KR100899375B1 - An asphalt composition comprising recycled asphalt and recycled concrete and said asphalt production method therof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아스팔트 혼합물에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 폐아스콘 파쇄물, 골재, 시멘트, 첨가제 및 유화 아스팔트를 혼합하여 구성되는 순환 아스팔트 혼합물에 대한 것이다. 상기 골재는 천연골재, 재생된 폐콘크리트 또는 에이징된 제강 슬래그 중 어느 하나 이상을 사용하며, 특히 폐콘크리트를 순환하여 사용하는 경우에는 서로 전기적으로 연결된 방전갭, 전기콘트롤러, 콘덴서 및 전극봉으로 구성된 전기충격장치; 물과 복수 회에 걸쳐 파쇄된 순환 골재가 내부로 공급되고 상기 전극봉이 내부의 물에 접촉되는 호퍼; 유체저장탱크에 내설되고, 상기 호퍼 하단이 끼워지도록 원주면 일측에 끼움부가 형성되는 이송파이프, 상기 이송파이프의 내부에 설치되고 일단이 구동모터에 연결되어 상기 호퍼로부터 유입된 물과 순환 골재를 타단으로 이송시키는 이송스크류로 구성된 이송수단; 및 일단이 상기 이송파이프의 끝단에 회전가능하게 설치되고, 타단이 상기 유체저장탱크의 외부로 돌출되고, 복수 개의 물 배출홀이 원주면에 형성되어 순환골재와 함께 투입된 물을 상기 유체저장탱크 내부에 배출하는 다공파이프로 구성된 순환 장치를 이용할 수 있고, The present invention relates to an asphalt mixture, and more particularly to a circulating asphalt mixture composed of a mixture of waste ascon crushes, aggregates, cements, additives and emulsified asphalt. The aggregate uses any one or more of natural aggregate, recycled waste concrete, or aged steelmaking slag, and in particular, when circulating waste concrete, an electric shock composed of a discharge gap, an electric controller, a capacitor, and an electrode electrically connected to each other. Device; A hopper in which circulating aggregate crushed in water and a plurality of times is supplied therein and the electrode is in contact with water therein; A transport pipe which is installed in the fluid storage tank and has a fitting portion formed at one side of the circumferential surface so that the bottom of the hopper is fitted, and is installed in the transport pipe and has one end connected to a driving motor, the other end of the water and circulation aggregate introduced from the hopper. A conveying means composed of a conveying screw for conveying to the plate; And one end rotatably installed at the end of the conveying pipe, the other end protruding to the outside of the fluid storage tank, and a plurality of water discharge holes are formed on the circumferential surface to feed water introduced with the circulation aggregate into the fluid storage tank. The circulation device composed of porous pipes discharged to the
본 발명의 순환 아스팔트 혼합물은 폐콘크리트에 고착된 시멘트 모르타르 이물질을 박리하여 아스팔트 혼합물의 공극률을 감소된 폐콘크리트 파쇄물, 천연골재, 에이징 공정을 거진 제강 슬래그 파쇄물을 골재로 사용하고, The circulating asphalt mixture of the present invention uses waste steel crushed material, natural aggregate, and steelmaking slag crushed material that have undergone an aging process to reduce the porosity of the asphalt mixture by peeling off the cement mortar foreign matter adhered to the waste concrete.
아크릴폴리머를 첨가제로 사용하여 골재간 접착력과 인장강도를 향상시키고, 음이온계 유화 아스팔트를 사용하여, 기존의 아스팔트 혼합물에 비하여 골재간 접착력, 인장강도, 내구성 및 마모율이 현저하게 감소하는 특징이 있다. The acrylic polymer is used as an additive to improve adhesion and tensile strength between aggregates, and anionic emulsified asphalt has the characteristics of significantly reducing adhesive strength, tensile strength, durability and wear rate between aggregates compared to conventional asphalt mixtures.
폐아스콘, 폐콘크리트, 순환, 재생, 전극봉, 아크릴폴리머 Waste Ascon, Waste Concrete, Circulation, Regeneration, Electrode, Acrylic Polymer
Description
본 발명은 아스팔트 혼합물에 대한 것으로, 폐아스콘 및 폐콘크리트, 신골재 또는 재생슬래그 중 어느 하나 이상을 골재로 하여 시멘트, 유화아스팔트 및 첨가제를 혼합한 순환 아스팔트 혼합물에 대한 것이다. The present invention relates to an asphalt mixture, and to a circulating asphalt mixture in which cement, emulsified asphalt and additives are mixed with at least one of used ascon and waste concrete, new aggregate or recycled slag.
산업폐기물 중 건설현장에서 배출되는 폐기물 중 가장 많은 비중을 차지하고 있는 폐아스콘 및 폐콘크리트는 자연적으로 분해되어 순환(recycling)되기 까지 매우 오랜시간이 걸리기 때문에 친환경적 공법의 측면과 자원의 재활용이라는 측면에서 방치 또는 폐기하는 것보다 이를 재사용하는 것이 바람직하다. 하지만, 2006년 기준으로 발생한 폐아스콘 약 800만톤 중 불과 13만톤만 재생되어 사용되었고, 나머지 대부분은 도로 바닥이나 단순 매립용으로만 사용되었으며, 전체 아스콘 생산 량 2800만톤 중 폐아스콘을 섞어 만든 순환 아스콘은 52만톤(1.86%)에 불과하여 일본의 재생아스콘 사용율 71%, 독일 60%, 벨기에 36% 등에 비해 매우 낮아 이에 대한 연구개발이 시급한 실정이다. Asbestos and waste concrete, which account for the largest proportion of waste from industrial sites, take a long time to be naturally decomposed and recycled, so they are neglected in terms of eco-friendly construction methods and recycling of resources. It is preferable to reuse it rather than to discard it. However, only 130,000 tons of waste ascons produced in 2006 were recycled and only 130,000 tons were used. Most of them were used only for road floors or landfills, and recycled ascons made of mixed ascons among 28 million tons of total ascon production. It is only 520,000 tons (1.86%), which is very low compared to Japan's 71% recycled ascon, 60% Germany and 36% Belgium.
