KR102021346B1 - 개질 중온 아스콘 조성물 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특수 아스콘으로 불리는 개질 아스콘에 적용되는 기술로, 계면활성제를 첨가하여 워커빌리티를 향상시키고, 이를 통해 생산온도를 낮춤으로써, 에너지 절약 및 환경오염 저감의 효과가 있는 개질 중온 아스콘 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따른 개질 중온 아스콘 조성물은, 120 ~ 150℃의 생산온도를 갖는 중온 아스콘 조성물로, 개질제를 첨가하여 제조된 개질 아스팔트를 포함하는 아스팔트 바인더 6 ~ 8 중량%, 그리고 골재 85 ~ 90 중량%, 그리고 계면활성제 0.01 ~ 0.04 중량%를 포함한다.

Description

개질 중온 아스콘 조성물 및 그 제조 방법{IMPROVED WARM MIX ASPHALT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 특수 아스콘으로 불리는 개질 중온 아스콘에 적용되는 기술로, 계면활성제를 첨가하여 워커빌리티를 향상시키고, 이를 통해 생산온도를 낮춤으로써, 에너지 절약 및 환경오염 저감의 효과가 있는 개질 중온 아스콘 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 아스콘(Ascon, Asphalt Concrete)은 아스팔트 콘크리트 혼합물을 이르는 것으로, 아스팔트 바인더와 골재를 가열 혼합한 것으로서, 주로 도로포장이나 주차장 등에 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 발생시킨다. 문제된 포장은 하부구조를 보호하기 위하여 주로 표층을 절삭하거나 걷어내고 그 위에 덧씌우기 포장을 하는 유지보수시공을 많이 한다.

특히 아스팔트 원료를 그대로 이용하는 일반 아스콘, 폐 아스팔트를 활용하는 재생 아스콘, 그리고 원하는 물성 확보를 위해 일반 아스팔트에 개질제를 첨가한 개질 아스팔트를 활용하는 특수 아스콘 등으로 구별될 수 있다.

한편, 특수 아스콘 분야에서, 일반적인 가열 아스콘(Hot Mixing Asphalt, HMA)은 약 160 ~ 180℃의 생산온도를 갖는다. 이에 따라 가열 아스콘은 고온에서 생산되는 특징에 따라, 가열을 위한 에너지의 소모가 상당하며, 또한 매연, 독성물질이 배출되며 CO₂를 포함하는 다량의 유해가스가 배출되는 등의 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 안출된 개질 중온 아스콘에 관한 종래의 기술로, 등록특허 제10-1439294호(2014년09월02일)(이하 종래기술)가 있는데, 종래기술은 수분 민감도를 향상시키고, 아스팔트의 점도를 효과적으로 낮추며, 장기 저장성, 내구성 및 작업성이 우수하고 아스팔트 및 첨가제의 냄새를 제거한 왁스형 중온 첨가제 조성물 및 이를 이용한 저탄소 아스팔트 혼합물을 제시하고 있다.

그러나 종래기술은 개질 중온 아스콘을 제조하기 위한 첨가제의 비율이 높아 기존에 사용되고 있던 개질 아스콘의 배합비나 물성을 달리해야 한다는 불편함이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 계면활성제를 첨가하여 워커빌리티를 향상시키고, 이를 통해 생산온도를 낮춤으로써, 에너지 절약 및 환경오염 저감의 효과가 있는 개질 중온 아스콘 조성물 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 계면활성제의 비율을 최소화함으로써 종래의 일반적인 특수 아스콘의 배합비나 물성을 전혀 해치지 않고도, 기존에 사용하던 개질 아스콘에 단순 주입하는 형태로 혼합되어 생산온도를 저감시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 목적으로 하는 본 발명은 다음의 구성, 단계 및 특징을 갖는다.

본 발명에 따른 개질 중온 아스콘 조성물은, 140도 내외의 생산온도를 갖는 중온 아스콘 조성물에 있어서, 개질제를 첨가하여 제조된 개질 아스팔트를 포함하는 아스팔트 바인더 6 ~ 8 중량%, 그리고 골재 85 ~ 90 중량%, 그리고 계면활성제 0.01 ~ 0.04 중량%를 포함한다.

