KR101756808B1 - 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 사용한 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 제조방법 - Google Patents
고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 사용한 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 골재와 아스팔트에 고분자 개질제를 더 포함하여 균일하게 혼합함으로써 기존의 아스팔트 콘크리트 조성물에 비하여 내구성 및 기능성을 향상시켜 포장 도로의 수명을 증가시키고 경제성을 향상시킬 수 있는 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 사용한 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 제조방법에 대한 것으로서, 조성물 내 응집력을 향상시켜 아스팔트 콘크리트의 강성과 강인성, 내구성을 향상시켜 포장 수명을 증가시킬 수 있다. 또한, 아스팔트 내부에 중합된 고분자로 인하여 높은 포장온도에서 바퀴자국과 변형에 대하여 높은 저항성을 구현할 수 있으며, 소성 변형 및 저온 또는 상온에서의 균열 발생을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 골재와 아스팔트에 고분자 개질제를 더 포함하여 균일하게 혼합함으로써 기존의 아스팔트 콘크리트 조성물에 비하여 내구성 및 물성을 향상시켜 포장 도로의 내구연한을 증가시키고 경제성을 향상시킬 수 있는 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 사용한 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 제조방법에 대한 것이다.
아스팔트는 도로, 다리, 경주용 트랙, 공항 활주로 및 유도로, 주차장, 자전거 통로, 하역장 및 그와 유사한 구조물들의 포장에 사용되며, 일반적으로 높은 온도에서 골재와 혼합되어 현탁액(Suspension)을 이루어 도로포장 또는 표면도장에 사용되고 있다.
지난 수십 년에 걸쳐 운행 차량의 수와 교통하중이 증가하면서 도로포장에 요구되는 물성은 계속 증가되고 있으며, 특히 도로 파손을 줄이고 기능성을 향상시킴으로써, 포장 도로의 수명을 증가시키기 위한 요구가 지속적으로 증가되고 있는 실정이다.
이를 위하여 최근에는 아스팔트를 개질함으로써 새로운 기술적 요구에 대응하기 위한 시도들이 이루어지고 있으며, 이러한 아스팔트의 개질을 위하여 사용되는 개질제로는 주로 합성고분자들이 많이 사용되고 있다.
일반적으로 이러한 합성고분자들로 이루어진 개질제들은 170 ~ 190 ℃의 높은 온도에서 아스팔트 대비 3 ~ 7 중량%로 혼합되어 사용되고 있으며, 이러한 개질 아스팔트의 성능은 상기 아스팔트에 포함되는 개질제의 종류와 특성, 함량에 크게 의존하고 있다.
상기 개질제가 갖추어야 할 가장 중요한 조건은 아스팔트와의 상용성으로서, 상기 상용성은 보관성, 즉 안정성을 의미하는 것으로서, 아스팔트와 개질제 사이의의 상용성이 우수해야 가공시간이 단축되고 개질 아스팔트 콘크리트의 물성이 향상될 수 있다.
일본 등록특허 제4593319호(2010.12.08)에서는 특정 분자량, 분자량 분포의 폴리올레핀 왁스를 이용하여 아스팔트의 제조온도를 낮추는 기술이 제시되어 있으나, 분자량이 낮고 점착성이 떨어지며 저온(4 ℃)에서의 점도, 즉 내유동성의 개선 효과는 떨어지는 문제점이 있었다.
미국 등록특허 제5,221,703호(1993.06.22)는 오일과 스티렌-부타디엔 고무 같은 고분자 개질제를 첨가한 아스팔트/중합체 조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 오일과 고분자 개질제를 통하여 아스팔트 콘크리트의 점성 등 물성향상과 특히, 저온(4 ℃)에서의 물성 향상을 향상시키는 효과를 가지나, 상온(15 ℃)에서의 점착성 또는 고온에서 저장할 때 품질은 유지할 수 있는 내노화 특성의 개선 효과가 떨어진다는 문제가 있었다.
즉, 스티렌-부타디엔 계열과 같은 고탄성 고분자 개질제들은 고온에서 장기간 동안 저장시 산화 또는 열화가 발생되어 점차 시간이 지남에 따라 물성이 저하기 발생될 뿐만 아니라, 상기 고분자 사슬의 끊어짐 현상이 발생되어 저장안정성이 떨어져 기계적 물성 및 내노화 특성이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 아스팔트와의 상용성이 뛰어나 가공시간을 획기적으로 단축시키고, 아스팔트 콘크리트 조성물에 강성을 부여할 수 있는 고분자 첨가제 및 바인더를 아스팔트에 혼합하여 아스팔트 콘크리트 조성물을 제조함으로써, 물리적인 안정성과 고분자중합체 간 혹은 고분자중합체-아스팔트 사이의 화학적 결합에 따른 안정성이 증가되어 소성변형, 피로균열, 마모, 탈리저항성 등 내구성능이 향상된 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 사용한 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 제조방법을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 형태는, 아스팔트, 골재 및 고분자 첨가제를 포함하는 플랜트 믹스 타입의 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물에 있어서, 상기 고분자 첨가제가 하기 식(1)의 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공한다.
(상기 식 1에서, R1, R2 및 R4 는 각각 독립적으로 케톤(Ketone), 실라논(Silanone), 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 알킬실릴기이고, R3 은 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 고리상의 탄소사슬을 포함하는 알킬실릴기이고, R5 는 탄소수 10 내지 20의 방향족화합물이고, n은 5 ~ 20 이다.)
식 1의 고분자는, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 스틸렌-아크릴로나이트릴(SAN), 아크릴로나이크릴-부타디엔-스티렌(ABS) 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-부타디엔-고무(SBR), SBR 라텍스, 스티렌-이스프렌-스티렌(SIS), 스티렌-에틸렌부타디엔-스티렌(SEBS), 폐타이어분말, 천연고무분말, 이피디엠분말(EPDM Power) 및 액상의 천연고무로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 고탄성 고분자와 코폴리머를 이루거나, 혼합되어 사용되는 것이 바람직하다.
