• 한국지반공학회논문집
• /
• 제21권4호
• /
• pp.21-29
• /
• 2005

경량기포혼합토는 경량성으로 인하여 지반내 응력증가에 따른 침하, 활동 파괴, 측방 유동 등의 지반공학적 문제를 해결할 수 있다. 최근 지반개량 및 보강을 위한 경량기포혼합토공법은 육상공사 및 해상공사에 그 적용이 확대되고 있다. 일련의 삼축 및 일축압축강도시험을 수중양생된 경량기포혼합토에 대하여 그 거동 특성을 파악하기 위하여 수행하였다. 특히 수중에 타설하는 경우에 수압에 의해서 경량기포혼합토내에 생성된 기포가 수축되기 때문에 대기중에 타설된 경우와 비교하여 경량기포혼합토의 밀도가 커질 수 있다. 따라서 경량기포혼합토공법을 하천 저면이나 해저에 적용하기 위해서는 수심에 의한 양생압력에 대한 경량기포혼합토의 역학적 특성을 규명해야 한다. 본 논문에서는 수중에 타설되는 경량기포혼합토의 역학적 성질을 조사하기 위해서 양생압력 조절이 가능한 수중양생 시뮬레이션 시스템을 이용하였다. 즉, 수중 5미터와 10미터의 양생조건을 가정하여 경량기포혼합토의 역학적 특성을 조사하였으며 배합인자들에 의한 경량기포혼합토의 압축강도 변화를 모두 고려할 수 있는 정규화계수(Normalized Factor, NF)와 압축강도와의 관계를 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제18권4호
• /
• pp.309-317
• /
• 2002

본 논문은 경량기포혼합토(LWFS)의 역학적 특성에 대하여 연구하였다. 경량기포혼합토는 단위중량의 감소와 압축 강도의 증가를 위하여 연안준설토, 고화제 및 기포를 혼합하여 제작되었다. 초기함수비, 고화제 함유율, 양생조건 및 구속압 등 다양한 조건으로 경량기포혼합토를 제작하여 일축 및 삼축압축시험을 실시하였다. 경량기포혼합토의 실험결과는 동일한 단위중량일 경우 응력-변형 거동과 압축강도는 준설토의 초기함수비보다 고화제 함유율에 더 영향을 받는 것으로 나타났다. 한편 삼축압축시험에서 응력-변형 관계는 양생조건에 관계없이 변형-연화거동을 나타내었다. 구속압에 따른 응력-변형 거동은 경량기포혼합토의 일축압축강도와 근접한 구속압을 경계로 다르게 변화하는 것으로 나타났다. 압축강도 200kPa 이상으로 지반개량을 하기 위해 요구되는 경량기포혼합토의 배합비는 준설토의 초기함수비 100%~160%와 고화제 함유율 6.6%로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제2권3호
• /
• pp.247-254
• /
• 2014

본 연구에서는 항만매립 및 지하매설물 뒷채움재로 사용할 수 있는 혼화재를 다량 치환한 경량기포혼합토 콘크리트의 특성을 평가하기 위해 3개의 그룹으로 나누어 실험하였다. 경량기포혼합토 콘크리트의 지속가능성, 유동성 및 압축강도 발현을 고려하여 선택한 결합재는 20%의 보통보틀랜트시멘트와 15%의 플라이 애쉬 65%의 고로슬래그이다. 목표 압축강도 1 MPa와 절건밀도 1,000kg/m3을 고려하여 선택한 주요 실험변수로서 단위 고체량 (준설토와 결합재)은 900kg/m3에서 1,807kg/m3까지 증가하였고, 준설토-결합재비 는 3.0, 5.0 및 7.0이었다. 실험결과 혼화재를 다량 치환한 경량기포혼합토 콘크리트의 플로우와 준설토와 결합재량이 증가하면 감소하였다. 경량기포혼합토 콘크리트의 압축강도는 준설토와 결합재량이 증가하면 증가하는 반면, 준설토-결합재비가 증가하면 감소하였다. 결과적으로 경량기포혼합토 콘크리트의 압축강도는 밀도와 준설토-결합재 비의 함수로 제시될 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제32권6C호
• /
• pp.259-265
• /
• 2012