이를 산업적으로 재생하여 사용하는 분야로 가장 큰 비중을 차지하는 것이 단순 매립용이지만, 단순 매립의 경우 폐아스콘에서 유출되는 기름성분으로 토양이나 수질오염의 위험이 있어 폐아스콘을 도로포장재로 재사용하는 것이 가장 바람직하다. The largest part of the industrial regeneration is used for simple reclamation, but in the case of simple reclamation, it is the oil component that is discharged from the waste ascon and there is a risk of soil or water pollution. desirable.
도로포장재로 사용하는 방법으로는 크게 가열 아스팔트 포장과 아스팔트 포장으로 나눌 수 있다. 가열 아스팔트 포장은 아스팔트와 골재 혼합시 가열하여 혼합하는 방법으로 가열과정에서 이산화탄소, 타르 분해물, 황이나 질소 산화물 등 유해가스가 배출되어 환경문제를 야기하고 있으며, 가열 비용은 물론 가열설비를 함께 운용해야 한다는 측면에서 많은 문제점이 있는 것으로 지적되고 있다. As road paving material, it can be divided into heating asphalt pavement and asphalt pavement. Heated asphalt pavement is a method of heating and mixing when mixing asphalt and aggregate. It causes environmental problems by releasing harmful gases such as carbon dioxide, tar decomposition products, sulfur or nitrogen oxides during the heating process. It is pointed out that there are many problems in that.
이에 비하여 아스팔트 포장은 포장후 물의 증발 속도가 느려 양생시간이 많이 소요되고, 물리적 강도가 다소 약하다는 단점이 있으나, 가열 비용이 별도로 필요하지 않고, 유해가스 배출이 적어 친환경적이며, 골재 표면이 젖어 있어도 접착 효과에는 큰 문제가 없다는 점 등이 장점으로 인정되고 있다. 이러한 점에서 아스팔트 포장에 폐아스콘 및 폐콘크리트 등의 골재를 이용한 도로포장재가 절실히 요구되는 실정이다. On the other hand, asphalt pavement takes a long time to cure due to the slow evaporation rate of water after pavement, and has a weak physical strength.However, it does not require a heating cost, it is eco-friendly due to low emissions of harmful gases, and even when the aggregate surface is wet. It is recognized as an advantage that there is no big problem in the adhesive effect. In this regard, road paving materials using aggregates such as waste ascon and waste concrete for asphalt pavement are urgently required.
기존에 폐아스콘이나 폐콘크리트를 골재로 순환하는 방법으로는 1차 파쇄기 에 의하여 파쇄한 뒤 상기 파쇄물에서 1차적으로 전자석 및 강제 배기 방식을 이용하여 금속 조각이나 부유물 등의 이물질을 제거하고, 고압의 물을 분사하여 세척함과 동시에 기름과 같은 유기 오염물질이나 미세 분진 등과 같은 이물질들을 제거한 뒤, 2차 파쇄기에 의하여 다시 파쇄하고 선별기를 이용하여 시공기준에 맞도록 적정량을 3차 파쇄기로 파쇄함으로써 마무리 된다. Conventionally, as a method of circulating waste ascon or waste concrete by aggregate, it is crushed by the first crusher, and then the foreign matter is removed from the crushed matter by using electromagnet and forced exhaust method. After spraying water and washing, at the same time, it removes organic contaminants such as oil or fine dust, and then shred again by the second shredder and finish by shredding the appropriate amount with the third shredder to meet the construction standard by using the sorter. do.
하지만, 상기와 같은 일반적인 공정을 거쳐 처리되어 재생된 폐아스콘이나 폐콘크리트에는 시멘트 모르타르가 완전히 제거되지 않고 일부 남아 외관이 불량해짐은 물론 교결작용에도 좋지 않은 영향을 미쳐 교결재로 사용되는 시멘트 모르타르와 재생된 폐아스콘 또는 폐콘크리트의 결합력이 감소하게 되고, 공극률을 증가시켜 함수율이 증가하게 되어 순환골재의 강도가 떨어지게 된다는 단점이 있다. However, the waste ascon or waste concrete that has been processed and recycled through the general process as described above does not completely remove the cement mortar, and some of the remains remain poor, as well as adversely affecting the action of cement. The binding force of the recycled waste ascon or waste concrete is reduced, and the water content is increased by increasing the porosity, so that the strength of the recycled aggregates is reduced.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 시멘트 모르타르가 제거된 폐콘크리트를 이용한 골재, 재생한 폐아스콘 및 폐콘크리트 사이의 결합력을 증가시키기 위하여 적합한 첨가제 및 유화 아스팔트를 혼합한 재생 아스팔트 혼합물을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, a recycled asphalt mixture containing a suitable additive and emulsified asphalt in order to increase the binding force between the aggregate using the waste concrete, the cement mortar is removed, recycled waste ascon and waste concrete The purpose is to provide.
