• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.287-294
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• 2021

본 연구에서는 고로슬래그 미분말 등의 순환자원을 재활용하여 건설 현장에서 다양한 목적으로 사용되고 있는 지반안정재에 대해 매입말뚝용 주면고정액으로서의 활용 가능성을 분석하기 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 주면고정액의 일반적인 물/결합재비인 70%와 83%를 적용하여 시편을 제작하고, 압축강도, 주면마찰력, 내진 성능을 파악하기 위한 압축시험, 모형시험, 진동대 시험을 실시하였다. 시험결과. 순환자원을 재활용한 지반안정재의 경우, 국내 관련 기준에 제시된 압축강도 기준을 상회하고, 보통 포틀랜드 시멘트 대비 동등한 주면마찰력을 발휘하며, 지진으로 인한 발생 변위량도 국내 허용변위 기준에 비해 매우 작은 수준을 나타내었다. 따라서 시험결과를 종합적으로 고려할 때, 매입말뚝용 주면고정액으로서 순환자원을 재활용한 지반안정재의 활용 가능성은 충분한 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권9호
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• pp.17-23
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• 2022

시멘트를 활용한 도로 기층은 경제적이며, 수정 및 보완이 용이하여 도로 포장 품질 관리가 우수하다. 또한, 시멘트는 점착력이 없는 사질토에 점착력을 부여하고 점성토에서는 점착력을 영구적으로 유지하는 역할을 하여, 강도 증가 및 압축률 감소 등의 내구성 향상의 장점으로 많이 활용되고 있다. 그러나 시멘트는 강도면에서 우수하나 건조수축에 의한 균열이나 파손이 발생하면 유지보수가 어렵고, 시멘트에서 용출되는 6가 크롬으로 인해 지반의 pH가 상승하여 지하수 오염과 같은 환경 문제가 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 발생하는 현장토와 시멘트계 고화재를 활용하여 환경성과 내구성을 고려한 도로 기층 대제재의 활용성을 평가하고자 한다. 도로 기층의 현장 적용성을 평가하기 위해 환경안정성실험 및 시멘트계 고화재를 일정 비율로 혼합하여 동결융해실험 및 습윤건조실험을 수행하였다. 실험범위는 시멘트계 고화재 10%, 20%, 30%의 배합비와 재령 기간 7일, 28일로 적용하여 시멘트계 고화재 혼합비율에 따른 조기 강도 및 기준 강도를 평가하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.31-38
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• 2013

본 논문에서는 친환경고화재와 자연토, 물을 혼합하여 포설한 후 다짐장비를 이용하여 지반을 고결시키는 임도포장공법에 대한 기초연구를 수행하였다. 포장체의 목표강도는 2.0MPa로 설정하였고 고화재의 혼합비, 자연토의 종류, 양생기간별로 공시체를 제작하여 일축압축강도특성과 내구성을 평가하였다. 일축압축강도시험은 동일한 혼합비의 시멘트를 혼합한 공시체와 친환경고화재를 혼합한 공시체를 제작하여 강도를 비교하였으며, 내구성 평가를 위한 시험은 표면마모시험, 유수저항성 시험 등을 수행하였다. 또한, 임도의 특성상 탐방객들도 이용이 가능하므로 보행만족도를 평가하기 위하여 쇠구슬과 골프공을 이용한 SB, GB시험을 수행하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.39-46
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• 2019

준설점토를 활용한 연약지반은 장비주행성 및 진입로의 확보를 위해 시멘트 계 고화재 및 무기질 고화재 등을 활용한 표층고화처리공법이 사용되고 있으나 환경에 유해한 물질의 용출로 인한 문제가 제기되고 있어 환경과 기능성을 모두 만족하는 표층고화처리 공법의 개발이 필요하다. 표층처리 공법으로는 조기강도와 장기적인 안정 등을 고려하여 시멘트계 고화재를 이용한 표층고화처리공법이 많이 활용되고 있으며, 지반개량 효과가 크고 경제적 효율성으로 인해 국 내외에서는 시멘트계 고화재를 이용한 표층개량에 대한 연구과 수행되어 지고 있다. 그러나 최근 환경과 기능성의 문제가 제기되어 시멘트에서 발생되는 6가크롬(Cr6+), 수은(Hg) 등의 유해물질로 인해 지반오염과 환경문제가 발생되어 다양한 친환경적인 공법의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 따라서 이 연구에서는 자연함수비의 준설점토를 시멘트와 친토양고화재를 혼합한 혼합토를 대상으로 동일한 배합조건 및 양생조건에 따른 일축압축강도를 분석하고 이 결과를 기준으로 표층개량범위 적용 및 실내모형토조시험을 수행하여 초연약지반의 강도특성 및 지지력 특성을 검토하고자 한다.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권9호
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• pp.957-962
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• 1997

