KR101804867B1 - 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 - Google Patents
에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 아스팔트 40 내지 100중량부; 스티렌이소프렌스티렌 0.1 내지 50중량부; 스티렌부타디엔스티렌 5 내지 20중량부; 필러 5 내지 40중량부; 산화방지제 3 내지 15중량부; 변형방지제 2 내지 15중량부; 바이오매스 10 내지 30중량부; 성능개선제 1 내지 10중량부; 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부; 섬유 2 내지 20중량부; 개질제 1 내지 10중량부; 이형제 1 내지 10중량부; 및 안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물은 고응집력과 고결합력을 구비하여 방수성이 우수하고, 외기온도변화에 따른 영향을 최소화하여 균열, 표면박리, 탈락(포트홀) 등의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물은 고응집력과 고결합력을 구비하여 방수성이 우수하고, 외기온도변화에 따른 영향을 최소화하여 균열, 표면박리, 탈락(포트홀) 등의 발생을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 균열저감 효과가 좋은 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 교량이란 하천, 해안, 도로 등의 상부를 지나갈 수 있도록 가설된 고가 구조물을 총칭하는 것으로, 이러한 교량의 표면에는 차량 등이 원활하게 통행할 수 있도록 포장공사를 함으로써 교면(橋面) 포장층을 형성한다.
상기와 같은 교면 포장은 교통 하중을 직접 전달하는 부분으로서 이에 적합한 강도 및 균열 저항성을 가져야 하는 것은 물론, 빗물 등의 수분에 노출되어 있는 관계로 방수 성능을 가질 것이 요구되며, 특히 염화물 이온의 침투에 의해 철근이 부식되는 것을 방지하기 위하여 낮은 염소이온 투수성을 가질 것이 요구된다.
이러한 교면 포장 방법으로는 종래로부터 일반 콘크리트 포장방법이나 아스콘 포장방법이 알려져 널리 사용되어 왔다.
여기서, 상기 아스콘 포장에 사용되는 아스콘은 아스팔트 콘크리트(Asphalt Concrete)를 줄인 명칭으로서, 포장용 가열 아스팔트 혼합물(KS F 2349규격), HMA(hot mix asphalt) 등으로도 일컬어진다.
일반적인 아스콘은 아스팔트 바인더(asphalt binder), 굵은 골재(Aggregate), 잔골재(Sand) 및/또는 충진제(filler) 등을 고온에서 혼합하여 제조하며, 도로포장용 재료로서 널리 사용되고 있다.
이러한 아스콘 포장은 시공 후 5년이 되기 전에 주행트랙을 따라 가끔 소성변형이 생겨서 심각한 주행문제를 발생시키거나, 소성변형 문제는 없다 하더라도 시간의 흐름과 함께 포장 재료가 점차 노화되어 결국에는 심한 균열을 발생시켜 주기적으로 유지보수를 하여야 하는 문제점이 있다.
이에, 상기 유지보수에 따른 비용을 최소화하기 위해 아스콘을 이용하여 포장한 도로의 소성변형을 최소화하고, 장시간 동안 노화되지 않으면서, 쉽게 박리되지 않도록 하는 아스콘 조성물을 개발하는 것이 요구되고 있다.
한편, 국내외에서는 전반적으로 이미 열화가 진행된 콘크리트 또는 아스팔트 콘크리트 표면을 보수하는 재료들로서는 대부분 화학수지나 화합물을 이용한 조성물을 사용하는 경우가 많다.
국내에서 신기술로 개발된 보수제의 이용과 보수공법의 종류를 보면 스틸렌-부타디엔고무(SBR)나 라텍스를 무기물 혼용제와 혼합사용하여 도포하는 방법, 수화 응고형 분말도포제 및 코팅제를 이용한 콘크리트 보호마감 이중코팅처리 기술, 기능성 수지군의 복합과 세라믹 반응을 이용한 콘크리트 구조물의 중성화와 염해 및 화학침식 방지기술, 이소시아네이트 수지(MDI)를 이용한 콘크리트 보수 몰탈제의 제조방법 및 보수공법, 실리게이트 화합물을 이용한 표면보수공법 등이 있다.
그리고 최근 들어 에폭시 수용성 타입에 시멘트를 혼합하여 바탕조정제로 사용하고 우레탄 수지에 아크릴 수지를 교합시켜 중도 및 상도 코팅 공정으로 시공하는 공법이 알려져 있다.
그러나 이러한 콘크리트 표면 보호 보수를 위한 공법들은 나름대로 특성을 갖고 있으나, 시공절차가 복잡하고 진정한 보호 보수성능을 발휘하도록 한다기보다는 단순 임시처방에 그치는 보수공법에 한정되어 있으며, 보수된 표면의 수지나 화합물이 노출된 상태로 자외선이나 각종 위해가스, 산성비 등으로 인하여 노화가 급속히 진행되는 단점이 있다.
또한, 콘크리트 습윤 상태에서의 적응성, 콘크리트 구성물인 알칼리성과의 비결합성에 의한 접착력 저하 등을 해소할만한 뚜렷한 특성이 제안되어 있지 아니하여 개선의 여지가 많았다.
특히, 열화된 콘크리트 표면을 다공체로 시공하였을 때에는 균일성이 확보되지 않는 문제점 등으로 인해 3회 이상 중첩시공을 필요로 하게 되고, 무엇보다도 표면 보호 보수제로서 기본적으로 요구되는 시공 후 콘크리트 본래 형상 회복이 필요한 문제가 아직도 해소되지 않고 있다.
이러한 문제점들은 국내뿐만이 아니라 토목 건설산업개발이 활발히 이루어지고 있는 개발도상 국가들이나 선진국들 역시 제대로 해소하지 못하여 매우 고심하고 있는 문제점들이다.
