층 발전(CFBC) 플라이애시 고화재를 사용한 심층혼합 처리공법(DCM) 시험시공 사례

A Case Study on the Test Execution for DCM using Vietnam CFBC Fly Ash Solidification Material

資源리싸이클링 = Journal of the Korean Institute of Resources Recycling, v.27 no.5, 2018년, pp.38 - 48  

김기석 ((주)세종이엔씨) ,  이동원 ((주)세종이엔씨) ,  이재원 ((주)세종이엔씨) ,  권용규 ((주)세종이엔씨) ,  유지형 ((주)세종이엔씨) ,  즈엉수언호앙 ((주)세종이엔씨) ,  정찬묵 (우송대학교) ,  민경남 ((주)세종이엔씨)

초록
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심층처리혼합공법은 다양한 지반조건에서 개량을 위해 사용되고 있으며 그 기술개발은 개량을 위한 고화재의 성능향상과 고화재와 토사의 혼합효율 향상을 바탕으로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 베트남 지역에서 발생하는 순환유동층 발전 플라이애시를 사용한 고화재로 실트질 점토지반을 1내지 3 MPa의 강도를 갖도록 개량하는 것이 가능하였으며, 혼합효율을 향상시킨 개량비트를 사용하여 시험시공을 진행한 결과 기존비트 대비 균질한 구근을 형성하여 강도의 표준편차를 1.0 MPa 이상에서 0.322 MPa로 줄일 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Deep cement mixing method (DCM) is used to improve the quality of various ground type and its technical development proceeding based on performance improvements of solidification materials and mixing techniques with ground soil. In this study, it was possible to improve silty clay ground soil had 1 ...

주제어

표/그림 (13)

AI 본문요약
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문제 정의

  • CFBC 플라이애시는 보일러 배기가스의 탈황을 위해 석회석을 혼소함으로써 발생하는 연소재의 CaO 성분이 일반 플라이애시보다 높으며, 여러 형태의 CaO가 존재하는데 이 중 Free-CaO는 반응성이 빨라 응결을 앞당기고 반응과정 중 발열 및 결합수로 다량의 수분을 소비한다. 또한 탈황과정으로 인해 생성된 무수석고(Anhydrite, CaSO4)와 함께 Ettringite 생성을 유도하여 시멘트계 고화재와 유사한 고화 매커니즘을 발현하며이 생성물은 침상형 결정으로 고화재에 팽창성을 부여하기 때문에 지반개량재로서 활용하고자 하였다11).
  • 본 연구에서는 상기 서술한 DCM공법의 교반효율 향상을 위한 공법 개선흐름과 같은 맥락으로 로드에 부착된 나선형 교반날개 하단 교반비트를 개선하여 공법의 효율을 높이고자 하였으며, 산업부산물의 재활용에도 기여하고자 고화재로서 베트남 CFBC발전소에서 발생되는 고칼숨 플라이애시를 활용하여 그 특성을 살펴보고자 하였다.
  • 이는 CN을 제외한 다른 CFBC 발전소에서 배출된 플라이애시는 배출 후 탈황공정을 거쳐 생성된 석고를 재활용하기 위하여 분리선별 하였기 때문으로 추정되며, CFBC 플라이애시를 지반 고화재로서 활용하려는 본 연구의 목적에 따라 CN 플라이애시를 대상으로 실험을 진행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
DCM의 장점은 무엇인가? DCM은 모든 지반에 적용이 가능하며, 재하에 따른 개량지반의 변형이 적고, 비교적 단기간에 견고한 개량지반을 조성할 수 있는 특징을 가지고 있어 개발 이래 육상 및 해상에서 지속적으로 시공되고 있으며 그 적용 분야도 점차 넓어지는 추세에 있다. 이에 따라, DCM의 시공효율 향상을 위해 공법의 개량이 거듭되고 있으며, 이는 2축 식 교반날개를 사용하는 것이 일반적인 육상 DCM시공 시 교반날개를 개선하여 축의 구경을 넓히고 3축 이상을 동시에 시공할 수 있도록 하여 회당 개량면적증가를 목적으로 하는 것이 주를 이루고 있다2).
혼합처리 방법중 인발 시 배토방식을 적용하는 경우는 언제인가? 혼합처리 방법은 크게 관입 시 배토방식과 인발 시 배토방식으로 나눌 수 있는데, 관입 시 배토방식의 경우 흙과 고화재의 교반이 관입과 인발시 모두 가능하기 때문에 인발시 배토방식보다 균질성 확보에 유리하여 일반적으로 관입 시 배토방식을 사용하고 있다. 그러나 현장 토질조건에 따라서 관입속도에 따른 고화재 배토량의 조정이 필요하거나, 개량심도가 깊어 교반 비트 인발 시 고화가 시작되는 등의 문제가 발생하는 경우 인발 시 배토방식을 적용한다2).
심층혼합처리공법이란 무엇인가? 심층혼합처리공법(Deep cement mixing method, 이하 DCM)은 석회, 시멘트 등으로 이루어진 고화재를연약지반에 주입함과 동시에 기계적으로 고화재와 원지반 흙을 혼합하여 시멘트계 재료의 수화반응, 시멘트계재료와 원지반 흙의 포졸란 반응 등의 고결작용으로 원지반보다 강도가 높은 기둥체를 형성하여 연약지반을 개량하는 지반개량공법이며, 일본 운수성 항만기술연구소와 스웨덴 지반연구소에서 개발하여 1970년대 중반에 실용화되었다1).
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참고문헌 (14)