식 1의 고분자는, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 스틸렌-아크릴로나이트릴(SAN), 아크릴로나이크릴-부타디엔-스티렌(ABS) 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-부타디엔-고무(SBR), SBR 라텍스, 스티렌-이스프렌-스티렌(SIS), 스티렌-에틸렌부타디엔-스티렌(SEBS), 폐타이어분말, 천연고무분말, 이피디엠분말(EPDM Power) 및 액상의 천연고무로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 고탄성 고분자와 코폴리머를 이루거나, 혼합되어 사용되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 고분자 첨가제의 함량은, 상기 아스팔트 100 중량부에 대하여 4 ~ 8 중량부인 것이 바람직하다.
또한, 상기 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 변성 폴리에틸렌, 오일 및 왁스를 포함하는 바인더를 더 포함할 수 있으며, 상기 바인더는, 고분자 첨가제 100 중량부에 대하여 10 ~ 20 중량부 포함되는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예로, 상기 변성 폴리에틸렌은 폴리에틸렌에 불포화 실란 화합물을 포함시켜 변성시킨 것이 사용될 수 있으며, 상기 왁스는 아미드 화합물과 식물성 왁스를 10:1 ~ 10:20의 중량비율로 혼합된 것이 사용되고, 상기 오일은 CNSL(Cashew Nut Shell Liquid)의 증발 잔류물 25 ~ 75 wt% 및 파라핀계 오일 25 ~ 75 wt%이 혼합된 혼합오일이 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태는, 골재를 열처리하는 전처리단계; 및 상기 전처리된 골재, 아스팔트, 고분자 첨가제를 혼합시키는 혼합단계;를 포함하고, 상기 고분자 첨가제는 하기 식(1)의 고분자를 포함하며, 상기 아스팔트 100 중량부에 대하여 4 ~ 8 중량부가 혼합되는 것을 특징으로 하는, 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 제조방법을 제공한다.
(상기 식 1에서, R1, R2 및 R4 는 각각 독립적으로 케톤(Ketone), 실라논(Silanone), 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 알킬실릴기이고, R3 은 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 고리상의 탄소사슬을 포함하는 알킬실릴기이고, R5 는 탄소수 10 내지 20의 방향족화합물이고, n은 5 ~ 20 이다.)
식 1의 고분자는, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 스틸렌-아크릴로나이트릴(SAN), 아크릴로나이크릴-부타디엔-스티렌(ABS) 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-부타디엔-고무(SBR), SBR 라텍스, 스티렌-이스프렌-스티렌(SIS), 스티렌-에틸렌부타디엔-스티렌(SEBS), 폐타이어분말, 천연고무분말, 이피디엠분말(EPDM Power) 및 액상의 천연고무로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 고탄성 고분자와 코폴리머를 이루거나, 혼합되어 사용되는 것이 바람직하다.
식 1의 고분자는, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 스틸렌-아크릴로나이트릴(SAN), 아크릴로나이크릴-부타디엔-스티렌(ABS) 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-부타디엔-고무(SBR), SBR 라텍스, 스티렌-이스프렌-스티렌(SIS), 스티렌-에틸렌부타디엔-스티렌(SEBS), 폐타이어분말, 천연고무분말, 이피디엠분말(EPDM Power) 및 액상의 천연고무로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 고탄성 고분자와 코폴리머를 이루거나, 혼합되어 사용되는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 혼합단계는 용융된 아스팔트에 상기 식(1)의 고분자가 포함된 분말, 펠렛, 과립제 형태의 고분자 첨가제를 투입하여 혼합하고, 변성 폴리에틸렌, 오일 및 왁스를 포함하는 바인더를 추가로 혼합할 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물은 내부에 고분자중합체 간 혹은 고분자중합체-아스팔트 사이의 화학적 결합을 형성할 수 있는 고분자 첨가제를 사용함으로써, 조성물 내 응집력을 향상시켜 아스팔트 콘크리트의 강성과 강인성, 내구성을 향상시켜 포장 수명을 증가시킬 수 있다.
또한, 아스팔트 내부에 중합된 고분자로 인하여 높은 포장온도에서 바퀴자국과 변형에 대하여 높은 저항성을 구현할 수 있으며, 소성 변형 및 저온 또는 상온에서의 균열 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 고분자 첨가제와 경질(rigid)고분자, 엘라스토머의 응력변형곡선을 나타낸 그래프이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 사용한 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 제조방법에 관하여 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은, 아스팔트, 골재 및 고분자 첨가제를 포함하는 플랜트 믹스 타입의 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물에 있어서, 고분자 첨가제가 하기 식(1)의 고분자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(상기 식 1에서, R1, R2 및 R4 는 각각 독립적으로 케톤(Ketone), 실라논(Silanone), 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 알킬실릴기이고, R3 은 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 고리상의 탄소사슬을 포함하는 알킬실릴기이고, R5 는 탄소수 10 내지 20의 방향족화합물이고, n은 5 ~ 20 이다.)
상기 고분자 첨가제는 아스팔트와 혼화 시 작업성을 향상시키고 노화거동을 개선함과 동시에 다양한 파손 및 균열에 대한 저항성을 증가시키는 역할을 하는 것으로서, 상기 식(1)으로 나타나는 화학 구조의 고분자가 포함되는 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 폴리아미드 이미드 수지와 폴리디메틸실록산디올을 축합반응한 화합물이 포함될 수 있다.