급속한 산업사회의 발달은 콘크리트 구조물의 축조가 그 바탕을 이루면서 품질에 대한 개선 지향적인 생각보다는 형태나 미관에 치중한 나머지 열화에 의한 각종 재해와 공해문제가 발생하고 있다.
이러한 문제점들은 이상적인 결합형태를 가지는 콘크리트 구조물의 장점이자 단점으로서 근본적인 해결책이 이루어지지 않고 있는 실정이다.
한편, 최근에 콘크리트 표면 보호제로서 널리 사용되고 있는 에폭시 레진을 이용한 도료에서 무기물의 혼합조성으로 나타나는 특성을 보면 다음과 같다.
건축용도로 사용되는 에폭시 레진을 주재로 하는 여러 적용 조성물의 종류를 보면 무용제형 고점도 접착제, 충전 및 퍼티제가 있으며, 바닥제로는 중점도 무용제형 라이닝제, 저점도 용제형 코팅제 등이 사용되고 있다.
에폭시 무용제형 라이닝제의 경우 무기물 충전은 주제성분의 전체함량의 30% 이내로 첨가되어 사용되고 있고, 일정부분 내마모성을 증대시키는 부분이 있으나 원가절감을 위한 첨가가 대부분이다.
그리고 중점도 무용제형 타입을 적용하는 접착제나 충전제와 같이 점착성을 요하는 조성물에는 다량의 무기물이 첨가되어 조성되어지나 전단력, 인장력 등에 있어서는 기능이 저하되는 현상이 나타나며, 단순 접착제나 퍼티제로 그 사용범위가 제한되게 된다.
그리고 일반적으로 사용되는 에폭시 수지를 이용한 저점도 유기용제 또는 수용성 타입(저점도 500∼1,000cps)의 코팅제에서 코팅성을 부여하기 위해서는 에폭시 베이스 레진이 18,000∼20,000cps 고점도 상태이므로 60%이상 많은 유기용제가 함유되어야만 작업성을 포함한 코팅제가 갖는 형상과 기능적 특성을 기대할 수 있다.
또한, 전체함량의 고형분(고형분 100%중 무기물이 30%)이 35%이내에서 조성된 코팅성을 갖는 도료일 경우에도 1회 도포할 수 있는 두께가 0.15 ~ 최대치 0.2mm까지 가능하나 그 이상일 경우 매우 불합리한 경화 조건을 만들어 원만한 물성을 가질 수 없게 된다.
그 원인으로는 코팅공정을 수행하기 위해서는 필수적으로 바탕면에 프라이머를 도포한 후 코팅을 해야 하기 때문에 바탕면의 흡수층이 차단되어 무기물이 30%이상 과량이거나 1회 도포되는 두께가 0.2mm 이상일 경우 수지와 무기물 내에 함유된 용제나 수분이 급속히 분산 휘발 또는 증발 시킬 수 있는 조건을 갖지 못하게 된다. 그리고 이러한 환경조건은 에폭시 수지가 열경화성 갖는 특성으로 평상적인 조건에서 피도면의 온도보다 대기 중에 온도가 높아 겉 표층부터 결화가 나타나면서 피막을 형성하므로 내면에 유기용제가 휘발되지 못하고 가두어지는 형태가 되어 주제와 경화제가 반응시 가교성을 크게 저해하는 결과로 인해 요구하는 경화물성을 발휘할 수 없게 되는 것이다.
그리고 수용성 타입의 경우 국내에서 생산되는 에폭시 수지 외에 일반적인 화학수지에 적용시킨 제품 역시 그 형상이 미백색으로 콘크리트와 외관상의 조화력이 크게 떨어지는데, 이는 수분산성이 완벽한 친수성을 갖지 못하기 때문이다.
지금까지 국내외적으로 화학수지를 이용한 수용성 코팅제에 대한 통상적인 개념은 화학수지를 용해시키기 위해 사용되는 유기용제의 독성을 중화시키는 데 중점을 두고 있으나, 아직까지 이러한 독성중화와 동시에 화학수지가 갖는 본래의 기능을 유지 또는 증대시키는 효과를 가져 올 수는 없는 것으로 보고되고 있고, 실질적으로 이러한 코팅제들은 기계적인 특성을 요하는 곳에는 적용되지 못하고 있는 실정이다.
또한, 일반적으로 수용성 코팅제나, 유기용제형 코팅제와 같이 저점도 타입에서는 특히 시멘트와 같이 비중이 무겁고 입도가 큰 무기물을 다량 혼입하여 프라이머가 도포되지 아니한 바탕면에 적용시 무기물이 수지 내에 침지된 범위를 벗어나게 되면 유기용제의 급속한 휘발로 인하여 결합조건에서 형상을 갖지 못하고 분리되어 경화 후 분진으로 남게 된다.
특히, 보호 보수하고자 하는 콘크리트 구조물, 특정적으로 구조물의 단면은 대부분 외기에 노출된 형태에서 사용되고 있으므로 보호 보수용도의 재료가 대부분 은폐력을 갖도록 하기 위하여 안료를 혼합하여 조성하게 되는데, 이러한 코팅제는 콘크리트 표면에 도포시 콘크리트 본래 형상의 변질을 가져오게 되며, 조색된 칼라 역시 자외선이나 각종 산업가스 또는 산성비 등으로 인하여 손쉽게 변색되어 보호/보수 기능으로서의 실효성에 한계를 나타내고 있다.
한편, 철근콘크리트는 내구성이 우수한 건설구조재료로서 건축 및 토목구조물에 많이 사용되어 왔으나, 최근 다양한 환경조건 및 시공조건하에서 염해 및 중성화 등에 의한 콘크리트구조물의 성능저하현상이 크게 부각되고 있어, 성능저하 된 콘크리트구조물의 장수명화 및 내구성 회복에 관한 관심이 크게 증가되고 있다.
