기계화 터널링 동안 발생하는 지반 침하 및 분절 변위는 환형 갭의 즉각적이고 안정적인 충전을 필요로 한다. 두-성분 그라우트는 겔화와 압축강도를 제어하기 위해 널리 사용된다. 선행연구에 따르면 OPC의 일부를 고로슬래그 미분말(ground granulated blast-furnace slag, GGBFS)로 치환하면 성능이 향상되지만, 시멘트 종류와 규산염(실리케이트)계 경화제의 투입량의 결합 효과는 아직 충분히 규명되지 않았다. 본 연구는 두-성분 되메움 그라우트의 유동학적, 역학적 및 미세구조적 특성에 대한 시멘트 종류와 경화제-물비(hardener-to-water, H/W) 비율의 영향을 조사하였다. 성분 A는 벤토나이트, 안정제 및 탈이온수를 사용하여 OPC 또는 가소제화 시멘트(plasticized cement, PLC)로 제조하고, 성분 B는 수산화나트륨-규산염계(sodium silicate-based) 경화제로 준비하였다. 유동학적 특성으로는 성분 A의 블리딩 및 유동 시간, 성분 B와 혼합한 후의 겔화 시간, 가소성 유지 시간 및 유동속도를 평가하였으며, 일축압축강도(uniaxial compressive strength, UCS)도 함께 측정하였다. 미세구조 분석(XRD, SEM 및 MIP)은 수화 및 공극 구조를 관찰하기 위해 수행되었다. 그 결과, PLC는 성분 A에서 블리딩이 더 낮고 유동 시간이 더 짧았으며, 성분 B와 혼합 후에는 겔화 시간이 더 길고 가소성 유지 시간이 더 짧아지면서 동시에 장기 UCS가 OPC에 비해 더 높게 나타났다. H/W를 증가시키면 겔화 시간은 연장되지만 가소성 유지 시간은 단축되고, 유동속도는 감소하며, 강도는 향상되었다. XRD 패턴은 H/W 증가에 따라 결정성이 감소하는 경향을 보였고, 28°–32° 구간에서 무정형 피크가 더 강해지는 현상이 관찰되었으며, 이는 C-S-H 겔 형성에 기인하는 것으로 해석된다. 이와 일관되게, MIP와 SEM 분석은 H/W가 증가함에 따라 공극 구조의 변화가 진행되며, 이는 C-S-H 겔의 점진적 발달을 반영함을 확인하였다. 이러한 미세구조 변화는 종합적으로 압축강도 향상에 기여하였다.

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