지반보강용 실리카졸 약액의 강도특성에 대한 연구

김현기(Kim Hyunki),김영훈(Kim Younghun),천병식(Chun Byungsik) 한국지반환경공학회 2010 한국지반환경공학회논문집 Vol.11 No.9

본 연구는 최근 개발된 실리카졸 그라우트재의 압축강도 특성을 규명한 것으로써 연구에 사용된 그라우트재는 3차원 겔형성재인 실리카졸 그라우트재와 규산나트륨 그라우트재에 대한 공학적 특성을 비교하기 위하여 일축압축강도시험(호모겔, 샌드겔), 투수시험, 휨강도시험등을 통해 강도 특성과 친환경성을 규명하고자 하였다. 실리카졸 그라우트재가 규산나트륨 그라우트재보다 초기(72시간 이내)에 일축압축강도가 3~5배 이상의 고강도로 증진되고 있음을 확인하였다. 샌드겔과 호모겔의 재령 28일의 일축압축강도로 비교 시 실리카졸 그라우팅제의 경우 샌드겔이 호모겔에 비해 약 1.3배 정도 강도가 높게 측정되었고, 이는 실리카졸의 경우 실제로 지반에 주입되어 사용되었을 경우 고강도를 발휘하는 특성이 있기 때문으로 추정된다. 투수시험 결과 실리카졸이 차수성면에서 현장에 적용하는데 무리가 없다고 판단되어 차수성을 요구하는 현장에 적용이 가능하다고 판단된다. 휨강도시험결과 그라우팅제용 실리카졸은 최종 28일 강도의 경우 규산나트륨 그라우팅제에 비해 3배 이상의 차이를 보이고 있다. This study was made on the fact that the compressive strength characteristic of the recently developed alkali silica-sol chemical grout material was examined, whose grout material used for this study was designed to understand its strength property through the uniaxial compressive strength test(homo-gel, sand-gel), permeability test, deflection strength test, etc. In order to compare with the engineering characteristics regarding alkali silica-sol grout material and sodium silicate grout material. The uniaxial compressive strength of silica-sol grout material was identified to be increased more than 3∼5 times than sodium silicate grout material at the early stage(within 72 hours). When comparing with the uniaxial compressive strengths of Sand-gel and Homo-gel at the material age of 28 days in case of silica-sol grouting material the strength of Sand-gel was measured to be about 1.3 times higher than Homo-gel. In case of silica-sol, it is assumed to have the property to exert high strength when it is actually grouted into the ground. As a result of permeability test it is judged that it is possible to apply the silica-sol to the site in the place requiring the water cut-off as the silica-sol. As a result of testing the strength at the material age of 28 days of grouting-use silica-sol showed more than 3 times' difference than the sodium silicate grouting material..

친환경 비알칼리성 실리카졸 차수공법의 적용

장용구(Yonggu Jang),김수겸(Sugyum Kim),강인준(Injoon Kang) 한국지반환경공학회 2016 한국지반환경공학회논문집 Vol.17 No.9

본 연구는 기존 차수 그라우팅공법에서 사용되는 규산질 물유리계(규산소다) 재료에 대해 환경성과 주입재 내구성 문제에 대한 문제점을 인식하여 이를 대체한 실리카졸(Silica-Sol)의 성능효과와 실리카졸을 사용한 공법의 현장 적용성을 분석함으로써 타공법 대비 효과를 비교 · 제시하였다. 환경성 · 내구성 평가와 관련 실내에서 주입재에 대한 어독성, 수중불분리 및 pH 농도 변화, 용출, 압축강도, 길이변화(수축량), 해수영향에 의한 약액 효능 분석 시험을 한 결과 실리카졸 공법은 물유리계인 LW 공법에 비해 압축강도는 약 1.3배 강하고 수축률은 3~8배 정도 적었으며, 토양오염에 영향을 줄 수 있는 유해성분(Cd, Cu, Hg, Cr<SUP>+6</SUP>, 유기인)이 전혀 없는 것으로 나타났다. 특히 어독성의 경우 수조 내 물의 pH 농도 변화가 거의 없이 공시어 또한 모두 장시간 생존하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 해수 염분에 의한 약액의 강도, 내구성 저하가 없는 것으로 분석되었다. 현장시험에서는 주입실시공 후 표준관입시험, 공내재하(LLT), 전단시험(BST)을 통해 지반개량에 대한 강도 물성치 증가 및 현장투수시험을 통해 풍화토(토사)층의 투수계수가 1×10<SUP>-5~-6</SUP>cm/sec로 저하됨으로써 현장적용에 대한 공법 시공 효과를 관찰할 수 있었다. This study analyzes the environmental and durability problems of traditional (LW) grouting method. And the proposed method was compared to the others effects by analyzing the in-situ applicability and effect of performance of the method using the silica sol. This study analyzed the eco-friendly, effects of high strength silica sol through laboratory tests. The effects of the construction process were identified through the field tests. The compressive strength was increased by 1.3 times compared to the LW method and the shrinkage is 3~8 times less than that of LW method with water glass. No toxicity, which could affect soil contamination. In particular, it was confirmed that the Toxicity fish also survived with little pH change in the concentration tank. Also it confirmed the construction effects through field test. Field tests are a standard penetration test, permeability test, LLT, BST. Permeability was reduced to 1×10<SUP>-5~-6</SUP>cm/sec.