또한 본 발명에 따른 아스콘 조성물의 제조 방법은, 아스팔트 탱크에 상기 아스팔트 바인더를 주입하는 아스팔트 주입 단계, 그리고 계면활성제 주입장치를 이용하여 상기 계면활성제를 계량하여 상기 아스팔트 탱크에 주입하는 계면활성제 주입 단계, 그리고 상기 아스팔트 바인더와 상기 계면활성제가 혼합된 아스팔트 혼합물과 계량된 상기 골재를 혼합 믹서에 투입하여 혼합하는 혼합 단계를 포함한다.

상기 구성, 단계 및 특징을 갖는 본 발명은 계면활성제의 첨가를 통해 워커빌리티를 향상시키고, 이를 통해 생산온도를 낮춤으로써, 에너지 절약 및 환경오염 저감의 효과를 제공하고, 나아가 계면활성제의 비율을 최소화함으로써 종래의 일반적인 개질 아스콘의 배합비나 물성을 전혀 해치지 않고도, 기존에 사용하던 개질 아스콘에 단순 주입하는 형태로 혼합하여 사용할 수 있도록 함으로써 제조 용이성 및 시공 편의성을 향상시키는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 전단 탄성 계수에 관한 시험 결과.
도 2는 본 발명의 굴곡 탄성 계수에 관한 시험 결과.
도 3은 본 방법의 각 단계를 도시한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명은 특수 아스콘으로 불리는 개질 중온 아스콘에 적용되는 기술로, 계면활성제를 첨가하여 워커빌리티를 향상시키고, 이를 통해 생산온도를 낮춤으로써, 에너지 절약 및 환경오염 저감의 효과가 있는 개질 중온 아스콘 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

이하 첨부된 본 발명에 따른 개질 중온 아스콘 조성물(이하 본 조성물) 및 그 제조 방법(이하 본 방법)에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명의 설명에 사용되는 용어에 대하여 정리하면, 먼저 아스콘은 아스팔트 콘크리트(Asphalt Concrete)를 줄인 명칭으로, 아스팔트, 아스팔트 혼합물, 아스팔트 콘크리트 혼합물, 역청 포장용 혼합물 등으로 호칭되는 개념을 모두 포함한다.

특히 본 발명의 설명에서 '특수 아스콘'과 '개질 아스콘'이 병행 사용되는데, 이는 해당 분야에서 개질 아스콘과 특수 아스콘이 혼용되는 것을 반영하는 것으로, 둘은 동일한 개념으로 해석되어야 함을 밝힌다.

또한 본 발명의 설명에서 중온 아스콘은 120 ~ 140℃의 생산온도를 갖는 아스콘을 말하며, 이와 대비되는 일반적인 아스콘인 가열 아스콘은 약 160 ~ 180℃의 생산온도를 갖는다. 즉, 중온 아스콘은 일반적인 아스콘에 비해 생산온도가 저감된 아스콘을 의미하며, 그 생산온도가 반드시 상기 범위 내로 한정되어야 하는 것은 아니며, 상기 범위 한정은 바람직한 실시예를 의미하는 것이다.

먼저 본 조성물은 120 ~ 140℃의 생산온도를 갖는 개질 중온 아스콘 조성물로, 개질제를 첨가하여 제조된 개질 아스팔트를 포함하는 아스팔트 바인더 5 ~ 15 중량%, 골재 85 ~ 90 중량% 및 계면활성제 0.3 ~ 0.6 중량%를 포함한다.

여기에서, 개질제는 SBS, 프로세스 오일, 석유수지, 산화방지제, 사소비트 왁스, 점성 강화제, 탄성부여제, 점도 강하제 등, 아스팔트의 물성을 향상시키기 위하여 사용되는 다양한 종류의 첨가제를 모두 포함하며, 어느 한 종류로 한정되지 않는다.

각 구성 별로, 아스팔트 바인더는 원유의 경질분 제거 시 얻어지는 역청질 물질로, 본 조성물은 아스팔트 바인더로 일반 아스팔트에 개질제를 첨가하여 제조한 개질 아스팔트(특수 아스파릍)가 사용된다.

이러한 아스팔트 바인더는 5 ~ 15 중량%가 사용될 수 있고, 바람직하게는 7 ~ 8 중량%가 사용될 수 있다.