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본 발명은 폐아스콘 파쇄물 100 중량부에 대하여; 서로 전기적으로 연결된 방전갭, 전기콘트롤러, 콘덴서 및 전극봉으로 구성된 전기충격장치; 물과 복수 회에 걸쳐 파쇄된 순환 골재가 내부로 공급되고 상기 전극봉이 내부의 물에 접촉되는 호퍼; 유체저장탱크에 내설되고, 상기 호퍼 하단이 끼워지도록 원주면 일측에 끼움부가 형성되는 이송파이프, 상기 이송파이프의 내부에 설치되고 일단이 구동모터에 연결되어 상기 호퍼로부터 유입된 물과 순환 골재를 타단으로 이송시키는 이송스크류로 구성된 이송수단; 및 일단이 상기 이송파이프의 끝단에 회전가능하게 설치되고, 타단이 상기 유체저장탱크의 외부로 돌출되고, 복수 개의 물 배출홀이 원주면에 형성되어 순환골재와 함께 투입된 물을 상기 유체저장탱크 내부에 배출하는 다공파이프;로 구성된 순환 장치를 이용하여 재생되는 순환 폐콘크리트 5 내지 45 중량부; 시멘트 4.1 내지 9.1 중량부; 메틸메타크릴레이트 단량체(Methylmethacylate monomer, MMA) 100 중량부에 대하여 부틸아크릴레이트 단량체(buthylacylate monomer, BAM) 100 내지 150 중량부, 물 100 내지 150 중량부, 유화제 0.3 내지 0.5 중량부 및 촉매 0.05 내지 0.2 중량부로 혼합되어 구성되는 첨가제 2.1 내지 5.8 중량부; 및 유화 아스팔트 1.1 내지 3.5 중량부;를 혼합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 순환 아스팔트 혼합물을 제공한다.The present invention relates to 100 parts by weight of waste ascon crushes; An electric shock device comprising a discharge gap, an electric controller, a capacitor, and an electrode electrically connected to each other; A hopper in which circulating aggregate crushed in water and a plurality of times is supplied therein and the electrode is in contact with water therein; A transport pipe which is installed in the fluid storage tank and has a fitting portion formed at one side of the circumferential surface so that the bottom of the hopper is fitted, and is installed in the transport pipe and has one end connected to a driving motor, the other end of the water and circulation aggregate introduced from the hopper. A conveying means composed of a conveying screw for conveying to the plate; And one end rotatably installed at the end of the conveying pipe, the other end protruding to the outside of the fluid storage tank, and a plurality of water discharge holes are formed on the circumferential surface to feed water introduced with the circulation aggregate into the fluid storage tank. 5 to 45 parts by weight of recycled waste concrete recycled by using a circulation device consisting of a porous pipe discharged to; 4.1 to 9.1 parts by weight of cement; 100 to 150 parts by weight of butyl acrylate monomer (BAM), 100 to 150 parts by weight of water, 0.3 to 0.5 parts by weight of emulsifier and 0.05 to 0.2 based on 100 parts by weight of methylmethacylate monomer (MMA) 2.1 to 5.8 parts by weight of the additive is mixed in parts by weight; And 1.1 to 3.5 parts by weight of emulsified asphalt; provides a circulating asphalt mixture, characterized in that the mixture is configured.
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또한, 본 발명은 폐아스콘 파쇄물 100 중량부에 대하여; 제강 슬래그를 분쇄하고, 탄산가스를 물에 용해시켜 pH 3.6 내지 4.2의 탄산용액을 제조하며, 상기 탄산용액과 제강 슬래그를 pH 6.5 내지 7.0이 될 때까지 반응시켜 에이징 되는 제강 슬래그 5 내지 45 중량부; 시멘트 4.1 내지 9.1 중량부; 메틸메타크릴레이트 단량체(Methylmethacylate monomer, MMA) 100 중량부에 대하여 부틸아크릴레이트 단량체(buthylacylate monomer, BAM) 100 내지 150 중량부, 물 100 내지 150 중량부, 유화제 0.3 내지 0.5 중량부 및 촉매 0.05 내지 0.2 중량부로 혼합되어 구성되는 첨가제 2.1 내지 5.8 중량부; 및 유화 아스팔트 1.1 내지 3.5 중량부;를 혼합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 순환 아스팔트 혼합물을 제공한다. The present invention also relates to 100 parts by weight of waste ascon crushed; Steelmaking slag is pulverized, carbonic acid gas is dissolved in water to prepare a carbonic acid solution having a pH of 3.6 to 4.2, and the carbonic acid solution and the steelmaking slag are reacted until the pH is 6.5 to 7.0. ; 4.1 to 9.1 parts by weight of cement; 100 to 150 parts by weight of butyl acrylate monomer (BAM), 100 to 150 parts by weight of water, 0.3 to 0.5 parts by weight of emulsifier and 0.05 to 0.2 based on 100 parts by weight of methylmethacylate monomer (MMA) 2.1 to 5.8 parts by weight of the additive is mixed in parts by weight; And 1.1 to 3.5 parts by weight of emulsified asphalt; provides a circulating asphalt mixture, characterized in that the mixture is configured.
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본 발명의 순환 아스팔트 혼합물은 폐콘크리트에 고착된 시멘트 모르타르 이물질을 박리하여 아스팔트 혼합물의 공극률을 감소된 폐콘크리트 파쇄물, 천연골재, 에이징 공정을 거진 제강 슬래그 파쇄물을 골재로 사용하고, The circulating asphalt mixture of the present invention uses waste steel crushed material, natural aggregate, and steelmaking slag crushed material that have undergone an aging process to reduce the porosity of the asphalt mixture by peeling off the cement mortar foreign matter adhered to the waste concrete.
아크릴폴리머를 첨가제로 사용하여 골재간 접착력과 인장강도를 향상시키고, 음이온계 유화 아스팔트를 사용하여, 기존의 아스팔트 혼합물에 비하여 골재간 접착력, 인장강도, 내구성 및 마모율이 현저하게 감소하는 특징이 있다. The acrylic polymer is used as an additive to improve adhesion and tensile strength between aggregates, and anionic emulsified asphalt has the characteristics of significantly reducing adhesive strength, tensile strength, durability and wear rate between aggregates compared to conventional asphalt mixtures.
이하 본 발명을 첨부도면과 함께 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.
본 발명에서 사용되는 용어는 다음과 같다. Terms used in the present invention are as follows.
"순환"이란 건축폐기물 또는 도로 재포장 과정에서 발생한 폐기물을 재생(recycle)하여 사용하도록 하는 공정을 의미하는 것으로, 재생 또는 순환을 문맥에 따라 혼용하여 사용한다. By "circulation" is meant a process to recycle the waste generated from the construction waste or road resurfacing process, using a mixture of recycling or circulation depending on the context.
