KR101187823B1 - Composition of eco-road pavement - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폐아스팔트 콘크리트 순환골재와 신재골재를 포함하는 골재, 유화아스팔트, 에코바인더, 충진제 및 수성아크릴 에멀젼을 포함하며, 상기 에코바인더는 레드머드 분말을 포함하는 것인 에코로드 포장재 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to an eco-rod packaging composition comprising waste asphalt concrete recycled aggregate and aggregate including new aggregate, emulsified asphalt, eco binder, filler and aqueous acrylic emulsion, wherein the eco binder comprises red mud powder. .
국내 건설폐기물을 처리하는 과정에서 발생하는 폐슬러지는 폐기물을 재자원화되어 얻을 수 있는 순환골재의 종류에 따라 발생정도가 달라진다. 상기 폐기물을 재자원화하여 도로 노반재용 순환골재를 생산시에는 투입 건설폐기물의 약 10%정도가 폐슬러지로 발생되게 되고, 콘크리트용 순환골재 생산시에는 20 ~ 30%이상, 구조용으로 활용할 수 있는 고품질 순환골재를 제조하는 고도화처리 과정에서는 약 40%가 되는 많은 양이 발생되어 연간 1,240만톤 정도의 폐슬러지가 발생되고 있다. 이와 같은 폐슬러지는 건설폐기물 중간처리 공정의 습식처리방식으로 인하여 높은 함수율을 갖는 특성을 갖게 되며, 이로 인해 유용하게 활용되지 못하게 되고, 양질의 토사와 혼합되어 대부분 매립처리 되어 있어, 경제적/산업적 측면에서 막대한 손실을 주고 있는 실정이다. The amount of waste sludge produced in the process of treating domestic construction waste varies depending on the type of recycled aggregate that can be obtained by recycling the waste. When recycling the wastes to produce recycled aggregates for roadbeds, about 10% of the input construction wastes are generated as waste sludge.In the production of recycled aggregates for concrete, 20 to 30% or more, high quality that can be used for structural purposes. In the advanced process of manufacturing recycled aggregates, a large amount of about 40% is generated, generating about 12.4 million tons of waste sludge per year. Such waste sludge has characteristics of high water content due to the wet treatment method of the construction waste intermediate treatment process, and thus is not usefully used, and is mostly mixed with high quality soil and is landfilled, and thus economic / industrial aspects. The situation is giving a huge loss.
또한 건설폐기물 중간처리 공정에서 발생되는 폐슬러지와 수산화알루미늄의 생산공정에서 부산되는 폐슬러지(레드머드)는 일반적으로 발생초기에는 함수율이 90%이상이며, 이를 기계적 탈수한 후에도 50%정도의 함수율을 내포하고 있어 재활용하기 위해서는 건조공정이 필수적이다. 따라서 이와 같은 폐슬러지들의 재자원화를 위해서는 열풍, 스팀, 가스 및 전자기파 등의 직간접 에너지를 이용하여 피 건조물에 함유된 수분을 제거하는 공정이 필수적이며, 현재 각 산업 공정에서는 다양한 형태의 건조기가 사용중에 있다. 우리나라의 경우 건조공정에 소요되는 연간 에너지 소비량은 6,600천 TOE로 추정되며, 국내 산업부분 에너지 소비량의 7%를 차지하고 있는 것 이여서, 대량의 에너지가 소비되고 있는 형태이다. 이에 대한 해결방법으로서 그 동안 활용되지 않고 있는 잉여 에너지를 이용하여 폐슬러지를 재자원화하는 기술개발이 필요한 실정이다. In addition, waste sludge produced in the construction waste intermediate treatment process and waste sludge (red mud) produced in the production process of aluminum hydroxide generally have a moisture content of 90% or more at the initial stage of development, and a water content of about 50% even after mechanical dehydration. As it is contained, the drying process is essential for recycling. Therefore, in order to recycle these waste sludges, it is essential to remove moisture contained in the dry matter by using direct and indirect energy such as hot air, steam, gas, and electromagnetic waves, and various types of dryers are currently used in each industrial process. have. In Korea, the annual energy consumption for the drying process is estimated at 6,600 thousand TOE, which accounts for 7% of the domestic industry's energy consumption. Therefore, a large amount of energy is consumed. As a solution to this problem, it is necessary to develop technology to recycle waste sludge by using surplus energy that has not been utilized.
국내 폐아스팔트 콘크리트(폐아스콘)의 연간 발생량은 약 1,200톤이며, 「2009 전국 폐기물 발생 및 처리현황 KECO2010-PE15-36」에 따르면 폐아스팔트 콘크리트 발생량이 05년 562만톤, 06년 791만톤, 07년 809만톤, 08년 923만톤, 09년 1,200만톤으로 매년 그 발생량이 급증하고 있는 것으로 나타나고 있다. 이와 같은 폐아스콘의 재활용 현황을 살펴보면, 2009년 기준 폐아스콘의 재활용량은 연간 13만톤으로, 전체의 1.6%에 불과하며 나머지는 대부분 도로 보조기층재료나 단순매립용으로 사용되거나 불법투기 되고 있는 실정이어서 보다 고부가가치의 재활용 방안 모색이 필요한 실정이다.The annual generation of domestic waste asphalt concrete (waste asphalt) is about 1,200 tons, and according to the 2009 National Waste Generation and Disposal Status KECO2010-PE15-36, the amount of waste asphalt concrete generated from 5.56 million tons in 2005, 791 million tons in 2006, and 2007 Its yield is rising rapidly, with 8.8 million tons, 9.23 million tons in 2008 and 12 million tons in 2009. As for the recycling status of waste ascon, as of 2009, the recycling amount of waste ascon is 130,000 tons per year, which is only 1.6% of the total, and the rest is mostly used for road auxiliary base material or simple landfill or illegal dumping. There is a need to seek higher value-added recycling.
