무기질계 지반주입재의 내구성 및 친환경적 특성에 관한 연구

A Study on the Durability and Environmentally Friendly of Inorganic Grouting Material

무기질계 주입재는 지반개량 재료로서 기존의 물유리계 재료를 사용할 경우 발생하는 용출현상 및 강도저하를 보완한 시멘트계 급결재와 무기질계 초미립자를 주원료로 하는 순수 무기질 재료를 사용한 것으로서, 시공 후 내구성 및 강도가 우수하고 주입재의 용출 현상이 발생하지 않아 환경오염 문제가 거의없는 영구적인 차수 및 보강에 적합한 친환경적인 재료이다. 본 연구는 지반개량 재료로서 급결성 시멘트계 재료와 순수 무기질 주입재를 주원료로 배합된 MIS(Micro Injection-process System)와 기존에 많이 쓰여지고 있는 물유리계 주입재인 SGR의 내구성 및 친환경적특성을 일축압축강도시험, 내화학성시험, 어독성시험, 화학성분 분석 등의 실험으로 비교 분석 하였다. 일축압축 시험결과 재령 28일 강도는 MIS가 SGR재료에 비해 1.7배 크게 발현 되었고, 재령 40일 이후 SGR재료는 강도가 저하하는 반면 MIS는 지속적으로 증가하는 경향을 보였다. 내화학성시험 결과 MIS의 길이변화율이 물유리계주입재에 비해 10배~25배 작게 나타났다. 그리고, 어독성시험 결과 MIS가 물유리계주입재에 비해 친환경적임이 증명되었고, 화학성분 분석 결과 MIS 용출액이 물유리계주입재의 용출액에 비해 $Cr^{6+}$, Pb, Si 성분이 적게 검출됨을 확인할 수 있었다. 따라서, MIS 주입재는 기존의 SGR 주입재에 비해 고강도로 공기단축 및 기초지반의 구조적 안정성이 우수하며 친환경적이라 지하수오염 등의 문제도 적을 것으로 판단된다.

Inorganic injection material, which is one of the ground improvement materials, consists of cement accelerator and inorganic micro particle. The inorganic injection material is known to overcome the major limitations of water glass type improvement materials, which are leaching and accompanying strength loss. The inorganic injection material is superior in durability and strength, and environmentally friendly since leaching is prevented. In this study, the effectiveness and environment-friendliness of the MIS(Micro Injection-process System) using the inorganic injection material is compared to SGR, which uses the water glass. The performed tests were unconfined compression test, chemical resistance test, and fish poison test. The unconfined compression tests showed that the MIS results in 1.7 times higher 28 day strength compared to the SGR. In addition, the strength continually increased with time for the MIS, while it decreased for the SGR. The chemical resistance tests indicated that the rate of change in length using the MIS is 10~25 times smaller than when using the SGR. The fish poison test proved that MIS was more environmentally friendly. The analysis of chemical ingredients of leached showed that the amount of $Cr^{6+}$, Pb and Si leached from the MIS is less compared to the SGR. Accordingly, the MIS grout is more high-strength than existing SGR grout. It is excellent in shortening of construction period, structural stability of foundation and environmentally friendly. So, it is considered that it has not little the problem about groundwater pollution.