"골재"란 모르타르 또는 콘크리트의 뼈대가 될 수 있는 재료로서, 견고하고 화학적으로 안정된 모래, 자갈 또는 이들의 혼합물로 구성된 천연 골재(신골재)와 시멘트 모르타르 및 아스팔트와 모래 또는 자갈이 혼합되어 경화된 후 순환공정 및 파쇄공정을 거쳐 모래 또는 자갈의 입도와 유사한 입도를 가지는 건축폐기물의 파쇄물로 구송된 순환 골재를 모두 의미하며, 특별히 한정하지 않는 경우 천연골재(신골재)와 순환골재 모두의 의미로 혼용하여 사용한다. "Aggregate" is a material that can be a skeleton of mortar or concrete. A natural aggregate (new aggregate) composed of solid, chemically stable sand, gravel, or a mixture thereof, which is hardened by mixing cement or mortar with asphalt and sand or gravel. After circulating and crushing process, it means all of the recycled aggregates that were transported to the shredding of construction waste having a particle size similar to the grain size of sand or gravel, and it means both natural aggregate (new aggregate) and recycled aggregate unless otherwise specified. Use in combination.
"아스팔트"란 석유 원유 중 휘발성 성분이 모두 증류되고 남은 잔류물로 주로 탄소와 수소로 구성되어 있는 혼합물을 의미한다. "Asphalt" means a mixture consisting mainly of carbon and hydrogen, the remainder of which is left after distillation of all volatile components in petroleum crude oil.
"콘크리트"란 굵은 골재(자갈) 및/또는 잔골재(모래)를 혼합한 혼합물에 시멘트를 물로 갠 시멘트 모르타르로 둘러싸서 다진 것을 의미하며, 일반적으로 내부에 철근 또는 철망 등으로 보강된 것까지 포함하여 의미한다. "Concrete" refers to a mixture of coarse aggregate (gravel) and / or fine aggregate (sand), chopped by being surrounded by cement mortar of cement with water, generally including reinforcement with reinforcing bars or wire mesh, etc. it means.
"아스콘"이란 아스팔트 콘크리트(Asphalt Concrete)를 줄인 명칭으로 아스팔트, 굵은 골재(자갈) 및/또는 잔골재(모래) 및 포장용 채움재 등을 혼합한 것을 의미한다. "Ascon" is a name for shortening asphalt concrete (Asphalt Concrete) refers to a mixture of asphalt, coarse aggregate (gravel) and / or fine aggregate (sand) and pavement filler.
"첨가제"란 콘크리트의 경화 전후의 성질(경화속도, 분산능, 방수성, 팽창성, 발포성, 소포성, 착색성, 내구성, 발수성 등)을 개량하기 위해 시멘트, 물 및 골재 이외에 콘크리트에 첨가하는 물질로, 콘크리트의 용적계산에 영향을 미치지 않을 정도의 소량으로 사용되는 물질을 의미한다. "Additives" are substances added to concrete other than cement, water and aggregate to improve the properties before and after hardening of concrete (cure speed, dispersibility, waterproofness, expandability, foamability, antifoaming, coloring, durability, water repellency, etc.) It means a substance used in a small amount that does not affect the volume calculation of concrete.
"유화 아스팔트"란 물 속에서 아스팔트가 상분리 현상을 일으키지 않고 분산상태를 유지하도록 유화제를 혼합한 아스팔트를 의미한다. "Emulsified asphalt" means asphalt mixed with an emulsifier so that asphalt remains dispersed in water without causing phase separation.
"제강 슬래그"란 광석으로부터 금속을 추출하고 남은 잔여물로, 제강과정에서 선철 위에 층을 형성하여 용광로에서 유출되는 것을 의미한다. "Steel making slag" is the residue left after extraction of metal from the ore, which means that it forms a layer on pig iron during steelmaking and flows out of the furnace.
본 발명의 가열공정없이 혼합하여 사용할 수 있는 순환 아스팔트 혼합물은, 폐아스콘 파쇄물 100 중량부에 대하여 , 골재 10 내지 45 중량부, 시멘트 4.1 내지 9.1 중량부, 첨가제 2.1 내지 5.8 중량부 및 유화 아스팔트 1.1 내지 3.5 중량부를 혼합하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 골재가 10 중량부 미만으로 혼합되는 경우 혼합입도를 적정한 수준으로 조절하기 어렵고, 45 중량부를 초과하는 것도 가능하나 순환된 골재의 재료시험을 실시하는 것이 어렵기 때문에 45중량부 이하로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 시멘트의 경우 골재와 폐아스콘 파쇄물 사이에서 적절한 교결작용을 할 수 있도록 4.1 내지 9.1 중량부의 범위에서 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 첨가제는 순환 아스팔트의 접착력, 인장강도, 내구성 기타 기능성을 강화시키기 위하여 혼입하는 것으로, 2.1 중량부 미만으로 첨가되는 경우 첨가제로서의 기능성을 발휘하기 어렵고, 5.8 중량부를 초과하는 경우 전체 점도에 영향을 줄 수 있기 때문에 2.1 내지 5.8 중량부의 범위에서 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 유화 아스팔트는 노화된 아스팔트의 성능을 회복시키고 골재를 결합하여 주는 역할을 하며, 골재 혼합 비율 및 혼합 입도, 입자의 평균 전하, 요구되는 경화속도에 따라 차이가 있을 수 있으나, 1.1 내지 3.5 중량부의 범위에서 사용하는 경우 적절한 유화작용 및 경화속도를 보인다. The circulating asphalt mixture which can be mixed without using the heating step of the present invention is 10 to 45 parts by weight of aggregate, 4.1 to 9.1 parts by weight of cement, 2.1 to 5.8 parts by weight of additives, and 1.1 to emulsified asphalt, based on 100 parts by weight of waste ascon crushed material. It is characterized in that it is configured by mixing 3.5 parts by weight. When the aggregate is mixed to less than 10 parts by weight it is difficult to adjust the mixing particle size to an appropriate level, it is possible to exceed 45 parts by weight, but because it is difficult to conduct a material test of the circulated aggregate is contained less than 45 parts by weight desirable. In the case of the cement, it is preferable to mix in the range of 4.1 to 9.1 parts by weight so as to allow proper interlocking action between the aggregate and the waste ascon crushed material. The additive is mixed to enhance adhesion, tensile strength, durability, and other functionalities of circulating asphalt, and when added in an amount of less than 2.1 parts by weight, it is difficult to exhibit the functionality as an additive, and when it exceeds 5.8 parts by weight, it may affect the overall viscosity. It is preferable to mix in 2.1-5.8 weight part because it can. The emulsified asphalt serves to restore the performance of aged asphalt and combine aggregates, and may vary depending on the aggregate mixing ratio and the particle size, the average charge of the particles, and the required curing rate. When used in the range shows an appropriate emulsification and curing rate.