실리카졸 약액의 환경영향성 검토 및 내구증진방안

이병호(Lee Byungho),김영훈(Kim Younghun),천병식(Chun Byungsik) 한국지반환경공학회 2010 한국지반환경공학회논문집 Vol.11 No.12

본 연구는 최근 개발된 실리카졸 그라우팅재의 환경영향성 및 내구성을 규명한 것으로써 연구에 사용된 그라우트재는 3차원 겔 형성재인 실리카졸 그라우팅제와 규산나트륨 그라우팅제에 대한 공학적 특성을 비교하기 위하여 전자현미경 촬영, 내화학성시험, 용탈시험, 투수시험 등을 통해 친환경성과 내구성을 규명하고자 하였다. 전자현미경 촬영 결과 실리카졸 그라우팅제의 표면 및 내부조직이 규산나트륨보다 치밀함을 확인할 수 있었다. 용탈시험 결과 용탈되는 원소의 총량도 극히 작아 친환경적인 재료임을 입증되어 지반주입재로써 적용성을 확인하였다. 투수시험 결과 실리카졸이 차수성면에서 현장에 적용하는데 무리가 없다고 판단되어 차수성을 요구하는 현장에 적용이 가능하다고 판단된다. This study was made on the fact that the environmental impact and durability of the recently developed alkali silicasol chemical grout material. The grout material used for this study was designed to understand its environmental impact and durability through the SEM, chemical resistance test, leaching test, permeability test. In order to compare with the engineering characteristics regarding alkali silicasol grout material and sodium silicate grout material. As a result of SEM, the surface and internal tissues of alkali silicasol grout material could be identified to be denser than those of sodium silicate. As a result of leaching test the adaptability was identified as grout material as it had proved to be an ecological material owing to the total amount of the element to be leached being extremely little. As a result of permeability test it is judged that it is possible to apply the silicasol to the site in the place requiring the water cut-off as the silicasol.

알칼리성 실리카졸 지반주입재의 특성에 관한 연구

조영훈(Cho Younghun),김찬기(Kim Chanki),천병식(Chun Byungsik) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.4

차수 및 지반안정을 목적으로 규산나트륨을 사용한 기존의 알칼리성 물유리계 약액주입공법은 주입 후 시간경과에 따라 지하수에 의해 주입고결체로부터 알칼리성분의 용탈이 진행되어 내구성이 약해지고 지하수를 오염시키는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 규산나트륨 주입재의 문제점을 보완하기 위해 개발된 알칼리성 실리카졸 지반주입재의 효과를 규명하는 데에 그 목적이 있다. 연구비교대상으로는 규산나트륨 주입재와 알칼리성 실리카졸 주입재로 하였다. 규산나트륨과 알칼리성 실리카졸 용액에 대하여 보통 포틀랜트 시멘트와 고로 슬래그 시멘트를 각각 배합하여 총 4가지의 Case로 나누어 공시체를 제작하여 시험을 실시하였다. 재령에 따른 일축압축강도 시험을 실시하였고, 환경영향성평가를 위하여 어독성시험과 pH시험을 실시하여 비교 및 분석을 하였다. 본 연구를 통해 고로 슬래그 시멘트를 배합한 알칼리성 실리카졸 지반주입재가 우수한 강도와 친환경성을 가지고 있는 것으로 나타났다. For the purpose of cut off and ground stabilization, water glass chemical grouting method using sodium silicate has problems of weakening durability and ground water pollution because leaching was conducted when the homogel is exposed to the ground water as time elapses. The purpose of this study is to identify the effect of alkali silica sol ground injection materials, it was compared with the sodium silicate ground injection materials using water glasses. For sodium silicate and alkali silica sol by mixing each case is divided into four different specimens were made and tested. The characteristic of alkali silica sol ground injection material was analyzed by unconfined compression test and environmental impact statement of ordinary portland cement and blast furnace slag cement. Alkali silica sol specimens were made mixing A-solution and B-solution in the proportion of one on one. Through this study, alkali silica sol ground injection mixing blast furnace slag cement has excellent strength and environment-friendly.

