KR100816806B1

KR100816806B1 - 시멘트 몰타르용 유화아스팔트의 조성물과 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100816806B1
Application number: KR1020060132543A
Authority: KR
Inventors: 유기형
Original assignee: 인성산업 주식회사
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-03-26

Abstract

본 발명은 세멘트 아스팔트 몰탈(Cement Asphalt Mortar) 유화 아스팔트 조성물에 관한 것으로 물과 아스팔트와 유화제와 혼화제와 스티렌고무와 라텍스를 첨가하여 조성함으로써 고무성분인 SBS(스티렌고무)와 SBR(라텍스)에 의한 유화아스팔트의 유연성과 인장력, 접착력이 상승하여 무거운 상층 슬래브와 하부구조의 충격완화 효과로 중간층을 형성하여 슬라브 궤도의 안정성을 유지 할 수 있도록 한 것이다. 특히 유화아스팔트와 시멘트의 혼합을 원활히 하기 위해 비이온 유화제를 사용하였으며 시멘트와의 친화력을 높이기 위해서 아스팔트에 혼화제를 첨가하여 층간 주입 시 빈 공간을 채울 수 있도록 혼합물의 유동성을 확보 할 수 있게 한 것이다.

슬래브, 궤도, 캠, 시멘트, 몰타르, 유화 아스팔트, 혼화제, 유화제

Description

시멘트 몰타르용 유화아스팔트의 조성물과 그 제조 방법{Composite for emulsification asphalt of cement Asphalt Mortar}

도 1은 종래의 청도의 자갈궤도 예시도.

도 2는 일반적인 철도의 콘트리트 슬래브 궤도 예시도.

도 3은 본 발명에 의한 캠용 유화아스팔트를 사용하는 캠 삽입 구조를 설명하기 위한 도면

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 콘크리트 바닥층

20 : 시멘트 아스팔트 몰타르(Cement Asphalt Mortar, CAM)층

30 : 트랙 슬래브(track slab)

40 : 레일

50 : 레일 고정부재

60 : 돌기부

100 - 300 : 제1 - 제3혼합기

본 발명은 시멘트 몰타르용 유화아스팔트의 조성물과 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 고속철도에 사용되는 슬래브 궤도의 슬래브 하중완화 및 충격흡수 역할을 담당하는 충전용 몰타르에 사용되는 유화아스팔트로서 시멘트와 혼합이 원활하고 무거운 상층 슬래브와 하부구조의 접착 강도를 증가하여 무거운 하중을 견딜 수 있도록 첨가되는 시멘트 몰타르용 유화아스팔트 조성물과 그 제조 방법에 관한 것이다.

오늘날 전 세계적으로 교통수단의 대량화와 고속화가 이루어지면서 국내에서도 고속철도가 개통되어 물류의 대량화, 고속화를 가능하게 하는 운반 수단이 되었다. 이렇게 철도의 고속화를 가능하게 한 것은 철도 궤도의 변화이다.

철도 궤도의 종류는 크게 자갈 궤도(도 1)와 슬래브 궤도(도 2)와 같이 두 가지로 구분된다. 도 1은 노반(1) 위에 자갈층(3)이 형성되고, 침목(2) 및 레일 등 선로 구조물의 설치한 것이고, 도 2는 슬래브 궤도는 콘크리트 슬래브(5)에 침목 등을 일체형으로 구성되어 있다.

슬래브 궤도는 시멘트 안정화기층(콘크리트 기층)(1), 횡방향 및 종방향 이동방지를 위한 원형의 돌기콘크리트, 프리스트레스 프리캐스트 콘크리트 슬래브(5), 그리고 슬래브 하부에 채움재층(grout layer)(4)으로 구성되어 있다.

상기 채움재층(4)은, 하중에 시멘트 슬래브가 충격을 받지 않도록 완충작용을 하기 위한 것으로 국내 도시철도와 같은 슬래브 궤도에서는 라텍스등을 포함시킨 시멘트 몰타르를 채움재로 사용하고 있으나, 이는 내구력이나 충격 완충력 등에 서 떨어진다.

따라서, 고속철도와 같이 고 하중을 견뎌야 하는 슬래브 궤도에서는 상기 채움재층으로서 시멘트 아스팔트 몰타르(cement asphalt mortar, CAM)를 사용하고 있다. 이러한 시멘트 아스팔트 몰타르는 콘크리트 슬래브의 하중 완화 및 흡수 역할을 담당하는 매우 중요한 부분으로써 고속철도와 같은 고하중을 견뎌야 하는 콘크리트 슬래브 궤도에서는 필수적이다.