상기 폐아스콘 파쇄물은 도로를 재포장하는 과정에서 이미 도로포장에 사용된 아스콘을 철거하는 과정에서 발생한 폐아스콘을 1차 파쇄공정; 상기 1차 파쇄공정을 거친 파쇄물에 포함된 금속 불순물, 폐목재, 쓰레기 등의 부유물을 제거하는 분리공정; 상기 분리공정을 거친 파쇄물에 기름찌꺼기 및 미세 먼지 등을 제거하는 수세공정; 상기 수세공정을 거친 파쇄물을 다시 파쇄하는 2차 파쇄공정; 상기 2차 파쇄공정을 거친 파쇄물을 성분별로 분리한 뒤 원하는 입도에 미치치 못하는 성분을 선택적으로 파쇄하는 3차 파쇄공정을 거쳐 재생된다. The waste ascon crushed product is a primary crushing process of waste ascon generated in the process of removing ascon which is already used for pavement in the process of resurfacing the road; A separation step of removing suspended solids such as metal impurities, waste wood, and garbage contained in the crushed material that has undergone the primary crushing process; A water washing step of removing oil residues and fine dust from the crushed matter after the separation process; A second crushing step of crushing the crushed matter which has been subjected to the washing process again; After the crushed material subjected to the secondary crushing process is separated by components, it is recycled through a third crushing process of selectively crushing components that do not reach a desired particle size.
상기 골재는 천연골재, 순환된 폐콘크리트 또는 제강 슬래그 파쇄물 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. The aggregate may be used by mixing any one or two or more of natural aggregate, recycled waste concrete or steelmaking slag crushed material.
상기 순환된 폐콘크리트는 통상의 순환공정을 거쳐 사용될 수도 있으나, 순환 공정에서 완전히 제거되지 않은 시멘트 모르타르를 전극봉에 의한 스파크 충격파로 제거하여 사용하는 것이 보다 바람직하다. The circulated waste concrete may be used through a normal circulation process, but it is more preferable to use cement mortar that is not completely removed in the circulation process by using a spark shock wave by an electrode.
폐콘크리트를 순환하는 공정을 보다 구체적으로 설명하면, In more detail, the process of circulating waste concrete,
서로 전기적으로 연결된 방전갭, 전기콘트롤러, 콘덴서 및 전극봉으로 구성된 전기충격장치;An electric shock device comprising a discharge gap, an electric controller, a capacitor, and an electrode electrically connected to each other;
물과 복수 회에 걸쳐 파쇄된 순환 골재가 내부로 공급되고 상기 전극봉이 내부의 물에 접촉되는 호퍼;A hopper in which circulating aggregate crushed in water and a plurality of times is supplied therein and the electrode is in contact with water therein;
유체저장탱크에 내설되고, 상기 호퍼 하단이 끼워지도록 원주면 일측에 끼움부가 형성되는 이송파이프, 상기 이송파이프의 내부에 설치되고 일단이 구동모터에 연결되어 상기 호퍼로부터 유입된 물과 순환 골재를 타단으로 이송시키는 이송스크류로 구성된 이송수단; 및A transport pipe which is installed in the fluid storage tank and has a fitting portion formed at one side of the circumferential surface so that the bottom of the hopper is fitted, and is installed in the transport pipe and has one end connected to a driving motor, the other end of the water and circulation aggregate introduced from the hopper. A conveying means composed of a conveying screw for conveying to the plate; And
일단이 상기 이송파이프의 끝단에 회전가능하게 설치되고, 타단이 상기 유체저장탱크의 외부로 돌출되고, 복수 개의 물 배출홀이 원주면에 형성되어 순환골재와 함께 투입된 물을 상기 유체저장탱크 내부에 배출하는 다공파이프로 구성된 순환 장치를 이용하여, One end is rotatably installed at the end of the conveying pipe, the other end is protruded to the outside of the fluid storage tank, a plurality of water discharge holes are formed on the circumferential surface and the water injected with the circulating aggregate inside the fluid storage tank By using the circulation device composed of porous pipes to discharge,
유체공급탱크(60) 내부에 저장된 물을 공급관(P2)을 통하여 호퍼(20) 내부로 공급하고, 골재이송 컨베이어(C1)을 통하여 순환 골재도 호퍼(20) 내부로 투입하여, 전기충격장치(10)의 전극봉(14)이 물에 잠겼음이 수위감지센서(S)에 의하여 감지되면 외부 전원을 공급하여 전극봉(14)에서 스파크 충격파가 발생되도록 하여, 스파크 충격파로 인하여 물을 매개로 충격력을 순환 골재에 전달하면 순환 골재 표면의 슬러지와 같은 이물질이 미세한 입경을 가지고 박리되게 된다. The water stored in the
상기 작용이 이루어짐과 동시에 구동모터(M1)을 작동시켜 순환 골재 표면에서 박리된 슬러지와 같은 이물질이 혼합된 물과 순환 골재가 이송파이프(41) 내부에서 이송스크류의 회전력에 의하여 다공파이프(50)쪽으로 이송되며, 이 때 이송스크류(42)의 표면에 형성된 돌기(42a)에 의하여 순환 골재가 마찰을 일으키면서 순환 골재 표면의 이물질이 다시 박리된다. At the same time as the above operation is made, the driving motor (M1) is operated to mix the foreign matter, such as sludge separated from the surface of the circulating aggregate and the circulating aggregate, the
이런 과정을 통해 다공파이프(50) 쪽으로 박리된 이물질과 혼합된 물과 순환 골재가 이송되면 박리된 이물질은 다공파이프(50)의 물배출홀(51)로 유출되어 유체저장탱크(30)에 저장되고, 순환 골재는 다공파이프(50)의 타단으로 배출되어 골재 배출 컨베이어(C2)에 의하여 야적장으로 운반/적치된다. 이 과정에서 상기 다공파이프(50)는 벨트 풀리에 의하여 연결된 회전모터(M2)의 회전력으로 회전하게 되고, 다공파이프(50)의 내주면에 형성된 돌기(52)에 순환 골재가 마찰되면서 순환 골재 표면에 부착된 이물질이 다시 제거된다. Through this process, when the mixed water and circulating aggregate separated from the foreign substances separated into the
또한, 유체저장탱크(30) 내부에 저장된 미세분말이 혼합된 물은 배출관(P1)로상에 설치된 펌프(PP1)를 작동시킴으로써 배출관(P1)을 통하여 유체저장탱크(30)의 외부로 배출되며, 이때 필터(F)를 거쳐 물 속에 혼합된 미세분말이 걸러진다. 이렇게 걸러진 미세분말은 미세분말 배출 컨베이어(C3)로 배출된다. 이 과정을 거쳐 필터에 의하여 정화된 물은 배출관(P1)을 통하여 유체공급탱크(60) 내부로 공급된다. 상기 유체공급탱크에 저장된 물은 공급관(P2)로상에 설치된 펌프(PP2)를 작 동시켜 공급관(P2)를 통하여 호퍼(20) 내부로 공급된다. In addition, the water mixed with the fine powder stored in the
상기 순환 공정을 거친 폐콘크리트는 외부에 시멘트 모르타르 이물질이 제거되어 골재의 공극률이 낮아서 발수성이 증가함으로써 순환 아스팔트 혼합물의 강도가 현저하게 증가하고, 물로 세척하는 과정이 동시에 진행되어 순환 공정 시간이 감소하는 특징이 있다. Waste concrete, which has undergone the circulation process, has the cement mortar debris removed from the outside to lower the porosity of the aggregate, thereby increasing the water repellency, thereby significantly increasing the strength of the circulating asphalt mixture, and simultaneously rinsing with water, thereby reducing the circulation process time. There is a characteristic.
