KR100577399B1 - Cement composition for semi-rigid color asphalt pavement, pavement method thereof and semi-rigid color asphalt - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개립도 아스팔트 콘크리트의 공극에 쉽게 침투할 수 있는 특수 폴리머 시멘트 밀크 조성물에 관한 것으로, 시멘트 100 중량부에 대하여, 물 50 ~ 80 중량부, (a)수용성 카르복실산염기 함유 비닐 모노머 5 ~ 20 중량%, (b)실릴기 함유 비닐 모노머 1 ~ 10 중량%, (c)상기 (a),(b)와 공중합이 가능한 다른 비닐 모노머 20 ~ 90 중량%를 유화중합 하여 제조한 공중합체 고형분 5 ~ 40 중량부, 분자량 10,000 이하인 수용성의 폴리알킬렌글리콜 1 ~ 10 중량부, 액상 규산나트륨, 액상 규산칼륨, 액상 규산리튬에서 선택되는 어느 하나 이상의 수용성 규산염 5 ~ 40 중량부를 혼합한 것을 특징으로 하는 반강성 칼라 아스팔트 포장용 시멘트 밀크 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a special polymer cement milk composition that can easily penetrate into the voids of asphalt concrete in an open view, with respect to 100 parts by weight of cement, 50 to 80 parts by weight of water, (a) a water-soluble carboxylate group-containing vinyl monomer 5 ~ 20% by weight, (b) 1 to 10% by weight of the silyl group-containing vinyl monomer, (c) copolymer prepared by emulsion polymerization of 20 to 90% by weight of the other vinyl monomer copolymerizable with (a), (b) 5 to 40 parts by weight of solids, 1 to 10 parts by weight of water-soluble polyalkylene glycol having a molecular weight of 10,000 or less, 5 to 40 parts by weight of any one or more water-soluble silicates selected from liquid sodium silicate, liquid potassium silicate and liquid lithium silicate The present invention relates to a cement milk composition for semi-rigid color asphalt pavement.
투수성, 반강성, 칼라 아스팔트 포장, 개립도 Permeable, Semi-rigid, Color Asphalt Pavement, Opening Degree
Description
본 발명은 개립도 아스팔트 콘크리트의 공극에 쉽게 침투할 수 있는 특수 폴리머 시멘트 밀크의 제조 및 이를 이용한 반강성 칼라 아스팔트 포장방법에 관한 것이다.The present invention relates to the production of a special polymer cement milk that can easily penetrate the voids of asphalt concrete and semi-rigid color asphalt paving method using the same.
종래의 아스팔트 포장은 차량 통행시 소음이 적고 유연성이 있는 장점은 있으나 고온 유동성 때문에 여름철에는 도로의 강직성이 떨어지고 아스팔트가 갖는 물성의 한계로 인해 소성 변형, 마모, 내구성 약화 등의 문제를 안고 있다. 또한 안료를 첨가하여 칼라 포장을 실시한 경우에도 암적색 등의 어두운 색상밖에 연출할 수 없어 색상 표현에 한계가 있다. 한편 콘크리트 포장의 경우에는 압축 강도와 내마모성, 내구성 등이 뛰어나 일반적으로 차도에 사용되고 있으나 백화 현상과 소음 문제가 크고 유연성이 떨어져 충격 흡수가 어렵고 시멘트가 가지는 회색 때문에 칼라 포장에도 한계가 있다. Conventional asphalt pavement has the advantage of low noise and flexibility when passing the vehicle, but due to high temperature fluidity, the rigidity of the road is reduced in summer, and there are problems such as plastic deformation, wear, and weakening of durability due to the limitations of physical properties of asphalt. In addition, even in the case of color packaging with the addition of pigments, only dark colors such as dark red can be produced, thereby limiting the expression of colors. On the other hand, concrete pavement is generally used in roadways because of its excellent compressive strength, abrasion resistance, and durability. However, whitening and noise problems are large and flexibility is difficult to absorb shock, and gray color of cement has a limitation in color pavement.
이와 같이 아스팔트 포장과 콘크리트 포장의 단점을 보완하기 위해 반강성 포장이 발표되고 있다. 이 반강성 포장은 골재의 굵기가 16mm 이상의 투수성 개립도 아스팔트 포장을 실시한 후에 이 아스팔트 포장의 공극 속에 시멘트, 물, 그리고 합성수지 에멀젼을 혼합하여 제조된 시멘트 밀크를 흘려 넣어 압력 또는 진동을 가함으로써 아스팔트 공극을 시멘트 밀크로 충진한 뒤에 양생 또는 경화시킴으로써 아스팔트 재료의 공극 속에 시멘트 콘크리트가 복합되어 상기 두 가지 포장 재료가 가지는 단점을 보완하고 장점을 발휘하도록 하기 위한 것이다.As such, semi-rigid pavement has been announced to compensate for the disadvantages of asphalt pavement and concrete pavement. This semi-rigid paving is made by applying cement or water to the cement pavement by mixing cement, water, and resin emulsion into the voids of the asphalt pavement, and applying pressure or vibration to the asphalt pavement. After filling the voids with cement milk and curing or curing, cement concrete is mixed in the voids of the asphalt material to compensate for the disadvantages of the two pavement materials and to exhibit the advantages.
그러나 이러한 반강성 포장에 사용되는 시멘트 밀크의 구성 성분에는 합성수지로 구성된 에멀젼이 혼합되어 있어 100℃ 전후의 아스팔트 포장 공극으로 주입될 경우 고온의 아스팔트에 의한 수지의 겔화 또는 경화나, 수분의 증발로 인한 시멘트 밀크의 점도가 상승하여 작업성이 떨어지고 이로 인해 아스팔트의 공극을 충분히 메워 줄 수 없는 경우가 많다.However, the components of the cement milk used in the semi-rigid paving are mixed with emulsions composed of synthetic resins. When injected into the asphalt paving voids around 100 ° C, the resin may be gelatinized or cured by high temperature asphalt, or due to evaporation of moisture. As the viscosity of cement milk rises, workability decreases, and thus it is often impossible to fill the pores of asphalt sufficiently.