현재 일반적인 도로포장용 아스팔트 콘크리트(아스콘)는 스트레이트 아스팔트와 골재를 배합하고 이를 고온 상태에서 포설하게 되는데, 이들 가열 아스콘의 경우에는 골재를 대략 180 ~ 220℃로 가열한 상태에서 스트레이트 아스팔트를 배합하여 포설 현장으로 이동하고, 아스콘의 온도가 110℃이하가 되지 않는 상태에서 아스팔트 포장을 실시하게 된다. 이와 같은 가열아스팔트 포장재의 제조/생산시에는 화석연료를 사용하여 가열하는 공정이 필수적이며, 이때 1ton 생산시 CO2가 18.5kg이상 발생하는 것으로 보고되고 있다. 이를 해결하기 위하여 가열에너지를 사용하지 않고 온실가스를 배출하지 않는 상온형 아스콘 포장에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다. Asphalt concrete (ascon) for general road paving currently mixes straight asphalt and aggregates and installs them at a high temperature. In the case of these heated ascons, straight asphalt is mixed by heating aggregates at approximately 180 to 220 ° C. The asphalt pavement is carried out in a state where the temperature of the asphalt concrete is not lower than 110 ° C. In the manufacture / production of such heated asphalt packaging material, a process of heating using fossil fuel is essential. At this time, it is reported that more than 18.5 kg of CO 2 is generated in 1 ton production. In order to solve this problem, research on room temperature type asphalt concrete that does not use heating energy and does not emit greenhouse gases has been actively conducted.
대한민국공개특허 제 10-2002-0072899호는 “폐아스팔트콘크리트의 재활용을 위한 재생 첨가제 및 이를 함유하는 재생아스팔트 콘크리트”에 관한 것으로, 폐아스팔트콘크리드의 재활용을 통해 폐기물 처리 비용과 골재 및 아스팔트 자원을 절약하는 것과 동시에 환경오염을 방지하기 위한 폐아스팔트 콘크리트 재생 첨가제를 제공하는 것이다. 그러나 폐아스팔트 콘크리트를 재생 첨가제로 사용함에 따른 공해 문제를 방지할 수 있을 뿐, 도로 포장시 교통개방 시간을 단축하기 위한 효과는 미미하다. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2002-0072899 relates to a "regeneration additive for recycling waste asphalt concrete and recycled asphalt concrete containing the same", and to recycle waste asphalt concrete to reduce waste treatment costs and aggregate and asphalt resources It is to provide waste asphalt concrete regeneration additives to save energy and prevent environmental pollution. However, it is possible to prevent the pollution problem by using the waste asphalt concrete as a regeneration additive, and the effect of shortening the traffic opening time when paving the road is insignificant.
본 발명은 폐아스팔트 콘크리트 순환골재와 신재골재를 포함하는 골재, 유화아스팔트, 에코바인더, 충진제 및 수성아크릴 에멀젼을 포함하며, 상기 에코바인더는 레드머드 분말을 포함하는 것인 에코로드 포장재 조성물을 제공하는 그 목적이 있다.The present invention includes waste asphalt concrete recycled aggregates and aggregates including new aggregates, emulsified asphalt, eco binders, fillers and aqueous acrylic emulsions, wherein the eco binders comprise red mud powder to provide eco-rod packaging compositions. The purpose is.
또한 본 발명은 에코로드 포장재를 도로에 포장시 빠른 소요강도를 확보하여 교통개방의 시간을 단축할 수 있으며, 접착강도, 인장강도 및 탄성율등이 향상된 에코로드 포장재 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
In another aspect, the present invention is to provide an eco-rod packaging composition with improved eco-adhesive strength, tensile strength and elastic modulus can be shortened the time to open the traffic by securing a fast required strength when paving the eco-rod packaging material on the road.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폐아스팔트 콘크리트 순환골재와 신재골재를 포함하는 골재, 유화아스팔트, 에코바인더, 충진재 및 수성아크릴 에멀젼을 포함하는 에코로드 포장재 조성물을 제공하는 것이다.The present invention for achieving the above object is to provide an eco-rod packaging composition comprising waste asphalt concrete circulating aggregate and aggregate containing new aggregate, emulsified asphalt, eco binder, filler and aqueous acrylic emulsion.
또한 본 발명의 구체적인 양태는 상기 발명에서 상기 에코바인더는 건조 및 분쇄하여 수분함량이 0.01 ~ 1.0%이며, 분말도가 2,500 ~ 4,500cm2/g인 레드머드를 포함하는 것인 에코로드 포장재 조성물에 관한 것이다.In addition, the specific aspect of the present invention, the eco-binder in the invention is dried and pulverized in the eco-rod packaging composition comprising a red mud having a water content of 0.01 to 1.0%, the powder degree of 2,500 ~ 4,500cm 2 / g It is about.
또한 본 발명의 양태는 상기 폐아스팔트 콘크리트 순환골재 25 ~ 70 중량%와 신재골재 30 ~ 75 중량% 포함하는 골재 100중량부에 대하여, 유화아스팔트 0.5 ~ 7.5 중량부, 에코바인더 3 ~ 15 중량부, 충진재 0.2 ~ 5 중량부 및 수성아크릴 에멀젼 0.1 ~ 15중량부 포함하는 것인 에코로드 포장재 조성물을 제공하는 것이다.In addition, an aspect of the present invention is based on 100 parts by weight of the aggregate containing 25 to 70% by weight of the recycled asphalt concrete and 30 to 75% by weight of the aggregate aggregate, 0.5 to 7.5 parts by weight of emulsion asphalt, 3 to 15 parts by weight of eco binder, It is to provide an eco-rod packaging composition comprising 0.2 to 5 parts by weight of a filler and 0.1 to 15 parts by weight of an aqueous acrylic emulsion.
