• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권12호
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• pp.35-41
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• 2020

도심지의 건축구조물 밀집 및 아파트 재건축 등으로 인하여 지하공간 개발이 다양하게 이루어지고 있으나, 차수 및 지반보강작업에 있어 부등침하와 같은 다양한 문제들이 발생하고 있다. 지반 보강에 있어 빈번히 사용되고 있는 그라우팅 공법에서는 시공단계에서 투입된 그라우트 재의 주입량 측정 또는 지반 보링 후 일축압축강도시험을 통해 품질관리를 수행하고 있으나, 시공단계에서 지반 보강이 제대로 이루어졌는지는 판단하기 어려운 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전도성 재료가 혼합된 그라우트 재를 사용하여 그라우팅을 수행한 후 전기비저항 측정을 통해 품질관리를 수행하기 위한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 이에 대한 기초연구로 전도성 재료인 탄소섬유가 혼합된 그라우트 재의 성능을 평가하기 위해 탄소섬유가 0%, 3%, 5%, 7%로 혼합된 시멘트 공시체를 제작하였으며. 제작한 공시체에 대하여 7일, 14일, 28일 수중양생 시킨 후 1%/min의 변형속도로 일축압축시험을 수행하였다. 일축압축시험 결과 탄소섬유의 배합비 증가에 따라 일축압축강도가 증가하는 경향을 보였으며, 혼합된 탄소섬유가 그라우트재의 조기강도 발현에 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제1권1호
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• pp.87-96
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• 2000

국내 그라우팅공사에서 일반적으로 사용되고 있는 경화재인 보통포틀랜드 시멘트와 침강방지 목적으로 벤토나이트를 첨가한 현탁형 그라우트인 CB그라우트의 분산형에 영향을 미치는 주요 영향인자는 물시멘트비, 시멘트 입자크기, 벤토나이트의 종류, 첨가량, 첨가방법, CB그라우트의 점도, 응결시간 등을 들 수 있다. 이 가운데서 CB그라우트의 점도는 분산성에 의해서 좌우되며 분산성은 혼합기의 혼합속도가 클수록 분산성이 향상되는 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 적용될 수 있는 범위의 고속혼합기의 교반속도에 따라서 CB그라우트의 물리적 특성을 평가하고 분산상태를 확인함으로서 주입재의 혼합조건에 관한 시공관리 지침을 제시할 수 있는 결과를 도출하고자 하였다. 그 결과 물시멘트비와 고속 혼합기의 혼합속도에 의해서 CB그라우트와 공학적 특성이 현저하게 변화하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권8호
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• pp.13-20
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• 2019

지반보강을 위해 국내에서 널리 사용되고 있는 공법으로 약액주입공법, 앵커공법, 소일네일공법 및 마이크로파일공법 등을 들 수 있다. 이러한 지반보강공법은 보강재의 종류, 설치방법, 프리스트레스의 유무 및 그라우팅 방법에 따라 다양한 공법으로 개발되고 있으나, 공통적으로 지반보강재의 강성, 그라우트와 보강재의 마찰력 및 그라우트와 지반의 마찰력이 주요 설계변수이다. 따라서, 최적화된 지반보강재는 보강재 자체의 인장강도가 큰 재료로써 보강재와 그라우트사이의 마찰력이 크며, 그라우트와 지반사이의 마찰력을 향상시킬 수 있는 최적의 그라우팅 방법의 적용이 필요하다. 이에, 본 연구에서는 보강재의 형상과 그라우팅 방법에 따른 보강효과를 평가하고자 총 20여개의 실내모형실험을 실시하였으며, 실험결과 타공+날개보강형과 포스트그라우팅 방법이 보강 효과가 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제8권2호
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• pp.62-69
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• 2003