상기 고분자는 내부에 아민(-NH-)결합을 포함하여 약산성을 띄는 아스팔트와 골재를 알칼리 물질로 변화시킴으로써, 도로 포장시 아스팔트 콘크리트의 결속력을 촉진시키고 아스팔트 강성을 높여 아스팔트 콘크리트의 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 식(1)의 n값은 상기 고분자의 분자량이 10,000 내지 100,000이 될 수 있도록 조절되는 것이 바람직하며, 상기 고분자의 분자량이 10,000 미만이 되면 일반적인 폴리아미드이미드 수지와 유사한 구조로 인하여 유연성이 상실될 뿐만 아니라 아스팔트와의 혼화성이 떨어져 아스팔트 콘크리트를 도로에 포장시 작업성이 떨어지는 문제가 발생될 수 있고, 분자량이 100,000을 초과하게 되면 고분자 간의 가교결합으로 인하여 경화되거나 저장안정성이 되려 떨어지는 문제가 발생될 수 있다.
상기 고분자는 본 발명의 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물의 물성을 보강하기 위하여 고탄성 고분자와 코폴리머를 이루거나, 혼합되어 사용될 수 있다. 상기 고탄성 고분자는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 스틸렌-아크릴로나이트릴(SAN), 아크릴로나이크릴-부타디엔-스티렌(ABS) 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-부타디엔-고무(SBR), SBR 라텍스, 스티렌-이스프렌-스티렌(SIS), 스티렌-에틸렌부타디엔-스티렌(SEBS), 폐타이어분말, 천연고무분말, 이피디엠분말(EPDM Power) 및 액상의 천연고무로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 것으로, 바람직하게는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS)이 사용될 수 있다.
상기 스티렌-부타디엔-스티렌은 결정성의 스티렌 부분이 비결정성 부타디엔 영역에 이어져 이상(biphasic) 구조를 이루며 전체적으로 망(network) 구조를 이루고 있다. 또한, 열과 전단력에 의해 아스팔트와 섞이면 부타디엔 부분이 아스팔트의 말텐에 의해 팽윤되고, 개질된 아스팔트가 냉각되어도 이 망상구조는 유지되면서, 이들의 특성이 아스팔트 콘크리트 조성물에 그대로 전가되어 탄성 회복력과 영구변형 저항성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
상기 고분자와 고탄성 고분자는 1:1 ~ 3:1 중량비로 혼합되어 코폴리머를 형성하거나, 혼합된 혼합물을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 중량비로 혼합된 고분자가 아스팔트와 혼화되는 경우 고분자가 물리적으로 망상구조를 형성하면서 아스팔트에 강인성을 부여하고, 고온에서의 소성 변형 및 저온에서의 균열에 대한 저항성을 증가시킬 수 있다.
또한, 고분자 첨가제와 아스팔트 사이의 혼화성을 더욱 향상시키기 위하여 상기 고분자 첨가제는 변성 폴리에틸렌, 오일 및 왁스를 포함하는 바인더와 함께 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 바인더는 고분자 첨가제 100 중량부에 대하여 10 ~ 20 중량부 포함되는 것이 바람직하며, 상기 바인더가 10 중량부 미만으로 포함시, 아스팔트와 고분자 개질제 간의 혼화성이 떨어져 본발명의 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물의 강성 향상효과가 미미해지고, 20 중량부를 초과하여 포함될 경우 고점도로 인하여 작업성이 떨어지고, 균열에 대한 저항성이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.
상기 바인더에 포함되는 변성 폴리에틸렌은 바람직하게는 폴리에틸렌에 불포화 실란 화합물을 포함시켜 변성시킨 것이 사용될 수 있으며, 상기 폴리에틸렌과 불포화 실란 화합물 이외에도 아크릴산, 메타크릴산, 에타크리르산, 말레산, 푸말산, 테트라하이드로프탈산, 이타콘산, 시트라콘산, 크로톤산, 이소크로톤 등의 불포화 카르복실산 및 산무수물을 더 포함시켜 제조할 수 있다.
상기 변성 폴리에틸렌에 사용되는 폴리에틸렌으로는 일반적으로 모노머로 에틸렌을 포함하는 고분자면 그 형태를 한정하지 않고 사용 가능하다. 폴리에틸렌의 에틸렌 함량은 특별히 한정되지 않지만 바람직하게는 80 mol% 이상으로, 저·중·고밀도 폴리에틸렌 등의(분기상 또는 직쇄형) 에틸렌 고분자 중합체, 에틸렌 프로필렌 코폴리머, 에틸렌-1-부테인 코폴리머, 에틸렌-4-메틸-1-펜테인 코폴리머, 에틸렌-1-헥세인 코폴리머, 에틸렌-1-옥테인 코폴리머 등의 에틸렌-α올레핀 공중합 폴리에틸렌, 에틸렌-초산비닐 코폴리머, 에틸렌-(메타)아크릴산 코폴리머, 에틸렌-(메타)아크릴산 에스테르 코폴리머 등의 에틸렌계 공중합 수지 중에서 적어도 하나 이상 선택된 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 내열성과 강도의 균형이 우수한 고압법 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌-α올레핀 공중합 폴리에틸렌이 사용될 수 있다.
또한, 사용되는 폴리에틸렌의 물성에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 일 예로 190 ℃, 21.16N 하중에서 측정한 폴리에틸렌의 용융유동지수(MFR)가 3 g/10분 ~ 150 g/10분, 바람직하게는 10g/10분 ~ 100g/10분, 더욱 바람직하게는 15 g/10분 ~ 60 g/10분인 것을 사용할 수 있으며, 이는 상기 폴리에틸렌의 용융유동지수가 3 g/10분보다 낮으면 아스팔트 개질 시 점도가 높아져, 분산성이 뒤떨어지는 것 외에 골재 내부의 침투성도 나빠져 골재의 지지성이 떨어지고, 용융유동지수가 150 g/10분보다 높으면 폴리에틸렌의 재료 자체의 강도가 떨어지기 때문에 아스팔트 콘크리트를 도로에 포장시 내구성이나 골재 지지성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
한편, 폴리에틸렌을 변성시킬 때 사용되는 불포화 실란화합물은 RSi(R')3로 (R은 에틸렌성 불포화 탄화수소기, R'은 서로 독립적으로 탄화수소기 또는 알콕시기이며, R' 중 적어도 하나는 알콕시기이다) 나타나는 불포화 실란화합물로서, R은 탄소수 2 ~ 10, 바람직하게는 탄소수 2 ~ 6의 에틸렌성 불포화 탄화수소기가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 비닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 사이크로헥세닐기이다. R'은 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, t-부틸기, n-부틸기,i-부틸기, 페닐기, 사이클로헥실기 등의 알킬기 또는 아케닐기 이거나, 하이드로 에틸기, β-메톡시 에틸기, γ-(메타_아크릴옥시프로필기 등의 알콕시알킬기, β-아미노에틸기, γ-아미노프로필기, γ-글리독시 프로필기 등의 산소 및/또는 질소가 포함된 탄화수소기, 클로로 메틸기, β-클로로에틸기, γ-클로로 프로필기 등의 할로겐이 포함된 탄화수소기 또는 알콕시기가 바람직하다.