또한 시멘트와 물만으로 구성된 시멘트 밀크의 경우에는 시멘트 밀크와 아스팔트와의 접착력이 떨어져서 두 재료의 경계면에서 분리가 일어나 포장 재료의 압축 강도 및 내구성이 충분히 발현되기 어렵고 시멘트의 백화현상이 발생함과 동시에 시멘트의 양생시간도 길어져서 교통 통제에 단시간을 필요로 하는 도로 포장의 특성상 현실적으로 포장공사에 적용하기가 어렵게 된다. In the case of cement milk composed only of cement and water, the adhesion between cement milk and asphalt is inferior, resulting in separation at the interface between the two materials, making it difficult to fully express the compressive strength and durability of the pavement material. Due to the long curing time of the road, it is difficult to apply it to the pavement due to the characteristics of road pavement, which requires a short time for traffic control.
한편 시멘트 밀크의 유동성 및 경화 시간을 단축시키기 위해서 일반적으로 널리 쓰이는 시멘트 혼화제, 급결제, 감수제 등의 첨가제를 사용하고 있으나 첨가 제의 종류에 따라 시멘트 밀크의 물성이 크게 달라지기 때문에 반강성 포장용 시멘트 밀크로서 사용하기에는 여러 가지 제약이 따르고 있었다. In order to shorten the flowability and hardening time of cement milk, cement additives such as cement admixtures, fasteners, and water reducing agents are generally used, but the properties of cement milk vary greatly depending on the type of additives. There were a number of restrictions to use.
본 발명의 목적은 상기와 같이 반강성 포장용 시멘트 밀크가 가지는 여러 가지 제약을 극복하고 다공성 개립도 아스팔트의 공극에 주입시키기 위한 시멘트 밀크를 제공하기 위한 것으로, 수용성의 폴리알킬렌글리콜을 이용하여 침투성 및 유동성을 증가시킴으로써 고온의 개립도 아스팔트 콘크리트에 주입될 때 수분의 증발 및 겔화 또는 경화되는 것을 방지하여 공사기간을 단축할 수 있는 새로운 폴리머 시멘트 밀크를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a cement milk for overcoming the various constraints of the semi-rigid paving cement milk as described above and to inject pores of the porous grains into the asphalt, it is permeable and using the water-soluble polyalkylene glycol By increasing the fluidity, it is intended to provide a new polymer cement milk which can shorten the construction period by preventing the evaporation and gelation or curing of moisture when the high temperature landfill is injected into the asphalt concrete.
또한 본 발명은 시멘트 밀크 조성물에 안료를 첨가하여 색상을 발현할 수 있는 반강성 칼라 포장용 시멘트 밀크를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a semi-rigid color packaging cement milk that can express the color by adding a pigment to the cement milk composition.
또한 본 발명은 계절이나 온도에 따라, 또는 사용자가 원하는 경화시간에 따라 조절하여 사용 가능한 시멘트 밀크를 제공하고자 한다.In another aspect, the present invention is to provide a cement milk can be used according to the season or temperature, or according to the curing time desired by the user.
또한 본 발명은 전체 두께가 개립도 아스팔트로 되는 것과, 하부는 세립도 아스팔트로 이루어지고, 상부는 개립도 아스팔트를 형성하여 개립도 아스팔트에만 시멘트 밀크가 주입되는 반강성 칼라 아스팔트의 포장방법을 제공하고자 한다.In another aspect, the present invention is to provide a paving method of semi-rigid color asphalt, the whole thickness of which is made of asbestos, and the bottom is made of fine grained asphalt, the top is formed of the degree of paving asphalt, and cement milk is injected only to the paving asphalt. do.
또한 본 발명은 폐골재를 활용함으로써 경제적인 이점이 있는 반강성 칼라 아스팔트의 포장방법을 제공하고자 한다.In another aspect, the present invention is to provide a method of paving semi-rigid color asphalt having economic advantages by utilizing waste aggregate.
본 발명은 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로, 특정한 조성 및 성분비를 한정하여 사용하는 경우 고온의 아스팔트에서도 겔화되지 않는 침투성 및 유동성이 뛰어난 반강성 칼라 아스팔트 포장용 시멘트 밀크 조성물을 제공할 수 있음을 발견하여 완성하게 되었다.The present invention is to achieve the object as described above, it can provide a semi-rigid color asphalt paving cement milk composition excellent in permeability and fluidity that does not gel even in high temperature asphalt when used in a specific composition and composition ratio I found it and completed it.
보다 구체적으로 본 발명은, 시멘트 100 중량부에 대하여, 물 50 ~ 80 중량부, (a)수용성 카르복실산염기 함유 비닐 모노머 5 ~ 20 중량%, (b)실릴기 함유 비닐 모노머 1 ~ 10 중량%, (c)상기 (a),(b)와 공중합이 가능한 다른 비닐 모노머 70 ~ 90 중량%를 유화중합 하여 제조한 공중합체 고형분 5 ~ 40 중량부, 분자량 10,000 이하인 수용성의 폴리알킬렌글리콜 1 ~ 10 중량부, 액상 규산나트륨, 액상 규산칼륨, 액상 규산리튬에서 선택되는 어느 하나 이상의 수용성 규산염 5 ~ 40 중량부를 혼합한 것을 특징으로 하는 반강성 칼라 아스팔트 포장용 시멘트 밀크 조성물에 관한 것이다. More specifically, the present invention is based on 100 parts by weight of cement, 50 to 80 parts by weight of water, (a) 5 to 20% by weight of a water-soluble carboxylate group-containing vinyl monomer, (b) 1 to 10 parts by weight of a silyl group-containing vinyl monomer %, (c) 5 to 40 parts by weight of a copolymer solid prepared by emulsion polymerization of another vinyl monomer copolymerizable with (a) and (b), a water-soluble polyalkylene glycol having a molecular weight of 10,000 or less 1 It relates to a semi-rigid color asphalt paving cement milk composition, characterized in that 5 to 40 parts by weight of any one or more water-soluble silicates selected from 10 parts by weight, liquid sodium silicate, liquid potassium silicate and liquid lithium silicate.
