재료사업

흙시멘트(SoilCement)

▣ 흙시멘트의 특성

흙시멘트는 일반 흙에 시멘트, 액상경화제, 물 등을 혼합하여 중·저 강도부터 고강도까지 발현 가능한 일종의 흙시멘트이며, 기존의 콘크리트와는 달리 상대적으로 높은 탄성력을 갖는 특징이 있다.

시멘트의 C3S(Tricalcium Silicate)등과 흙의 SiO2 성분, 물의 화학적 결합(수화작용)에 의해 발생하는 시멘트 페이스트(Cement paste)는 흙 입자간의 부착력을 증진시켜 강도발현, 내구성, 강성, 동상저항 등이 우수한 시멘트 혼합물을 형성한다. 

시멘트를 첨가한 경우 압축강도는 사질토와 실트 질 흙 에서 최적함수비보다 약간 건조 측에서, 점토질 흙에서는 약간 습윤 측에서 최대로 발현된다.

초기에는 흙시멘트를 강성포장 재료로 사용되었으나 최근에는 오히려 유연한 특성을 기초로 하는 것이 우세하게 되었다. 그 이유로는 대개 초기에는 흙시멘트의 시멘트 량이 높은 부배합으로 사용되었으나 근래에는 빈배합으로 사용하므로 강성은 실제상 낮아지고 연성은 증가하여 연성 포장으로 분류한다.

▣ 액상경화제

액상경화제는 포장 후 물이 증발하면서 연속적인 필름 막을 형성하기 위하여 응집하고, 동시에 흙 입자에 부착하게 되며 포장부 내부에 존재하는 공극은 에멀젼 입자의 부착에 의해서 채워지게 된다.

이렇게 부착된 에멀젼 입자는 흙의 입자와 단일체의 조직을 형성함과 동시에 접착력 및 부착력을 증진시키는 큰 작용을 한다.

■. 흙시멘트 압축강도시험

액상경화제를 첨가한 재료의 압축강도는 반적인 시멘트 계열을 기반으로 한 기존의 흙 

포장 재료에 비해 우수한 압축강도를 보인다.

■. 흙시멘트 휨강도시험

액상경화제를 첨가한 재료의 인장강도는 우수한 균열 저항성을 가진 연성 재료인 일반 

아스팔트 콘크리트 포장 재료보다 우수한 인장강도를 가지는 것으로 나타나 차량 하중

에 의한 균열 발생에 대한 저항성이 월등히 우수하다.

▣ 흙시멘트 개요

현장토를 이용한 흙시멘트 안정처리는 재래의 지반처리에 준하는 중ㆍ 저강도부터 구조물 용도의 고강도까지 발현된다.

흙시멘트를 이용한 안정 처리는 기존의 지반 처리에 의한 지반 강도 증진 개념 등과는 완전히 차별화되는 안정 처리 공법으로써 무기 반응성 첨가재인 시멘트와 액상경화제를 사용하여 압축강도, 휨 강도 및 인성지수를 기존의 지반 처리 수준에서 획기적으로 제고시킨 공법이다. 

여러 공정을 통해 이루어지는 기존의 지반 처리와는 달리 천연 재료인 흙을 다량으로 사용하여 고강도를 얻는 안정 처리 공법이며, 도로 및 철도 노반에 적용시 포장 하부의 지하수 감소에 따른 지반 침하 현상을 억제하고 물고임을 방지하는 효과를 얻을 수 있어 지하수 함양, 지중 생태계 보호, 식재 환경개선 등에 있어서 기존의 어떠한 건설 재료보다 월등히 우수하다. 

▣ 흙시멘트의 용도

흙시멘트의 탄성계수는 밀도, 시멘트량, 액상경화제량 및 배합토량에 의해 영향을 받는다.

탄성계수는 시멘트량 및 액상경화제량이 높을수록 크고 또한 최대의 값을 나타내는 최적의 배합토량에 있다.

만족스런 특성과 서비스수준을 가지는 흙시멘트를 생산하기 위한 첫 번째 필요조건은 체가름 된 흙과 혼합되는 적절한 양의 시멘트를 결정하는 것이다.

두 번째는 흙시멘트 혼합물을 균등하게 섞어주는 알맞은 물의 양이고, 세 번째는 시멘트 수화 전에 흙시멘트 혼합물이 적절한 밀도를 가지도록 다져지는 것이다. 이러한 기초적인 요소들은 정확하고 간단하게 조절될 수 있다.

흙시멘트 혼합물에서 흙이 차지하는 비율이 굉장히 크기 때문에 적절한 흙의 정의와 분류가 요구된다.

흙시멘트에 사용되는 흙은 여러 가지가 혼합되어 사용될 수 있으며 어떠한 광물 재료들도 시험을 통과한다면 흙시멘트에 이용할 수 있다