이러한 콘크리트구조물의 성능저하요인 중 염해의 경우 바다모래의 사용량 증가와 동절기 제설재의 사용 등으로 인하여 콘크리트구조물에 있어서 염해에 의한 피해가 증가하고 있으며, 중성화의 경우 대기 중의 이산화탄소 농도 증가 및 산성비 등으로 인하여 콘크리트구조물의 중성화에 의한 성능저하는 더욱 가속화되고 있다.
이와 같은 배경에서 국내에서도 성능저하 된 콘크리트구조물의 보수재료로서 유기계, 무기계 및 유ㅇ무기계 혼합형의 도포함침재, 방청처리재, 단면복구재 및 표면피복재 등 다양한 재료의 개발이 이루어지고 있으며, 보수공법에 있어서도 균열보수공법, 단면복구공법, 누수보수공법 및 표면처리공법 등 다양한 공법이 개발되고 있는 상황이다.
그러나 국내의 경우, 아직까지 콘크리트구조물의 내구성 향상 및 장수명화를 위한 보수재료/공법의 개발은 매우 불충분한 상태이며, 대상 구조물의 요구 성능, 성능저하 메커니즘, 환경조건 및 시공조건에 부합되는 보수재료ㅇ공법의 선정시스템도 미비한 실정으로 성능저하 된 콘크리트구조물의 성능저하 메커니즘 및 진행단계에 따른 체계적이고 합리적인 보수유지 및 품질관리를 위한 보수재료ㅇ공법시스템 개발이 절실히 요구되고 있다.
이러한 용도로서의 콘크리트 보수재료에 관한 종래의 기술 및 특허를 보면, 국내특허 제 0448520호에서는 염해중성화를 받아 성능이 저하된 철근 콘크리트 구조물의 표면처리형 성능개선용 조성물 및 그의 제조방법이 개시되어 있는데, 이는 반응성이 큰 규산나트륨과 생화학 물질인 알긴산 나트륨이나 카제인으로 구성된 혼합물을 수회 콘크리트의 표면에 도포함으로서 콘크리트 내부의 염화물을 고정시키고, 철근의 부식 활동의 억제, 저하된 PH의 향상을 목표로 이루어진 조성물이다.
그러나 이는 신 콘크리트에 적용하여 열화를 방지 또는 지연시키기 위한 조성물로 분류되어야 할 것으로 이미 열화 되어 성능이 저하된 콘크리트에는 적용할 수 없는 조성물이라 할 수 있다.
또한, 국내특허 제0526418호에서는 콘크리트를 보호하기 위하여 유기계 화합물을 콘크리트 표면에 도포함으로서 콘크리트에 유기 화합물이 침투하여 콘크리트를 보호하는 구성으로 이루어져 있다.
기타 다양한 형태의 콘크리트 보호 또는 보수용 모르타르가 개발되어 사용되고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 극복하기 위해 창출된 것으로서, 내구성이 좋고, 소성변형, 노화 및/또는 박리가 쉽게 발생하지 않으면서도, 침투수 및 포트홀을 방지하고, 소음을 저감하며, 저비용으로 포장을 수행할 수 있도록 하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은
에폭시 수지 100중량부 기준으로,
아스팔트 40 내지 100중량부;
스티렌이소프렌스티렌 0.1 내지 50중량부;
스티렌부타디엔스티렌 5 내지 20중량부;
필러 5 내지 40중량부;
산화방지제 3 내지 15중량부;
변형방지제 2 내지 15중량부;
바이오매스 10 내지 30중량부;
성능개선제 1 내지 10중량부;
나노세라믹 입자 10 내지 40중량부;
섬유 2 내지 20중량부;
개질제 1 내지 10중량부;
이형제 1 내지 10중량부; 및
안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
시공하고자 하는 대상면에 아스팔트 콘크리트 조성물을 5 내지 12cm의 두께로 포장하여 기층을 제조하는 기층 제조단계; 및
상기 기층의 상부에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 아스팔트 40 내지 100중량부, 스티렌이소프렌스티렌 0.1 내지 50중량부, 스티렌부타디엔스티렌 5 내지 20중량부, 필러 5 내지 40중량부, 산화방지제 3 내지 15중량부, 변형방지제 2 내지 15중량부, 바이오매스 10 내지 30중량부, 성능개선제 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 섬유 2 내지 20중량부, 개질제 1 내지 10중량부, 이형제 1 내지 10중량부, 및 안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 1 내지 3cm의 두께로 포장하여 아스팔트 콘크리트층 형성단계를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물의 시공방법을 제공한다.