다음으로, 골재는 아스콘의 기본 구성이며, 본 조성물은 골재 85 ~ 90 중량%를 포함하는데, 이러한 골재는 굵은 골재, 잔골재, 채움재 및 모래를 포함할 수 있으며, 채움재로는 석회석분, 포틀랜드 시멘트, 소석회, 플라이애시, 회수더스트, 제강더스트, 주물더스트 등이 사용될 수 있다.

일 실시예로, 골재는 입도 25mm의 파쇄석 100중량부, 입도 12.5mm의 파쇄석 70 내지 120 중량부, 입도 9.5mm 파쇄석 150 내지 250 중량부, 채움재 130 내지 230 중량부 및 모래 30 내지 70 중량부를 포함할 수 있다.

여기에서, 파쇄석의 입도는 최대크기를 기준으로 한 것이며, 입도 25mm의 파쇄석을 예로 들면, 입도 25mm의 파쇄석이라 함은 최소 입도 12.5mm 초과 ~ 최대 입도 25mm 이하의 파쇄석을 의미한다.

다음으로, 계면활성제는 아스팔트 바인더의 계면에서의 표면 장력을 감소시킴으로써 저온에서의 골재 코팅이 원활하게 이루어지도록 하기 위한 구성으로, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 쌍이온성 계면활성제를 모두 포함할 수 있다.

본 발명은 계면활성제의 비율을 최소화함으로써 종래의 일반적인 개질 아스콘의 배합비나 물성을 전혀 해치지 않는 것을 특징으로 하며, 이를 통해 기존에 사용하던 개질 아스콘에 단순 주입하는 형태로 혼합되어 생산온도를 저감시킨다는 장점을 갖는다.

이러한 계면활성제는 0.3 ~ 0.6 중량%가 사용되는 것이 바람직한데, 상기 조성 범위 미만으로 사용되는 경우 계면활성효과가 충분히 발현되지 않아 워커빌리티의 상승이 미미하며, 상기 조성 범위를 초과하여 사용되는 경우 흐름성이 과도해짐과 더불어 아스콘의 배합비 및 물성 등을 해치게 되는 문제가 발생한다.

이하 상기 본 조성물을 이용한 개질 중온 아스콘(WMA)과 개질 가열 아스콘(HMA) 간의 물성 비교 실험을 통해 본 조성물이 생산온도 저감에도 불구하고 가열 아스콘과 동일 또는 최대한 유사한 물성을 보유하고 있음을 증명하고자 한다.

이하 표 1은 생산온도 조건을 제외한 모든 조건을 동일하게 맞춘 가열 아스콘과 중온 아스콘 간의 실험 파라미터에 관한 것이다. 여기에서 가열 아스콘과 중온 아스콘은 모두 개질제를 투입한 개질 아스콘으로 구성된다.

특성	HMA	WMA	허용 기준
생산온도(℃)	160	130
다짐온도(℃)	110	110
바인더 함량(%)	5.80	5.80
공극률(%)	4.0	4.7	4~7
최대 비중	2.425	2.425
골재 공극률(%)	15.9	16.1	12~22
아스팔트 공극률(%)	75.4	70.7	70~80
Hveem 안정도	42	40	37 이상
인정저항성능(kPa)	483	515	448 이상
인정저항률(%)	87	82	70 이상

상기 표 1을 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 아스콘 혼합 과정에서 공극률의 차이가 관찰되었으나, 상기 공극률의 차이는 시험 변동성 허용 범위(4 ~ 7%) 내에 해당하므로, 본 실험은 동일 조건 하에서 수행되었음을 알 수 있다.

상기 조건 하에서 반복 실험을 통해 두 생산온도에서의 전단 탄성 계수 곡선을 도출하였고, 각 아스콘에 대한 전단 탄성 계수 곡선은 도 1과 같이 나타났다.

또한 상기 조건 하에서 반복 실험을 통해 두 생산온도에서의 굴곡 탄성 계수 곡선을 도출하였고, 각 아스콘에 대한 굴곡 탄성 계수 곡선은 도 2와 같이 나타났다.

이 외에도, 상기 조건 하에서 반복 실험을 통해 두 생산온도에서의 각 아스콘에 대한 수분민감도, 초기 강도, 피로 수명, 판강도 등을 측정 및 비교한 결과, 모두 유의미한 정도의 유사성을 나타내었다.