Dicalcium silicate has many polymorphs according to temperature. $\beta$-dicalcium silicate which exists in cement is stabilized by minor components drived from raw materials regardless of temperature, such as high temperature and room temperature. K2O, SO3 and B2O3 are effective stabilizers for $\beta$-dicalcium silicate at room temperature. B2O3 was the most effective stabilizer. Transformation from $\beta$ to ${\gamma}$ phase causes dicalcium silicate to change volume, resulting in dusting phenomenon. When B2O3 was used the phase transformation is the least than any other stabilizers. In addition, the starting temperature of quenching influences phases transformation : low temperature of quenching presented much phase transformation and decreased size of parameter of $\beta$-dicalcium silicate.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권1호
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• pp.85-109
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• 2017

The paper presents the laboratory study of clayey soil stabilized with Pond ash (PA), Rice husk ash (RHA), cement and their combination used as stabilizers to develop and evaluate the performance of clayey soil. The effect of stabilizer types and dosage on fresh and mechanical properties is evaluated through compaction tests, unconfined compressive strength tests (UCS) and Split tensile strength tests (STS) performed on raw and stabilized soil. In addition SEM (scanning electron microscopy) and XRD (X-ray diffraction) tests were carried out on certain samples in order to study the surface morphological characteristics and hydraulic compounds, which were formed. Specimens were cured for 7, 14 and 28 days after which they were tested for unconfined compression tests and split tensile strength tests. The moisture and density curves indicate that addition of RHA and pond ash results in an increase in optimum moisture content (OMC) and decrease in maximum dry density (MDD). The replacement of clay with 40% PA, 10% RHA and 4% cement increased the strength (UCS and STS) of overall mix in comparison to the mixes where PA and RHA were used individually with cement. The improvement of 336% and 303% in UCS and STS respectively has been achieved with reference to clay only. Developed stabilized soil mixtures have shown satisfactory strength and can be used for low-cost construction to build road infrastructures.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권9호
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• pp.5-14
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• 2020

본 연구에서는 시멘트와 유사한 경화반응을 나타내어 붕괴된 비탈면의 복구공사에 사용되고 있는 표층안정재를 노후된 저수지의 보강재료로 활용하기 위해 실내시험과 모형시험, 프로그램 해석을 실시하여 보강효과를 분석하였다. 실내시험을 통해 혼합비에 따른 점착력과 내부마찰각의 변화를 분석한 결과, 표층안정재의 혼합비는 9%가 적절한 것으로 나타났다. 실내시험 결과를 토대로 혼합비 9%를 적용하여 모형시험과 프로그램 해석을 실시한 결과, 표층안정재를 사용한 경우에는 제내지 비탈면의 일부와 제체 아래에서만 물의 흐름이 발생하여 제체 내부에서 물의 흐름을 감소시킬 수 있으며, 침투유량은 약 42%, 제체 내부에서의 포화면적은 약 73% 감소시킬 수 있어 노후된 저수지의 안정성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권11호
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• pp.65-71
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• 2013

