Soil treatment and improvement have been an important field for construction since an-cient times, where the use of bitumen or sticky rice mortars have been used for soil strengthen-ing. Since then with the advancement of civilization, the durability and construction materials have improved allowing for further advancements in the field of geotechnical engineering. The main purposes of soil improvement has been the enhancement of one or many engineering characteristics of the soil. Such characteristics include the strength, hydraulic conductivity, dura-bility, and the revitalization of the environment. Among the soil treatment methods, the most widely used and accepted is the use of cement. The use of cement has a long standing history and numerous advantages, such as high strength and durability with an ability to form calcium carbonate crystals under the water table. However, the use of cement has also been associated with various environmental concerns, such as the heavy emission of greenhouse gases, urban runoff and heat, and vegetation growth limitations.
Due to the many environmental hazards associated with cement use, research and devel-opment into an environmentally friendly substitute for a soil binder has been researched in re-cent years. Environmental-friendly and sustainable approaches have recently emerged in the field of geotechnical engineering which involve the use of alternative materials, including geo-synthetics, chemical polymers, geopolymers, or biological treatment.
Among such research one possible avenue for an environmentally friendly soil binder is the use of biopolymers. Biopolymers are organic polymers that are synthesized by biological organisms. They consist of monomeric units that are bonded into larger formations. In this study, gellan gum biopolymers are used for soil improvement purposes, and an in-depth study on the structure and behavior of gel type biopolymers has been conducted.
The use of various experiments such as the uniaxial compressive strength, direct shear tests, hydraulic conductivity tests, and oedometer tests have been performed to analyzed the structure and behavior of these gellan treated soils. Specifically with a focus on the presence of clay particles and water molecules. These investigation provided numerous insights into the properties of these gellan treated soils, and the importance of many factors, such as the gellan to clay ratios.
고대부터 현재에 이르기까지 토양의 처리 및 특성 개선은 주요한 건설 분야 중 하나이다. 역청 또는 찹쌀 모르타르를 사용하여 토양을 강화하던 고대 시절부터 문명의 발전과 함께 지반공학 분야에서의 내구성 및 건축 자재는 지속적인 발전을 보였다. 토양 처리의 주요 목적은 지반의 공학적인 특성을 향상시키는 것이다. 이러한 특성들은 흙의 강도, 투수 조절, 내구성 및 환경의 활성화를 위한 방법들이 포함되어있다. 토양 처리 방법 중 가장 많이 사용되고 있는 물질은 시멘트이다. 시멘트는 높은 강도, 내구성 및 양생기간 동안 탄산 칼슘을 형성하여 지속적으로 강도가 증진되는 등많은 장점을 갖고 있다. 그러나 시멘트의 사용은 많은 이산화탄소 발생 및 발열과 같은 다양한 환경적인 문제점들을 갖고 있다.
그에 따라 최근에는 시멘트를 대체할 수 있는 친환경적인 토양 바이더에 대한 연구와 개발이 진행 되고 있다. 그 중 생물학적인 물질을 사용하는 방법이 많은 관심을 받으며 많은 연구가 진행되고 있다.
바이오 폴리머는 생물학적 유기체에 의해 만들어진 유기 폴리머이다. 본 연구에서는 젤란 검 바이오 폴리머로 처리된 흙을 사용하여 겔형 폴리머의 구조 및 거동을 조사를 하였다.
일축 압축 강도, 직접 전단 시험, 투수 시험 및 압밀 시험 등의 각종 지반공학 실내실험을 통해 젤란 검으로 처리된 흙의 다양한 구조 및 거동을 조사하였다. 특히 점토 입자 및 물 분자의 반응성에 대해 집중적으로 분석하였으며, 이를 통해 폴리머와 점토 비율의 중요성, 물의 상호 작용 모델을 포함한 다양한 토양의 특성을 도출하였다.
