KR20180024633A

KR20180024633A - 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물

Info

Publication number: KR20180024633A
Application number: KR1020160111161A
Authority: KR
Inventors: 박홍철
Original assignee: 박홍철
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2018-03-08

Abstract

본 발명은 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제강 슬래그 더스트 및 규사로 이루어진다.
상기의 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물은 인장강도와 흐름성이 매우 우수하여, 아스팔트 콘크리트에 적용되면 아스팔트 콘크리트에 공극을 채우고, 아스팔트 성분과 골재의 접착력을 향상시켜 기계적 물성을 향상시키는 효과를 나타낸다.

Description

아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물 {FILLER COMPOSITION FOR ASPHALT CONCRETE}

본 발명은 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인장강도와 흐름성이 매우 우수하여, 아스팔트 콘크리트에 적용되면 아스팔트 콘크리트에 공극을 채우고, 아스팔트 성분과 골재의 접착력을 향상시켜 기계적 물성을 향상시키는 효과를 나타내는 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물에 관한 것이다.

아스팔트 콘크리트용 채움재는 아스팔트 콘크리트용 혼합물 내에서 골재 간의 간극을 충전시켜 주고, 채움재와 바인더인 아스팔트가 결합한 채움재-바인더로서의 작용을 한다. 이러한 채움재의 특성 때문에 채움재의 품질은 아스팔트 콘크리트용 혼합물의 물성과 밀접한 관련이 있다.

KS F 3501 아스팔트 포장용 채움재 규격에 의하면 채움재는 석회석분, 포틀랜드 시멘트, 소석회, 플라이애시, 회수더스트, 전기로 제강더스트, 주물더스트, 각종 소각회 및 기타 적당한 광물성 물질의 분말이라고 규정하고 있다.

일반적으로 산업현장에서는 아스팔트 포장용 채움재로서 석회석분이 주로 사용하고 있으며, 가열 아스팔트혼합물을 제조하는 공장에서는 골재를 가열할 때 발생하는 분진을 집진한 회수 더스트를 석회석분과 혼합하여 사용하고 있다.

포틀랜드 시멘트와 소석회는 석회석을 열분해한 후 추가공정을 거쳐 발생되는 물질로서 석회석을 단순 파쇄한 석회석분에 비하여 상당히 고가이기 때문에 산업현장에서는 잘 사용되고 있지 않다.

또한, 플라이애시의 경우 한국전력 화력발전소에서 배출되며 대부분 콘크리트 혼화재료로 활용되고 있으나 그 밀도가 1.8 내지 2.2g/cm³ 정도의 가벼운 물질로서 KS F 3501 아스팔트 포장용 채움재 규격에 의한 품질특성 중 흐름값이 규격에 적합하지 않은 경우가 많아 널리 사용되지 않고 있는 실정이다.

따라서, 재료 비용이 저렴하면서, 인장강도와 흐름값이 우수한 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물의 제조가 요구되고 있다.

한국특허등록 제10-1237710호(2013.02.21). 한국특허등록 제10-1520327호(2015.05.08).

본 발명의 목적은 인장강도와 흐름성이 매우 우수하여, 아스팔트 콘크리트에 적용되면 아스팔트 콘크리트에 공극을 채우고, 아스팔트 성분과 골재의 접착력을 향상시켜 기계적 물성을 향상시키는 효과를 나타내는 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 제강 슬래그 더스트 및 규사로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물은 제강 슬래그 더스트 60 내지 70 중량% 및 규사 30 내지 40 중량%로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물은 제강 슬래그 더스트 60 중량% 및 규사 40 중량%로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 제강 슬래그 더스트는 제강의 예비처리 공정 중 진행되는 탈황 및 탈인의 과정에서 발생하는 슬래그를 건조하는 과정에서 방생하는 분진으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 제강 슬래그 더스트는 분말도가 4500 내지 7000cm²/g인 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 규사는 입자크기가 0.075 내지 0.15 밀리미터인 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물에는 플라이애시가 더 함유되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물에는 상기 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물 100 중량부 대비 플라이애시 4 내지 5 중량부가 더 함유되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물은 제강 슬래그 더스트 60 중량%와 건조된 규사 40 중량%를 배합기에 투입하고 150rpm의 속도로 30분 동안 배합하여 제조되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물은 제강 슬래그 더스트 60 중량% 및 건조된 규사 40 중량%로 이루어진 혼합물 100 중량부와 플라이애시 4.5 중량부를 배합기에 투입하고 150rpm의 속도로 30분 동안 배합하여 제조되는 것으로 한다.