본 발명은 상기 조성물에 시멘트 100 중량부에 대하여 안료 0.1 ~ 20 중량부, 플라이애쉬 20 ~ 50 중량부, 규사 20 ~ 50 중량부에서 선택되는 어느 하나 이상의 성분을 더 추가하는 것도 가능하다. 또한 필요에 따라 상기 조성물에 급결제, 지연제, 감수제, 계면활성제에서 선택되는 어느 하나를 더 포함하여 물성을 개선할 수 있으며, 상기 급결제 및 지연제를 사용하는 경우 시멘트 밀크의 경화시간을 조절할 수 있어, 계절이나 온도에 따라 조절하여 사용할 수 있다.The present invention may further add any one or more components selected from 0.1 to 20 parts by weight of pigment, 20 to 50 parts by weight of fly ash, and 20 to 50 parts by weight of silica sand based on 100 parts by weight of cement. In addition, if necessary, the composition may further include any one selected from a fastener, a retardant, a water reducing agent, and a surfactant, and may improve physical properties, and when using the fastener and the retardant, adjust the curing time of cement milk. It can be used to adjust according to the season or temperature.
본 발명에서 반강성 포장은 아스팔트와 개립도의 큰 골재로 구성되는 혼합물 의 공극간에 시멘트 밀크 조성물을 침투시키는 포장방법으로, 본 발명에서 사용될 수 있는 시멘트 밀크는 시멘트, 물과 선택적으로 플라이애쉬 및/또는 규사 등의 혼합물에 상기 공중합체 고형분, 안료, 수용성 폴리알킬렌글리콜을 혼합한 것을 의미하는 것이다.In the present invention, the semi-rigid paving is a paving method of infiltrating the cement milk composition between voids of a mixture composed of asphalt and large aggregates, and cement milk which can be used in the present invention is cement, water and optionally fly ash and / or Or it means what mixed the said copolymer solid content, a pigment, and water-soluble polyalkylene glycol with mixtures, such as a silica sand.
본 발명에 따른 개립도 아스팔트에 사용되는 골재는 재생골재(폐골재)를 사용하는 경우 경제적인 이점이 있으며, 비재생 골재와 비교시 강도 등의 물성에서도 큰 차이가 없으므로 재생골재를 사용한 개립도 아스팔트를 사용할 수 있다. 따라서 본 발명은 반강성 칼라 아스팔트에 폐골재 또는 골재와 폐골재를 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.Aggregate used in the degree of paving asphalt according to the present invention has an economical advantage when using recycled aggregate (waste aggregate), and there is no significant difference in physical properties such as strength when compared with non-regenerated aggregate. Can be used. Therefore, the present invention can also be used to mix waste aggregate or aggregate and waste aggregate in semi-rigid color asphalt.
이하는 본 발명의 시멘트 밀크의 각 구성성분에 대하여 설명한다.Hereinafter, each component of the cement milk of this invention is demonstrated.
본 발명에서 시멘트는 포틀랜드시멘트, 혼합시멘트, 제트 시멘트, 백색 시멘트 등의 공지의 시멘트에서 선택되는 어느 하나 이상의 시멘트를 사용한다. 보다 바람직하게는 백색 시멘트를 사용하는 것이 안료를 사용하는 경우 색상발현이 뛰어나므로 바람직하다.In the present invention, the cement uses at least one cement selected from known cements such as portland cement, mixed cement, jet cement, white cement, and the like. More preferably, the use of white cement is preferred because of excellent color expression when using a pigment.
본 발명에서 상기 공중합체는 공지의 유화중합, 벌크중합 및 현탁중합의 어느 것에 의해서도 제조할 수 있으며, 상기 (a)카르복실산염 함유 비닐 모노머는 아크릴산, 메타크릴산, 말레인산, 푸마르산, 이타콘산에서 선택되는 어느 하나 이상의 단량체에서 수소가 암모늄염 및 칼륨, 나트륨 등의 알칼리금속염 또는 칼슘, 마그네슘 등의 알칼리토금속의 염 형태로 치환된 것을 의미한다. 상기와 같이 염의 형태로 치환된 경우 흡수성이 증가하게 되며, 시멘트 밀크 제조 시 사용되는 물을 흡수하여 매트릭스상을 이루며, 다소의 힘을 가하여도 분자구조 밖으로 물이 배출되지 않으므로 시멘트 밀크를 아스팔트 공극에 주입 시 수분의 증발을 막아 유동성을 증가시켜 줄 수 있다. 함량은 5 ~ 20 중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 20 중량%를 초과하여 사용하는 경우 시멘트 밀크의 응결 및 경화시간이 증가하여 강도발현이 어려울 수 있으므로 상기 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, the copolymer can be prepared by any of known emulsion polymerization, bulk polymerization and suspension polymerization, wherein the (a) carboxylate-containing vinyl monomer is acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid In the at least one monomer selected, hydrogen is substituted with an ammonium salt and an alkali metal salt such as potassium or sodium, or a salt of an alkaline earth metal such as calcium or magnesium. When substituted in the form of salt as described above, the absorbency is increased, absorbs the water used in the manufacture of cement milk to form a matrix, and even if a little force is applied, cement milk is added to the asphalt voids because water is not discharged out of the molecular structure. This can increase the fluidity by preventing the evaporation of water during injection. It is preferable to use the content of 5 to 20% by weight, and when used in excess of 20% by weight, it may be difficult to express strength due to the increase in the condensation and curing time of cement milk, and therefore it is preferable to use the above range.