또한 본 발명은 상기 에코바인더가 고로슬래그 미분말 40 ~ 70중량%, 제지애시 5 ~ 20 중량%, 레드머드 분말 5 ~ 20중량%, 석고 10 ~ 30중량%, 생석회 5 ~ 15중량% 및 소석회 1 ~ 10중량% 포함하는 것인 에코로드 포장재 조성물을 제공하는 것이다.In addition, the present invention, the eco binder is blast furnace slag fine powder 40 ~ 70% by weight, paper ash 5 ~ 20% by weight, red mud powder 5 ~ 20% by weight, gypsum 10 ~ 30% by weight, quicklime 5 ~ 15% by weight and calcined lime 1 It is to provide an eco-rod packaging material comprising ~ 10% by weight.
또한 본 발명은 상기 레드머드 분말의 함수율은 1 ~ 1.0%며, 분말도가 2,500 ~ 4,500cm2/g인 에코로드 포장재 조성물을 제공하는 것이다.In another aspect, the present invention is to provide an eco-rod packaging composition of the water content of the red mud powder is 1 ~ 1.0%, the powder degree is 2,500 ~ 4,500cm 2 / g.
또한 본 발명은 상기 충진재의 폐슬러지의 분말도가 1,500 ~ 3,500cm2/g, 밀도가 1.0 ~ 3.0g/cm3인 것인 에코로드 포장재 조성물을제공하는 것이다.In another aspect, the present invention is to provide an eco-rod packaging material composition of the sludge powder of the filler 1,500 ~ 3,500cm 2 / g, the density is 1.0 ~ 3.0g / cm 3 .
또한 본 발명은 상기 수성 아크릴 에멀젼이 물 100중량부에 대하여, 아크릴모노머 60 ~ 120 중량부, 유화제 0.3 ~ 3.0 중량부, 촉매 0.1 ~ 0.5 중량부 및 접착증가제 0.5 ~ 2.0중량부 포함하는 것인 에코로드 포장재 조성물을 제공하는 것이다.In addition, the present invention is that the aqueous acrylic emulsion comprises 60 to 120 parts by weight of acrylic monomer, 0.3 to 3.0 parts by weight of emulsifier, 0.1 to 0.5 parts by weight of catalyst and 0.5 to 2.0 parts by weight of adhesion increasing agent with respect to 100 parts by weight of water. It is to provide an eco-rod packaging composition.
이하 본 발명의 구성에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in more detail.
상기 폐아스팔트 콘크리트 순환골재는 KS F 2572 기준에 적합한 것을 사용하는 것이 바람직하며, 신재골재와 혼합하여 에코로드 포장재의 골재로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 KS 규격을 만족하는 순환골재의 예로는 평균입경이 10mm 정도로서 구재아스팔트 함량 5%이며, 구재아스팔트 침입도 40인 순환골재를 예로들 수 있다. The waste asphalt concrete circulating aggregate is preferably used to meet the KS F 2572 standard, it is preferable to use as aggregate of eco-rod packaging material mixed with new aggregate. Examples of the circulating aggregate that satisfies the KS standard may be an example of a circulating aggregate having an average particle diameter of about 10 mm and having a content of 5% asbestos asphalt and 40 degrees of asbestos penetration.
본 발명에서 신재골재는 KS F 2357 기준에 적합 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 KS 규격을 만족하는 신재골재의 예로는 평균입경 10mm 정도로서 절건밀도 2.6g/cm3, 흡수율 2.5%, 안정성 10%인 신재골재를 예로 들 수 있다.In the present invention, the new aggregate is preferably used to meet the KS F 2357 standard, examples of the new aggregate that meets the KS standard is about 10mm average particle diameter, dry density 2.6g / cm 3 , absorption rate 2.5%, stability 10% For example, new aggregate.
또한 조성비에 있어서, 상기 폐아스팔트 콘크리트 순환골재 25 ~ 70중량%, 신재골재 30 ~ 75중량%을 포함하는 것이 자원재활용이 높고, 표면강도가 향상되기 때문에 바람직하다. In addition, in the composition ratio, it is preferable to include the waste asphalt concrete circulating aggregate 25 ~ 70% by weight, new aggregate aggregate 30 ~ 75% by weight because the high resource recycling, the surface strength is improved.
다음으로 본 발명의 유화아스팔트에 대하여 설명한다.Next, the emulsion asphalt of this invention is demonstrated.
상기 유화아스팔트는 물속에서 아스팔트가 상분리현상을 일으키지 않고 분산상태를 유지하고 있는 유화제를 넣은 아스팔트를 의미하며, 아스팔트 미립자를 수중에 분산시켜 혼탁액형으로 제조한 것이 바람직하다. 상기 유화아스팔트는 상온시공이 가능하고, 컷백 아스팔트에 비하여 가격이 저렴하며, 시공법 및 시공장비가 간단하기 때문에 본 발명의 에코로드 포장재 조성물에 적합하다. 상기 유화아스팔트의 예로는 동남유화의 QSC, MSC, 신성유화의 MC-1, MC-2를 들 수 있다.The emulsified asphalt refers to asphalt containing an emulsifier in which asphalt maintains a dispersed state without causing phase separation in water, and is preferably prepared in turbid liquid form by dispersing asphalt fine particles in water. The emulsified asphalt is suitable for the eco-rod packaging composition of the present invention because it can be carried out at room temperature, inexpensive compared to cutback asphalt, and simple in construction and construction equipment. Examples of the emulsified asphalt include QSC, MSC of southeast oil, MC-1 of MC, and MC-2.
