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한국벤토나이트, 고효율 지열 그라우팅재 개발

천공갯수↓ 공사기간 대폭 단축…경제성 확보

그라우팅 펌프가 필요없이 단순 투입이 가능한 지열그라우팅재료가 개발됐다. 특히 높은 열전전도도를 확보해 천공갯수를 줄일 수 있으며 공사기간도 대폭 단축할 수 있을 것으로 기대된다.

지열그라우팅재 전문기업 한국벤토나이트(대표 신동현)는 기존에 사용하던 지중열교환기용 고효율 그라우팅재의 문제점을 획기적으로 개선한 프리미엄급 그라우팅재 HEB-Bead PLUS와 일반형 그라우팅재 HEB-Bead를 출시했다고 밝혔다.

그동안 사용했던 지열그라우팅재의 문제점은 낮은 열전도도와 점도, 점성으로 인한 압송펌프와 압송호스 막힘, 점도 확보를 위한 과도한 물 사용으로 인한 열전도도 하락 등 악순환의 연속이었다.  

또한 오랜 시간 투입해야 하고 작업 시 발생하는 분진으로 인한 환경문제, 정량화·규격화되지 않은 설비운영방법으로 천공부의 불균질한 열전도도 등이 지속적으로 문제점으로 지적됐다.

특히 천공부 내부 대수층의 물로 인한 그라우팅재의 대량 투입에 따른 지하수 오염 가능성도 높아 오염원을 해결하기위한 최적의 제품개발이 필요한 상황이었다. 

이에 따라 한국벤토나이트는 열전도율이 높고 비중이 높은 실리카샌드와 열전도율을 최대화한 흑연을 코팅한 후 외부에 벤토나이트를 마감코팅해 자중에 의해 지하 200m까지 단순하게 투입할 수 있는 프리미엄 일체형 그라우팅재인 ‘HEB-Bead PLUS’를 개발했다. 

또한 비중이 높은 실리카샌드(1~2호)와 벤토나이트를 코팅해 자중에 의해 대수층까지 장비없이 단순하게 투입할 수 있는 ‘HEB-Bead’를 개발했다. 이 제품은 투입 즉시 대수층아 밀폐돼 지하수 오염을 막을 수 있다. 



특히 ‘헥토라이트 조성물을 이용한 그라우팅용 비드 및 상기 그라우팅용 비드를 이용한 그라우팅 작업방법’과 ‘헥토라이트를 포함하는 그라우팅용 비디 및 상기 그라우팅용 비드를 이용한 그라우팅 작업방법’ 특허도 출원했으며 체계적이고 공장화된 제품으로 표준화된 작업이 가능하다.

가장 주목받고 있는 점이 높은 열전도도다. 호서대 지열인력양성센터의 벤토나이트 열물성실험에서 ‘HEB-Bead PLUS’는 열전도도 K값이 3.5W/mK 이상을, ‘HEB-Bead’는 2.6W/mK 이상의 고효율을 달성했다. 

열전도도가 높다는 것은 그만큼 천공갯수를 줄일 수 있고 공사기간도 줄일 수 있어 원가절감이 가능하다. 또한 그라우팅 기계가 필요없으며 점도와 점성에 대해 전혀 신경 쓸 필요가 없어 숙련된 작업자 없이도 그라우팅작업을 진행할 수 있어 보다 경제적이다. 

특히 정량화, 규격화로 항상 일정한 열전도도가 유지되며 배수층 유실문제도 해결해 환경문제도 해결했다.

수입에 의존하던 지열 그라우팅재 국산화에 앞장서온 한국벤토나이트의 관계자는 “그라우팅은 지중열교환기 성능을 결정짓는 매우 중요한 항목”이라며 “열전도도가 높다는 것은 천공을 덜 해도 된는 것으로 결국 지열 경제성을 보다 확보할 수 있는 계기가 되는 만큼 국내 지열산업 활성화에 기여하겠다”고 밝혔다.