흙 포장의 장점에도 불구하고 흙 자체의 성질을 개선하기 위한 고화재로 시멘트가 주로 사용되고 있는 점 등이 개선되지 않아 활발한 사용에 저해요인으로 지적되어 왔다. 최근 중금속 확산 등을 막고 소정의 강도를 확보할 수 있는 친환경 고화재가 개발되어 실제 적용되고 있다. 그러나 이러한 공법은 현장에서의 경험 등에 의해 배합을 결정하는 것이 현재까지의 상황이며, 좀 더 체계적인 강도 파악에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 혼합토에 대한 삼축압축시험을 혼합토의 혼합비율과 전단강도 특성의 상관성을 분석하기 위하여 실시하였다. 혼합토에 대한 삼축압축시험 결과로부터 준설점토와 모래, 그리고 화강풍화토와 유기질토의 네 가지의 흙 종류별로 점착력과 내부마찰각의 변화를 양생 기간에 따라 관찰하였다. 4가지의 연구 대상 지반 중 준설점토와 화강풍화토의 점착력은 양생 기간이 늘어날수록 증가하는 추세를 뚜렷하게 보였다. 반면, 준설 모래와 유기질토는 양생 기간에 따른 증가가 적게 나타났으며, 점착력도 작았다. 내부마찰각의 경우에는 모든 원지반 재료에서 양생일수와 고화재의 종류에 상관없이 일정한 경향을 나타냈다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.1-11
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• 2021

본 연구에서는 산업부산물인 고로슬래그와 순환유동층 보일러의 연소재를 주재료로 사용하여 시멘트와 유사한 경화반응을 유도하도록 개발된 친환경 지반안정재를 약액주입재로 사용하기 위한 실내시험과 시험시공에 관련된 연구가 진행되었다. 이를 위해 실내시험에서는 규산소다 및 실리카졸을 A액, 친환경 지반안정재(또는 OPC)를 B액으로 사용하여 시편을 제작하고, 실내시험을 실시하여 공학적·환경적 성능을 분석하였다. 그리고 실제 노후저수지에 시험시공을 실시하고, 현장에서의 투수시험, 전기비저항탐사를 실시하여 적용성을 분석하였다. 실내시험 결과, 친환경 지반안정재를 B액으로 사용한 약액주입재의 호모겔 압축강도는 보통 포틀랜드 시멘트와 비교하여 약 2.88~3.23배 큰 값을 나타내었다. 또한 대부분의 중금속 용출량이 보통 포틀랜드 시멘트와 비교하여 적고, 어독성 시험에서의 생존율도 100%로 나타났다. 따라서 실내시험 결과를 토대로 판단할 때 OPC에 비해 강도적, 환경적으로도 우수한 것으로 분석되었다. 노후 저수지에서의 시험시공 결과에서는 친환경 지반안정재를 약액주입재의 B액으로 사용하여 보강한 경우, 저수지 내부에서의 투수계수는 1/50 수준까지 감소하였다. 그리고 전기비저항 탐사결과 노후 저수지 내부의 전기비저항은 시간이 경과함에 따라 증가하여 포화대는 사라졌으며, 전반적으로 보강되는 것으로 분석되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제25권1호
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• pp.41-48
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• 2021

In cold regions, the integrity of the infrastructures built on weak soils can be extensively damaged by weathering actions due to the cyclic freezing and thawing. This damage can be mitigated by exploiting soil stabilization techniques. Generally, ordinary Portland cement (OPC) is the most commonly used binding material for investigating the chemo-hydromechanical behavior. However, due to the environmental issue of OPC producing a significant amount of carbon dioxide emission, calcium sulfoaluminate (CSA) cement can be used as one of the eco-sustainable alternatives. Although recently several studies have examined the strength development of CSA treated sand, no research has been concerned about CSA cement-stabilized sand affected by cyclic freeze and thaw. This study aims to conduct a comprehensive laboratory work to assess the effect of the cyclic freeze-thaw action on strength and durability of CSA cement-treated sand. For this purpose, unconfined compressive strength (UCS) and ultrasonic pulse velocity (UPV) tests were performed on the stabilized soil specimens cured for 7 and 14 days which are subjected to 0, 1, 3, 5, and 7 freeze-thaw cycles. The test results show that the strength and durability index of the samples decrease with the increase of the freeze-thaw cycles. The loss of the strength and durability considerably decreases for all soil samples subjected to the freeze-thaw cycles. Overall, the use of CSA as a stabilizer for sandy soils would be an eco-friendly option to achieve sufficient strength and durability against the freeze-thaw action in cold regions.