또한, 상기 (b)실릴기 함유 비닐 모노머는 디비닐디메톡시실란, 디비닐디-베타-메톡시에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스-베타-메톡시에톡시실란, 감마(메타)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 감마-(메타)아크릴옥시프로필트리에톡시실란, 감마-(메타)아크릴옥시프로필메틸디에톡시실란에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하며, 함량은 1 ~ 10 중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 1 중량% 미만으로 사용되는 경우 강도 향상 효과가 적고, 10 중량%를 초과하는 경우 중합안정성이 현저하게 저하되므로 상기 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the (b) silyl group-containing vinyl monomers include divinyldimethoxysilane, divinyldi-beta-methoxyethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris-beta-methoxyethoxysilane, and gamma (meth ) Acryloxypropyltrimethoxysilane, gamma- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, gamma- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane is used, and the content is 1 to 10 weight It is preferable to use%, and when used in less than 1% by weight is less effective in improving the strength, when it exceeds 10% by weight it is preferable to use in the above range because the polymerization stability is significantly reduced.
또한 상기 (c)공중합이 가능한 다른 비닐 모노머는 (메타)아크릴산 에스테르, 스티렌, 히드록시기 함유 비닐 모노머에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용한다. 상기 (메타)아크릴산 에스테르로는 예를 들어, (메타)아크릴산메틸, (메타)아크릴산에틸, (메타)아크릴산프로필, (메타)아트릴산 n-부틸, (메타)아크릴산이소부틸, (메타)아크릴산 t-부틸, (메타)아크릴산펜틸, (메타)아크릴산헥실, (메타)아크릴산 2-에틸헥실, (메타)아크릴산 옥틸, (메타)아크릴산 이소옥틸, (메타)아크릴산 시클로 헥실에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 히드록시기 함유 비닐 모노머는 예를 들어, 히드록시(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타) 아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.In addition, the other (c) copolymerizable vinyl monomer uses any one or more selected from a (meth) acrylic acid ester, styrene, and a hydroxyl group-containing vinyl monomer. As said (meth) acrylic acid ester, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, for example at least one selected from t-butyl, (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth) acrylate Can be used. As the hydroxy group-containing vinyl monomer, for example, hydroxy (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, or the like can be used.
본 발명에서 상기 공중합체는 상기 설명한 조성물을 유화중합으로 중합하며, 이때 필요에 따라 유화제, 중합개시제, 연쇄이동제 등을 사용할 수 있으며, 중합체를 고온에서 건조하여 고형분으로 사용한다. 상기 고형분은 0.1 ~ 1.0 ㎛의 입자크기를 갖는 것이 바람직하며, 0.1 ㎛ 미만인 경우 시멘트 밀크의 열안정성이 떨어지므로 고온에서 겔화하여 점도가 상승하며, 1.0 ㎛를 초과하는 경우 시멘트 밀크의 굴곡강도가 약해지며, 침강할 우려가 있다. 함량은 시멘트 100 중량부에 대하여 5 ~ 40 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 5 중량부 미만으로 사용되는 경우 시멘트 밀크가 충분한 유동성을 가질 수 없으며, 40 중량부를 초과하는 경우 응결지연 현상이 발생한다. In the present invention, the copolymer polymerizes the above-described composition by emulsion polymerization, and at this time, an emulsifier, a polymerization initiator, a chain transfer agent, etc. may be used as necessary, and the polymer is dried at a high temperature to be used as a solid content. The solid content preferably has a particle size of 0.1 ~ 1.0 ㎛, if less than 0.1 ㎛ thermal stability of cement milk is less gelled at high temperature, the viscosity is increased, if the thickness exceeds 1.0 ㎛ the flexural strength of cement milk is weak There is a risk of sedimentation. The content is preferably used 5 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of cement, when less than 5 parts by weight of cement milk can not have sufficient fluidity, if it exceeds 40 parts by weight, a condensation delay phenomenon occurs.
본 발명에서는 상기 단량체를 교반에 의해 괴상중합하는 것도 가능하다. 이 경우 유용성 개시제, 수용성 개시제 또는 이들의 혼합 개시제를 사용하여 중합 가능하며, 다소의 가교를 위하여 복수개의 비닐기를 가지는 가교제를 추가하여 중합할 수 있다.In this invention, it is also possible to bulk-polymerize the said monomer by stirring. In this case, it can superpose | polymerize using an oil-soluble initiator, a water-soluble initiator, or these mixed initiators, and can superpose | polymerize by adding the crosslinking agent which has several vinyl groups for some crosslinking.
본 발명에서 상기 수용성 규산염은 액상 규산나트륨(Na2O-nSiO2), 액상 규산칼륨(Ka2O-nSiO2), 액상 규산리튬(Li2O-nSiO2)에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하며, 상기 n은 2.0 ~ 7.5이고, 시멘트 100 중량부에 대하여 5 ~ 40 중량부를 사용한다. 5 중량부 미만으로 사용하는 경우 내수성이 저하되며, 40 중량부를 초과하여 사용하는 경우 시멘트 밀크 조성물이 개립도 아스팔트 콘크리트와 골재 등의 무기 질 재료와의 밀착성이 떨어지게 된다.In the present invention, the water-soluble silicate is used any one or more selected from liquid sodium silicate (Na 2 O-nSiO 2 ), liquid potassium silicate (Ka 2 O-nSiO 2 ), liquid lithium silicate (Li 2 O-nSiO 2 ) And, n is 2.0 to 7.5, 5 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of cement. When using less than 5 parts by weight, the water resistance is lowered, when used in excess of 40 parts by weight cement cement composition is even inferior adhesion to inorganic materials such as asphalt concrete and aggregate.