상기 제강 슬래그는 내부에 포함되어 있는 자유 산화칼슘(free CaO)에 물이 결합하여 Ca(OH)2가 생성되어 제강 슬래그의 부피팽창을 일으켜 양생과정 중에 균열을 발생할 가능성이 있어 에이징(aging) 공정을 통해 팽창을 저감시킬 수 있도록 하여 사용하는 것이 바람직하다. The steelmaking slag combines water with free CaO contained therein to form Ca (OH) 2 , causing volume expansion of the steelmaking slag, which may cause cracking during the curing process. It is preferable to use so as to reduce the expansion through.
상기 제강 슬래그를 에이징 하는 공정으로는, As a process of aging the steelmaking slag,
슬래그 상부에 물을 분사함과 동시에 배가스를 분사하여 배가스와 물이 반응하도록 하는 반응단계;A reaction step of injecting water onto the slag and simultaneously injecting exhaust gas to react with the exhaust gas and water;
상기 배가스와 물이 반응하여 생성된 생성물을 슬래그에 분사하는 분사단계; 및 An injection step of injecting a product generated by the reaction of the exhaust gas and water onto slag; And
상기 생성물과 슬래그를 반응시켜 슬래그 중에 포함된 자유 산화칼슘(free CaO)을 안정화하는 단계로 구성되는 공정을 사용하거나, Using a process consisting of reacting the product with slag to stabilize free CaO contained in the slag,
제강 슬래그를 분쇄하는 분쇄단계;Grinding step of grinding steelmaking slag;
탄산가스를 물에 용해시켜 pH 3.6 내지 4.2의 탄산용액을 제조하는 탄산용액 제조단계; 및A carbonic acid solution preparing step of dissolving carbonic acid gas in water to prepare a carbonic acid solution having a pH of 3.6 to 4.2; And
상기 탄산용액과 제강 슬래그를 pH 6.5 내지 7.0이 될 때까지 반응시키는 반응단계로 구성되는 에이징 공정을 사용할 수 있다. An aging process consisting of a reaction step of reacting the carbonate solution and the steelmaking slag until the pH 6.5 to 7.0 may be used.
상기 탄산용액의 pH는 3.6이 되면 거의 포화된 것이고, 4.2를 초과하면 반응에 필요한 탄산용액의 양이 많아지므로, 상기 범위안에서 제조하는 것이 바람직하다. 상기 탄산용액과 제강 슬래그가 반응한 경우 pH가 6.5 미만이면 반응이 충분히 완료되지 않은 것이고, 7.0을 초과하면 염기성 용액이 되는 것이므로 상기 범위안에서 반응을 완료시키는 것이 바람직하다. When the pH of the carbonic acid solution is 3.6, it is almost saturated. When the pH of the carbonic acid solution is more than 4.2, the amount of the carbonic acid solution required for the reaction increases. When the carbonic acid solution and the steelmaking slag are reacted, if the pH is less than 6.5, the reaction is not sufficiently completed. If the carbonic acid solution and the steelmaking slag are exceeded, the reaction is completed in the above range.
상기 첨가제는 도로 포장용 아스팔트에 사용되는 일반적인 첨가제를 사용할 수 있으며, 순환 아스팔트 콘크리트의 입자간의 결합력을 증가시키기 위하여 아크릴폴리머를 사용하는 것이 보다 바람직하다. The additive may be a general additive used for road pavement asphalt, it is more preferable to use an acrylic polymer to increase the binding force between the particles of the circulating asphalt concrete.
상기 아크릴폴리머는 메틸메타크릴레이트 단량체(Methylmethacylate monomer, MMA) 100 중량부에 대하여 부틸아크릴레이트 단량체(buthylacylate monomer, BAM), 100 내지 150 중량부, 물 100 내지 150 중량부, 유화제 0.3 내지 0.5 중량부 및 촉매 0.05 내지 0.2 중량부로 혼합되어 구성되는 것을 특징으로 한다. The acrylic polymer is a butyl acrylate monomer (BAM), 100 to 150 parts by weight, 100 to 150 parts by weight of water, 0.3 to 0.5 parts by weight of an emulsifier based on 100 parts by weight of methyl methacrylate monomer (MMA). And 0.05 to 0.2 parts by weight of the catalyst.