또한, 본 발명은
콘크리트 구조물 표면의 열화부(부식부)를 제거하는 치핑단계;
상기 콘크리트 구조물 표면의 이물질이나 파편 등을 제거하기 위한 고압 세척단계;
상기 콘크리트 구조물로부터 노출된 철근의 녹을 제거하는 녹 제거단계;
상기 치핑된 부위에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 아스팔트 40 내지 100중량부, 스티렌이소프렌스티렌 0.1 내지 50중량부, 스티렌부타디엔스티렌 5 내지 20중량부, 필러 5 내지 40중량부, 산화방지제 3 내지 15중량부, 변형방지제 2 내지 15중량부, 바이오매스 10 내지 30중량부, 성능개선제 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 섬유 2 내지 20중량부, 개질제 1 내지 10중량부, 이형제 1 내지 10중량부, 및 안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 타설하여 단면을 수복하는 단면수복단계; 및
상기 도포된 아스팔트 콘크리트 조성물을 양생하는 양생단계를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물은 내구성이 좋고, 소성변형, 노화 및/또는 박리가 쉽게 발생하지 않으면서도, 침투수 및 포트홀을 방지하고, 소음을 저감하며, 저비용으로 포장을 수행할 수 있도록 한다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 아스팔트 40 내지 100중량부; 스티렌이소프렌스티렌 0.1 내지 50중량부; 스티렌부타디엔스티렌 5 내지 20중량부; 필러 5 내지 40중량부; 산화방지제 3 내지 15중량부; 변형방지제 2 내지 15중량부; 바이오매스 10 내지 30중량부; 성능개선제 1 내지 10중량부; 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부; 섬유 2 내지 20중량부; 개질제 1 내지 10중량부; 이형제 1 내지 10중량부; 및 안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 시공하고자 하는 대상면에 아스팔트 콘크리트 조성물을 5 내지 12cm의 두께로 포장하여 기층을 제조하는 기층 제조단계; 및 상기 기층의 상부에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 아스팔트 40 내지 100중량부, 스티렌이소프렌스티렌 0.1 내지 50중량부, 스티렌부타디엔스티렌 5 내지 20중량부, 필러 5 내지 40중량부, 산화방지제 3 내지 15중량부, 변형방지제 2 내지 15중량부, 바이오매스 10 내지 30중량부, 성능개선제 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 섬유 2 내지 20중량부, 개질제 1 내지 10중량부, 이형제 1 내지 10중량부, 및 안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 1 내지 3cm의 두께로 포장하여 아스팔트 콘크리트층 형성단계를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물의 시공방법을 제공한다.
또 다른 관점에서, 본 발명은 콘크리트 구조물 표면의 열화부(부식부)를 제거하는 치핑단계; 상기 콘크리트 구조물 표면의 이물질이나 파편 등을 제거하기 위한 고압 세척단계; 상기 콘크리트 구조물로부터 노출된 철근의 녹을 제거하는 녹 제거단계; 상기 치핑된 부위에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 아스팔트 40 내지 100중량부, 스티렌이소프렌스티렌 0.1 내지 50중량부, 스티렌부타디엔스티렌 5 내지 20중량부, 필러 5 내지 40중량부, 산화방지제 3 내지 15중량부, 변형방지제 2 내지 15중량부, 바이오매스 10 내지 30중량부, 성능개선제 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 섬유 2 내지 20중량부, 개질제 1 내지 10중량부, 이형제 1 내지 10중량부, 및 안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 타설하여 단면을 수복하는 단면수복단계; 및 상기 도포된 아스팔트 콘크리트 조성물을 양생하는 양생단계를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 에폭시 수지는 당업계의 통상적인 에폭시 수지라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지, 변성 다이머산 에폭시 수지, 변성 고무 에폭시 수지, 변성 우레탄 에폭시 수지 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 조성물, 특정적으로 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 구성하는 에폭시 수지 외 나머지 성분들의 함량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 한다.
본 발명에 따른 아스팔트는 당업계에서 통상적으로 사용되는 아스팔트라면 특별히 한정되지 않지만, 추천하기로는 석유계 아스팔트 또는 아스팔트 혼합물을 사용할 수 있다.
여기서, 상기 아스팔트 혼합물은 천연 아스팔트 혼합물을 사용하는 것을 추천한다.
상기 아스팔트 혼합물, 특정적으로 천연 아스팔트 혼합물은 당업계에서 통상적으로 사용되는 천연 아스팔트 혼합물이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 스트레이트 아스팔트, 트리니다드레이크(Trinidad lake) 아스팔트, 트리니다드에퓨레(Trinidad epure) 아스팔트 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 침입도 20 내지 40의 스트레이트 아스팔트와 천연 아스팔트, 예를 들면 트리니다드레이크 아스팔트 및/또는 트리니다드에퓨레 아스팔트 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 침입도 20 내지 40의 스트레이트 아스팔트 70 내지 80중량% 및 트리니다드레이크 아스팔트 또는 트리니다드에퓨레 아스팔트로 이루어진 천연 아스팔트 20 내지 30중량%를 혼합한 것을 사용하는 것을 추천한다.
여기서, 상기 스트레이트 아스팔트(straight asphalt)는 석유 아스팔트로 원료를 건류 또는 증류한 잔류물을 정제한 통상의 아스팔트로, 특히 침입도가 20~40인 것이 시공 성이 용이하여 더욱 좋다.
상기 스트레이트 아스팔트는 아스팔트 혼합물에 70 내지 80중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 70중량% 미만일 경우에는 아스팔트 포장 후 굳는데 오랜 시간이 소요될 수 있고, 연화점이 낮아질 수 있으며, 80중량%를 초과할 경우에는 유동성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 천연 아스팔트는 본 발명의 아스팔트 콘크리트 조성물의 유동성 개선과 더불어 변형저항, 미끄럼저항 및 마찰저항 등을 증가시키는 작용을 한다.
상기 천연 아스팔트는 트리니다드레이크(trinidad lake) 아스팔트 및/또는 트리니다드에퓨레(Trinidad epure) 아스팔트 등을 사용할 수 있다.
상기 천연 아스팔트는 아스팔트 혼합물에 20 내지 30중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 20중량% 미만일 경우에는 유동성, 변형저항, 미끄럼저항 및 마찰저항의 개선효과가 미미하며, 30중량%를 초과할 경우에는 본 발명의 아스팔트가 연질화되고 연화점이 낮아질 수 있다.
바람직한 아스팔트의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 에폭시 수지 100중량부 기준으로 40 내지 100중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 스티렌이소프렌스티렌(stylene isoprene stylene; SIS)는 아스팔트 콘크리트 조성물, 특정적으로 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물의 균열 발생을 억제하고, 포트홀을 방지할 뿐 아니라, 점결력을 제공하는 동시에 강도를 향상시킨다.
바람직한 스티렌이소프렌스티렌의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 추천하기로는 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 50중량부인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 스티렌부타디엔스티렌(stylene butadien stylene; SBS)은 상기 스티렌이소프렌스티렌과 같이 아스팔트 콘크리트 조성물, 특정적으로 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물의 균열 발생을 억제하고, 방수성능을 제공하는 동시에 강도를 향상시킨다.