일 예로, 불포화 실란 화합물이 RSi(R')3 로 나타내는 경우 3개의 R' 중 적어도 하나는 알콕시기이지만 바람직하게는 2개, 더욱 바람직하게는 3개 모두가 알콕시인 것이 바람직하다.
상기 불포화 실란화합물은 구체적으로 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 프로페닐 트리메톡시실란 등 비닐트리알콕시실란이 바람직하며 이는 비닐기에 의해 폴리에틸렌과의 변성이 가능하게 하고, 알콕시기로 인하여 아스팔트에 혼합시 상용성은 물론, 골재와의 높은 친화성과 반응성이 증가되는 효과가 발생되기 때문이다.
상기 폴리에틸렌과 불포화 실란화합물을 크래프트 공중합(graft copolymerization) 변성 방법을 통해 변성 폴리에틸렌을 얻을 수 있으며, 상기 크래프트 공중합 변성 방법은 일반적으로 용액 변성, 용융 변성, 전자선이나 전리 방사선의 조사에 의한 고상 변성, 초임계 유체 중에서의 변성시키는 것이 바람직하며 더욱 바람직하게는 연속 생산성이 우수한 압출기를 이용한 용융 혼련변성방법이 사용될 수 있다.
상기 바인더에 포함되는 오일은 다양한 종류의 오일이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 CNSL(Cashew Nut Shell Liquid)의 증발 잔류물 25 ~ 75 wt% 및 파라핀계 오일 25 ~ 75 wt%이 혼합된 혼합오일을 사용할 수 있다. 상기 CNSL의 증발 잔류물은 일종의 페놀 지질로서, 아나카르드산이 주성분으로 포함되어 있다. 상기 아나카르드산은 벤젠링을 포함하는 방향족화합물로서, 기존의 아로마틱 기유 성분을 대체하는 역할을 할 뿐만 아니라, 알킬기, 카복실기, 수산화기를 내부에 모두 포함하고 있기 때문에 아스팔트와의 상용성을 증가하는 효과가 있어 장기간 보관시 안정성이 뛰어나고, 긴 탄화수소 사슬을 포함하고 있어 유동성을 부여할 수 있다.
상기 CNSL의 증발 잔류물과 파라핀계 성분 오일의 혼합오일을 사용함으로써, 아스팔트 콘크리트의 유화도가 증가되어 아스팔트를 용융시키기 위하여 고온 가열이 필요했던 종래기술 보다 더 낮은 온도에서 아스팔트 콘크리트의 제조가 가능할 뿐만 아니라, 고분자 첨가제와 아스팔트와의 혼화성이 더욱 좋아지는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 필요에 따라 선택적으로 상기 파라핀계 성분 오일은 침입도가 80 ~ 100인 아스팔트를 추가로 혼합한 것이 사용될 수 있으며, 이때 파라핀계 성분 오일과 아스팔트의 혼합 중량비는 1:0.5 ~ 1:1.5인 것이 바람직하다.
상기 바인더에 포함되는 왁스는 저온에서의 개선된 이완 특성을 제공하기 위해 포함되는 것으로서, 아미드 화합물과 식물성 왁스를 10:1 ~ 10:20의 중량비로 혼합된 것이다. 상기 식물성 왁스의 중량이 1 중량부 미만이면 아스팔트의 저온물성 개선 효과를 얻기 어렵고, 20 중량부 초과하면 아스팔트의 고온물성이 나빠진다. 또한, 상기 바인더에 포함되는 왁스는 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물의 특성을 더 증진시켜 영구 변형을 견디도록 하여 높은 포장온도에서 바퀴자국과 변형에 대한 높은 저항성을 향상시키며, 저온에서 유연성을 증대시키는 효과가 있다.
상기 왁스에 포함되는 아미드 화합물은 지방산 아미드 또는 N,N-에틸렌 비스티어아미드(bissteramide)로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 것이고, 상기 식물성 왁스는 아스팔트의 저온물성 개선 등을 위하여 포함되는 것으로, 일반적으로 사용되는 식물성 왁스이면 무방하나, 야자열매에서 추출한 식물성 야자유에서 얻은 왁스를 수첨 공정을 통해 얻은 팜 왁스인 것이 바람직하다.
상기 팜왁스는 용융점이 낮아 아스팔트와 혼화시 물성향상 효과가 제한적일 수 있기 때문에 수산화 나트륨과 스테아린산으로 개질한 팜 왁스를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 개질한 팜 왁스는 야자열매에서 추출한 팜 오일(Palm oil)을 수첨하여 제조한 팜 왁스에 수산화 나트륨 및 스테아린산을 용융반응시켜 생성된 80 ~ 110 ℃ 융점의 개질 팜 왁스인 것이 바람직하다. 상기 개질 팜 왁스는 팜 왁스를 용융시킨 후, 수산화나트륨을 팜 왁스 100 중량부 대비 3.5 ~ 4.0 더 포함시켜 교반하고, 스테아린산을 팜 왁스 100 중량부 대비 16.0 ~ 27.5 더 포함시켜 반응시켜 제조할 수 있다.