본 발명에서 상기 수용성 폴리알킬렌글리콜은 분자량이 10,000 이하인 것이 바람직하며, 상기 수용성 폴리알킬렌글리콜은 시멘트 밀크의 유동성을 향상시키기 위하여 사용하는 것으로 분자량이 적은 수용성을 사용함으로써, 시멘트 및 수용성 고분자와도 혼화성이 뛰어나다. 또한, 아스팔트 위에 시공시 약 100 ℃정도의 온도에서도 수분 등의 증발에 의해 시멘트 성분의 겔화가 진행되어 유동성이 급격히 저하되는 경우에도 상기 수용성 폴리알킬렌글리콜이 유동성의 급격한 저하를 방지하여 아스팔트 공극 사이를 충분히 메울 수 있는 유동성을 부여하는 유동성 조절제로 사용되며, 시멘트 밀크가 주입된 후 응결 및 경화된 후에는 빗물 등에 의하여 씻겨나가므로 스웰링(swelling) 현상 등에 의한 균열을 방지할 수 있으며, 동결 등을 예방할 수 있다. 함량은 시멘트 100중량부에 대하여 0.1 ~ 10 중량부 사용하는 것이 바람직하며, 0.1 중량부 미만으로 사용하는 경우 시멘트의 혼화성 및 유동성이 나쁘고, 10 중량부를 초과하는 경우 시멘트 밀크의 경화속도가 너무 지연되므로 바람직하지 않다.In the present invention, it is preferable that the water-soluble polyalkylene glycol has a molecular weight of 10,000 or less, and the water-soluble polyalkylene glycol is used to improve the fluidity of cement milk. Excellent miscibility In addition, even when the construction of asphalt on the temperature of about 100 ℃ when the gelatinization of the cement component by the evaporation of moisture and the like, even if the fluidity is sharply lowered, the water-soluble polyalkylene glycol prevents the rapid decrease in fluidity between the asphalt voids It is used as a fluidity regulator that gives sufficient fluidity to be filled, and after condensation and hardening after cement milk is injected, it is washed out by rainwater, etc., so it is possible to prevent cracking due to swelling phenomenon, freezing, etc. Can be prevented. The content is preferably used in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of cement. When the content is less than 0.1 part by weight, the miscibility and fluidity of the cement are poor, and when it exceeds 10 parts by weight, the curing speed of cement milk is delayed too much. This is undesirable.
본 발명에서 사용되는 안료는 아스팔트에 칼라를 부여하기 위하여 사용되는 것으로, 그 종류는 한정되지 않으나 통상적으로 사용되는 무기안료를 사용한다. 본 발명에서 안료를 사용하지 않는 경우에도 흑색 아스팔트와 백색시멘트 혹은 회색 시멘트가 어우러져 칼라효과를 내나 다른 색상을 발현하기 위해서는 안료를 사용하여 컬러풀하게 하여 사용할 수 있다. 상기 무기안료는 산화철 등의 적갈색 안료, 수산화철 등의 황색안료, 산화크롬 등의 녹색안료, 나트륨알루미노실리케이트 등의 군청색 안료, 산화티탄 등의 백색 안료 등 이 분야에서 사용되는 통상의 것을 사용할 수 있다. 함량은 시멘트 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 20 중량부를 사용하며, 0.1 중량부 미만으로 사용하는 경우 색상 발현이 어렵고, 20 중량부를 초과하는 경우 강도를 저하시킬 수 있으므로 좋지 않다.Pigments used in the present invention are used to give a color to the asphalt, the type is not limited, but commonly used inorganic pigments are used. Even when the pigment is not used in the present invention, black asphalt and white cement or gray cement are combined to produce a color effect or to express other colors. The inorganic pigment may be a conventional one used in this field, such as reddish brown pigments such as iron oxide, yellow pigments such as iron hydroxide, green pigments such as chromium oxide, ultramarine pigments such as sodium aluminosilicate, and white pigments such as titanium oxide. . The content is used 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement, when using less than 0.1 parts by weight is difficult to express the color, if it exceeds 20 parts by weight it is not good because it can lower the strength.
본 발명에서 상기 플라이애쉬 및/또는 규사는 충진재 역할을 하는 것으로 시멘트 100 중량부에 대하여 20 ~ 50 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 이밖에도 필요에 따라 포장하는 단계에서 사용 직전에 급결제, 지연제, 비이온성 계면활성제 등을 선택적으로 추가하는 것도 가능하다. In the present invention, the fly ash and / or silica sand to serve as a filler is preferably used 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of cement. In addition, it is also possible to selectively add a fastener, a retardant, a nonionic surfactant, etc. immediately before use in the packaging step if necessary.
상기 급결제는 본 발명의 시멘트 밀크를 외부 온도나, 계절 등 필요에 따라 빨리 경화하고자 하는 경우 사용할 수 있으며, 예를 들면, 차도는 3시간만에 경화되고, 산책로는 1 ~ 3일 후 경화 될 수 있거나, 봄, 여름, 가을, 겨울의 4계절마다 경화시간을 조절하여 사용할 수 있는 등의 경화시간을 조절해야 하는 경우 용도에 따라 사용량을 조절하여 사용할 수 있다. 급결제로는 통상적으로 시멘트 분야에서 사용하는 급결제를 사용할 수 있으며, 그 함량은 온도에 따라서 사용자가 원하는 시간 내에 경화되도록 실험을 통하여 조절하여 사용할 수 있으므로 한정하지 않는다. 예를 들면, 분말도 3000 ㎠/g 이상의 칼슘알루미노 설페이트, 디칼슘 실리케이트, 칼슘알루미노 페라이트, 염화칼슘, 염화마그네슘에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.The fastener may be used when the cement milk of the present invention is to be quickly cured as needed, such as external temperature or season, for example, the driveway is cured in 3 hours, the trail is to be cured after 1 to 3 days Can be used, or if you need to adjust the curing time, such as can be used to adjust the curing time every four seasons of spring, summer, autumn, winter can be used by adjusting the amount used according to the application. As a fastener, a fastener generally used in the field of cement may be used, and the content thereof is not limited because it can be adjusted through experiments so as to cure within a desired time depending on the temperature. For example, the powder may be any one selected from calcium aluminosulfate, dicalcium silicate, calcium alumino ferrite, calcium chloride, and magnesium chloride of 3000 cm 2 / g or more.