본 발명의 유화아스팔트는 상기 골재 100중량부에 대하여, 0.5 ~ 7.5 중량부 포함하는 것이 바람직하며, 이는 접착력에 관여한다. 상기 유화아스팔트는 분쇄된 폐아스팔트 콘크리트 순환골재와 신재골재간의 크랙 및 공극에 깊숙이 침투되어 점착력을 향상시킬 수 있으며, 또한 상기와 같은 범위로 유화아스팔트를 포함하는 경우, 순환골재 표면에 대한 코팅이 충분히 되게 되며, 에코로드 포장재의 강도가 향상될 수 있다. The emulsified asphalt of the present invention preferably contains 0.5 to 7.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the aggregate, which is involved in adhesion. The emulsified asphalt is deeply penetrated into the cracks and voids between the pulverized waste asphalt concrete circulating aggregate and new aggregate can improve the adhesive force, and also if the emulsified asphalt is included in the above range, the coating on the surface of the circulating aggregate is sufficiently The strength of the eco-rod packaging material can be improved.
상기 에코바인더는 고로슬래그 미분말 40 ~ 70 중량%, 제지애시 5 ~ 20 중량%, 레드머드 5 ~ 20 중량%, 석고 10 ~ 30 중량%, 생석회 5 ~ 15 중량% 및 소석회 1 ~ 10중량% 포함하는 것이 바람직하다. The eco binder includes 40 to 70% by weight of blast furnace slag powder, 5 to 20% by weight of paper ash, 5 to 20% by weight of red mud, 10 to 30% by weight of gypsum, 5 to 15% by weight of quicklime and 1 to 10% by weight of slaked lime. It is desirable to.
상기 고로슬래그 미분말은 용광로에서 철광석으로부터 선철을 만들 때 생기는 고로슬래그 미분말을 사용하는 것이 바람직하며, 분말도가 4,000 ~ 10,000 cm2/g인 것을 40 ~ 70 중량% 포함하는 것이 포졸란 작용이 활성화 되어 결합성을 우수하게 만들고 강도를 증진시키며 작업성 향상에 기여하기 때문에 바람직하다.The blast furnace slag fine powder is preferably using the blast furnace slag powder produced when making pig iron from iron ore in the blast furnace, the powder containing 4,000 ~ 10,000 cm 2 / g 40 to 70% by weight of the pozzolanic action is activated It is desirable because it improves workability, enhances strength and contributes to improved workability.
상기 제지애시는 제지공장에서 부산물로 발생하는 미분말을 사용하는 것이 바람직하며, 분말도가 3,000 ~ 6,000 cm2/g인 것을, 5 ~ 20 중량% 포함하는 것이 조기응결시간을 더욱 단축할 수 있기 때문에 바람직하다.The paper ash is preferably to use the fine powder generated as a by-product from the paper mill, because the powder of 3,000 ~ 6,000 cm 2 / g, containing 5 to 20% by weight can further shorten the early setting time desirable.
상기 레드머드는 수산화알루미늄 생산공정에서 발생하는 고함수율의 슬러지 상태의 부산물을 말하는 것으로, 산업부산물인 레드머드는 Al2O3으로 주성분이 알루미노 실리케이트질의 기능성 미분말이다. 본 발명에서는 레드머드를 건조시켜 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 폐기물 소각로의 폐열보일러에서 발생하는 잉여에너지를 이용한 재자원화 처리공정을 거치는 것이 좋다. 상기 재자원화 처리 공정은 건조하는 단계와 분쇄하는 공정을 포함하며, 상기 건조단계에서는 온도 80 ~ 170℃, 압력 1.5 ~ 4.5 kgf/cm2인 범위에서 수행하는 것이 레드머드의 고유한 성질과 수분함량을 적절하게 유지시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 또한 상기 분쇄는 크게 제한하지는 않지만, 볼밀, 진동볼밀, 커터롤밀등에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 분쇄하여 미분말화 하는 것이 바람직하며, 이때의 분말도는 2,500 ~ 4,500 cm2/g 인 것이 에코바인더의 알칼리 활성을 촉진하여 강도를 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 또한 상기 에코바인더를 3 ~ 15중량부 포함하는 것이 바람직한데, 이는 강도가 향상되어 조기 교통개장시간 확보에 좋기 때문이다.The red mud refers to a by-product of a high water content sludge state generated in the aluminum hydroxide production process, the industrial by-product red mud is Al 2 O 3 is a functional fine powder of aluminosilicates. In the present invention, it is preferable to dry the red mud, and more preferably, go through a recycling process using surplus energy generated in the waste heat boiler of the waste incinerator. The re-recycling treatment process includes a drying step and a grinding step, wherein the drying step is performed at a temperature of 80 to 170 ° C. and a pressure of 1.5 to 4.5 kgf / cm 2 , inherent properties and water content of the red mud. It is preferable because it can keep suitably. In addition, the pulverization is not greatly limited, but it is preferable to pulverize and fine powder by any one method selected from a ball mill, a vibrating ball mill, a cutter roll mill, etc., wherein the powder degree is 2,500 ~ 4,500 cm 2 / g of the eco binder It is preferable because it can promote alkali activity and improve strength. In addition, it is preferable to include 3 to 15 parts by weight of the eco-binder, because the strength is improved, which is good to secure early traffic opening time.
