ASG 공법 Activated Silicate Grouting

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1 ASG 공법 Activated Silicate Grouting

2 ASG 공법의 개요

3 ASG 공법의 개요 물유리를 특정약품으로 처리하여 얻어지는 개질물유리의 일종으로서 독자적으로 개발된 활성 실리케이트 약액을 현장에서 직접 자동 실리케이트 제조 플랜트를 이용해 만들어 이를 기본으로 하는 지반주입 공법. 발 명 특 허 : 제 호 상표등록번호 : 발명의 명칭 : 활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입 방법

4 ASG 약액(활성 실리케이트)이란? 물유리의 중탄산나트륨(NaHCO3),황산(H2SO4), 염화칼슘(CaCl2)등의 경화반응제에 의한 겔화 경로는 첫째 단계로 물유리와 경화제의 반응에 의해 중간체로서 콜로이드상의 규산 올리고머(졸상태)를 생성하고 둘째 단계로 이 올리고머들이 고분자량 상태로 중합하여 실리카 중합체(겔상태)로 전환되는 것으로써 첫째 단계와 둘째 단계는 통상의 조건에서 시간 간격이 거의 없이 연속적으로 일어나게 된다.

5 ASG 약액(활성 실리케이트)이란? 기존의 실리카졸의 경우는 경화반응제로서 산(acids)을 이용하여 겔화반응을 진행시키지만 ASG약액은 보다 안전한 화합물인 알칼리토 금속염(alkaline earth metal salts)을 사용하여 약액을 겔화되지 않은 상태로 만들기 위하여 고속교반(2,000rpm 이상)하여 물유리의 올리고머화 반응을 유도하여 활성 실리케이트를 제조한다.

6 ASG 약액(활성 실리케이트)의 장점 알칼리 용탈이 적어 내구성의 증대가 가능
제조의 간편성 및 약 40%이상의 강도(强度)증가로 시공품질 향상 물의 희석에 의한 Gel-Time 지연이 작아(약1/3수준) 효율적인 주입관리 및 미고결에 의한 주입재의 유실이 적어 안전성에서 우수 경제성면에서 타공법과 대등 또는 저렴한 공법

7 ASG 약액의 종류 및 특성 ASG 1호 2호 3호 4호 5호 6호 7호 8호 9호 10호 순결 완결 현탁액 일반형 강도형
용액형 무기계 유기계 초고강도형 M/C형 Gel-Time (sec) 5 - 12 40 70 90 -150 압축강도 (kg/cm2) (28) 10이상 20이상 1이상 30이상

8 ASG 약액(활성실리케이트)의 겔화 특성 활성 실리케이트 약액은 일반 물유리 약액에 비하여 동일한 농도에서 동일한 양의 중탄산나트륨에 의한 gel-time이 훨씬 단축되는 경향을 나타내는데 이는 올리고머 형태의 중간체 형성에 의해 어느 정도 반응이 진행된 상태이므로 이는 최종 중합까지의 반응이 훨씬 빠르게 도달된다.

9 ASG 약액(활성실리케이트)의 겔화 특성 또한 활성 실리케이트는 일반 물유리에 비해 희석수에 의한 gel-time 의 지연이 훨씬 적은 경향을 나타내는데 이 역시 활성 실리케이트는 올리고머화에 의해 어느 정도 반응이 진행된 상태로 분자량이 성장되어 있기 때문에 물에 희석이 되더라도 일반 물유리에 비해서 최종반응에 이르기까지 반응이 상대적으로 원활하게 진행된다.

10 희석수의 량에 따른 Gel-Time 동일한 배합에 의한 물유리와 활성 실리케이트 약액을 별도의 희석수를 이용하여 희석시킬 경우 희석율에 따른 겔타임의 지연율 측정결과

11 경화제 량에 따른 Gel-Time 동일한 농도의 일반 물유리와 활성 실리케이트를 대표적인 무기경화제인 중탄산 나트륨을 이용하여 겔화시킬 경우의 겔타임 측정결과

12 ASG 약액(활성 실리케이트)의 겔화 특성 시험 비교
활성 실리케이트 및 일반 물유리 시멘트 밀크를 사용, 겔화의 특성을 시험 비교.측정한 결과치는 동일한 배합 조건하에서 물유리 겔과 활성 실리케이트 겔의 일축압축강도 및 투수계수를 비교하면 활성 실리케이트 겔이 물유리 겔에 비해 40% 이상의 강도 증진을 나타내었고, 투수계수도 향상되었다

13 ASG 약액(활성 실리케이트)의 겔화 특성 시험 비교
겔로부터의 알칼리 용탈(Na+ 이온검출)을 변수위 투수시험 여과액으로부터 측정하였는데, 일반 물유리를 사용한 겔로부터 32.6mg/L의 많은 양의 나트륨이 용출되었으나 활성 실리케이트로부터는 상대적으로 훨씬적은 양인 6.7mg/L의 나트륨이 검출되어 상대적으로 용탈에 대한 내구성이 우수함이 확인되었다.