상기 시멘트 아스팔트 몰타르(Cement Asphalt Mortar, CAM)는, 시멘트, 혼화제, 유화아스팔트, 폴리머, 세골재, 물 및 기타 첨가제(예; 알루미늄 분말 + AE제 등등)를 혼합하여 사용하는 것으로서, 상기 유화아스팔트가 핵심적으로 시멘트 아스팔트 몰타르의 성능을 좌우하게 된다.그러나, 시멘트 아스팔트 몰타르에 사용되는 유화 아스팔트에 대한 기술력은 현재 일본만이 가지고 있는 독보적인 기술이며 일본내에서도 정보 유출을 금지하고 있는 상태로서, 구체적인 배합비나 제조방법 등이 알려지지 않고 있다.

본 발명은, 상기와 같이 슬래브 궤도에 필수적으로 사용되고 있는 시멘트 아스팔트 몰타르(Cement Asphalt Mortar, CAM)의 핵심부분인 CAM용 유화 아스팔트를 국내 개발을 하여 향후 국내 콘크리트 슬래브 궤도 적용할 수 있도록 한 시멘트 아스팔트 몰타르용 유화 아스팔트 조성물 및 그 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은 여러종류의 시멘트와도 쉽게 혼합할 수 있고, 혼합 몰타르의 유동성이 확보되는 시멘트 아스팔트 몰타르용 유화 아스팔트를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 양호한 탄성과 내구력을 가지면서도 슬래이브 궤도에 접착성을 향상시킬 수 있는 시멘트 아스팔트 몰타르용 유화 아스팔트를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 의한 시멘트 아스팔트 몰타르용 유화아스팔트의 조성물은, 물 90~99.0 중량%, 비이온 유화제 0.5~9.0 중량%, 라텍스 0.5~9.5 중량%가 혼합되는 제1혼합물과, 아스팔트 85~99 중량%와 혼화제 0.9~10 중량% 및 스티렌고무 0.1~6.0 중량%가 혼합되는 제2혼합물이 구비되어, 상기 제1혼합물 20 ~ 60중량%와, 상기 제2혼합물 40~80중량%의 혼합물로 시멘트 아스팔트 몰타르용 유화아스팔트가 구성된다.

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이하, 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명을 설명하기 위한 콘크리트 슬래브 궤도의 구조도이다. 이에 도시된 바와 같이, 시멘트 아스팔트 몰타르(Cement Asphalt Mortar, CAM)층(20)은, 콘크리트 바닥층(concrete roadbed)(10)과 트랙 슬래브(track slab)(30) 사이에 약 두께 5cm 정도로 주입되어 콘크리트 바닥층과 트랙 슬래브의 마찰 및 진동을 흡수, 완화하는 역할을 한다. 도면에서 40은 레일이고, 50은 클립등 레일 고정부재이며, 60은 돌기부이다.

본 발명에 의한 시멘트 아스팔트 몰타르용 유화아스팔트 조성물은, 물 90~99.0 중량%, 비이온 유화제 0.5~9.0 중량%, 라텍스 0.5~9.5 중량%가 혼합된 제1혼합물과; 아스팔트 85~99 중량%와 혼화제 0.9~10 중량% 및 스티렌고무 0.1~6.0 중량%가 혼합되는 제2혼합물이 구비되고, 상기 제1혼합물 20 ~ 60중량%와, 상기 제2혼합물 40~80중량%의 혼합물로 시멘트 아스팔트 몰타르용 유화아스팔트가 이루어진다.

여기서, 상기 비이온 유화제로는, 알킨아민계층이 사용되고, 상기 혼화제로는, 리그닌 화합물이 사용된다.

본 발명에서는 비이온 유화제와 혼화제를 포함하여 구성함으로써, 여러 종류의 시멘트와 혼합이 용이하고, 혼합 몰타르 유동성을 확보할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은, 스티렌부티렌루버(SBR)(예;라텍스)와, 스티렌부티렌스티렌(SBS)(예; 스티렌고무)를 포함시켜 제조함으로써 탄성과 내구력을 확보할 수 있게 된다.