본 논문에서는 경량화 재료인 기포를 혼합한 기포혼합경량토와 폐타이어 분말을 혼합한 타이어혼합경량토를 연약지반의 개량, 진동차폐재 및 교대의 뒷채움재 등으로 활용하기 위하여 공학적 특성을 조사하였다. 당 연구에서는 목표 습윤단위중량과 시멘트 혼합비 변화에 따른 기포혼합경량토와 타이어혼합경량토의 강도특성과 변형특성을 일축압축시험과 비압밀-비배수 삼축압축시험으로 분석하였다. 동일한 습윤단위중량($13kN/m^3$)에서 2종류의 경량혼합토 강도특성을 비교한 결과, 일축압축시험에서는 같은 조건에서 비슷한 압축강도특성를 보였으나 비압밀-비배수 삼축압축시험 결과에서는 타이어 분말의 탄성특성으로 인한 영향으로 타이어혼합경량토가 기포혼합경량토 보다 큰 압축강도를 보였다. 그리고 2종류의 경량혼합토는 습윤단위중량과 시멘트량의 증가에 따라 일축압축강도와 삼축압축강도가 증가하였으나 습윤단위중량 $11kN/m^3$ 이하의 기포혼합경량토는 일정한 기포혼합비 수준에서는 시멘트량이 증가해도 기포에 의한 간극의 영향으로 경량혼합토의 강도는 증가하지 않거나 저하되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권9호
• /
• pp.125-131
• /
• 2004

본 연구에서는 준설토와 시멘트, 기포를 이용하여 제작한 경량기포혼합토에 대한 일련의 일축압축시험으로 경량기포혼합토의 역학적 거동에 미치는 준설토의 초기 함수비 및 시멘트 함유율의 영향을 정량적으로 조사하였다 또한, 기존의 연구결과(윤과 김, 2004)와의 비교검토를 통해 광양항 중마지역의 준설토를 채취하여 지역에 따른 경량기포 혼합토의 역학적 특성의 차이를 분석하였다. 일축압축시험결과 경량기포 혼합토의 변형계수$(E_{50})$는 시멘트 함유량이 증가하면서 그 크기도 증가하나 준설토의 초기함수비가 클수록 작게 나타났다. 또한, 경량혼합토의 구성요소인 준설토의 초기 함수비, 시멘트 함유량, 기포 함유량을 고려한 정규화계수로 표현되는 일축압축강도의 적절한 회귀식을 제시하였다. 본 연구의 결과, 경량기포혼합토의 역학적 특성은 준설토의 채취지역에 따라 다르므로 설계반영을 위해서는 적절히 실내실험을 통하여 검토해야 할 필요성이 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권2호
• /
• pp.23-32
• /
• 2010

본 연구는 특별히 물과 관련된 실트질 계열의 경량기포혼합토(기포슬러리밀도 10kN/$m^3$ 대상)의 특성변화를 알아보기 위해 수행되었다. 일축압축강도, 투수계수, 모관상승고 등에 대한 연구가 이루어졌으며, 이들 연구를 뒷받침할 수 있는 경량기포혼합토의 미세구조에 대한 연구도 아울러 진행되었다. 사진을 통한 미세 구조 분석 결과 경량기포혼합토 내의 기포는 다양한 크기로 존재하며, 위치별 기포의 분포는 거의 일정한 것으로 밝혀졌다. 또한 기포 안에 아주 많은 미세한 공극들이 존재하여 물에 의해 경량기포혼합토가 포화상태에 가까이 도달될 수 있음이 밝혀졌다. 이미지를 이용한 간극률 산정도 같이 이루어졌다. 일축압축강도 시험 결과, 물에 의한 극한강도 값의 변화는 없으나 응력-변형거동에는 영향을 주는 것으로 나타났다. 경량기포혼합토의 투수계수는 평균 $4.857{\times}10^{-6}cm/sec$로 점토보다는 약간 큰 값을 갖는 것으로 나타났다. 경량기포혼합토의 모관상승은 시험초기부터 100분 이내에는 가파르게 진행되고, 그 이후 경과시간에 따라 상승속도가 점진적으로 완만하게 진행됨을 알 수 있다. 모관상승은 곧 재료의 단위중량 증가를 유발하므로 경량기포혼합토의 설계와 유지관리 시 각별한 주의가 요구된다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제14권1호
• /
• pp.43-50
• /
• 2015