상기 바인더는 변성 폴리에틸렌, 오일 및 왁스가 1:1:1 ~ 3:1:1의 비율로 혼합되는 것이 바람직하며, 상기 비율을 벗어나 오일 및 왁스의 함량이 증가된 경우 아스팔트 개질시 저온에서의 점도감소로 인하여 균열이 발생되고, 변성 폴리에틸렌의 함량이 증가될 경우 아스팔트 개질시 점도가 높아져 분산성이 떨어지고, 골재에 침투성도 나빠져 지지력이 낮아지게 된다.
앞서 언급한 본 발명의 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물은 골재를 열처리 하는 전처리단계; 및 상기 전처리된 골재, 아스팔트, 고분자 첨가제를 혼합시키는 혼합단계를 통하여 제조할 수 있으며, 이 때 상기 고분자 첨가제는 전술한 바와 같이 식(1)의 고분자를 포함하며, 아스팔트 100 중량부에 대하여 4 ~ 8 중량부가 혼합되는 것을 특징으로 한다.
상기 전처리 단계는, 골재 및 아스팔트, 고분자 첨가제를 혼합시키기 전에, 골재를 가열하여 열처리하는 단계로서, 열처리 온도는 120 ~ 150 ℃가 바람직하다. 상기 온도가 120 ℃ 미만일 경우 고분자 개질 아스팔트 조성물과 혼합시 낮은 온도로 인하여 유동성이 급격히 떨어져 골재와 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 간의 결합성이 낮아져 균열 저항성이 떨어지고, 온도가 150 ℃를 초과할 경우 열처리 효율성이 떨어져 경제성이 낮아질 수 있다.
상기 혼합단계는, 전처리된 골재, 아스팔트, 고분자 첨가제를 포함하여 혼합시키는 것으로서, 바람직하게는 전처리된 골재 90 ~ 95 wt% 및 아스팔트 4 ~ 8 wt%를 포함하고, 아스팔트 100 중량부에 대하여 고분자 첨가제 4 ~ 8 중량부, 바인더 0.4 ~ 1.6 중량부 더 포함할 수 있으며, 필요에 따라 추가로 채움재를 포함할 수도 있다.
상기 혼합단계에서 혼합되는 바인더는 전술한 바와 같이 변성 폴리에틸렌, 오일 및 왁스를 포함할 수 있으며, 오일 성분으로는 CNSL의 증발 잔류물과 파라핀계 성분 오일의 혼합오일을 사용함으로써, 아스팔트를 용융시키기 위한 온도를 낮춰 작업성이 증가되고, 고온저장으로 인한 에너지 비용을 절감할 수 있다.
상기 혼합단계의 혼합온도는 130 ~ 150 ℃가 바람직하며, 상기 혼합온도가 130 ℃ 미만일 경우, 낮은 온도로 인하여 혼합물의 유동성이 낮아져 골재와 아스팔트 간의 결속력이 약해져 고분자 개질제가 충분히 결합하지 못해 원하는 물성향상효과를 얻지 못하고, 혼합온도가 150 ℃를 초과하면, 일반적으로 아스팔트를 혼합하는 온도와 차이가 없어 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 내의 CNSL의 증발 잔류물과 파라핀계 성분 오일의 혼합오일을 사용하는 효과가 없다.
한편, 상기 고분자 첨가제는 분말, 펠렛, 과립제 형태가 사용될 수 있으며, 아스팔트에 골재, 기타 성분이 용융된 형태에 고분자 첨가제를 투입하여 혼합할 수도 있지만, 각각 분리된 형태에서 혼합할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예를 살펴본다. 그러나 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.
[실험예 1]
고분자 첨가제 제조
자이렌 290 g, 트리메리틱언하이드라이드(TMA) 345.3 g과 4,4-디메틸디이소시아네이트(MDI) 425 g을 넣고, 폴리디메틸실록산 디올 15 wt%(TMA 및 MDI 합계 중량 대비)를 넣고 질소 분위기 하에서 90 ℃로 5시간 반응시켰다. 이어서, 질소 분위기 하에서 140 ℃까지 2시간에 걸쳐 승온 시키고 5 시간동안 반응을 지속하였다. 그 이후, 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 176 g을 넣고 50 ℃에서 반응시켰다. 상기 반응이 끝난 후 0.2 g의 물을 반응기에 첨가하여 활성 고분자의 활성을 제거하는 종결 반응을 진행하여 고분자 첨가제를 제조하였다.
도 1을 살펴보면, 상기 제조방법으로 제조된 고분자 첨가제와 rigid 고분자, 엘라스토머의 응력변형곡선이 나타나 있다. 상기 고분자는 초기에는 탄성적으로 변형되다가 항복 이후 소성변형 영역으로 유지하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 아스팔트와 혼합시 탄성계수를 높이고, 수직 변형률 감소와 하중 분산을 통해 소성변형 및 피로저항성을 높여주어 전단 탄성률의 증가로 인하여 포장 설계 두께를 감소시키는 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대되었다.
[실험예 2]
고분자 개질 아스팔트 콘크리트 제조
하기 표 1에 제시된 배합 비율에 따라 혼합기를 사용하여 재료를 배합하여 실시 예 1 ~ 3 및 비교 예 1 ~ 4의 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물을 얻었다.
골재는 입도 분포가 20 mm체에서 100 wt%, 13 mm 체에서 95 ~ 100 wt%, 10 mm 체에서 58 ~ 85 wt%, 5 mm 체에서 27 ~ 40 wt%, 2.5 mm 체에서 18 ~ 32 wt%, 0.6 mm 체에서 14 ~ 25 wt%, 0.3 mm 체에서 12 ~ 21 wt%, 0.15 mm 체에서 9 ~ 14 wt%, 0.08 mm 체에서 8 ~ 12 wt%를 통과하는 것을 사용하였다.