본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물은 박리저항성, 인장강도 및 흐름성이 매우 우수하여, 아스팔트 콘크리트와 상용성이 우수하며, 아스팔트 콘크리트의 기계적 강도를 향상시키는 탁월한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물을 촬영하여 나타
낸 사진이다.
도 2는 본 발명에 사용되는 제강슬래그를 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명에 사용되는 규사를 촬영하여 나타낸 사진이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물은 제강 슬래그 더스트 및 규사로 이루어지며, 제강 슬래그 더스트 60 내지 70 중량% 및 규사 30 내지 40 중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제강 슬래그 더스트는 60 내지 70 중량%가 함유되며, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물의 주재료가 되는 성분으로, 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물에 박리저항성을 부여하는 역할을 한다.

아스팔트 콘크리트의 주 성분은 아스팔트와 골재인데, 제강 슬래그 더스트는 아스팔트와의 접착성이 우수하기 때문에, 우수한 박리저항성을 나타내며 아스팔트와 골재 사이에 형성되는 공극을 채워, 아스팔트와 골재가 분리되는 것을 억제하고 기계적 물성을 향상시키는 역할을 한다.

본 발명에서 사용되는 제강 슬래그 더스트는 제철과정에서 이루어지는 소결, 제선 및 제강의 순으로 진행되는 공정 중 제선에서 제강으로 넘어가는 제강의 예비처리 과정에서 생석회를 투입하여 탈황 및 탈인을 실시하며, 이 과정에서 발생하는 슬래그는 수분을 다량 함유하여 생석회가 소석회로 전환되고, 상기와 같이 소석회가 함유된 슬래그의 수분을 제거하기 위해 건조로 등을 이용하여 건조하는 과정이 진행되는데, 이러한 건조과정에서 발생하는 분진 등을 집진하여 제조된 것을 사용한다. 상기의 과정에서는 생석회가 다량 투입되며, 이 생석회가 탈황 및 탈인의 과정에서 물과 접촉하여 소석회로 변형되며, 탈황 탈인후 잔존 변형되는 소석회가 박리저항성 작용에 유리하게 작용하게 된다.

상기 제강 슬래그 더스트의 분말도는 4500 내지 7000cm²/g을 나타내는데, 제강 슬래그 더스트의 분말도가 7500cm²/g 을 초과하게 되면 아스팔트 콘크리트에 함유된 아스팔트에 고르게 혼합되지 못하며, 상기 제강 슬래그 더스트의 분말도가 4500cm²/g 미만이면 아스팔트 콘크리트에 형성되는 공극에 대한 침투효율성이 저하된다.

상기 규사는 30 내지 40 중량%가 함유되며, 상기 제강 슬래그 더스트로 인해 발생하는 채움재의 수침팽창비를 낮추고, 아스팔트 콘크리트의 기계적 물성을 향상시키는 채움재를 제공하는 역할을 한다.

규사는 흡수율이 낮기 때문에, 상기 제강 슬래그 더스트와 혼합되면 채움재의 전체적인 흡수율을 낮춰 채움재의 유동성과 작업성을 향상시켜주며, 아스팔트 콘크리트에 형성된 공극에 채워지면 충전제와 같은 역할을 하기 때문에, 아스팔트 콘크리트의 기계적 물성을 향상시키는 역할도 한다.

상기 규사의 함량이 30 중량% 미만이면 채움재의 흡수율이 향상되어 유동성 및 작업성이 저하되며, 상기 규사의 함량이 40 중량%를 초과하게 되면 채움재의 박리현상 억제 효과가 미미해진다.

이때, 상기 규사는 입자크기가 0.075 내지 0.15 밀리미터인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 상기의 입자크기를 갖는 규사는 상기 제강 슬래그 더스트와의 혼합성능이 향상되고, 아스팔트 콘크리트에 존재하는 공극에 대한 침투효율이 향상되어 아스팔트 콘크리트를 구성하는 아스팔트와 골재의 박리를 억제하는 효과를 나타낸다.

상기 규사의 입자크기가 0.075 밀리미터 미만이면 아스팔트 콘크리트에 함유된 아스팔트에 고르게 혼합되지 못하며, 상기 규사의 입자크기가 0.15 밀리미터를 초과하게 되면 아스팔트 콘크리트에 형성되는 공극에 대한 침투효율성이 저하된다.

또한, 상기 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물에는 플라이애시가 더 함유될 수도 있는데, 상기 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물 100 중량부 대비 4 내지 5 중량부가 함유되는 것이 바람직하다.