바람직한 스티렌부타디엔스티렌의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 추천하기로는 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 필러는 치수 안정성 및 내마모성을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 필러라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 에폭시 수지 혼합물 100중량부를 기준으로 5 내지 40중량부인 것이 좋다.
바람직한 충진제로는 석분, 탄산칼슘(CaCO3), 시멘트, 소석회 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 추천한다.
여기서, 상기 탄산칼슘은 무기질 필러로서 내마모성을 향상시킬 수 있고, 압축강도, 기계적 강도 및 접착강도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 경화시 발열을 낮게 하여 경화수축률을 감소시키고, 열팽창률을 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 산화방지제는 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물의 산화를 방지하기 위한 것이다.
바람직한 산화방지제는 아민계, 비스페놀계, 모노페놀계 및 유황계 산화방지제가 사용될 수 있고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 15중량부인 것이 좋다.
특정적으로, 본 발명에 따른 산화방지제는 고온에서 가공이 이루어질 경우 저분자형 고분자형 페놀계 산화방지제, 예를 들면 2.2-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀)[2 . 2 - M e t h y l e n e b i s ( 4 - m e t h y l - 6 - t - b u t y l p h e n o l )], 2.6-디-t-부틸-4-메틸페놀(2.6-di -t-Butyl-4-methylphenol) 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것을 추천한다.
본 발명에 따른 변형방지제는 아스팔트 콘크리트 조성물의 소성변형을 감소시키기 위한 것이다.
바림직한 변형방지제는 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리뷰텐, 하임팩트폴리스티렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 추천하고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 2 내지 15중량부인 것이 좋다.
이때, 상기 변형방지제의 사용량이 2중량부 미만이면 변형을 방지하는 효과가 미미하고, 15중량부를 초과하면 아스팔트 콘크리트 조성물을 제조할 경우 다른 구성성분과의 혼합이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 바이오매스는 재생 가능한 유기자원 유래의 물질을 함유하며, 화학적 또는 생물학적으로 합성되어 고분자 재료로 사용될 수 있어 친환경적인 것으로서, 당업계의 통상적인 바이오매스라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 식물계/동물계 바이오매스, 천연섬유, 셀룰로스, 리그노셀룰로오스, 전분, 디엔계 고분자와 중합반응하여 바이오매스 탄성체로 제조된 식물성 오일의 지방산 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋지만, 추천하기로는 천연섬유, 셀룰로스, 리그노셀룰로스, 전분, 식물성 오일의 지방산, 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
바람직한 바이오매스의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 추천하기로는 에폭시 수지 100중량부 기준으로 10 내지 30중량부인 것이 좋다.
한편, 본 발명에 따른 바이오매스는 바이오매스 수지, 바이오폴리머로 지칭될 수 있지만, 본 발명의 용이한 설명을 위해, 상기 바이오매스 수지 또는 바이오폴리머 모두를 바이오매스로 통칭하여 지칭하기로 한다.
본 발명에 따른 성능개선제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 성능개선제, 특정적으로 아스팔트 성능개선제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량 기준으로 1 내지 10중량부인 것이 바람직하다.
바람직한 성능개선제로는 성능개선제 전체 중량 기준으로 비닐아세테이트 모노머-파라핀오일 90 내지 99.5중량% 및 과산화벤조일 0.5내지 10중량%를 포함하는 것이 좋다.
여기서, 상기 비닐아세테이트 모노머-파라핀오일은 비닐아세테이트 모노머 5 내지 25중량% 및 파라핀 오일 75 내지 95중량%가 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 나노세라믹 입자는 아스팔트 콘크리트 조성물, 특정적으로 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물의 양생 중에 표면으로 부상하여 치밀하고 경도가 높은 표면을 형성하기 때문에, 내습성, 내구성, 내후성, 내충격성, 내약품성이 향상된다.
상기 나노세라믹 입자의 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 10 내지 40중량부인 것이 좋다.
바람직한 나노세라믹 입자는 실리콘카바이드, 알루미나, 실리카, 지르코니아-실리카, ZnO, TiO2 및/또는 CaCO3가 포함된다.
이들 세라믹입자는 평균 입경이 나노 범위인 것이 바람직한데, 구체적으로 상기 실리콘카바이드의 평균 입경은 300 내지 500nm, 상기 알루미나의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 실리카의 평균 입경은 700 내지 1500nm, 상기 지르코니아-실리카의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 ZnO의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 TiO2의 평균 입경은 100 내지 300nm, 그리고 CaCO3의 평균 입경은 500 내지 1000nm인 것이 바람직하다.
이 중에서도 실리콘카바이드는 천연광물로 존재하지 않으므로 인공적으로 합성하며, 고온에서의 화학적 안정성 및 내식성이 뛰어나고 높은 경도를 갖는다.
본 발명에 따른 섬유는 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물로 형성된 교면의 종-횡 방향으로 가해지는 응력에 의한 인장력 및/또는 경량성 등을 제공하는 동시에 소음을 흡수하여 저소음성을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 섬유라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 석면, 암면, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 유리섬유, 천연 셀룰로오즈 섬유 및 광물질 섬유 중 선택된 어느 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 2 내지 20중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 개질제는 고분자를 개질하기 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 개질제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것을 추천한다.
상기 고분자 개질제의 일 양태로서, 본 발명에서는 생고무, 니트릴고무, 스티렌부타디엔고무, 부타디엔고무 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함한다.
본 발명에 따른 이형제는 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 아스팔트 제조시 보다 용이한 가공 및 탈착성을 제공한다.