상기 실험을 통해 본 조성물은 생산온도 저감에도 불구하고 가열 아스콘과 동일 또는 매우 유사한 물성을 보유하고 있음이 확인되었고, 이에 본 조성물은 가열 아스콘의 생산온도를 낮춘 중온 아스콘을 제공하되, 기존의 아스콘의 배합비, 물성 등을 변경하지도 않고도 사용 가능한 것이 입증되었다.

한편, 본 조성물은 아스콘 성능 개선을 제공하는 기능성 첨가제 1 ~ 3 중량%를 더 포함할 수 있음을 특징으로 한다.

이러한 기능성 첨가제는 아스콘 시공면에 부착성이 우수한 보호막을 형성하여 도로 포장의 방부성, 내화성, 방청성을 향상시키고, 신속한 경화로 인한 향상된 시공성 및 발수 처리를 통한 향상된 방수성을 제공한다.

구체적으로, 상기 효과를 제공하는 기능성 첨가제는 페녹시에틸아크릴레이트 100중량부, 폴리에스테르아크릴레이트 150 ~ 250중량부, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 30 ~ 40중량부, 폴리비닐아세테이트 50 ~ 100중량부, 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온 1 ~ 5중량부, 실리카 에어로겔 25 ~ 35중량부, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란 10 ~ 25중량부, 소디움실리케이트 30 ~ 50중량부, 하이드록시에틸아크릴레이트 10 ~ 70중량부, 에틸실리코네이트 30 ~ 60중량부, 에틸렌디아민테트라아세테이트 1 ~ 5중량부, 테트라에톡시실란 0.5 ~ 2.5중량부를 포함한다.

각 구성 별로, 먼저 (Phenoxyethylacrylate)페녹시에틸아크릴레이트는 아크릴레이트계 모노머로서 사용되며, 적당한 흐름성 확보와 우수한 내열 특성을 갖기 때문에 다양한 아크릴레이트계 모노머 중에서 본 조성물에 가장 적합한 것으로 확인되었다. 후술하는 각 조성물들의 사용량은 이 페녹시에틸아크릴레이트 100중량부를 기준으로 서술하기로 한다.

다음으로, (Polyesteracrylate)폴리에스테르아크릴레이트는 아크릴레이트계 올리고머로서 사용되며, 적정 접착성, 강도 및 내구성을 갖기 때문에 다양한 아크릴레이트계 올리고머 중에서 본 조성물에 가장 적합한 것으로 확인되었다. 이러한 폴리에스테르아크릴레이트는 150 ~ 250중량부가 사용되는 것이 바람직한데, 상기 수치 범위를 벗어나 사용하는 경우 보호막의 접착, 강도 및 내구성이 현저하게 저하되는 것이 확인되었다. 반복 실험 결과, 가장 바람직한 사용량은 200중량부로 확인되었다.

다음으로, (2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphineoxide)2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드는 개시제로서 사용되며, 다양한 개시제 중에서 상기한 페녹시에틸아크릴레이트와 폴리에스테르아크릴레이트와 함께 사용할 때 가장 우수한 물성을 확보할 수 있는 것으로 확인되었다. 이러한 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드는 30 ~ 40중량부가 사용되는 것이 바람직하며, 30중량부 미만으로 사용되는 경우 충분한 라디칼의 형성이 어렵고, 40중량부를 초과하여 사용되는 경우 물성이 현저하게 저하되며, 상기 조성 범위를 벗어나 사용하는 경우 특히 경화시간 및 흐름성에서 눈에 띄는 물성 저하가 관찰되었다. 반복 실험 결과, 가장 바람직한 사용량은 35중량부로 확인되었다.

다음으로, (Polyvinylacetate)폴리비닐아세테이트는 보호막의 고착력을 향상시키는 고착제로서 사용되며, 그 사용량은 50 ~ 100중량부인 것이 바람직하다. 가령 50중량부 미만으로 사용되는 경우 도막의 유연성 하락으로 보호제가 잘 고착되지 못하는 문제가 있고, 100중량부를 초과하여 사용되는 경우 보호제의 건조성이 하락하는 문제가 있다. 반복 실험 결과 최적의 사용량은 70중량부인 것으로 확인되었다.