상기 유화제는 일반적인 알칼설폰산염을 사용하는 것이 보다 바람직하고, 상 기 촉매는 주촉매로 과황산암모늄, 부촉매인 중아황산소다를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. As the emulsifier, it is more preferable to use a general alkaline sulfonate, and the catalyst is preferably used by mixing ammonium persulfate and sodium bisulfite as a main catalyst.
상기 아크릴폴리머는, The acrylic polymer,
물에 유화제를 용해시키는 유화제 용해단계;An emulsifier dissolving step of dissolving an emulsifier in water;
상기 유화제가 용해된 용액에 MMA, BAM을 혼합하는 단량체 용해단계; A monomer dissolving step of mixing MMA and BAM in a solution in which the emulsifier is dissolved;
상기 단량체가 용해된 용액에 주촉매를 혼합하는 주촉매 혼합단계; 및 A main catalyst mixing step of mixing the main catalyst in a solution in which the monomer is dissolved; And
상기 주촉매가 혼합된 용액에 부촉매를 혼합하는 부촉매 혼합단계를 거쳐 제조된다. The main catalyst is prepared through a subcatalyst mixing step of mixing the subcatalyst in the mixed solution.
순환 아스팔트 혼합물에 상기 첨가제를 사용하는 경우 골재와 골재 사이에서 망상구조를 형성하여 공극률을 감소시키고, 골재간 접착력과 인장강도를 증가시켜 도로표면을 보호하고 마모율이 감소하며, 크랙의 발생을 감소시키는 효과가 있다. When the additive is used in the circulating asphalt mixture, a network structure is formed between the aggregate and the aggregate to reduce the porosity, increase the adhesion and tensile strength between the aggregates, protect the road surface, reduce the wear rate, and reduce the occurrence of cracks. It works.
상기 유화 아스팔트는 순환 아스팔트 혼합물의 접착성을 향상시키고 적당한 양생시간을 부여하기 위하여 음이온계 유화 아스팔트를 사용하는 것이 바람직하고, The emulsified asphalt is preferably used an anionic emulsified asphalt in order to improve the adhesion of the circulating asphalt mixture and to give an appropriate curing time,
아스팔트는 35 내지 50 %, 수분 40 내지 45%, 황화수소(Hydrogen sulfide) 0.3 내지 0.5%, 유화제(emulsifier) 2.0 내지 2.5% 및 계면활성제(saponifier) 2 내지 4%로 구성되도록 하는 것이 보다 바람직하다. Asphalt is more preferably composed of 35 to 50%, 40 to 45% moisture, 0.3 to 0.5% hydrogen sulfide, 2.0 to 2.5% emulsifier and 2 to 4% surfactant.
상기 유화 아스팔트에 사용되는 음이온 계면활성제로는 수지산나트륨염, 리그닌설폰산알칼리금속염, 나프탈렌 설폰산, 포름 알데히드, 알킬 나프탈렌 유도체, 염화벤젠 유도체, 알킬로릴 설폰산, 지방산 알칼리 금속염, 알칼벤젠설폰산염, α- 올레핀설폰산염, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 알킬알릴설폰산나트륨, 알킬포스페이트, 염화알킬알릴에테르설페이트(alkyl aryl ether sulfate), 또는 암모늄알킬알릴에테르설페이트 중 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다. The anionic surfactants used in the emulsified asphalt include sodium resinate salts, lignin sulfonic acid alkali metal salts, naphthalene sulfonic acid, formaldehyde, alkyl naphthalene derivatives, chlorinated benzene derivatives, alkylloryl sulfonic acids, fatty acid alkali metal salts, and alkaline benzene sulfones. Any one or more of acid salts, α-olefinsulfonates, polyoxyethylenealkylphenylethers, sodium alkylallylsulfonates, alkylphosphates, alkylallyl ether sulfates, or ammoniumalkylallylethersulfates Can be.
상기 음이온계 유화 아스팔트를 사용하는 경우 아스팔트 콘크리트 혼합물의 유화상태를 해제하여 경화력과 접착력이 우수한 아스팔트 혼합물을 제조할 수 있다. When the anionic emulsified asphalt is used, it is possible to prepare an asphalt mixture having excellent hardening and adhesive strength by releasing the emulsified state of the asphalt concrete mixture.
[실시예] 순환 아스팔트 혼합물의 제조EXAMPLES Preparation of Circulating Asphalt Mixture
하기 표 1과 같은 혼합비율로 폐아스콘; 골재로서 폐콘크리트, 재생 슬래그 또는 천연골재 중 어느 하나; 시멘트; 아크릴폴리머; 및 유화아스팔트를 혼합하고, 양생하여 본 발명의 순환 아스팔트 혼합물을 제조하였다. 하기 표 1에서 폐콘은 본 발명의 폐콘크리트 재생방법으로 재생된 폐콘크리트를 골재로 혼합한 것을 의미하며, 슬래그는 골재로 재생된 슬래그를 골재로 혼합한 것을 의미하고, 혼합 골재는 천연골재, 폐콘크리트 및 재생 슬래그를 동일 중량비율로 혼합한 골재를 의미한다. Waste ascon at the mixing ratio as shown in Table 1; Any one of waste concrete, recycled slag or natural aggregate as aggregate; cement; Acrylic polymers; And the emulsion asphalt mixture was mixed and cured to prepare a circulating asphalt mixture of the present invention. In the following Table 1 waste corn means that the waste concrete recycled by the waste concrete recycling method of the present invention mixed with aggregate, slag means that the mixed slag recycled into aggregate, mixed aggregate is natural aggregate, waste The aggregate means a mixture of concrete and recycled slag in the same weight ratio.
[품질시험] 순환 아스팔트 혼합물의 품질시험[Quality test] Quality test of circulating asphalt mixture
[시험예 1] 혼합입도 시험Test Example 1 Mixed Particle Size Test
도 4의 입도곡선표는 실시예 1의 입도곡선표로, 건설폐자재 재활용 도로포장지침에 적합함을 알 수 있다. 실시예 2 내지 실시예 16의 입도곡선표도 상기 지침에 적합하였다(도면 미도시).The particle size curve of Figure 4 is the particle size curve of Example 1, it can be seen that the construction waste materials recycling road pavement guidelines. The particle size curves of Examples 2 to 16 also fit the above guidelines (not shown).