상기 지연제는 시멘트의 응결을 지연시키기 위하여 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있으며, 예를 들면 옥시카본산, 디카본산 또는 그들의 염을 사용할 수 있으나 여기에 제한되는 것은 아니며 통상적으로 당업계에서 응결제로 사용되는 것을 사용할 수 있다. 그 함량은 시멘트 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 2 중량부를 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 필요에 따라 실험을 통하여 조절하여 사용할 수 있다.The retarder may be optionally used as necessary to delay the coagulation of cement, for example, oxycarboxylic acid, dicarboxylic acid or salts thereof may be used, but the present invention is not limited thereto and is commonly used as a coagulant in the art. Can be used. The content may be used in an amount of 0.1 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of cement, and the content is not limited thereto.
상기 계면활성제는 비이온계 계면활성제로서 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시 에틸렌 알킬 페닐 에테르, 폴리옥시 에틸렌 알킬 에스테르, 폴리옥시 에틸렌 폴리옥시 프로필렌 에테르에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있으며, 그 함량은 시멘트 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 5 중량부를 사용하며, 0.1 중량부 미만으로 사용하는 경우 시멘트 밀크 조성물의 혼화성이 나쁘고, 점도의 경시변화가 현저하여 바람직하지 않으며, 5 중량부를 초과하는 경우 시멘트 밀크의 경화가 늦다.The surfactant may use any one or more selected from polyoxyethylene alkyl ether, polyoxy ethylene alkyl phenyl ether, polyoxy ethylene alkyl ester, polyoxy ethylene polyoxy propylene ether as a nonionic surfactant, the content of which is 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of cement is used, and less than 0.1 parts by weight of cement milk composition is poor in miscibility, the change in viscosity over time is not preferable, and cement milk is more than 5 parts by weight Curing is slow.
본 발명의 시멘트 밀크는 믹서에서 상온으로 상기의 조성물을 혼합하여 혼련하여 제조하여, 제조된 시멘트 밀크는 포설을 완료한 개립도 아스팔트 콘크리트 중에 주입한다. 이때 개립도 아스팔트의 온도는 80 ~ 100 ℃에서 사용 가능하다. 이를 보다 구체적으로 설명하면,Cement milk of the present invention is prepared by mixing and kneading the above composition at room temperature in a mixer, the prepared cement milk is injected into the pavement asphalt concrete completed the installation. At this time, the temperature of the asphalt road can be used at 80 ~ 100 ℃. In more detail,
개립도 아스팔트를 타설하고 다짐하는 단계;Placing and compacting the asphalt of the open road;
상기 개립도 아스팔트 타설 후 80 ~ 100 ℃에서 시멘트 밀크 조성물을 주입하는 단계;Injecting a cement milk composition at 80 to 100 ° C. after pouring the grain of asphalt;
상기 시멘트 밀크를 주입한 후 양생하는 단계;Curing after injecting the cement milk;
양생 후 다짐하는 단계;Compacting after curing;
에 의해 칼라 아스팔트 콘크리트를 제조하는 것이다.By to prepare colored asphalt concrete.
본 발명에 따른 칼라 아스팔트 콘크리트는 시멘트 밀크를 주입하여 다짐한 후의 공극율이 10 ~ 40 %가 된다.The color asphalt concrete according to the present invention has a porosity of 10 to 40% after compaction by injecting cement milk.
또한 본 발명의 다른 양태로는 일반적인 아스팔트 표층 두께를 5 ㎝로 하는 경우, 하층의 2 ~ 3 ㎝ 정도를 일반 세립도 아스팔트로 하고, 그 상부에 2 ~ 3 ㎝정도를 개립도 아스팔트로 하여, 시멘트 밀크를 개립도 아스팔트에 주입시키는 것도 가능하다. 이렇게 하는 경우, 사용되는 시멘트 밀크의 양이 절반으로 줄어들기 때문에 경제적인 이점이 있다.In another embodiment of the present invention, when the general asphalt surface layer thickness is 5 cm, about 2 to 3 cm of the lower layer is used as general fine grain asphalt, and about 2 to 3 cm at the top is used as cement. It is also possible to inject milk into the ground or asphalt. This is an economical advantage because the amount of cement milk used is cut in half.
즉, 세립도 아스팔트를 타설하고 다짐하는 단계;That is, the step of placing and compacting fine-grained asphalt;
상기 세립도 아스팔트의 상부에 개립도 아스팔트를 타설 후 80 ~ 100 ℃에서 제 1항 내지 제 5항에서 선택되는 어느 한 항의 시멘트 밀크 조성물을 주입하는 단계;Injecting the cement milk composition of any one of claims 1 to 5 at 80 to 100 ° C. after pouring the granularity asphalt on top of the fine grain asphalt;
상기 시멘트 밀크를 주입한 후 양생하는 단계;Curing after injecting the cement milk;
양생 후 다짐하는 단계;Compacting after curing;
에 의한 포장방법도 본 발명의 범위에 포함된다.The packaging method according to the present invention is also included in the scope of the present invention.
상기 개립도 아스팔트는 골재의 굵기가 16 mm 이상인 것을 의미하고, 상기 세립도 아스팔트는 골재의 굵기가 일반적으로 사용되는 아스팔트인 것을 의미하며 본 발명에 따른 시멘트 밀크가 침투되지 않는다.The grain size asphalt means that the thickness of the aggregate is 16 mm or more, the fine grain asphalt means that the thickness of the aggregate is generally used asphalt cement does not penetrate according to the present invention.