그동안 고분자계열 약액에 비하여 상대적으로 독성이 약한 시멘트 계열 약액이 환경에 미치는 영향을 경미하게 다루어졌으나 최근 일본에서 시멘트계열 약액을 사용한 공사현장에서 발암물질인 6가 크롬의 용출로 일본 건설성에서는 이에 대한 규정을 발효하고 시행하여 엄격히 관리하고 있으나 우리나라에서는 상대적으로 이에 대한 연구가 부족한 실정이다 본 연구에서는 다양한 현장조건에서의 시멘트계 그라우트재에서의 6가 크롬 용출특성을 파악하기 위해, 현장 배합비를 기초로 하여 다양한 현장조건에 따른 용출실험을 통하여, 시멘트계 그라우트재의 6가 크롬 용출 특성을 파악하였다. 먼저 원재료인 시멘트의 6가 크롬 함유량 실험을 한 결과 보통 포틀랜트 시멘트에서 22.1 mg/kg으로 다른 재료에 비해 가장 많이 함유되어 있었으며, 호모겔 그리고 샌드겔에서의 용출실험 결과 폐기물 공정시험법에 의할 경우 규제기준인 1.5 kg/L를 대체적으로 만족하였으나, 토양오염공정시험법에 의할 경우 특히 보통 포틀랜트 시멘트가 4.85 mg/kg으로 ‘가’ 지역의 우려기준인 4 mg/kg보다 높은 값을 나타내었다. 모의 주입장치를 이용한 실험결과 물시멘트 비와 주입압이 증가함에 따라 몰드 밖으로 나오는 배출액 중의 6가 크롬의 용출량이 커지는 경향을 나타내었으며, 주입압이 4 이상일 경우 수질오염보전법상의 규정인 0.5 mg/L를 초과하여 검출되었다. 최근 pH4의 산성비 및 매립지의 산생성 단계에서 pH 5이하의 침출수에 의한 그라우트재에서의 6가 크롬의 용출특성을 알아보기 위한 pH에 따른 6가 크롬의 용출경향을 실험한 결과 강산성 및 강염기 상태에서 6가 크롬의 용출량이 급격히 증가하는 경향을 보여 그라우트재가 주입되는 환경에 따라 6가 크롬의 용출량이 증가할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 그라우트재가 해안 또는 매립지에 적용될 경우 해수와 침출수에 의한 강도의 변화를 살펴보기 위해 실험한 결과 초순수 중에서 양생 시켰을 때 보다 강도발현 현저히 저하되었으며, 시멘트 종에 따라서는 ‘보통포틀랜트 시멘트>마이크로 시멘트>슬래그’ 시멘트의 순으로 영향을 받는 것으로 나타났다. 이는 강도의 저하로 인한 오염물질의 누출 및 6가 크롬의 용출을 증가시킬 수 있다는 것을 짐작할 수 있다. 이와 같은 결과를 통하여, 그라우트재의 종류에 따라 6가 크롬의 용출량은 현재 규제치를 초과하여 용출되어 질 수 있는 가능성이 있으며, 과압 또는 과량의 주입이 6가 크롬의 용출량을 증가시킬 수 있다고 할 수 있었다. 또한 일반 현장과 다른 특수한 현장에서는 강도 및 pH에 따른 6가 크롬의 용출량을 고려한 재료 선택 및 배합비가 마련되어져야 할 것으로 판단되어진다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.51-57
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• 2012

본 연구에서는 친환경적인 그라우트재의 개발을 위하여 연약지반에 대한 바이오그라우트 가능성을 확인하고, Bacillus Pasteurii 균을 이용하여 탄산칼슘 침전 효과를 분석하였다. 연약지반에 미생물의 탄산칼슘 침전을 이용하여 바이오그라우트에 미치는 영향을 알아보기 위해 4가지 시료의 조건(멸균 시료, 비멸균 시료, 반응용액과 미생물용액의 선처리 혼합시료, 반응용액과 미생물용액의 후처리 혼합시료)으로 실험되었다. 전자현미경(SEM), EDX와 X선 분석 회절기(XRD)를 이용하여 연약지반 시료의 분석을 수행하였고, 이러한 연구결과를 바탕으로 탄산칼슘 침전을 이용한 미생물 처리 공법은 바이오그라우트의 특성을 개선하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.37-49
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• 2008

지열 냉난방 시스템은 친환경적이며 비고갈성인 지열 에너지를 이용함으로서 에너지 자원이 부족한 우리나라에 유용한 대체 에너지 시스템이다. 본 연구에서는 지중 열교환기의 뒤채움재로 사용되는 그라우트 재료의 열전달 및 점도 특성을 파악하고자, 국내 시공 현장에서 사용 중인 벤토나이트계 그라우트 9종과 충남 보령의 해성점토, 그리고 미국 등 선진국에서 사용 중인 시멘트계 그라우트를 선택하여 열전도도 실험과 점도실험을 수행하였다. 벤토나이트계 그라우트는 벤토나이트의 무게비가 증가 하거나 첨가제(천연규사)의 비율이 증가 할 때 열전도도와 점도가 증가하는 경향이 나타났다. 또한, 첨가제 사용 시 그라우트의 점도가 낮을 경우 그라우트와 첨가제의 재료분리 현상이 나타났다. 해성점토에 대한 실험에서는 해성점토가 벤토나이트에 비해 팽윤성이 낮아 그라우트 재료로는 부적합 하다는 결론을 내렸다. 시멘트계 그라우트의 열전도도 실험에서 습윤 상태의 시멘트계 그라우트가 벤토나이트계 그라우트 보다 높은 열전도도를 가지는 것으로 나타났으며 건조 상태로 변할 때 벤토나이트계에 비해 열전도도 감소폭이 작은 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 그라우트의 함수비 유지가 지중 열교환기의 열전달 효율에 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.93-106
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• 2010

