고화 작용(固化 作用)은 액체 상태이거나 부드러운 입자 상태의 물질이 물리적 또는 화학적 변화를 거쳐 단단하게 굳어지는 과정을 의미한다. 주로 지질학, 토목공학, 환경공학 등의 분야에서 서로 다른 맥락으로 정의되어 사용된다.
- 지질학적 정의 지질학에서 고화 작용(Lithification)은 지표에 쌓인 퇴적물이 오랜 시간에 걸쳐 단단한 퇴적암으로 변하는 과정을 일컫는다. 이 과정은 크게 두 가지 단계로 나뉜다.
- 압축 작용(Compaction): 상부에 새로 쌓이는 퇴적물의 무게로 인해 하부 퇴적물이 눌리면서 입자 사이의 간격이 좁아지고 부피가 줄어드는 현상이다.
- 교결 작용(Cementation): 퇴적물 입자 사이의 공극에 지하수가 흐르며 그 속에 녹아 있던 석회질, 규산질, 철분 등의 광물 성분이 침전되어 입자들을 서로 접착시키는 현상이다.
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환경 및 토목공학적 정의 환경공학 및 폐기물 처리 분야에서 고화 작용(Solidification)은 오염 물질이나 폐기물의 유해 성분이 외부로 용출되지 않도록 고형화제(시멘트, 아스팔트 등)를 혼합하여 물리적으로 단단한 덩어리 형태로 만드는 공정을 의미한다. 이는 폐기물의 물리적 성질을 개선하여 운반 및 매립을 용이하게 하고, 오염 물질의 침출을 방지하는 안정화 공정과 병행되는 경우가 많다.
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토목 및 건설 분야 토목 공사 시 연약한 지반의 강도를 높이기 위해 경화제나 고화재를 투입하여 흙의 입자를 결속시키고 지내력을 강화하는 과정을 고화 작용 또는 지반 고화라고 지칭한다.
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화학적 관점 물질이 결정화되거나 중합 반응 등을 통해 분자 간의 결합력이 강화되어 고체 상태로 변화하는 전반적인 현상을 포함하며, 온도 변화나 용매의 증발 등 물리적 요인에 의해 발생하기도 한다.