또한, 상기 개립도 아스팔트는 골재로서 폐골재를 사용하거나 골재와 폐골재를 혼합하여 사용할 수 있다.In addition, the above-mentioned degree of asphalt may be used by using waste aggregate as aggregate or by mixing aggregate and waste aggregate.
이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는바, 본 발명이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described by way of example for specific description of the present invention, but the present invention is not limited to the following examples.
[실시예 및 비교예][Examples and Comparative Examples]
시멘트 밀크를 표 1의 배합비율로 제조하였다.Cement milk was prepared in the mixing ratio of Table 1.
표1. 시멘트 밀크의 배합(중량부)Table 1. Mixing Cement Milk (parts by weight)
1) 시멘트 : 백색시멘트1) Cement: White Cement
2) 플라이애쉬 : 분말도 3,000 kg/㎥, 평균 입자크기 100㎛인 플라이애쉬2) Fly Ash: Fly Ash with powder level of 3,000 kg / ㎥, average particle size of 100㎛
3) 규사 : 평균 입자크기 150㎛인 규사3) Silica sand: Silica sand with an average particle size of 150㎛
4) 공중합체 : 아크릴산염-디비닐메톡시실란-스티렌 20:45:30 몰%로 벌크중합한 수평균 분자량 6,3000인 공중합체4) Copolymer: A copolymer having a number average molecular weight of 6,3000 which is bulk polymerized at 20:45:30 mol% of acrylate-divinylmethoxysilane-styrene
5) 폴리알킬렌글리콜 : 수평균분자량 400인 폴리에틸렌글리콜5) Polyalkylene glycol: Polyethylene glycol with a number average molecular weight of 400
6) 안료 : 적색의 산화철6) Pigment: Red Iron Oxide
[실시예 3]Example 3
실시예 2의 조성에 플라이애쉬 25 중량부, 규사 25 중량부를 더 추가하여 사 용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 제조하였다.Except for 25 parts by weight of fly ash, 25 parts by weight of silica sand was added to the composition of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 2.
[실시예 4]Example 4
실시예 3의 조성물에 급결제로 칼슘알루미노 설페이트를 1 중량부 추가하여 사용한 것을 제외하고는 동일하게 제조하였다.Except for using 1 part by weight of calcium aluminosulfate as a fastener in the composition of Example 3 was prepared in the same manner.
[실험예]Experimental Example
개립도 아스팔트 콘크리트(30㎝ * 30㎝ * 5㎝ 두께, 공극률 24%)를 80 ℃의 건조로에서 24시간 양생한 6개의 동일한 아스팔트 콘크리트를 건조로에서 꺼낸 즉시 실시예 1 내지 4 및 비교예 1, 2의 시멘트 밀크를 각각 주입하였다. 시멘트 밀크의 주입은 개립도 아스팔트 콘크리트 전체면에 소정량의 시멘트 밀크를 흘려넣은 후, 평면 바이브레이터를 사용하여 충분히 침투시켰다. 얻어진 시멘트 밀크 및 반강성 포장체에 개해 아래와 같은 실험을 하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.Opening degree Asphalt concrete (30 cm * 30 cm * 5 cm thickness, porosity 24%) immediately after removing six identical asphalt concretes cured for 24 hours in a drying furnace at 80 ℃ Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 Cement milk of each was injected. The injection of cement milk was made to sufficiently infiltrate by using a planar vibrator after pouring a predetermined amount of cement milk into the whole surface of the asphalt concrete. The following experiment was performed on the obtained cement milk and semi-rigid package, and the results are shown in Table 2.
<블로우 값><Blow value>
시멘트 밀크에 대해 P깔대기를 사용하여 20 ℃에서의 블로우 값(초)을 측정하였다.Blow values (seconds) at 20 ° C. were measured using a P funnel on cement milk.
<열안정성><Thermal stability>
용기 중에 시멘트 밀크를 교반하여 80 ℃까지 가온하여 그 증점 및 겔화의 유무를 눈으로 관찰하였다.The cement milk was stirred in a vessel and warmed to 80 ° C to observe the thickening and gelation visually.
<침투량 및 침투율>Penetration and Penetration Rate
개립도 아스팔트 콘크리트의 면적(㎠) 및 그 콘크리트 중에의 시멘트 밀크의 침투량(kg)을 측정해 다음 식에 의해 단위면적 당 침투량(lit/㎡) 및 침투율(체적%)을 구했다.Opening degree The area (cm 2) of asphalt concrete and the amount of cement milk penetration (kg) in the concrete were measured, and the amount of penetration (lit / m 2) and the rate of penetration (volume%) per unit area were calculated by the following equation.
단위면적당의 침투량 = 폴리머 시멘트 그라우트의 침투량 / 폴리머 시멘트 그라우트의 단위 체적 중량 * 개립도 아스팔트 콘크리트의 면적Penetration per unit area = polymer cement grout penetration / unit volume weight of polymer cement grout *
침투율 = 단위면적당의 침투량/11.9*100Penetration rate = Penetration per unit area / 11.9 * 100
여기서 시멘트 밀크의 단위 체적 중량(kg/lit)은 일정 용량의 용기에 시멘트 밀크를 넣어 용기 중의 중량을 측정하여 구했다. 또한 개립도 아스팔트 콘크리트(5cm 두께, 공극율 24.0 체적%)의 이론적인 단위면적당의 침투량을 11.9 lit/㎡으로 했다.Here, the unit volume weight (kg / lit) of cement milk was calculated | required by putting cement milk into the container of fixed capacity, and measuring the weight in a container. The degree of penetration per theoretical unit area of asphalt concrete (5 cm thick, porosity 24.0% by volume) was set to 11.9 lit / m2.