현장시험을 통한 알칼리성 실리카졸 주입재의 적용성 및 주입효과에 대한 연구

김영훈(Kim, Younghun),이진규(Lee, Jinkyu),양형칠(Yang, Hyungchil),천병식(Chun, Byungsik) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.8

본 연구는 최근 개발된 알칼리성 실리카졸 그라우팅재의 적용성 및 주입효과를 규명한 것으로서 연구에 사용된 그라우트재는 3차원겔 형성재인 알칼리성 실리카졸 그라우팅재와 규산나트륨 그라우팅재에 대한 공학적 특성을 비교하기 위하여 실내시험을 실시하여 강도특성 및 환경영향성을 검토하였으며, 현장시험 등을 통해 차수성과 주입효과를 검토하여 현장적용성을 규명하고자 하였다. 실내시험결과 알칼리성 실리카졸의 일축압축강도는 규산나트륨에 비해 약 5배 정도 증가하는 현상이 나타났고 용탈시험결과 용탈되는 원소의 총량도 극히 작아 친환경적인 재료임이 입증되었다. 현장시험결과 동수층에서도 상당한 투수계수 저감효과를 확인하였고, 시방기준인 10<SUP>-5</SUP>cm/sec보다 낮은 투수계수를 확보하였다. 주입확인시험결과 페놀프탈레인 반응시험, 전기비저항탐사에서 주입효과가 양호한 것으로 나타났다. This research have investigated the application and the injection effect of the alkaline silicasol grouting material(which is) recently developed. To compare the engineering characteristics of the alkaline silicasol which is formed with 3D-gel and the sodium silicate, it have studied the strength and environmental effects through the laboratory test, and field application was investigated with a review of the injection effect and waterproof through the field test. As a result of the laboratory test, unconfined compression strength of alkaline silicasol was 5 times more than sodium silicate. As a result of the leaching test, a total amount of the eluviated elements was very small, it considered the environment-friendly material. As a result of the field test, considerable reduction of the coefficient of permeability at the hydraulic layer was confirmed, and it could secure that the coefficient of permeability showed a lower than standard value of 10<SUP>-5</SUP>cm/sec.

콜로이달 실리카 입자 형상에 따른 CMP 특성에 관한 연구

김문성(Moonsung Kim),정해도(Haedo Jeong) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集A Vol.38 No.9

반도체 연마용 슬러리를 이온교환법, 가압방법 및 다단계 주입방법으로 제조하여 입자 크기와 형상에 따른 화학적 기계적 연마에 미치는 영향을 연구하였다. 이온교환법을 이용하여 구형의 콜로이달실리카를 크기별로 입자로 제조하였다. 이렇게 제조한 구형의 실리카를 다시 가압방법을 이용해 입자간의 결합을 유도해 비구형의 형상을 가진 콜로이달 실리카를 제조하였고, 이온교환법과 가압방법의 특징을 살려 실리식산을 다단계로 주입하여 입자 표면과 실리식산의 반응으로, 2~3 개의 입자가 결합한 형상의 콜로이달 실리카를 제조하였다. 이렇게 제조한 입자를 CMP 에 적용하여 콜로이달 실리카의 입자 형상에 따른 연마율을 기존의 상용 슬러리와 비교하였다. pH 가 높을수록 연마율은 높아졌고, 입자가 결합한 비구형의 콜로이달 실리카는 가장 높은 연마율과 양호한 비균일도를 나타내었다. Slurry used for polishing semiconductors processed by exchange, pressurization, and multi-step feeding has been studied to investigate the effect of the size and shape of slurry particles on the oxide CMP removal rate. First, spherical silica sol was prepared by the ion exchange method. The spherical silica particle was used as a seed to grow non-spherical silica sol in accordance with the multi-step feeding of silicic acid by the ion exchange and pressurization methods. The oxide removal rate of both non-spherical silica sol and commercially available slurry were compared with increasing average particle size in the oxide CMP. The more alkaline the pH level of the non-spherical silica sol, the higher was the removal rate and non-uniformity.