[시험예 2] 도로용 순환 아스팔트 혼합물 품질시험[Test Example 2] Quality test of circulating asphalt mixture
대조군 1 내지 대조군 3 및 실시예 1 내지 실시예 6의 혼합물을 이용하여 공극률, 마샬안정도를 측정하였다. 상기 시험은 1.15Kg의 몰드(공시체)를 각 6개 제작하여 평균을 내어 측정하였다. 다짐회수는 50회로 균일하게 시행하였다. Porosity and Marshall stability were measured using a mixture of Controls 1 to 3 and Examples 1 to 6. The test was performed by averaging six molds (test specimens) of 1.15 Kg each. Compaction recovery was performed uniformly 50 times.
공극률은 하기 식과 같이 이론최대밀도(KS F 2366) 및 겉보기 밀도(KS F 2353)를 이용하여 측정하였다. Porosity was measured using the theoretical maximum density (KS F 2366) and apparent density (KS F 2353) as shown in the following equation.
또한 마샬안정도는 상기 대조군 1 내지 대조군 3 및 실시예 1 내지 실시예 6의 혼합물을 1일간 몰드에서 상온으로 양생하는 과정; 몰드를 탈형 후 1일간 38℃의 건조로에서 양생하는 과정; 25℃에서 3개의 공시체를 수침시키지 않은 상태 및 수침시킨 상태에서 각각 마샬안정도를 측정하였다. In addition, Marshall stability is the process of curing the mixture of the control groups 1 to 3 and Examples 1 to 6 at room temperature in the mold for 1 day; Curing the mold in a drying furnace at 38 ° C. for 1 day after demolding; Marshall stability was measured at 25 ° C. in three specimens not immersed and immersed.
공극률 및 마샬안정도 측정결과는 하기 표 2에 도시하였다. Porosity and Marshall stability measurement results are shown in Table 2 below.
상기 측정결과 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 6의 혼합물은 저교통량 도로에 적용하는데 적합한 것으로 확인되었다. As a result of the measurement, the mixture of Examples 1 to 6 of the present invention was found to be suitable for application to a low traffic road.
[시험예 3] 도로용 순환 아스팔트 혼합물 품질시험[Test Example 3] Quality test of circulating asphalt mixture
대조군 4 내지 대조군 6 및 실시예 7 내지 실시예 16의 혼합물을 이용하여 공극률, 마샬안정도를 측정하였다. 상기 시험은 1.15Kg의 몰드(공시체)를 각 6개 제작하여 평균을 내어 측정하였다. 다짐회수는 75회로 균일하게 시행하였다. Porosity and Marshall stability were measured using a mixture of Controls 4 to 6 and Examples 7 to 16. The test was performed by averaging six molds (test specimens) of 1.15 Kg each. Compaction recovery was performed uniformly 75 times.
공극률은 하기 식과 같이 이론최대밀도(KS F 2366) 및 겉보기 밀도(KS F 2353)를 이용하여 측정하였다. Porosity was measured using the theoretical maximum density (KS F 2366) and apparent density (KS F 2353) as shown in the following equation.
대조군 4 내지 대조군 6 및 실시예 7 내지 실시예 16의 혼합물을 몰드에서 상온으로 3일간 양생하는 과정; 탈형후 상온에서 10~20mmHg로 감압하여 4일간 양생하는 과정; 및 공시체를 60℃에서 30분간 수침시킨 상태에서 마샬안정도를 측정하였다. Curing the mixture of Control 4 to Control 6 and Examples 7 to 16 at room temperature in a mold for 3 days; After demolding, curing for 4 days by depressurizing to 10-20mmHg at room temperature; And Marshall stability was measured in the state which the specimen was immersed at 60 degreeC for 30 minutes.
공극률 및 마샬안정도 측정결과는 하기 표 3에 도시하였다. Porosity and Marshall stability measurement results are shown in Table 3 below.
상기 측정결과 본 발명의 실시예 7 내지 실시예 16의 혼합물은 중교통량 도로에 적용하는데 적합한 것으로 확인되었다. As a result of the measurement, it was confirmed that the mixture of Examples 7 to 16 of the present invention is suitable for application to heavy traffic roads.
상기 시험결과 본 발명의 순환 아스팔트 혼합물은 혼합비 및 양생방법 등을 적절히 조절하면 저교통량은 물론 중교통량의 도로에 모두 적합한 품질임을 확인하였다. The test results confirmed that the circulating asphalt mixture of the present invention is a quality suitable for both low traffic and heavy traffic roads when the mixing ratio and curing method are properly adjusted.
도 1은 폐콘크리트 순환 공정을 개괄적으로 도시한 개략도.1 is a schematic diagram schematically showing a waste concrete circulation process.
도 2는 폐콘크리트 순환 공정 사시도. 2 is a perspective view of the waste concrete circulation process.
도 3은 폐콘크리트 순환 공정 중 이송수단에 대한 상세도. Figure 3 is a detailed view of the transport means during the waste concrete circulation process.
도 4는 실시예 1의 입도곡선표.4 is a particle size curve of Example 1. FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
10 : 전기충격장치 11 : 콘덴서 12 : 전기콘트롤러10: electric shock device 11: condenser 12: electric controller
13 : 방전갭 14 : 전극봉 20 : 호퍼13
30 : 유체저장탱크 40 : 이송수단 41 : 이송파이프30: fluid storage tank 40: transfer means 41: transfer pipe
42 : 이송스크류 50 : 다공파이프 60 : 유체공급탱크42: transfer screw 50: porous pipe 60: fluid supply tank
C1 : 골재이송 컨베이어 C2 : 골재배출 컨베이어 C1: Aggregate transport conveyor C2: Aggregate discharge conveyor
C3 : 미세분말 배출 컨베이어 M1 : 구동모터 M2 : 회전모터C3: Fine powder discharge conveyor M1: Drive motor M2: Rotary motor
P1 : 배출관 P2 : 공급관 S : 수위감지센서P1: discharge pipe P2: supply pipe S: water level sensor
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