다음으로, (2-Methyl-4-Isothiazoline-3-one)2-메틸-4-이소티아졸린-3-온은 방부제로서 사용되며, 그 사용량은 1 ~ 5중량부인 것이 바람직하다. 상기 조성 범위를 벗어나 사용되는 경우 뚜렷한 문제점이 나타난 것은 아니나, 반복 실험 결과 상기 조성 범위에서 가장 현저한 효과를 나타내었다.

다음으로, (Silica Aerogel)실리카 에어로겔은 확산된 기공을 바탕으로 내화 및 단열성을 증진시키는 역할을 하는 조성물로, 내화제 및 단열제로서 사용된다. 이러한 실리카 에어로겔은 80 ∼ 99.87%의 기공율과 1 ∼ 50nm의 기공 크기를 갖는 비표면적이 매우 큰 물질로, 투명 극저밀도 소재로, 높은 투광성과 낮은 열전도도를 특성으로 하기 때문에 투명 단열재로의 높은 잠재력을 가지고 있다. 이러한 실리카 에어로겔은 수분을 흡수하면 겔 구조 특성 및 물성이 저하되기 때문에 표면이 소수화 처리되는 것이 바람직하고, 그 사용량은 25 ~ 35중량부인 것이 바람직하다. 상기 조성 범위를 벗어나 사용되는 경우 최적의 물성을 확보할 수 없다는 문제가 있으며, 특히 35중량부를 초과하여 사용하는 경우 경제성 저하의 문제를 야기하게 된다. 반복 실험 결과, 가장 바람직한 사용량은 30중량부인 것으로 확인되었다.

다음으로, (3-Glycidoxypropylmethyldimethoxysilane)3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란은 각 조성물 특히 고분자 조성물들의 계면 접착성을 높여 물성을 향상시키기 위한 커플링제로 사용되며, 그 사용량은 10 ~ 25중량부인 것이 바람직하다. 상기 조성비를 벗어나 사용되는 경우 조성물 간의 결합력이 효과적으로 발현되지 않는다. 반복 실험 결과, 가장 바람직한 사용량은 20중량부로 확인되었다.

다음으로, (Sodiumsilicate)소디움실리케이트는 방청제로서 첨가되며, 다양한 방청제 조성물 중 비교적 경제성이 우수하다는 장점이 있다. 이러한 소디움실리케이트의 바람직한 사용량은 30 ~ 50중량부인데, 가령 30중량부 미만으로 사용되는 경우 방청 능력의 보장이 어렵고, 50중량부를 초과하여 사용되는 경우 경제성이 저하되는 문제가 있다. 경제성과 방청 능력 모두를 고려한 최적의 사용량은 40중량부이다.

다음으로, (Hydroxyethylacrylate)하이드록시에틸아크릴레이트는 부착증진제로서 첨가되며, 하이드록시에틸아크릴레이트는 특히 경화성이 뛰어나다는 장점이 있어 채용되었다. 바람직한 사용량은 10 ~ 70중량부인데, 가령 10중량부 미만으로 사용되는 경우 부착 증진 효과가 제대로 발현되지 않으며, 70중량부를 초과하여 사용되는 경우 휘발도가 높아져 독성이 강해지게 되는 문제점이 있다. 반복 실험 결과, 가장 바람직한 사용량은 40중량부인 것으로 확인되었다.

다음으로, (Ethylsiliconate)에틸실리코네이트는 보호막의 내식성, 내충격성, 내자상성(자상/스크래치에 견디는 정도) 및 표면 경도를 상승시키기 위한 강도강화제로서 첨가되며, 평균 입자 크기는 10 ~ 20 nm인 것이 바람직하고, 그 바람직한 사용량은 30 ~ 60중량부이다. 가령 30중량부 미만으로 사용되는 경우 충분한 강도를 얻을 수 없고, 60중량부를 초과하여 사용하는 경우 과도한 강성에 의해 시공 후 크랙 발생 가능성이 높아진다. 반복 실험 결과, 가장 바람직한 사용량은 40중량부인 것으로 확인되었다.

다음으로, (Ehtylenediaminetetracetate)에틸렌디아민테트라아세테이트는 흡착강화제로서 사용되며, 보호막의 초기 시공 시의 흡착력을 강화하여 결과적으로 부착력을 향상시킨다. 에틸렌디아민테트라아세테이트의 바람직한 사용량은 1 ~ 5중량부이며, 상기 조성 범위를 벗어나 사용되는 경우 흡착 강화 효과가 적절하게 발현되지 않는다.