  1. Choong-Ho Lee et al., 2009 : The Analysis of Internal & External Stabilities and Factors for D.C.M Design, International Symposium on Urban Geotechnics, pp.793-808. 

  2. Toshirou Hara et al., 2007 : Development Status of Cement Deep Mixing Method in Japan, J. of Geotechnical Society, 23(11), pp.7-17. 

  3. KR Patent No. 1004649310000, 2003 : Construction Apparatus for Reforming Ground and Method. 

  4. KR Patent No. 1003944130000, 2003 : In-situ soil Mixing Pile by Multi-auger Machine and Column Wall Set up Method. 

  5. KR Patent No. 1016419430000 2016 : An Deep Wing Mixing Vibratinal Agitator for Hardening Ground and the Deep Wing Mixing Method Thereof. 

  6. Jeonggook Jang, Sangwoo Ji, and Jiwhan Ahn, 2017 : Utilization of Circulating Fluidized Bed Combustion Ash and Related Specifications for Mine Backfills, J. of Korean Inst. of Resources Recycling, 26(2), pp.71-79. 

  7. Terashi, M. 1997 : Deep mixing Method, Brief State of the Art, Proc. of the 14th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, 4, pp.2475-2478. 

  8. Niina, A. et al., 1981 : Engineering properties of improved soil obtained by stabilizing alluvial clay from various regions with cement slurry, Takenaka Technical Research Report, 25, pp.1-21. 

  9. Jin-Jian Chen, et al., 2013 : Field Tests, Modification and Application of Deep Soil Mixing Method in Soft Clay, J of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 139(1), pp.24-34. 

  10. Chul-Seoung Baek et al., 2015 : A Review of Desulfurization Technology using Lime stone in Circulating Fluidized Bed Boiler Type Power Plant, J. of Korean Inst. of Resources Recycling, 24(5), pp.3-14. 

  11. Yol Heo and Cheokeun Lee, 1993 : A Study on Deep Mixing Method of Reinfored Clay Foundation Using Cement Treated Piles, J. of the Institute of Construction Technology, 12(2), pp.33-43. 

  12. Kyongnam Min et al., 2017 : Analysis of Pysical and Chemical Properties of CFBC Fly Ash in Vietnam for Solidification, J. of Engineering Geology, 27, pp.245-253. 

  13. KS F 2324, 2016 : Standard method of classification of soils for engineering purposes. 

  14. S. A. Abo-El-enein et al., 1982 : Kinetics and mechanism of slag cement hydration, J. of Chemical Technology and Biotechnology, 32, pp.939-945. 

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