14 ASG 약액(활성 실리케이트)과 물유리+시멘트밀크 약액의 물성 비교
시험항목 물유리+시멘트 겔 활성실리케이트+시멘트 겔 비 고 물유리50% 희석용액 시멘트 밀크(W/C=50%) 활성 실리케이트(50%) 일축압축강도 (Kg/cm2)(28) 18.5 26.2 투수계수 К(㎝/s) 1.710-7 3.610-8 변수위 투수시험 알칼리 용탈농도 (mg/L) 32.6 6.7 변수위 투수시험 후 투과수 분석 (Na)

15 ASG 약액 제조장치 개략도 및 ASG 주입 시스템

16 물유리 이온변화 약액 제조장치 개략도

17 ASG 주입 시스템

18 현장 약액제조장치 및 시공사진 지하철 4호선 ○○○역사 시험시공

19 현장 약액 제조 장치 ASG 공법의 기계장치에 있어서 또하나의 특징은 활성 실리케이트를 현장에서 직접 제조.사용하기 위한 제조장치를 간편하고 실용적으로 직접 개발하여 국산화 시켰으며 이 장치는 활성화 반응물(알칼리토 금속염 용액)과 물유리 용액을 적절한 비율로 고속 혼합, 교반하여 얻는 체계로 구성되며, 여기서 가장 중요한 교반부는 특수 설계된 high shear line mixer를 사용한다.

20 현장 약액 제조 장치

21 ASG 시공 사진 작업전경 ASG 실리케이트 제조장치 주입펌프 ASG 주입

22 ASG 그라우팅 공법 개요 활성 실리케이트 약액을 이용한 지반주입 방법 (특허 제0370880호)
물유리를 특정약품으로 처리하여 얻어지는 개질물유리의 일종으로서 독자적으로 개발된 활성 실리케이트 약액을 현장에서 직접 자동 실리케이트 제조 프랜트를 이용해 만들어 이를 기본으로 하는 지반주입 공법.

23 ASG 그라우팅 공법 (ASG표준 배합비) ASG-1, 2호(현탁액 일반형) 배합 / 종류 ASG-1호 (순결)
B 표준배합 ASG-1 200L 시멘트 60kg CMS-1 20kg 물 170L 시멘트 60kg CMS-2 20kg 물 170L 배합비 200L 총계 400L

24 ASG 그라우팅 공법 (ASG표준 배합비) ASG-3, 4호(현탁액 강도형) 배합 / 종류 ASG-3호 (순결)
B 표준배합 ASG-3 200L 시멘트 70kg SF 10kg CMS-3 20kg 물 165L ASG-4 200L 시멘트 70kg SF 10kg CMS-4 20kg 물 165L 배합비 200L 총계 400L

25 ASG 그라우팅 공법 (ASG표준 배합비) ASG-5, 6호(용액형 무기계) 배합 / 종류 ASG-5호 (순결)
B 표준배합 ASG-5 200L CMS-5 30kg 물 180L ASG-6 200L CMS-6 30kg 물 180L 배합비 200L 총계 400L

26 ASG 그라우팅 공법 (ASG표준 배합비) ASG-7, 8호(용액형 유기계) 배합 / 종류 ASG-7호 (순결)
B 표준배합 ASG-7 200L CMS-7 30kg 물 170L ASG-8 200L CMS-8 30kg 물 170L 배합비 200L 총계 400L

27 ASG 그라우팅 공법 (ASG표준 배합비) ASG-9, 10호 현탁액 활성형(초고강도형) 배합 / 종류 ASG-9호 (순결)
B 표준배합 ASG-9 200L M/C 80kg SF 10kg CMS-9 30kg 물 170L ASG L M/C 80kg SF 10kg CMS-10 30kg 물 170L 배합비 200L 총계 400L

28 ASG 그라우팅 공법 (ASG표준 배합비) <ASG-L 형 표준배합> 배합 / 종류 ASG-L호 A B 표준배합
ASG-L 200L SF 10kg 시멘트 75kg 물 160L 배합비 200L 총계 400L