반도체 공정에서 발생하는 폐실리콘 슬러지의 재활용을 통한 실리카 나노입자의 제조 및 합성법에 따른 형상 및 특성 비교 연구

김지원,사민기,추연룡,제갈석,김하영,김찬교,심형섭,윤창민 유기성자원학회 2023 유기물자원화 Vol.31 No.3

본 연구에서는 반도체 공정에서 발생하는 폐실리콘 슬러지를 활용하여 고부가가치의 실리카 나노입자로합성하는 방법들에 대한 비교 연구를 수행하였다. 상세히는, 폐실리콘 슬러지 내에 존재하는 금속과 유기 불순물을산세 처리를 통해 제거한 뒤 졸-겔법과 수열합성법을 통해 실리카 나노입자로 제조하였다. 두 가지 합성법을 통해제조된 실리카 나노입자에 대한 다양한 형상 및 특성 분석을 진행하였다. 그 결과, 졸-겔법으로 제조된 실리카나노입자는 순도가 높고 균일한 형상으로 합성되었으며, 수열합성법은 수율과 단순한 제조법의 이점을 확인할 수있었다. 본 비교 연구는 폐실리콘 슬러지에서 실리카 나노입자를 제조하는 두 가지 합성법에 대한 상세한 실험 결과를제시하여, 반도체 공정에서 발생하는 부산물을 활용한 고부가가치 소재 제조법 정립에 기여할 것으로 기대된다. In this study, a comparative study is conducted on the synthesis methods for silica nanoparticle employing the silicon sludge waste generated from the semiconductor manufacturing processes. Specifically, acid-washed silicon sludge wastes with no impurities are employed as the precursors of sol-gel and hydrothermal methods for silica nanoparticles preparation. The morphologies and properties of silica nanoparticles synthesized via two synthetic methods are examined by various analysis methods. As a result, silica nanoparticles from the sol-gel method are fabricated with high purity and uniform shape, while the hydrothermal method exhibits advantages in yield and ease of synthetic process. This comparative study offers detailed experimental results on the two synthetic methods for silica nanoparticle synthesis, which may contribute to the establishment of manufacturing high-value materials using the by-products generated in the semiconductor process.

실리카졸 바인더를 이용한 시멘트 블록의 대기 정화에 관한 연구

이지우 ( Lee Ji-woo ),박미소 ( Bak Mi-so ),노영숙 ( Roh Young-sook ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.2

최근 미세먼지의 위험성이 증가함에 따라, 다양한 분야에서 대책을 마련하고 있다. 이에 건설 산업 분야에서는 TiO2와 바인더를 사용한 미세먼지 절감 대책 연구가 진행되고 있는데, 실제 건축물에는 적용이 어려워 활발히 이용되지 않고 있는 실정이다. 본 연구에서는 TiO2 도포제 개발을 위한 실험을 진행하여 이를 통해 실제 건축물에 적용이 용이하고, 시공상의 편리함을 도모하여 대기 미세먼지 상황을 개선시키는 것에 목적이 있다. 또한, 본 연구의 분석 결과를 추후 연구에 활용하여 경제적이고 편리한 도포제 개발을 위해 지속적인 발전을 꾀하고자 한다.

TiO2와 실리카졸을 도포한 시멘트 블록의 대기 개선 효과

이지우(Lee, Ji-Woo),박미소(Bak, Mi-So),조승호(Cho, Seung-Ho),김정연(Kim, Jung-Yun),김민성(Kim, Min-sung),노영숙(Roh, Young-Sook) 대한건축학회 2020 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.40 No.2

메칠트리에톡시실란과 페닐트리에톡시실란으로 만들어진 콜로이드상 실리카 코팅의 표면 및 광학적 성질

이만성,조남주 부산대학교 생산기술연구소 2000 生産技術硏究所論文集 Vol.59 No.-

투명 플라스틱의 내 마모성을 향상시키고 특히 소재와의 굴절률의 차이에 기인한 간섭 현상 등을 최소화하여 보다 우수한 광학적 특성을 가진 하드 코팅제를 제조하기 위하여 유기물로서 methyl triethoxy silane(MTES)과 phenyl triethoxy silane(PTES)을 병용하고 무기물로서 colloidal silica를 사용하며 유-무기 복합 코팅제를 sol-gel 법에 의해 합성하였으며, polymethyl methacrylate (PMMA)판에 코팅된 도막의 표면 및 광학적 특성을 조사하였다. 무기 실리카에 MTES와 PTES를 결합시킨 경우 도막 표면의 거칠기가 현저히 감소하였다. 코팅된 PMMA 판의 내 마모성은 유기 실란의 양이 증가할수록 증가하는 경향을 보였으며 굴절율은 PTES의 양이 증가할수록 서서히 증가하는 경향을 나타내었다. 사용된 경화 촉매인 tetramethyl ammoniumformate는 소재와 코팅 도막을 매우 효율적으로 결합시켜 좋은 접착력을 나타내었다. Polymethyl methacrylate(PMMA) sheets were coated with silica coatings by the sol-gel method, and their abrasion resistance, optical and surface characteristics were evaluated. Methyl triethoxy silane (MTES), phenyl triethoxy silane(PTES) and colloidal silica were used for the rotating agent. The addition of MTES and PTES to colloidal silica enabled the formation of coatings with very smooth surface. The abrasion resistance of PMMA sheet coated with silica coaling agent increased PMMA sheet slightly increased with the increase with the ratio of PTES. The addition of a curing catalyst, tetramethylammoniumformate, was found to be very effective to increase the adhesion strength of the foaling agent to the substrates.