채움재는 석회석분으로 600 ㎛체에서 100 wt%, 300 ㎛체에서 95 wt%이상, 150 ㎛체에서 90 wt%이상, 75 ㎛체에서 70 wt%를 통과하는 것으로, KS F 2303에 따른 소성지수가 6 이하이고, KS F 2380에 따른 박리저항성이 1/4 이하이고, KS L 5111에 따른 흐름 시험이 50 % 이하이고, KS F 2337에 의한 침수팽창이 3 % 인 것을 사용하였다.
아스팔트는 (주)SK 이노베이션에서 구입한 AP-5 아스팔트(연화점 54.1 ~ 55.1 ℃, 점도는 80 ℃에서 22,300 cps, 100 ℃에서 4,060 cps, 120 ℃에서 1070 cps)를 사용하였다.
고분자는 본 발명의 실험예 1에서 제조된 고분자 첨가제 또는 일반적으로 개질 아스팔트 콘크리트 제조시 고분자 개질제로 사용되고 있는 RSBS 개질제((주)포이닉스)를 사용하였다.
변성폴리에틸렌은 선형 저밀도 폴리에틸렌(MFR=50g/10분(190 ℃ 21.16N 하중), 밀도=0.928 g/cm3, 융해 피크 온도=122 ℃) 100 g 에 비닐트리메톡시실란(VTMOS) 0.5 g, 과산화디큐밀(Dicumyl peroxide) 0.2 g을 넣고 교반한 후 220 ℃로 설정된 2축 압축기(Ikegai사, PCM-45)에 투입하여 변성폴리에틸렌을 수득하였다.
오일은 CNSL(Cashew Nut Shell Liquid)의 증발 잔류물 70 g과 파라핀계 오일 30 g을 상온에서 H.S.D(High Speed Dissolver)를 이용하여 균일하게 혼합하여 제조하였다.
왁스는 1L, 4구 둥근 플라스크에 융점이 95 ~ 120 ℃이고, 에틸렌비스티어아미드 300 g, 야자열매에서 추출한 팜 오일을 수첨하여 제조한 팜 왁스에 수산화 나트륨 및 스테아린산을 용융반응시켜 생성된 80 ~ 110 ℃ 융점의 개질 팜 왁스 50 g 융점이 55 ~ 65 ℃ 인 팜 왁스 50 g 및 소석회 100 g을 투입한 뒤 맨틀 히터를 통해서 자동 온도코트롤러의 온도를 160 ℃로 맞추어 내부 온도가 150 ℃에 도달하면 교반을 시작하여 160 ℃까지 승온한 뒤 1시간가량 온도를 유지하였다. 상기 교반을 통해 균일하게 혼합되면 간이 구상 장치를 통하여 약 Ф 5 mm의 구상형태로 추출하여 제조하였다.
| 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 | 비교예5 | 비교예6 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | |||
| 배합조성 | 골 재 | 900 | 900 | 900 | 900 | 900 | 900 | 900 | 900 | 900 | |
| 채움재 | 36.07 | 36.07 | 37.43 | 33.55 | 35.70 | 35.20 | 37.23 | 35.41 | 34.25 | ||
| 아스팔트 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | ||
| 고분자 | 고분자 첨가제 |
- |
3.93 |
2.31 |
5.50 |
3.93 |
3.93 |
2.51 |
3.93 |
4.80 |
|
| RSBS 개질제 |
3.93 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
||
| 바인더 | 변성폴리에틸렌 | - |
- |
0.08 |
0.31 |
0.11 |
0.27 |
0.08 |
0.21 |
0.31 |
|
| 오일 | - | - | 0.07 | 0.30 | 0.13 | 0.29 | 0.07 | 0.20 | 0.30 | ||
| 왁스 | - | - | 0.11 | 0.34 | 0.13 | 0.31 | 0.11 | 0.25 | 0.34 | ||
(단위 : g)
[실험예 3]
아스팔트 콘크리트 조성물의 품질시험
상기 실험예 2에서 제시된 제조방법으로 제조된 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물에 대하여 침입도, 연화점 및 박막 가열 전/후의 신도를 측정하였다.
| 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 | 비교예5 | 비교예6 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | |
| 침입도 (25℃,×0.1㎜) |
53 |
42 |
65 |
52 |
57 |
59 |
64 |
63 |
62 |
| 침입도 지수(PI*) | -1.70 |
-0.75 |
-0.8 |
-0.91 |
-1.0 |
-1.25 |
-0.14 |
-0.2 |
-0.56 |
| 연화점 (℃) | 52.5 | 59.5 | 56.4 | 52.5 | 57.6 | 57.1 | 61.7 | 63.5 | 72.3 |
| 신도(15℃,㎝) | 71 | 38 | 97 | 92 | 88 | 97 | 93 | 98 | 99 |
| 점도 (60℃, P) |
124,610 |
275,770 |
155,150 |
317,780 |
244,820 |
326,110 |
276,240 |
310,600 |
276,290 |
| 박막가열 후 잔류분에 대한 시험 | |||||||||
| 침입도비(%) | 67.1 | 68.3 | 70.6 | 58.4 | 61.1 | 68.3 | 73 | 74.2 | 74.3 |
| 신도(15℃,㎝) | 49.7 | 27.4 | 72.8 | 67.2 | 65.1 | 72.8 | 70.7 | 73.5 | 75.2 |
(PI*(Penetration Index) : 감온성을 평가하는 지수로 15, 25 및 30 ℃에서 침입도를 측정하여 평가하며 수치가 클수록 감온성이 적음(수치가 적을수록 품질이 우수함), PI = [20*(1-25A)]/(1+50A) (A:각각의 온도와 침입도와의 관계에서 표시되는 기울기)
상기 표 2의 결과를 살펴보면, 비교예 1에 비하여 실시예 1 ~ 3의 연화점이 높고, 점도가 높아 차량의 하중에 의해서 차바퀴를 따라 도로가 깊숙이 변형되는 소성변형에 대하여 높은 저항성을 갖는 것을 알 수 있었으며, 비교예 1 ~ 6 에 비해 실시예 1 ~ 3의 신도가 높아 피로균열 및 반사균열에 대하여 우수한 특성을 갖고 있음을 확인할 수 있었다.
