[논문]시공 시 손상에 의한 지오텍스타일 및 지오멤브레인의 장기성능

전한용; 목문성; 류원석; 이준석; 홍상진

시공 시 손상에 의한 지오텍스타일 및 지오멤브레인의 장기성능
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전한용 (전남대학교 응용화학공학부) , 목문성 (전남대학교 응용화학공학) , 류원석 (영남대학교 섬유패션디자인학) , 이준석 (영남대학교 섬유패션디자인학) , 홍상진 (주식회사 파인텍스)

폐기물 매립시스템은 크게 폐기물의 토양으로의 유출에 의한 오염방지를 위한 lining system과 폐기물에서 발생하는 가스의 방출차단과 빗물의 매립시스템으로의 침투방지를 위한 covering system으로 나뉘어진다. Lining system은 폐기물 하부에 차수층, 침출수 배수층, 침출수 차단층과 차수재 보호층 순으로 구성되며, covering system은 폐기물 상부에 집수관을 설치한 후 중간 복토층을 둔 후, 가스 차단층, 봉합층, 배수장치와 보호층 순으로 구성되어진다. (중략)

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문제 정의

본 연구에서는 4가지 복토 조건을 고려하여 현장 시험시공을 실시한 후 각각의 경우의 시공 시 손상에 의한 지오 멤브레인과 지오텍스타일의 내구성을 평가하였다. 그림 1에서는 각각의 복토조건을 나타내고 있다.

제안 방법

따라서, 페기물 매립지의 적절한 covering system의 결정이 매우 중요하며, 본 연구에서는 페기물 매립시스템에서 다양한 형태의 covering 조건을 고려하여 현장시험시공을 실시한 후 일정 기간이 경 과한 후 차 수재와 보호 재로 사용된 각각의 지오 멤브레인과 지오텍스타일 시료를 회수하여 물성의 변 동값을 측정함으로써, 시공 시 손상에 의한 지오텍스타일과 지오 멤브레인의 장기 내구성을 평가하였다
지오 멤브레인의 시공 시 손상에 의한 인장 특성 변화 정도를 평가하기 위하여 ASTM D 638을 이용하여 시공 이전 상태와 시공 이후 상태의 지오 멤브레인에 대하여 각각 인장 특성실험을 실시한 후 재료의 장기 성능 특성에 영향을 미치는 여러 요소 중 시공 시 손상에 의한 감소인 자를 산출하였다. 또한 지오텍스타일의 경우에도 ASTM D 751에 의거하여 시공 전과 시공 후의 인장 특성의 변화를 평가하여 역시 시공 시 손상에 의한 감소 인자값을 산출하였다.
지오 멤브레인의 시공 시 손상에 의한 인장 특성 변화 정도를 평가하기 위하여 ASTM D 638을 이용하여 시공 이전 상태와 시공 이후 상태의 지오 멤브레인에 대하여 각각 인장 특성실험을 실시한 후 재료의 장기 성능 특성에 영향을 미치는 여러 요소 중 시공 시 손상에 의한 감소인 자를 산출하였다. 또한 지오텍스타일의 경우에도 ASTM D 751에 의거하여 시공 전과 시공 후의 인장 특성의 변화를 평가하여 역시 시공 시 손상에 의한 감소 인자값을 산출하였다.

대상 데이터

페 기물 매 립 지에서 차수막으로 이용되는 두께 2 mm 고밀도 폴리 에틸렌 지오 멤브레인과과 covering system에서 차수 층과 배수층을 보호하는 보호 재로 적용되는 300, 700g/m! 2종의 니들펀치 부직포지 오텍 스타일을 이용하였다.

성능/효과

(1) 매립지 커버에서 보호 재로 이용되는 지오텍스타일의 경우 상충 부보다 하층부에서의 인장강도 감 소값이 더 크게 나타났다.
(2) 매립지 커버의 복토 시 차단충으로 시멘트를 사용할 경우 보호재의 인장 강도의 감소값이 다른 경우에 비해 크게 나타났다.
(3) 매립지 커버에서 차단충에서 차단막으로 지오멤브레인을 사용하지 않고 차단층의 두께를 증가시킬 경우 보호재의 인장 강도 감소값이 다른 경우에 비해 더 크게 나타났다.
따라서, 매립지 커버 충의 설계를 바꿔줌으로써 매립지의 전체적인 물의 양을 조절할 수 있는 효과를 얻게 되며 결과적으로 쓰레기 매립 기간의 침출수의 발생 양과 완전 매립 후 침출수의 발생량을 줄이는 효과를 얻게 된다. 결과적으로 매립지 커버 충의 이상적인 설계를 통해서 침출수의 양을 줄이는 것은 이후 수반되는 긴 기간 동안 실시해야 하는 침출수 취급과 처리 시스템에서의 비싼 비용을 줄일 수 있는 효과를 얻게 된다. 국내의 폐기물 매립시스템에서 lining system의 경우 규정에 따른 시공이 이루어 지고 있으나, 이에 반해 covering system의 경우, 명확히 규정된 복토 방법에 의한 시공이 아직 실시되지 않고 있다.
매립지 커버 층으로부터 침투한 물은 쓰레기에 존재하는 용해성 물질들과 반응하여 침출수가 되는 데 이때 침투한 물의 양이 많으면 많을수록 발생되는 침출수의 양도 이에 비례하여 증가하게 된다. 따라서, 매립지 커버 충의 설계를 바꿔줌으로써 매립지의 전체적인 물의 양을 조절할 수 있는 효과를 얻게 되며 결과적으로 쓰레기 매립 기간의 침출수의 발생 양과 완전 매립 후 침출수의 발생량을 줄이는 효과를 얻게 된다. 결과적으로 매립지 커버 충의 이상적인 설계를 통해서 침출수의 양을 줄이는 것은 이후 수반되는 긴 기간 동안 실시해야 하는 침출수 취급과 처리 시스템에서의 비싼 비용을 줄일 수 있는 효과를 얻게 된다.
이로부터 차단 충과 배수충 의 보호 재로 사용되는 지오텍스타일의 경우 상층부보다 하층부에서의 시공 시 손상 정도가 더 심할 것으로 예측된다. 지오 멤브레인의 경우 사용되는 차단재료의 종류에 의해서 영향을 많이 받게 되는데 차 단 재료로 원지반 토나 일반토사와 폐석회가 사용될 경우보다 시멘트가 이용되었을 때의 인장강도의 감 소정 도가 더 심한 것으로 나타났다. 지오 멤브레인을 차단막으로 이용하지 않고 단지 차단층의 두께만을 증가한 d의 경우에는 보호 재로 사용되는 지오텍스타일의 강도감소가 a, b, c의 경우보다 더욱 심하게 나타남을 확인할 수 있다.

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