바람직한 이형제는 스테아르산아연, 스테아르산칼슘 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 안정제는 아스팔트 콘크리트 조성물의 각 구성성분을 보다 긴 시간 동안 안정적으로 보관하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 안정제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 펙틴, 아라비아검, 카라야검, 트라가칸검, 로커스트빈검, 구아검, 타마린드검, 타라검, 담마검, 한천, 카라기난, 알긴산, 잔탄, 덱스트란, 글루칸, 젤라틴, 카제인, 셀루로오스 유도체 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것을 추천한다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 조성물은 결속력 및 내구성을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 30중량부의 폐타이어 분말을 더 포함할 수 있다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 조성물, 특정적으로 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물은 아스팔트 등과 성능개선제 등 간의 상용성을 증대시키기 위하여 상용화제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 상용화제로는 폴리인산, 금속염 무기산류 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 2 내지 15중량부를 사용하는 것을 추천한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물은 포장 대상면으로부터 쉽게 박리되는 것을 방지하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 30중량부의 박리방지제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 박리방지제는 폴리인산계, 아민계, 또는 인산 에스테르계 박리방지제를 사용하는 것이 좋다.
특정적으로, 상기 박리방지제는 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제; 산가가 10 ㎎KOH/g 이하이고, 총 아민가가 140 내지 400㎎HCl/g인 아민계 박리방지제일 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물은 폐 아스팔트를 더 포함할 수 있다.
상기 폐 아스팔트는 종래에 포장용으로 사용된 아스팔트가 노후화되거나 파손되어 교체할 경우 발생되는 것을 주로 사용하며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 50 내지 100중량부인 것을 추천한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물은 점도증진 및 부착력 강화를 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 10중량부의 알긴산 나트륨을 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 5중량부 미만이면 소수성이 저하되고, 함량이 10중량부를 초과하면 과도하게 점도가 상승되어 좋지 않다.
상기 알긴산 나트륨은 (C6H8O6)n으로 표시되는 다당류의 하나로서 카르복실기를 가지고 있으며, 다시마류를 소다회 처리하여 만들 수 있는데, 알긴산 나트륨 자체에 점성을 갖고 있어 이를 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물에 혼입되면 점도증진 및 부착력을 강화하게 된다.
또 다른 양태로서, 본 발명에 따른 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물은 조성물의 겔타임 확보를 위하여 아스팔트 100중량부를 기준으로 0.1 내지 5중량부의 칼슘 플루오로 알루미네이트를 더 포함할 수 있는데, 칼슘 플루오로 알루미네이트는 C11A7CaF2가 주요 구성 화합물로서, 그 사용량이 0.1중량부 보다 적을 경우에는 조성물의 겔화 시간이 길어지기 때문에 소기의 성과를 얻을 수 없으며, 5중량부를 초과할 경우 과다하게 겔화되어 작업성에 문제를 초래할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물은 조성물의 내구성 및 내알칼리성을 개선하기 위하여 아스팔트 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부의 아크릴니트릴을 더 포함할 수 있는데, 그 사용량이 1중량부 보다 적을 경우에는 내구성 및 내알칼리성 개선 효과가 미미하며, 10중량부를 초과할 경우 점도가 높아져 작업성을 저하 시킬수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물은 분산성을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부의 이소보닐아크릴레이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물은 아스팔트 콘크리트에 존재하는 유해 성분들이 외부로 용출되는 것을 방지하여 환경오염을 유발하는 것을 방지하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부의 디메틸 암모늄 클로라이드를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 조성물은 조성물의 표면에 수분침투를 방지하면서 통기성을 확보하기 위하여 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부의 소디윰스테아레이트를 더 포함할 수 있는데, 상기 사용량이 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1중량부 미만이면 목적한 수분침투 방지기능을 얻을 수 없고, 5중량부를 초과하면 조성물의 강도 저하현상을 나타내어 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 조성물은 조성물의 점도를 조절하고, 부착성을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 부틸글리시딜에테르(Butyl glycidyl ether)를 더 포함할 수 있는데, 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1중량부 미만이면 점도 조절 및 부착성 향상의 효과가 미미하며, 5중량부를 초과하면 경화가 지연되고 표면의 경도가 저하되는 단점이 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 조성물은 조성물의 내수성 및 내스크래치성을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 붕산 화합물을 더 포함할 수 있는데, 상기 붕산 화합물로는 오르토붕산, 메타붕산, 사붕산, 붕산 메틸, 붕산 에틸 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 오르토붕산을 사용하는 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 조성물은 조성물의 경화 촉진 및 부식 방지를 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 산화아연을 더 포함할 수 있는데, 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1중량부 미만이면 부식방지성이 떨어지고, 5중량부를 초과하면 조성물의 급격한 반응으로 인해 부착성이 떨어지고, 크랙이 발생하여 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 조성물은 조성물의 경도를 향상시키고 표면오염을 감소시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 조성물은 자외선을 흡수하고 크랙의 발생을 방지하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 하이드라진 페닐 트리아진을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 조성물은 조성물의 건조 수축을 방지하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 알루민산 칼슘을 더 포함할 수 있는데, 알루민산 칼슘은 조성물에 포함되면 팽창성을 띄게 되어 건조수축을 방지하게 되며, 그 사용량이 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 1중량부 보다 적을 경우에는 효과가 미미하며, 5중량부를 초과할 경우 과다하여 작업성을 저하 시킬 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 조성물은 조성물의 충진성 및 내구성을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 플루오린화나트륨을 더 포함할 수 있는데, 플루오린화나트륨은 1차적으로 충진제로서의 역할도 하지만, 2차적으로는 내구성을 향상시키는 열할을 하는 것으로, 상기와 같은 함량 범위에서 그 효과를 얻을 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 조성물은 조성물의 압축강도 및 휨강도 향상을 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 메타규산나트륨을 더 포함할 수 있는데, 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1중량부 미만이면 유동성이 낮아지고 불규칙한 기포가 형성되며, 5중량부를 초과하면 경화시간을 확보하기 어려워 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 조성물은 흡수성, 투과성 및 보습성을 향상시키기 위하여 스타치 포스페이트 에스테르를 더 포함할 수 있는데, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부가 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 조성물은 내투수 저항성이 탁월하여 조성물에 수분침투하는 것을 최소화함으로써 조성물을 내구성을 향상시키기 위하여 테트라에틸오소실리케이트(tetraethyl orthosilicate:TEOS)를 더 포함 할 수 있는데, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부가 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 조성물은 조성물의 용해를 빠르게 촉진시켜 초기의 반응열을 높게 하여 응결경화를 빠르게 함으로써 초기강도를 확보하기 위하여 칼륨인산염을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함할 수 있는데, 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 5중량부를 초과하면 급결성능에 의해 수축되어 균열이 발생할 수 있고, 1중량부 미만이면 가수분해 속도가 저하되어 강도가 저하되어 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 조성물은 조성물의 점도를 높이고 패널의 부착성을 향상시키기 위하여 카르복시메틸셀룰로스(CMC)를 더 포함할 수 있는데, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부가 좋다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 시공방법, 특정적으로 단면 보수공법을 설명하면 다음과 같다.