따라서, 실시예 1 ~ 3의 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물이 침입도 등급을 약 60 정도의 범위로 유지하면서도, 점도는 물론 연화점과 감온성 지수인 침입도 지수가 개선되었으며, 특히 박막 가열 후 잔류분에 대한 시험에서 신도가 개선되고 있음을 확인할 수 있었다.
[실험예 4]
고분자 개질 아스팔트 콘크리트의 강도측정
본 발명의 실험예 2에 제시된 제조방법으로 통해 제조된 고분자 개질 아스팔트 콘크리트를 KS F 2383:2013의 시험법에 의하여 간접 인장강도를 측정하였다.
시험편은 KS F 2337 방법에 따라 골재의 최대 입자 지름이 25 mm에 실험예 1에서 제시된 제조방법으로 제조된 고분자 첨가제, 아스팔트, 바인더를 포함하여 지름은 100 mm이고, 높이는 50 mm의 시험편을 제조하였다.
상기 시험편을 온도 조절 장치에 넣고, 정해진 온도에서 6시간 동안 보관한 후, 재하 헤드의 하부 스트립 위에 상기 시험편을 놓고, 상기 시험편 상부에 상부 스트립을 놓고, 금속 막대는 시료의 지름을 지나는 수직면에 중심을 맞추어 거치시켰다.
하중은 50 mm/min의 속도로 재하하면서 최대 하중에 도달되어 하중이 감소될 때까지 측정하였다.
상기 측정된 최대 하중값을 이용하여 간접인장강도를 구하였다.
간접인장강도(MPa, kgf/cm2) SΓ = (2P)/(πDh)
P : 시험편의 파괴 하중(Kgf)
D : 시험편의 지름(cm)
h : 시험편의 높이(cm)
본 발명의 실험예 2에 제시된 제조방법을 통해 제조된 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물을 KS F 2374:2010의 시험법에 의하여 동적안정도를 측정하였다.
시험편은 KS F 2374 방법에 따라 실험예 2에 제시된 제조방법을 통해 제조된 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물을 300mm*300mm*50mm=45cm3 의 크기로 제조하여 직경이 46 cm인 롤러 콤팩터를 사용하여 17 ∼ 23cm/sec의 다짐속도로 다진 후, 편편한 바닥에 놓고 실온에서 12시간 동안 방치하였다.
5시간 동안 시험편을 항온실에 넣어 시험편의 온도가 60 ℃를 유지하도록 한 후 시험 차륜의 하중은 686 N, 시험차륜의 폭은 5cm, 직경은 20cm인 것을 사용하여 직진으로 왕복 주행시켰다. 이때, 차륜통과회수는 42회/분, 차륜주행거리는 23cm/회, 트랙킹시간은 60분이였다.
최초에 시험편의 중심부를 통과할 때, 다이얼 게이지의 눈금을 원점으로 하여 45분, 60분이 경과한 때의 침하 깊이를 측정 기록하고, 시험편의 표면으로부터 1mm 변형하는데 소요되는 시험 차륜의 통과 횟수를 측정한 뒤 하기 식을 대입하여 동적 안정도를 측정하였다.
DS(동적안정도(회/mm)) = 42 * {(t2-t1)/(d2-d1)} * C
d1 : t1(45분) 에서의 변형량(mm)
d2 : t2(60분) 에서의 변형량(mm)
C : 보정 계수 = 1.0 (크랭크에 의한 변속 구동형 시험기 사용시)
마모량시험은 아스팔트 혼합물의 한냉조건에서의 체인에 의한 마모저항성을 측정하기 위한 시험으로 시험용 시편이 설치된 테이블을 5 rpm의 속도록 회전시키고 1회 시험시 총 12본의 체인을 부착한 지름 250 mm, 폭 100 mm인 바퀴가 200 rpm으로 회전하면서 강하하여 시험편에 닿고 그 표면을 체인으로 박리마모시켜 마모량을 측정하였다. 또한 마샬안정도시험도 병행하여 진행하였다.
또한, 수분 안정성(TSR)은 수처리 전 간접인장강도와 60도에서 48시간 동안 물에 침지한 후 측정된 간접인장강도의 비를 의미하며, 1.0에 가까울 수록 수분 안정성이 높음을 의미한다.
| 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 | 비교예5 | 비교예6 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | |
| 간접인장강도 (kgf/cm2) |
9.4 |
12.5 |
10.9 |
14.1 |
11.9 |
11.5 |
11.8 |
13.5 |
13.8 |
| 동적안정도 (회/mm) |
1,860 |
3,875 |
3,188 |
6,571 |
4,110 |
4,357 |
3,522 |
3,658 |
5,392 |
| 안정도 (Kgf) |
1,190 |
1,480 |
1,320 |
1,870 |
1,650 |
1,550 |
1,580 |
1,690 |
1,860 |
| 마모량 (cm2) |
0.65 |
0.70 |
0.71 |
0.69 |
0.64 |
0.86 |
0.51 |
0.42 |
0.47 |
| 수분안정성 (TSR) |
0.74 | 0.83 | 0.79 | 0.84 | 0.88 | 0.89 | 0.92 | 0.92 | 0.98 |
상기 표 3의 결과를 보면, 안정도는 비교예 1에 비하여 비교예 2 ~ 6 및 실시예 1 ~ 3에서 향상되는 것을 확인할 수 있었고, 비교예 3에 비하여 비교예 4 ~ 6 및 실시예 1 ~ 3에서 고분자첨가제의 함량이 증가할수록 동적안정도가 향상되고 있음을 확인할 수 있었다.