상기 에코바인더에 석고 10 ~ 30중량%, 생석회 5 ~ 15중량% 및 소석회 1 ~ 10중량% 포함하는 것이 초기강도를 더욱 높일 수 있다. 10 to 30% by weight of gypsum, 5 to 15% by weight of quicklime and 1 to 10% by weight of slaked lime in the eco binder can further increase the initial strength.
본 발명의 에코로드 포장재 조성물에 포함되는 충진재는 습식 건설폐기물 중간처리 시설에서 발생되는 고함수율의 폐슬러지를 활용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 레드머드와 동일하게 폐기물 소각로의 폐열보일러에서 발생하는 잉여에너지를 이용한 재자원화 처리공정을 거치는 것이 바람직하며, 이는 건조 및 분쇄 단계를 포함한다. 이때 충진재의 분말도가 1,500 ~ 3,500cm2/g이며, 밀도는 1.0 ~ 3.0g/cm3인 것이 좋으며, 상기와 같은 분말도와 밀도를 갖는 충진재를 포함하는 경우 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.Filler included in the eco-rod packaging composition of the present invention preferably utilizes a high water content waste sludge generated in the wet construction waste intermediate treatment facility. In addition, it is preferable to go through the recycling process using the surplus energy generated in the waste heat boiler of the waste incinerator in the same way as the red mud, which includes a drying and grinding step. At this time, the powder of the filler is 1,500 ~ 3,500cm 2 / g, the density is preferably 1.0 ~ 3.0g / cm 3 , when including the filler having the powder and the density as described above can further improve the strength.
상기 수성 아크릴 에멀젼은 물 100중량부에 대하여, 유화제 0.3 ~ 3.0 중량부, 아크릴모노머 60 ~ 120 중량부, 촉매 0.1 ~ 0.5 중량부 및 접착증가제 0.5 ~ 2.0중량부 포함하는 것이 바람직하다. The aqueous acrylic emulsion preferably contains 0.3 to 3.0 parts by weight of an emulsifier, 60 to 120 parts by weight of an acrylic monomer, 0.1 to 0.5 parts by weight of a catalyst, and 0.5 to 2.0 parts by weight of an adhesion increasing agent.
상기 물은 크게 제한하지는 않지만 탈이온수를 사용 하는 것이 바람직하다.The water is not particularly limited but it is preferable to use deionized water.
상기 유화제는 물 100중량부에 대하여, 0.3 ~ 3.0중량부 포함하는 것이 바람직하며, 도데실벤젠황산나트륨, 알킬설폰산염, 카르복실산염 또는 수지산나트륨염에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함 할 수 있으며, 바람직하게는 음이온성 계면활성제인 도데실벤젠황산나트륨을 사용 할 수 있다. 상기의 범위로 유화제를 사용하면 아크릴 폴리머가 경화된 이후에 잔존하여 강도를 감소시키는 것을 방지 할 수 있다. The emulsifier preferably contains 0.3 to 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of water, and may include one or two or more selected from sodium dodecylbenzene sulfate, alkylsulfonate, carboxylate or sodium resin salt. Sodium dodecylbenzene sulfate, preferably an anionic surfactant, can be used. Use of an emulsifier in the above range can prevent the acrylic polymer from remaining after the cured and reducing the strength.
상기 아크릴 모노머는 상기 물 100중량부에 대하여 60 ~ 120중량부 사용하는 것이 바람직하며, 메틸메타아크릴산, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 부틸아크릴레이트에서선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것이 좋다. 바람직하게는 메틸메타아크릴산과 2-에틸헥실아크릴레이트를 사용하는 것이 좋다. 만약 둘 이상을 혼합하여 사용할 경우 중량비 1:1 로 사용하는 것이 좋지만, 수성 아크릴 에멀젼의 성질을 해치지 않은 범위에서는 제한하지 않는다. 상기아크릴 모노머를 60 ~ 120중량부의 범위로 포함하는 경우, 소성변형을 저하시킬 수 있으며, 강도와 탄성력이 향상되기 때문에 바람직하다. The acrylic monomer is preferably used 60 to 120 parts by weight based on 100 parts by weight of water, and may include one or two or more selected from methylmethacrylic acid, 2-ethylhexyl acrylate and butyl acrylate. Preferably, methylmethacrylic acid and 2-ethylhexyl acrylate are used. If two or more are used in combination, it is recommended to use a weight ratio of 1: 1, but there is no limitation in the range that does not impair the properties of the aqueous acrylic emulsion. When it contains the said acrylic monomer in the range of 60-120 weight part, since plastic deformation can be reduced and strength and elasticity improve, it is preferable.
상기 촉매는 과황산나트륨, 아황산수소나트륨 및 과항산암모늄에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 과황산암모늄과 아황산수소나트륨을 사용할 수 있다. 상기 촉매는 물 100중량부에 대하여, 0.1 ~ 0.5중량부 포함하는 것이 바람직하며, 상기의 범위로 포함하였을 경우 유화중합시 반응속도가 적당하여 겔화 및 에멀젼의 파괴를 막을 수 있다. The catalyst may include any one or two or more selected from sodium persulfate, sodium bisulfite, and ammonium peroxide, and preferably ammonium persulfate and sodium bisulfite may be used. The catalyst is preferably included in an amount of 0.1 to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of water, and when included in the above range, the reaction rate is appropriate during emulsion polymerization to prevent gelation and destruction of the emulsion.