현장 열응답 시험을 통해 지중 유효 열전도도를 산출하여 각 보어홀의 성능을 비교하기 위해 강원도 원주 현장에 6개의 보어홀을 시험 시공하였다. 6개의 보어홀은 그라우트 종류와 첨가재 종류, 지중열교환기 파이프 단면에 따른 영향을 검토하도록 시공되었다. 그라우트 재료는 벤토나이트와 시멘트를 사용하였으며 첨가재는 천연규사와 흑연, 파이프 단면은 기존 U-tube 파이프 단면과 유입과 유출 파이프 사이에 파이프를 추가로 삽입한 새로운 3공형 파이프 단면을 적용하였다. 현장 열응답 시험으로 산정한 지중 유효 열전도도 결과는 시멘트 그라우트로 시공한 보어홀의 경우가 벤토나이트 그라우트로 시공한 경우에 비해 전열 성능이 향상됨을 보였으며 흑연을 추가로 사용한 경우가 천연규사만 사용한 경우보다 높은 효율을 보였다. 또한, 유입과 유출 파이프 사이에 물을 채워 부분적 단열 구간을 형성한 새로운 3공형 파이프 단면의 경우가 기존 U-tube 파이프 단면에 비해 높은 효율을 보였다. 가상 건물에 대한 지중열교환기 설계를 수행하여 지중열교환기 시공비를 비교한 결과, 시멘트 그라우트에 첨가재로 천연규사와 흑연을 함께 사용한 경우가 벤토나이트 그라우트에 첨가재로 천연규사를 사용한 기존의 시공방법 보다 낮은 시공비로 설계가 가능하였다. 마지막으로 본 현장 열응답 시험결과를 바탕으로 일련의 경제성 분석을 통하여 새로이 제시된 첨가제와 3공형 파이프 단면의 적용성을 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.200-207
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• 2019

토목 및 건설업에서 시멘트는 대표적인 재료로써 가장 많이 쓰이며 생산되고 있다. 시멘트의 생산에 따른 이산화탄소의 배출로 인해 지구온난화 및 환경오염 문제는 오래 전부터 해결하지 못한 문제이다. 이러한 시멘트의 대체재로써 철강사업의 산업부산물인 고로슬래그를 활용하여 건설재료 및 토목재료로써 활용하기 위해 많은 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이에 대한 일환으로 이 연구에서는 고로슬래그 분말을 활용하여 친환경 그라우트의 개발 및 활용성을 위하여 물리화학적 특성을 규명하는 것을 연구목적으로 정하였다. 고로슬래그는 분말자체가 가지고 있는 잠재수경성으로 인해 시멘트 그라우트 대체 재료로 활용되며 장기강도의 증진과 내부조직의 치밀화 등이 가능하다는 장점을 가지고 있으며, 매년 대량 생산되는 산업부산물인 고로슬래그를 그라우트재로 활용한다면 친환경성과 더불어 큰 경제성을 확보 가능하다는 장점이 있다. 그라우트재로서 고로슬래그의 물리화학적 특성을 알아보기 위해 겔화타임 측정 실험, 일축압축강도실험과 내구성 실험, 중금속 용출시험 등을 통하여 환경성 평가실험을 진행하여 고로슬래그를 활용한 무시멘트 그라우트의 최적 배합비 및 물리적 특성에 대하여 고찰하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.107-115
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• 2010

본 연구에서는 수직 밀폐형 지중열교환기 뒤채움 용도로, 기존 벤토나이트 그라우트의 대안으로서 시멘트 그라우트의 적용성을 검토하였다. 실내 시험을 통하여 물/시멘트 비, 천연규사 첨가비 흑연 첨가비의 변화에 따른 시멘트 그라우트 열전도도 및 유동성에 미치는 영향을 평가하였으며 배합비에 따른 시멘트 그라우트의 일축압축강도를 측정하였다. 실제 지중열교환기용 파이프내 순환유체의 온도변화가 시멘트 그라우트의 재료적 안정성에 미치는 영 향을 검토하기위해 $-5^{\circ}C$와 $50^{\circ}C$를 한 주기로 하여 일축압축강도를 반복적으로 측정하였다. 또한, 시멘트 그라우트가 지중에서 양생된 후, 냉난방 운전에 따른 순환수의 계절적 변화에 의한 시멘트 그라우트와 순환파이프의 접촉면의 양호한 부착성 유지 여부를 판단하기 위해 시멘트 그라우트에 HDPE 파이프를 삽입한 시료의 등가투수계수를 flexible wall penneameter) 이용하여 장기간 측정하였다.

• 레미콘
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• 7호통권68호
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• pp.52-59
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• 2001