또한, 바인더 함량이 낮은 비교예 5의 경우와 바인더 함량이 상대적으로 높은 비교예 6의 경우에는 공통적으로 동적 안정도가 비교적 우수하지만, 마모량과 수분안정성이 감소하는 결과를 보였다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
Claims (10)
- 아스팔트, 골재 및 고분자 첨가제를 포함하는 플랜트 믹스 타입의 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물에 있어서,
상기 고분자 첨가제가 하기 식(1)의 고분자를 포함하고,
식(1)의 고분자는, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 스틸렌-아크릴로나이트릴(SAN), 아크릴로나이크릴-부타디엔-스티렌(ABS) 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-부타디엔-고무(SBR), SBR 라텍스, 스티렌-이스프렌-스티렌(SIS), 스티렌-에틸렌부타디엔-스티렌(SEBS), 폐타이어분말, 천연고무분말, 이피디엠분말(EPDM Power) 및 액상의 천연고무로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 고탄성 고분자와 코폴리머를 이루거나, 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는, 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물.
(1)
(상기 식 1에서, R1, R2 및 R4 는 각각 독립적으로 케톤(Ketone), 실라논(Silanone), 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 알킬실릴기이고, R3 은 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 고리상의 탄소사슬을 포함하는 알킬실릴기이고, R5 는 탄소수 10 내지 20의 방향족화합물이고, n은 5 ~ 20 이다.) - 제1항에 있어서,
상기 고분자 첨가제는, 상기 아스팔트 100 중량부를 기준으로 4 ~ 8 중량부인 것을 특징으로 하는, 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물은,
변성 폴리에틸렌, 오일 및 왁스를 포함하는 바인더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물. - 제3항에 있어서,
상기 바인더는, 고분자 첨가제 100 중량부에 대하여 10 ~ 20 중량부 포함되는 것을 특징으로 하는, 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물. - 제3항에 있어서,
상기 변성 폴리에틸렌은,
폴리에틸렌에 불포화 실란 화합물을 포함시켜 변성시킨 것을 특징으로 하는, 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물. - 제3항에 있어서,
상기 왁스는, 아미드 화합물과 식물성 왁스를 10:1 ~ 10:20의 중량비율로 혼합된 것임을 특징으로 하는, 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물. - 제3항에 있어서,
상기 오일은, CNSL(Cashew Nut Shell Liquid)의 증발 잔류물 25 ~ 75 wt%와 파라핀계 오일 25 ~ 75 wt%이 혼합된 혼합오일인 것을 특징으로 하는, 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물. - 골재를 열처리하는 전처리단계; 및
상기 전처리된 골재, 아스팔트, 고분자 첨가제를 혼합시키는 혼합단계;를 포함하고,
상기 고분자 첨가제는 하기 식(1)의 고분자를 포함하며,
상기 아스팔트 100 중량부에 대하여 4 ~ 8 중량부가 혼합되며,
식(1)의 고분자는, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 스틸렌-아크릴로나이트릴(SAN), 아크릴로나이크릴-부타디엔-스티렌(ABS) 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-부타디엔-고무(SBR), SBR 라텍스, 스티렌-이스프렌-스티렌(SIS), 스티렌-에틸렌부타디엔-스티렌(SEBS), 폐타이어분말, 천연고무분말, 이피디엠분말(EPDM Power) 및 액상의 천연고무로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 고탄성 고분자와 코폴리머를 이루거나, 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는, 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 제조방법.
(1)
(상기 식 1에서, R1, R2 및 R4 는 각각 독립적으로 케톤(Ketone), 실라논(Silanone), 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 알킬실릴기이고, R3 은 탄소수 1 내지 15의 직쇄상 또는 고리상의 탄소사슬을 포함하는 알킬실릴기이고, R5 는 탄소수 10 내지 20의 방향족화합물이고, n은 5 ~ 20 이다.) - 제8항에 있어서,
상기 혼합단계는 용융된 아스팔트에 상기 식(1)의 고분자가 포함된 분말, 펠렛, 과립제 형태의 고분자 첨가제를 투입하여 혼합하는 것을 특징으로 하는, 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 혼합단계에서, 변성 폴리에틸렌, 오일 및 왁스를 포함하는 바인더가 추가로 혼합되는 것을 특징으로 하는, 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 제조방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020160053394A KR101756808B1 (ko) | 2016-04-29 | 2016-04-29 | 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이를 사용한 고분자 개질 아스팔트 콘크리트 제조방법 |
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| KR101756808B1 true KR101756808B1 (ko) | 2017-07-12 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102011916B1 (ko) * | 2019-05-21 | 2019-10-22 | 현원순 | 숙성된 고무 분말을 포함하여 우수한 균열저항성을 갖는 고등급 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 |
| KR102543960B1 (ko) * | 2022-11-14 | 2023-06-15 | 박성현 | 탄성 고분자 개질제를 이용한 콘크리트 및 강 구조물의 기능성 표면 보호·강화제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 및 강 구조물의 표면 보호·강화 시공방법 |
| KR20240006864A (ko) | 2022-07-07 | 2024-01-16 | 인성에이앤티 주식회사 | 베이스 아스팔트 조성물 및 이를 이용한 개질 아스팔트 바인더 조성물 |
Citations (2)
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| KR101143875B1 (ko) | 2010-05-26 | 2012-05-09 | 김용석 | 콘크리트 씰러 |
| JP2012111880A (ja) | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | 改質アスファルト組成物、アスファルト混合物およびアスファルト舗装材 |
-
2016
- 2016-04-29 KR KR1020160053394A patent/KR101756808B1/ko active IP Right Grant
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| KR102543960B1 (ko) * | 2022-11-14 | 2023-06-15 | 박성현 | 탄성 고분자 개질제를 이용한 콘크리트 및 강 구조물의 기능성 표면 보호·강화제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 및 강 구조물의 표면 보호·강화 시공방법 |
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