여기서, 하기 단면 보수공법은 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물의 일 실시양태로서 이에 한정되지 않고, 당업계의 통상적인 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 단면 보수공법이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
한 가지 양태로서, 본 발명에 따른 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 시공방법은 시공하고자 하는 대상면에 아스팔트 콘크리트 조성물을 5 내지 12cm의 두께로 포장하여 기층을 제조하는 기층 제조단계; 및
상기 기층의 상부에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 아스팔트 40 내지 100중량부, 스티렌이소프렌스티렌 0.1 내지 50중량부, 스티렌부타디엔스티렌 5 내지 20중량부, 필러 5 내지 40중량부, 산화방지제 3 내지 15중량부, 변형방지제 2 내지 15중량부, 바이오매스 10 내지 30중량부, 성능개선제 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 섬유 2 내지 20중량부, 개질제 1 내지 10중량부, 이형제 1 내지 10중량부, 및 안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 1 내지 3cm의 두께로 포장하여 아스팔트 콘크리트층 형성단계를 포함한다.
다른 일 양태로서, 본 발명에 따른 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 시공방법은 콘크리트 구조물 표면의 열화부(부식부)를 제거하는 치핑단계;
상기 콘크리트 구조물 표면의 이물질이나 파편 등을 제거하기 위한 고압 세척단계;
상기 콘크리트 구조물로부터 노출된 철근의 녹을 제거하는 녹 제거단계;
상기 치핑된 부위에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 아스팔트 40 내지 100중량부, 스티렌이소프렌스티렌 0.1 내지 50중량부, 스티렌부타디엔스티렌 5 내지 20중량부, 필러 5 내지 40중량부, 산화방지제 3 내지 15중량부, 변형방지제 2 내지 15중량부, 바이오매스 10 내지 30중량부, 성능개선제 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 섬유 2 내지 20중량부, 개질제 1 내지 10중량부, 이형제 1 내지 10중량부, 및 안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 타설하여 단면을 수복하는 단면수복단계; 및
상기 도포된 아스팔트 콘크리트 조성물을 양생하는 양생단계를 포함한다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 이용한 시공방법은 상기 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 양생하는 양생단계가 종료된 후 친환경 표면 보호제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 친환경 표면 보호제는 에폭시 수지, 반응성 희석제, 응결제 ,유화제 및 물을 포함하는 에폭시 베이스 수지성분; 및 폴리옥시프로필렌디아민, 톨루엔, 타이나늄옥시드, 가라마이트, 안료 및 물을 포함하는 경화성분으로 구성될 수 있다.
필요에 따라, 본 발명에 따른 친환경 표면 보호제는 에폭시 베이스 수지성분 69~81중량% 및 경화성분 19~31중량%로 이루어지되, 상기 에폭시 베이스 수지성분은, 에폭시 수지 54~82중량%, 반응성 희석제 5~11중량%, 응결제 2~8중량% ,유화제 3~9중량%, 물 8~18중량%로 이루어지며, 상기 경화성분은, 폴리옥시프로필렌디아민 24~35중량%, 톨루엔 12~21중량%, 타이나늄옥시드 8~15중량%, 가라마이트(GARAMITE) 11~21중량%, 안료 2~8중량%, 물 11~19중량%로 구성될 수도 있다.
여기서, 상기 가라마이트는 마그네슘, 알루미늄 및 실리게이트를 유기적으로 모디파이드(modified) 한 것을 사용할 수 있다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
에폭시 수지 100g, 침입도 30의 스트레이트 아스팔트 60g 및 트리니다드레이크 아스팔트로 이루어진 천연 아스팔트 10g의 혼합물로 이루어진 아스팔트 혼합물 70g, 스티렌이소프렌스티렌 25g, 스티렌부타디엔스티렌 10g, 포틀랜트 시멘트 20g, 2.2-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 8g, 폴리뷰텐 8g, 셀룰로스 15g, 비닐아세테이트 모노머-파라핀오일 95중량% 및 과산화벤조일 5중량%로 이루어진 성능개선제 5g, 평균입경이 평균 입경 450nm인 실리콘카바이드 20g, 천연 셀룰로오즈 섬유 10g, 니트릴고무 5g, 스테아르산아연 5g, 펙틴 5g을 혼합하여 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폐타이어 분말 15g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리인산 8g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 액상형으로 비중이 1.0 이상이고 60℃ 점도가 110 cPs인 폴리인산계 박리방지제 15g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폐아스팔트 60g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 알긴산 나트륨 8g를 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 칼슘 플루오로 알루미네이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 8]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아크릴니트릴 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 9]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 이소보닐아크릴레이트 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 10]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 디메틸 암모늄 클로라이드 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 11]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 소디윰스테아레이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 12]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 부틸글리시딜에테르 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 13]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 탈크 20g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 14]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 오르토붕산 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 15]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 산화아연 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 16]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 17]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 하이드라진 페닐 트리아진 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 18]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 알루민산 칼슘 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 19]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 플루오린화나트륨 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 20]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 메타규산나트륨 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 21]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 스타치 포스페이트 에스테르 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 22]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 테트라에틸오소실리케이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 23]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 칼륨인산염 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 24]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 카르복시메틸셀룰로스 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실 험]
실시예들에 따라 제조된 조성물을 이용하여 약 60mm 두께의 아스팔트 콘크리트층을 제조한 후 방수성, 저온(at -10℃) 경화성, 균열성, 동적안정도, 간접인장강도, 변형강도, 압축강도 등을 측정하여 표 1로 나타냈다.