<굴곡강도><Bending Strength>
상기의 반강성 포장체에 대해 포틀랜드 시멘트를 사용하는 경우는 포장체를 4주간 양생한 후, 또는 제트 시멘트를 사용한 경우는 그것을 3일간 양생한 후, 15㎝ * 10㎝ * 5㎝ 두께의 공사체를 잘라내어 굴곡강도를 측정하였다.If Portland cement is used for the above semi-rigid package, the package is cured for 4 weeks, or if jet cement is used for 3 days, then it is 15 cm * 10 cm * 5 cm thick Was cut out to measure the bending strength.
표 2. 품질특성 시험결과Table 2. Test results for quality characteristics
본 발명에 따른 실시예 1의 경우, 고온에서의 안정성이 우수하고 개립도 아스팔트 콘크리트 중에 주입할 때 침투율은 콘크리트의 공극을 98%이상의 체적%로 거의 완전하게 메울 수가 있었다. 또한 제조된 반강성의 포장체는 충분한 굴곡강도를 갖는 것을 알 수 있었다. 또한 안료를 사용한 실시예 2의 경우에도 물성에는 차이가 없었으며, 칼라풀한 색상을 연출할 수 있었다. 실시예 3은 충전제를 사용하여 굴곡강도가 우수한 것을 알 수 있었으며, 실시예 4의 경우, 급결제를 사용함으로써 경화시간을 단축시킬 수 있었다. 이 경우 경화시간이 단축됨에 따라 동일 조건(온도)과 비교 시 단위 면적당 침투량이 약간 감소하는 경향을 나타내었으나, 유동성 및 침투성에는 큰 영향을 미치지 않았으며, 기온이 낮은 겨울에 사용하는 경우 아스팔트 표면온도가 낮을 경우에도 비교적 빠른 시간 내에 경화될 것이므로 바람직하다.In the case of Example 1 according to the present invention, the stability at high temperature and the degree of penetration when injected into the asphalt concrete was able to almost completely fill the voids of the concrete to more than 98% by volume. In addition, it was found that the manufactured semi-rigid package had sufficient flexural strength. In addition, even in the case of Example 2 using a pigment, there was no difference in physical properties, it was possible to produce a colorful color. Example 3 was found to be excellent in flexural strength using a filler, in the case of Example 4, it was possible to shorten the curing time by using a fastener. In this case, as the curing time was shortened, the penetration per unit area tended to decrease slightly compared to the same condition (temperature), but it did not have a significant effect on the fluidity and permeability. It is desirable to have a low value because it will cure in a relatively fast time.
또한, 상기 개립도 아스팔트 타설 시 폐골재를 혼합하여 사용한 경우에도 동등한 물성을 나타내었으며, 세립도 아스팔트를 2cm 두께로 타설하고 그 상부에 3cm 두께로 개립도 아스팔트를 타설한 후 상기 개립도 아스팔트에만 시멘트 밀크를 주입하도록 하여 상기와 같이 기계적 물성을 측정한 결과 동등한 물성을 나타내었다.In addition, even when the waste aggregate was mixed with the waste aggregate, even when the waste aggregates were used, the same physical properties were shown, and the fine grain asphalt was cast with 2 cm thickness, and the top grain asphalt was poured with 3 cm thickness on the top. Injecting milk to measure the mechanical properties as described above showed the equivalent physical properties.
본 발명에 따른 폴리머 시멘트 밀크는 수용성의 알킬렌글리콜을 사용하여 유동성 및 열안정성이 우수하고, 흡수성 고분자만을 사용하는 경우 발생할 수 있는 스웰링(swelling) 현상을 억제할 수 있으며, 수용성 알킬렌글리콜은 수용성 고분자 및 물과의 혼화성이 우수하여 폴리머 시멘트 밀크의 유동성 및 혼화성을 우수하게 하는 효과가 있다.Polymer cement milk according to the present invention is excellent in fluidity and thermal stability by using a water-soluble alkylene glycol, it is possible to suppress the swelling (phenomena) that can occur when using only absorbent polymer, water-soluble alkylene glycol Excellent compatibility with water-soluble polymers and water has the effect of excellent fluidity and miscibility of polymer cement milk.
또한 본 발명에 따른 시멘트 밀크는 경화시간의 조절이 가능하여 계절이나 온도에 따라, 또는 사용자가 원하는 시간 내에 경화될 수 있도록 조절하여 사용할 수 있는 효과가 있다.In addition, the cement milk according to the present invention has the effect that can be used to adjust the curing time so that it can be cured in accordance with the season or temperature, or the user desired time.
또한 안료를 사용하지 않고도 색상 발현이 가능하며, 안료를 사용하는 경우 더욱 칼라풀한 포장을 할 수 있는 효과가 있다.In addition, color can be expressed without using a pigment, and when using a pigment, there is an effect that a more colorful packaging can be performed.
또한 본 발명은 아스팔트에 사용되는 골재로서 폐골재를 사용하거나 골재와 폐골재를 혼합하여 사용할 수 있어 경제적이며, 폐골재를 사용하는 경우에도 기계적 물성에 변함이 없는 칼라 아스팔트를 제공할 수 있다.In addition, the present invention is economical to use the waste aggregate as the aggregate used in the asphalt or by mixing the aggregate and the waste aggregate, it is possible to provide a color asphalt that does not change the mechanical properties even when using the waste aggregate.
또한 본 발명은 개립도 아스팔트뿐만 아니라 세립도 아스팔트 상부에 개립도 아스팔트를 타설하고 상기 개립도 아스팔트에만 시멘트 밀크가 주입되도록 하여 반강성 칼라 아스팔트 포장을 함으로써 사용되는 시멘트 밀크의 함량을 줄일 수 있어 경제적으로 시공할 수 있으며, 기계적 물성을 유지할 수 있는 반강성 칼라 아스팔트의 포장방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention is economical because it is possible to reduce the content of cement milk used by semi-rigid color asphalt pavement by placing cement on the top of the asphalt, as well as fine grain and asphalt, and cement milk is injected only on the asphalt. It can be constructed, and can provide a paving method of semi-rigid color asphalt that can maintain mechanical properties.
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