본 연구에서는 현장잔토를 활용할 수 있고 다짐이 불필요하여 관로공사에 유용한 경량기포혼합토를 지중매설관의 뒷채움재로 이용할 경우 관로의 거동을 조사하기 위하여 시험시공을 실시하고 계측결과를 분석하였다. 동시에 동일한 조건의 새만금 준설토사 뒷채움 시공결과와 비교하였다. 연직토압의 경우 경량기포혼합토 뒷채움 시 준설토사 대비 초기 슬러리 상태에서 25.6% 가량 저감되었고 양생 후에는 준설토사 토압의 10% 이내에 불과하였다. 준설토사 뒷채움 시에는 경량기포혼합토 대비 수평토압의 경우 3.6배 이상, 연직 및 수평변위는 각각 3.2배와 2.6배 가량의 차이를 나타내어 경량기포혼합토의 토압 및 변위저감 효과가 우수한 것으로 나타났다. 매설관 상반부에서 측정된 응력의 경우 토사 뒷채움 시 대체로 압축응력이 발생한 반면, 경량기포혼합토를 타설한 경우 초기 슬러리 상태에서 발생한 부력으로 인하여 고정된 양단부를 지점으로 부(-)의 모멘트가 발생함으로써 상반부에 인장응력이 발생하는 결과를 얻었다. 결론적으로, 새만금에서 준설된 토사를 이용한 경량기포혼합토는 인근 개발지에서 매설관 뒷채움재로 활용하는데 있어 준설토사와 비교하여 매우 우수한 재료이나 타설 시 부력에 대한 대책이 필요하다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권4호
• /
• pp.5-13
• /
• 2004

본 논문에서는 경량기포혼합토의 압축성과 강도 특성에 대해 실험을 통하여 연구하였다. 경량기포혼합토는 재료의 경량화와 압축강도의 증가를 위해 해양준설토에 시멘트와 기포로 구성되어 있다. 이러한 목적을 위하여 초기 함수비, 시멘트 함유율, 실트질 준설토의 혼합을, 구속압조건 등의 다양한 조건에서 준비된 공시체로 일축압축시험 및 삼축압축시험을 수행하였다. 경량기포혼합토의 실험결과, 응력-변형거동과 압축강도는 준설토의 초기 함수비보다 시멘트 함유율에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 본 연구에서는 초기 함수비, 시멘트 함유율, 기포 함유율을 고려한 정규화계수를 제시하였으며 경량기포혼합토의 압축강도와 정규화 계수와의 유용한 관계를 얻을 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권9호
• /
• pp.59-69
• /
• 2010

본 연구는 균질한 품질을 가지는 경량기포토의 특성을 파악하기 위해 실시되었다. 이전에는 경량성토재로서 EPS (Expanded PolyStyrene)가 주로 사용되었지만, EPS의 소성변형으로 인한 단차 및 균열과 같은 문제가 발생되어 새로운 재료의 개발이 성급한 실정이다. 대체 공법으로 현장의 준설토를 활용한 경량기포혼합토가 개발되고 현장에 적용되었다. 경량기포혼합토는 EPS공법에 비해 장기적인 소성변형이 더 적은 장점이 있지만, 채취되는 준설토의 위치에 따라 서로 상이한 강도특성을 지니고 있어 품질관리에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 공장에서 생산된 균질한 품질의 모래를 혼합한 경량기포토의 특성을 파악하였다. 즉, 경량기포토의 압축 및 인장특성을 파악하기 위해 단위중량과 시멘트-모래비 및 기포량을 달리한 공시체에 대하여 일축압축시험과 간접인장강도시험이 실시되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제17권5호
• /
• pp.37-46
• /
• 2016

해성 점토를 이용한 경량기포혼합토의 동결융해 및 수침조건에 따른 환경적 변화특성을 파악하기 위하여, 시멘트 사용량을 변화시키며 경량기포혼합토의 시료를 제작하여 동절기 저온양생, 지중양생 및 실내양생 조건에서 일축압축강도를 관찰하였다. 동결융해($-9.1^{\circ}C{\sim}17.2^{\circ}C$ 온도범위)를 받는 시료는 시멘트 사용량에 상관없이 강도발현이 안되었고 지표면 아래 30cm 깊이의 지중에서 양생한 경우 시멘트 사용량이 증가할수록 압축강도는 급격히 증가되었다. 따라서 동결융해를 받는 조건에서는 경량기포혼합토 타설 후 외기로부터 차단하는 보온층 설치가 필요하다. 장기간 수침상태를 유지한 시료는 단위중량의 증가가 매우 작게 발생하였고, 시료가 건조되어 함수비가 6%로 저하되었을 때 압축강도는 급격히 감소하는 경향이 있다. 그러나 건조를 방지하고 습윤상태를 유지할 경우 압축강도 및 단위중량의 변화는 매우 작았다. 지하수위 아래에 매설되거나 피복토를 갖는 경량기포혼합토는 장기적으로 안정적인 건설재료로 평가할 수 있다.