상기 접착증가제는 (3-글리시독시프로필)트리메톡시실란를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 (3-글리시독시프로필)트리메톡시실란를 첨가하여 가수분해시키면 알콕시기는 실란올기로 치환이 된다. 따라서 물 100중량부에 대하여 0.5 ~ 2.0 중량부 포함하는 것이 가교 결합을 형성하기에 적합하며, 접착강도, 인장강도, 탄성 및 내 마모성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 하기 화학식 1을 참조한다. Preferably, the adhesion increasing agent uses (3-glycidoxypropyl) trimethoxysilane, and when the (3-glycidoxypropyl) trimethoxysilane is added and hydrolyzed, the alkoxy group is substituted with a silanol group. Therefore, containing 0.5 to 2.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of water is suitable for forming a crosslink, and it is possible to obtain an effect of improving adhesive strength, tensile strength, elasticity and wear resistance. See Formula 1 below.
[화학식 1][Formula 1]
본 발명은 건설폐기물 중간처리시설의 폐슬러지와 수산화 알루미늄 생산공정에서 발생되는 고함수율의 폐슬러지. 폐아스팔트 콘크리트등의 부산물들을 활용하여 에코로드 포장재를 제조함에 따라, 천연자원의 고갈방지, 완전한 자원순환형사회 구축, 환경보전, 저탄소 녹색성장의 정부시책에 부응할 수 있는 친환경 에코 리사이클링을 실천하였다. 또한 에코로드 포장재를 사용하여, 도로 교통개방의 시간을 단축할 수 있었으며, 접착강도, 인장강도, 탄성율 및 내마모성이 향상되어 차륜에 대한 저항성, 포장재의 공용성 및 기타 작용상에 발생할 수 있는 외부 응력에 대한 저항성을 향상 시킬 수 있었다.
The present invention is a wastewater sludge produced in the waste sludge and aluminum hydroxide production process of the construction waste intermediate treatment facility. By manufacturing eco-road packaging materials by using by-products such as waste asphalt concrete, we practiced eco-friendly recycling to meet the government's policy of preventing the depletion of natural resources, building a complete resource-circulating society, preserving the environment and low-carbon green growth. . In addition, eco-road pavement can be used to shorten the time of road traffic opening, and adhesive strength, tensile strength, elastic modulus, and abrasion resistance are improved, which can improve the resistance to wheels, common use of pavement, and other external stresses that may occur in other actions. It could improve the resistance to.
이하는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 구체적인 예를 들어 설명하며, 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, specific examples will be described in order to describe the present invention in more detail, and the present invention is not limited to the following examples.
하기 실시예 및 비교예에 따른 구조체의 물성은 하기 표4에 나타내었다. 물성은 다음과 같이 측정하여 하기 표 3에 나타내었다. Physical properties of the structures according to the following Examples and Comparative Examples are shown in Table 4 below. Physical properties were measured as follows and shown in Table 3 below.
1) 안정도 및 흐름값 측정 1) Stability and Flow Value Measurement
에코로드 포장재의 안정도 및 흐름값 측정은 KS F 2337(마샬 시험기를 사용한 아스팔트 혼합물의 소성흐름에 대한 저항력 시험방법)에 준하여 실시하였으며, 공시체 다짐, 양생 및 탈형은 GR F 4026(재활용 상온 아스팔트콘크리트 혼합물)의 규정에 준하여 실시하였다. 결과는 하기 표 4에 기재하였다.
The measurement of stability and flow value of eco-rod pavement was carried out according to KS F 2337 (Testing method for resistance to plastic flow of asphalt mixture using Marshall tester), and compaction, curing and demoulding of specimens were carried out using GR F 4026 (recycled room temperature asphalt concrete mixture). ) In accordance with the provisions of). The results are shown in Table 4 below.
2) 공극률 측정2) porosity measurement
에코로드 포장재의 공극률 측정은 KS F 2364(다져진 역청 혼합물의 공극률 시험방법)에 준하여 혼합물의 겉보기 밀도 및 이론최대 밀도의 관계로부터 다음에 나타낸 식에 의하여 공극률을 측정하여 하기 표 4에 기재하였다.
The porosity of the eco-rod packaging material was measured in accordance with KS F 2364 (Porosity test method for compacted bitumen mixture), and the porosity was measured according to the following equation from the relationship between the apparent density and the theoretical maximum density of the mixture and is shown in Table 4 below.
3) 겉보기 밀도 및 이론최대 밀도 측정3) apparent density and theoretical maximum density measurement
에코로드 포장재의 겉보기 밀도는 KS F 2446(다져진 역청 혼합물의 겉보기 비중 및 밀도시험 방법)에 준하여 공기 중에서 건조한 시료의 질량과 공기 중에서 표면 건조한 포화시료의 질량에서 수중 시료질량을 뺀 값의 비로 산출하였다.The apparent density of the eco-rod packaging material was calculated as the ratio of the mass of the sample dried in air and the mass of the surface-dried saturated sample minus the sample in water according to KS F 2446 (Average Specific Gravity and Density Test Method for Compacted Bitumen Mixture). .
포장재의 이론최대 밀도는 KS F 2366(역청 포장 혼합물의 이론적 최대 비중 및 밀도시험방법)에 준하여 사용재료의 진밀도, 혼합물 중의 사용재료 질량백분율의 관계로부터 이론최대 밀도를 산출하였다.The theoretical maximum density of the packing material was calculated from the relationship between the true density of the material used and the mass percentage of material used in the mixture according to KS F 2366 (Theoretical Maximum Specific Gravity and Density Test Method of Bitumen Packing Mixture).