다음으로, (Tetraethoxysilane)테트라에톡시실란은 가수분해 축합되어 보호막의 방수성 및 발수성을 부여하고 방부성을 향상시키기 위해 첨가되며, 0.5 내지 2.5중량부가 사용되는 것이 바람직한데, 0.5중량부 미만으로 사용되는 경우 방수성, 발수성 및 방부성 향상 효과가 미미하며, 2.5중량부를 초과하여 사용되는 경우 시공성이 저하되는 문제가 있다. 반복 실험 결과, 가장 바람직한 사용량은 2중량부로 확인되었다.

상기 구성 및 조성 범위의 한정을 갖는 본 발명의 보호막은 건조 온도 한정이 별도로 필요 없고, 흐름성이 없이 경화가 빠르게 이루어지기 때문에 보호막의 구비가 간편하게 이루어지고, 나아가 우수한 부착성은 물론, 향상된 방부성, 내화성, 방청성을 구비하고, 더하여 방수성이 탁월하다는 장점을 갖는다.

[실시예]

이하 본 발명에 따른 보호제 조성물과 이에 의하여 형성된 보호막의 효과를 실험하기 위하여, 실시예1 내지 3 각각의 조성비로 혼합된 보호제(500g)를 아스콘에 혼합한 후 경화시켜 보호막이 형성된 시험용 블록을 제조하였고, 각각의 시험용 블록을 이용하여 이하 실험예1 내지 4에 따라 실험을 실시하였다.(아래 성분표 참조)

[성분표]

[실험예1]

실시예1 내지 3 각각의 시험용 블록의 UV 경화 시간을 측정한 결과, 실시예1은 약 1분, 실시예2는 약 1분 30초, 실시예3은 2분으로 측정되었다. 따라서 실시예1 내지 3 모두 전체적인 경화 시간은 짧은 편에 속하며, 특히 세 실시예 모두 흐름성 없이 신속한 경화가 진행되는 것을 확인할 수 있었다.

[실험예2]

실시예1 내지 3 각각의 시험용 블록에 크로스-컷(cross-cut) 시행 결과, 실시예 1 내지 3 모두 오차 범위 1% 내에서 전혀 박리가 일어나지 않았다.(박리율 1% 미만)

이 후, 실시예 1 내지 3 각각의 시험용 블록 외면에 불규칙한 돌출부위를 갖는 스크래처를 통해 긁는 실험을 수행한 결과, 실시예1은 보호막 대부분이 파손되었고, 실시예2 및 3에서는 오차 범위 5% 내에서 보호막의 파손이 전혀 일어나지 않았다.(파손율 5% 미만)

따라서 실시예1에 비하여 실시예2 및 3이 보호막의 부착력과 강도가 우수한 것을 확인할 수 있었다.

[실험예3]

실시예1 내지 3 각각의 시험용 블록 외면에 토치를 통해 10분간 화염을 직접 분사하는 실험을 수행한 결과, 실시예1 및 2에서는 일부 연소 및 용융이 발생하였으나, 실시예3에서는 약간의 그을음이 발생할 뿐 보호막이 전혀 연소되지 않았다.

따라서 실시예1 및 2에 비하여 실시예3이 내화성 및 단열성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.

[실험예4]

실시예1 내지 3 각각의 시험용 블록 외면에 6시간 동안 물을 분사한 후, 보호막을 제거하고 시험용 블록의 내부 침습도를 검사한 결과 실시예1 및 2에서는 소량의 습기가 검출되었고, 실시예3에서는 습기가 전혀 검출되지 않았다.

따라서 실시예1 및 2에 비하여 실시예3이 방수성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.

이하 상기 본 조성물의 제조 방법(본 방법)에 대하여 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 방법은 크게 아스팔트 주입 단계(S1), 계면활성제 주입 단계(S2), 이송 단계(S3) 및 혼합 단계(S4)를 포함한다.

또한 도면의 도시는 생략하였으나, 아스콘 운송 단계, 프리믹스화 단계, 기능성 첨가제 주입 단계 등을 더 포함할 수 있다.

각 단계 별로, 아스팔트 주입 단계(S1)는 아스팔트 탱크에 아스팔트 바인더를 주입하는 단계로, 아스팔트 탱크는 내부에 아스팔트 바인더와 계면활성제의 수용을 위한 수용공간을 구비한다. 이 때 주입되는 아스팔트 바인더는 상기 본 조성물에서 설명한 바와 같다.