상기와 같은 조성물로 이루어진 시멘트 아스팔트 몰타르용 유화아스팔트의 제조방법은 다음과 같다.

[1] 물, 비이온 유화제 및 아스팔트를 포함하는 캠 유화아스팔트 조성물을 제조하는 방법에 있어서, 제1혼합기(100) 내에 90~99.0 중량%의 물과, 비이온 유화제 0.5~9.0 중량%, 라텍스 0.5~9.5 중량%를 순서에 관계없이 투입하여 20~70℃ 온 도에서 10~120분간 교반시켜 제1혼합물을 혼합하는 단계와;

[2] 제2혼합기(200) 내에서 85~99 중량%의 아스팔트를 순환시킨 상태에서 혼화제를 상기 아스팔트 중량에 대해서 0.9~10 중량%를 투입하고 스티렌고무 0.1~6.0 중량%를 투입하여 130~170℃의 온도에서 10~120분간 교반시켜 제2혼합물을 혼합하는 단계와;

[3] 상기[1]와[2] 단계에서 혼합된 제1혼합물 20~60 중량%, 제2혼합물 40~80 중량%를 각각 파이프라인을 따라 제3혼합기(300)로 유입시켜 제3혼합기(300)에서 70~110℃의 온도로 10~60분간 혼합하여 시멘트 아스팔트 몰타르용 유화아스팔트를 제조한다.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 제1혼합물을 혼합하는 [1]단계에서, 물에 유화제및 에치렌부티렌러버(SBR)인 라텍스를 혼합하여 제1혼합물을 제조하고, [2]단계에서 아스팔트에 혼화제 및 스티렌부티렌스티렌(SBS)인 스티렌고무를 혼합하여 제조한다.

상기와 같이 제조된 본 발명의 캠용 유화 아스팔트는, 시멘트 혼합성에 대해 우수하여 현장에서의 시공성의 전혀 문제없으며, 라텍스 및 스티렌 고무를 포함시켜 제조하였기 때문에 침입도가 낮아 높은 경도를 가지게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같이 비이온 유화제와 혼화제를 사용하여 일반 시멘트, 조강 시멘트 등 여러 종류의 시멘트와 혼합이 용이하고 혼합 몰탈의 유동성을 확보하였다. 또한 스티렌고무와 라텍스를 함유하여 풍부한 탄성과 내구력을 가 지고 양호한 접착성을 발휘하여 슬라브 궤도의 완충작용과 안정한 상태로 유지 될 수 있도록 변형을 막아주는 역할을 한다.

Claims

물 90~99.0 중량%, 알킬아민계층의 비이온 유화제 0.5~9.0 중량%, 라텍스 0.5~9.5 중량%가 혼합되는 제1혼합물과, 아스팔트 85~99 중량%와 리그닌 화합물 혼화제 0.9~10 중량% 및 스티렌고무 0.1~6.0 중량%가 혼합되는 제2혼합물이 구비되어, 상기 제1혼합물 20 ~ 60중량%와, 상기 제2혼합물 40~80중량%의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 시멘트 아스팔트 몰타르용 유화아스팔트 조성물.
물, 유화제 및 아스팔트를 포함하는 시멘트 아스팔트 몰타르용 유화아스팔트를 제조하는 방법에 있어서,

[1] 제1혼합기 내에 투입한 90~99.0 중량%의 물에 알킬아민계층의 비이온 유화제 0.5~9.0 중량%, 라텍스 0.5~9.5 중량%를 순서에 관계없이 투입하여 20~70℃ 온도에서 10~120분간 교반시켜 제1혼합물을 혼합하는 단계와;

[2] 제2혼합기 내에서 85~99 중량%의 아스팔트를 순환시킨 상태에서 리그닌 화맙물 혼화제를 상기 아스팔트 중량에 대해서 0.9~10 중량%를 투입하고 스티렌고무 0.1~6.0 중량%를 투입하여 130~170℃의 온도에서 10~120분간 교반시켜 제2혼합물을 혼합하는 단계와;

[3] 상기[1]와[2] 단계에서 혼합된 제1혼합물 20~60 중량%, 제2혼합물 40~80 중량%를 각각 파이프라인을 따라 제3혼합기로 유입시켜 제3혼합기에서 70~110℃의 온도로 10~60분간 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 시멘트 아스팔트 몰타르용 유화아스팔트 제조방법.