4) 레드머드 수분 측정4) Red Mud Moisture Measurement
소각로의 폐열보일러에서 발생되는 잉여에너지를 활용하여 건조한 후 분쇄된 레드머드의 수분 측정은 KS L 5405(플라이 애시)에서 규정하고 있는 수분 시험방법에 준하여 실시하였다. 세부 시험방법은 시료 약 2g을 평량병(50mm)에 0.1mg까지 정확히 측정하여 취한 후(m3) 얇게 펴고 덮개를 열고 105~110℃로 조절한 공기 중탕 안에서 2시간 건조하고 덮개를 하여 데시게이터 안에서 냉간한 다음 질량을 측정한다. 1시간씩 건조를 반복하여 항량이 되었을 때의 감량(m4)을 구한다. 수분은 다음 식에 따라 산출한 후 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
Moisture measurement of red mud after drying by using surplus energy generated from waste heat boiler in an incinerator was carried out according to the water test method specified in KS L 5405 (Fly Ash). The detailed test method is to take about 2g of the sample accurately weighed up to 0.1mg in a basis weight bottle (50mm) (m 3 ) and spread it thinly, open the cover, dry it for 2 hours in an air bath adjusted to 105 ~ 110 ℃, and cover the desiccator Cold inside and measure the mass. Repeat drying for 1 hour to find the weight loss (m 4 ) when the weight is achieved. Moisture was calculated according to the following formula and the results are shown in Table 1 below.
[[ 제조예Manufacturing example 1 ~ 4] 에코바인더의 제조 1 to 4] Manufacture of Eco Binder
용광로에서 철광석으로부터 선철을 만들 때 생기는 고로슬래그 미분말(분말도 6,000g/cm2)과 제지공장에서 부산물로 발생하는 제지애시(분말도 4,500g/cm2), 레드머드, 석고(분말도 3,800g/cm2), 생석회(분말도 3,200g/cm2) 및 소석회(분말도 3,150g/cm2)를 혼합하여 에코바인더를 제조하였다. 상기 레드머드는 수산화알루미늄 생산공정에서 발생하는 고함수율의 슬러지 상태의 부산물을 폐기물 소각로의 폐열보일러에서 발생하는 온도와 압력을 이용하여 건조하여 제조하였다. 각 함량과 조건은 하기 표 1에 나타내었다. When creating a pig iron from iron ore in the furnace resulting blast furnace slag (Fineness 6,000g / cm 2) and the paper ash generated as a by-product in the paper mill (fineness 4,500g / cm 2), red mud, gypsum (fineness 3,800g / cm 2 ), quicklime (powder 3,200g / cm 2 ) and calcined lime (powder 3,150g / cm 2 ) to prepare an eco binder. The red mud was manufactured by drying the byproduct of the high water content sludge state produced in the aluminum hydroxide production process using the temperature and pressure generated in the waste heat boiler of the waste incinerator. Each content and condition is shown in Table 1 below.
[표1] Table 1
[제조예 8] 수성 아크릴 에멀젼의 제조Preparation Example 8 Preparation of Aqueous Acrylic Emulsion
증류수 100중량부에 도데실벤젠황산나트륨 2중량부를 혼합하여 30℃에서 50 rpm으로 30분 동안 용해시켰다. 상기 용액에 메틸메타아크릴산(Methyl Methacrylate, CAS No. 80-62-6, CH2=C(CH3)COOCH3) 40중량부와 2-에틸헥실아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate, CAS No. 103-11-7, CH2=CHCOOC8H17) 40중량부, 아황산수소나트륨 0.3 중량부를 첨가하여 혼합하여 60℃에서 유화중합 하였다, 상기 유화중합 된 용액에 (3-글리시독시프로필)트리메톡시실란 1.5중량부를 첨가하여 1시간동안 가수분해 후, 40℃로 반응기를 냉각하여 아크릴 에멀젼에 존재하는 불순물 및 혼재된 고형분을 여과시켜 분자량 10만인 수성 아크릴 에멀젼을 제조하였다.
2 parts by weight of sodium dodecylbenzene sulfate was mixed with 100 parts by weight of distilled water and dissolved at 30 ° C. for 50 minutes at 50 rpm. 40 parts by weight of methyl methacrylate (CAS No. 80-62-6, CH 2 = C (CH 3 ) COOCH 3 ) and 2-ethylhexyl acrylate (CAS No. 103) -11-7, CH 2 = CHCOOC 8 H 17 ) 40 parts by weight, 0.3 parts by weight of sodium bisulfite were added, mixed and emulsified at 60 ° C., in the emulsion-polymerized solution of (3-glycidoxypropyl) trimeth After 1.5 parts by weight of oxysilane was added and hydrolyzed for 1 hour, the reactor was cooled to 40 ° C to filter out impurities and mixed solids present in the acrylic emulsion to prepare an aqueous acrylic emulsion having a molecular weight of 100,000.
[실시예 1 ~ 4][Examples 1 to 4]
폐아스팔트 콘크리드 순환골재는 KS F 2572의 규정을 만족하는 입도 10mm, 구재아스팔트 함량 5%, 구재아스팔트 침입도 40인 것과 신재골재(평균입경 10mm)를 혼합하여 골재를 제조하였다. 상기 제조된 골재 100중량부에 대하여, 유화아스팔트(동남유화, MSC), 상기 제조예 1 내지 7에서 제조한 에코바인더, 폐슬러지 미분말 및 상기 제조예 8에서 제조한 수성아크릴 에멀젼를 혼합하여 수성아크릴 에멀젼을 제조하였다. 상기 폐슬러지 미분말은 습식 건설폐기물에 중간처리 시설에서 발생되는 고함수율의 폐슬러지는 폐기물 소각로의 폐열보일러에서 발생하는 온도 130℃, 압력 3 kgf/cm2 범위에서 건조하여 분말도 3,000cm2/g인 것을 사용하였다. 각 함량은 하기 표 2에 기재하였다.Waste asphalt concrete aggregates were prepared by mixing 10 mm particle size, 5% old asphalt content, 5% old asphalt penetration and 40 new aggregates (average particle size 10mm). 100 parts by weight of the aggregate, the emulsion asphalt (Southeast Emulsification, MSC), the eco-binder prepared in Examples 1 to 7, the fine waste sludge powder and the aqueous acrylic emulsion prepared in Preparation Example 8 were mixed with an aqueous acrylic emulsion Was prepared. The waste sludge is fine powder of a high water content waste sludge generated in the intermediate treatment plants for wet construction waste is dried at a temperature of 130 ℃, pressure 3 kgf / cm 2 range generated in the waste heat boiler of a waste incinerator fineness 3,000cm 2 / g Was used. Each content is shown in Table 2 below.