다음으로, 계면활성제 주입 단계(S2)는 계면활성제 주입장치를 이용하여 계면활성제를 계량하여 아스팔트 탱크에 주입하는 단계로, 계면활성제 주입장치는 계면활성제의 계량을 위한 계량장치, 아스팔트 탱크에 주입을 위한 주입 노즐을 포함할 수 있다. 여기에서, 주입되는 계면활성제는 상기 본 조성물에서 설명한 바와 같다.

다음으로, 이송 단계(S3)는 계면활성제 주입 단계를 통해 중온화된 아스팔트 혼합물을 아스팔트 이송배관을 통해 이송하는 이송단계로, 계면활성제의 주입을 통해 중온화된 아스팔트 혼합물은 이송배관을 통해 혼합 믹서로 이송된다.

다음으로, 혼합 단계(S4)는 이송된 아스팔트 혼합물과 골재를 혼합 믹서에 투입하여 혼합하는 단계로. 혼합 믹서는 아스팔트 혼합물과 골재의 혼합을 통해 개질 중온 아스콘을 제조하기 위하여 소정의 가열장치, 교반장치 등을 포함할 수 있다.

도시가 생략된 아스콘 운송 단계는 혼합 믹서에서 혼합된 아스콘을 아스콘 운송 트럭을 통해 출하하는 단계이고, 프리믹스화 단계는 혼합 믹서에서 혼합된 아스콘을 급랭, 건조 및 분쇄 과정을 거쳐 입도가 매우 작은 상태로 제품화하여 현장에서 바로 사용 가능하게 하는 단계이다.

그리고 기능성 첨가제 주입 단계는 상기한 기능성 첨가제를 주입하는 단계로, 상기 본 방법의 각 단계 사이 어느 한 시점에 수행될 수 있으며, 구체적인 내용은 상기 설명을 따르는 것으로 한다.

상기 본 방법의 설명에서 언급이 생략된 부분은 상기 본 조성물의 특징으로부터 추론할 수 있고, 이상에서 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

120 ~ 150℃의 생산온도를 갖는 중온 아스콘 조성물에 있어서,
개질제를 첨가하여 제조된 개질 아스팔트를 포함하는 아스팔트 바인더 6 ~ 8 중량%;
골재 85 ~ 90 중량%; 및
계면활성제 0.01 ~ 0.04 중량%;
를 포함하고,
기능성 첨가제 1 ~ 3 중량%를 더 포함하고,
상기 기능성 첨가제는, 페녹시에틸아크릴레이트 100중량부, 폴리에스테르아크릴레이트 150 ~ 250중량부, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 30 ~ 40중량부, 폴리비닐아세테이트 50 ~ 100중량부, 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온 1 ~ 5중량부, 실리카 에어로겔 25 ~ 35중량부, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란 10 ~ 25중량부, 소디움실리케이트 30 ~ 50중량부, 하이드록시에틸아크릴레이트 10 ~ 70중량부, 에틸실리코네이트 30 ~ 60중량부, 에틸렌디아민테트라아세테이트 1 ~ 5중량부 및 테트라에톡시실란 0.5 ~ 2.5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 개질 중온 아스콘 조성물.

청구항 1에 있어서,
상기 골재는 입도 25mm의 파쇄석 100중량부, 입도 12.5mm의 파쇄석 70 내지 120 중량부, 입도 9.5mm 파쇄석 150 내지 250 중량부, 채움재 130 내지 230 중량부 및 모래 30 내지 70 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 개질 중온 아스콘 조성물.

삭제

청구항 1에 기재된 중온 아스콘 조성물의 제조 방법에 있어서,
아스팔트 탱크에 상기 아스팔트 바인더를 주입하는 아스팔트 주입 단계;
계면활성제 주입장치를 이용하여 상기 계면활성제를 계량하여 상기 아스팔트 탱크에 주입하는 계면활성제 주입 단계;
상기 아스팔트 바인더와 상기 계면활성제가 혼합된 아스팔트 혼합물과 계량된 상기 골재를 혼합 믹서에 투입하여 혼합하는 혼합 단계;
를 포함하는 개질 중온 아스콘 조성물의 제조 방법.

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