여기서, 동적안정도는 소성변형 저항성 평가로 Kim Test에 의한 변형강도 시험과 시험을 통해 측정하고, 간접인강도는 균열 저항성을 평가하기 위해 진행되었고, 압축강도는 아스팔트 압축강도시험기를 이용하여 측정하였다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 사용한 실시예 1 내지 실시예 24의 방수성, 동적안정도, 간접인장강도 및 변형강도가 좋고, 저온에서 겔화가 진행되어 경화가 신속히 이루어질 뿐만 아니라, 균열이 없고, 압축강도는 28일이 경과한 시점에서 75메가파스칼 이상으로서, 상시 실시예의 모든 콘크리트 조성물이 고강도인 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (5)
- 에폭시 수지 100중량부 기준으로,
아스팔트 40 내지 100중량부;
스티렌이소프렌스티렌 0.1 내지 50중량부;
스티렌부타디엔스티렌 5 내지 20중량부;
필러 5 내지 40중량부;
산화방지제 3 내지 15중량부;
변형방지제 2 내지 15중량부;
바이오매스 10 내지 30중량부;
성능개선제 1 내지 10중량부;
나노세라믹 입자 10 내지 40중량부;
섬유 2 내지 20중량부;
개질제 1 내지 10중량부;
이형제 1 내지 10중량부; 및
안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물에,
알긴산 나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하고,
이소보닐아크릴레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부로 더 포함하며,
디메틸 암모늄 클로라이드를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부로 더 포함하고,
소디윰스테아레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
부틸글리시딜에테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
붕산 화합물을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
산화아연을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
트리메틸올프로판 트리아크릴레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
하이드라진 페닐 트리아진을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
메타규산나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
스타치 포스페이트 에스테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하고,
테트라에틸오소실리케이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부로 더 포함하며,
칼륨인산염을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
카르복시메틸셀룰로스를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 시공하고자 하는 대상면에 아스팔트 콘크리트 조성물을 5 내지 12cm의 두께로 포장하여 기층을 제조하는 기층 제조단계; 및
상기 기층의 상부에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 아스팔트 40 내지 100중량부, 스티렌이소프렌스티렌 0.1 내지 50중량부, 스티렌부타디엔스티렌 5 내지 20중량부, 필러 5 내지 40중량부, 산화방지제 3 내지 15중량부, 변형방지제 2 내지 15중량부, 바이오매스 10 내지 30중량부, 성능개선제 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 섬유 2 내지 20중량부, 개질제 1 내지 10중량부, 이형제 1 내지 10중량부, 및 안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물에, 알긴산 나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하고, 이소보닐아크릴레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부로 더 포함하며, 디메틸 암모늄 클로라이드를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부로 더 포함하고, 소디윰스테아레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 부틸글리시딜에테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 붕산 화합물을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 산화아연을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 하이드라진 페닐 트리아진을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 메타규산나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 스타치 포스페이트 에스테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하고, 테트라에틸오소실리케이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부로 더 포함하며, 칼륨인산염을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 카르복시메틸셀룰로스를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 1 내지 3cm의 두께로 포장하여 아스팔트 콘크리트층 형성단계를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물의 시공방법.
- 콘크리트 구조물 표면의 열화부(부식부)를 제거하는 치핑단계;
상기 콘크리트 구조물 표면의 이물질이나 파편 등을 제거하기 위한 고압 세척단계;
상기 콘크리트 구조물로부터 노출된 철근의 녹을 제거하는 녹 제거단계;
상기 치핑된 부위에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 아스팔트 40 내지 100중량부, 스티렌이소프렌스티렌 0.1 내지 50중량부, 스티렌부타디엔스티렌 5 내지 20중량부, 필러 5 내지 40중량부, 산화방지제 3 내지 15중량부, 변형방지제 2 내지 15중량부, 바이오매스 10 내지 30중량부, 성능개선제 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 10 내지 40중량부, 섬유 2 내지 20중량부, 개질제 1 내지 10중량부, 이형제 1 내지 10중량부, 및 안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물에, 알긴산 나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하고, 이소보닐아크릴레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부로 더 포함하며, 디메틸 암모늄 클로라이드를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부로 더 포함하고, 소디윰스테아레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 부틸글리시딜에테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 붕산 화합물을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 산화아연을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 하이드라진 페닐 트리아진을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 메타규산나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 스타치 포스페이트 에스테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하고, 테트라에틸오소실리케이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 5중량부로 더 포함하며, 칼륨인산염을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 카르복시메틸셀룰로스를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물을 타설하여 단면을 수복하는 단면수복단계; 및
상기 도포된 아스팔트 콘크리트 조성물을 양생하는 양생단계를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물의 시공방법.
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| KR1020170080869A KR101804867B1 (ko) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | 에폭시 수지를 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 |
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