[표 2][Table 2]
[비교예1 ~ 4][Comparative Examples 1 to 4]
상기 실시예 1과 같은 방법으로 제조하였으며, 각 함량은 하기 표 3에 기재하였다.Prepared in the same manner as in Example 1, each content is shown in Table 3 below.
[표3][Table 3]
[표4] Table 4
Claims (10)
상기 충진재의 폐슬러지의 분말도는 1,500 ~ 3,500cm2/g, 밀도가 1.0 ~ 3.0g/cm3이며;
상기 에코바인더는 레드머드 분말을 포함하는 것인 에코로드 포장재 조성물.Aggregates including recycled asphalt concrete recycled aggregates and new aggregates, emulsified asphalt, eco binders, fillers and aqueous acrylic emulsions;
The powder degree of the waste sludge of the filler is 1,500 ~ 3,500cm 2 / g, the density is 1.0 ~ 3.0g / cm 3 ;
The eco binder is an eco-rod packaging composition comprising red mud powder.
폐아스팔트 콘크리트 순환골재 25 ~ 70 중량%와 신재골재 30 ~ 75 중량% 포함하는 골재 100중량부에 대하여, 유화아스팔트 0.5 ~ 7.5 중량부, 에코바인더 3 ~ 15 중량부, 충진재 0.2 ~ 5 중량부 및 수성아크릴 에멀젼 0.1 ~ 15중량부 포함하는 것인 에코로드 포장재 조성물.The method of claim 1,
With respect to 100 parts by weight of aggregate containing 25 to 70% by weight of recycled asphalt concrete aggregate and 30 to 75% by weight of new aggregate, 0.5 to 7.5 parts by weight of emulsified asphalt, 3 to 15 parts by weight of eco binder, 0.2 to 5 parts by weight of filler Eco-rod packaging composition comprising 0.1 to 15 parts by weight of an aqueous acrylic emulsion.
상기 에코바인더는 고로슬래그 미분말 40 ~ 70중량%, 제지애시 5 ~ 20 중량%, 레드머드 분말 5 ~ 20중량%, 석고 10 ~ 30중량%, 생석회 5 ~ 15중량% 및 소석회 1 ~ 10중량% 포함하는 것인 에코로드 포장재 조성물.The method of claim 1,
The eco binder is 40 to 70% by weight of blast furnace slag powder, 5 to 20% by weight of paper ash, 5 to 20% by weight of red mud powder, 10 to 30% by weight of gypsum, 5 to 15% by weight of quicklime and 1 to 10% by weight of slaked lime. Eco rod packaging material composition comprising.
상기 레드머드 분말의 함수율은 0.01~1.0%이며, 분말도가 2,500 ~ 4,500cm2/g인 에코로드 포장재 조성물.The method of claim 3, wherein
The moisture content of the red mud powder is 0.01 ~ 1.0%, the eco-rod packaging composition of the powder degree 2,500 ~ 4,500cm 2 / g.
수성 아크릴 에멀젼은 물 100중량부에 대하여, 아크릴모노머 60 ~ 120 중량부, 유화제 0.3 ~ 3.0 중량부, 촉매 0.1 ~ 0.5 중량부 및 접착증가제 0.5 ~ 2.0중량부 포함하는 것인 에코로드 포장재 조성물.The method of claim 1,
The aqueous acrylic emulsion comprises 60 to 120 parts by weight of acrylic monomer, 0.3 to 3.0 parts by weight of emulsifier, 0.1 to 0.5 parts by weight of catalyst, and 0.5 to 2.0 parts by weight of adhesion increasing agent with respect to 100 parts by weight of water.
상기 아크릴 모노머는 메틸메타아크릴산, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 부틸아크릴레이트에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 에코로드 포장재 조성물.The method according to claim 6,
The acrylic monomer is one or two or more eco-rod packaging composition selected from methyl methacrylic acid, 2-ethylhexyl acrylate and butyl acrylate.
상기 유화제는 도데실벤젠황산나트륨, 알킬설폰산염, 카르복실산염 또는 수지산나트륨염에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것인 에코로드 포장재 조성물.The method according to claim 6,
Wherein the emulsifier is one or two or more selected from sodium dodecyl benzene sulfate, alkyl sulfonate, carboxylate or sodium resin salt eco-packing composition.
상기 접착증가제는 (3-글리시독시프로필)트리메톡시실란인 것인 에코로드 포장재 조성물.The method according to claim 6,
Wherein the adhesion increasing agent is (3-glycidoxypropyl) trimethoxysilane eco-rod packaging composition.
상기 촉매는 과황산나트륨, 아황산수소나트륨 및 과항산암모늄에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 에코로드 포장재 조성물.
The method according to claim 6,
Said catalyst is any one or two or more selected from sodium persulfate, sodium hydrogen sulfite and ammonium peroxide.
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