상기 플라이애시는 소각과정에서 발생되는 부산물을 전기집진기에서 포집하는 물질로써 보통 분말도는 시멘트 분말도와 유사하기 때문에 별도의 분쇄 공정을 거치지 않아도 채움재의 원자재로서 활용할 수 있으며, 플라이애시를 사용함으로써 아스팔트의 사용량을 줄일 수 있기 때문에 경제적이고, 다양한 온도변화에도 플라이애시 고유의 특성으로 인해 아스팔트 콘크리트의 기계적 강도도 증진시키는 역활을 한다.

상기의 효과를 나타내는 플라이애시는 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물 100 중량부 대비 4 내지 5 중량부가 함유되는데, 상기 플라이애시의 함량이 4 중량부 미만이면 아스팔트 콘크리트의 기계적 강도를 증진시키는 효과가 미미하며, 상기 플라이애시의 함량이 5 중량부를 초과하게 되면 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물에 흡수율이 지나치게 향상되어 유동성 및 작업성이 저하되며 제조비용을 증가시키게 된다.

상기의 성분으로 이루어지는 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물은 제강 슬래그 더스트 및 규사를 각각 채거름하여 제강 슬래그 더스트는 분말도가 4500 내지 7000cm²/g을 나타내도록 선별하고, 규사는 입자크기가 0.075 내지 0.15 밀리미터를 나타내도록 선별한 후에, 선별된 제강 슬래그 더스트 및 규사를 교반장치가 구비된 배합기로 배합하는 과정을 통해 제조된다.

또한, 플라이애시를 더 혼합하는 경우에는 제강 슬래그 더스트와 규사를 배합기에 투입할 때, 플라이애시를 함께 투입하여 배합하는 것이 바람직하다.

이하에서는, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.

<실시예 1>

제강 슬래그 더스트를 입자크기가 4500 내지 7000cm²/g을 나타내는 성분들로 선별하고 규사를 입자크기가 0.075 내지 0.15 밀리미터를 나타내도록 선별한 후에, 상기 제강 슬래그 더스트 60kg과 상기 규사 40kg을 150rpm의 속도로 30분 동안 배합하여 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물을 제조하였다.

<실시예 2>

상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 제강 슬래그 더스트 60kg과 규사 40kg 및 플라이애시 4.5kg을 150rpm의 속도로 30분 동안 배합하여 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물을 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물의 박리저항성, 침수팽창률, 소성지수, 흐름시험 및 비중을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.

(단, 박리저항성, 침수팽창률, 소성지수, 흐름시험 및 비중은 KS F 3501의 시험방법으로 측정하였다.)

<표 1>

위에 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물은 박리저항성이 우수하며, 흐름성이 우수하여 우수한 작업성을 나타낸다.

또한, 상기 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물의 인장강도비 및 이론최대밀도를 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.

(단, 인장강도비는 KS F 2398의 시험방법으로 측정하였으며, 이론최대밀도는 KS F 2366의 시험방법으로 측정하였다.)

<표 2>

위에 표 2에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물은 인장강도가 우수한 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물은 박리저항성, 인장강도 및 흐름성이 매우 우수하여, 아스팔트 콘크리트와 상용성이 우수하며, 아스팔트 콘크리트의 기계적 강도를 향상시키는 효과를 나타낸다.

Claims

제강 슬래그 더스트 및 규사로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물은 제강 슬래그 더스트 60 내지 70 중량% 및 규사 30 내지 40 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물.
청구항 2에 있어서,
상기 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물은 제강 슬래그 더스트 60 중량% 및 규사 40 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물.
청구항 1 내지 3중 어느 한 항에 있어서,
상기 제강 슬래그 더스트는 제강의 예비처리 공정 중 진행되는 탈황 및 탈인의 과정에서 발생하는 슬래그를 건조하는 과정에서 발생하는 분진으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물.
청구항 1 내지 3중 어느 한 항에 있어서,
상기 제강 슬래그 더스트는 분말도가 4500 내지 7000cm²/g인 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물.
청구항 1 내지 3중 어느 한 항에 있어서,
상기 규사는 입자크기가 0.075 내지 0.15 밀리미터인 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물에는 플라이애시가 더 함유되는 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물.
청구항 7에 있어서,
상기 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물에는 상기 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물 100 중량부 대비 플라이애시 4 내지 5 중량부가 더 함유되는 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물은 제강 슬래그 더스트 60 중량%와 규사 40 중량%를 150rpm의 속도로 30분 동안 배합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물은 제강 슬래그 더스트 60 중량% 및 규사 40 중량%로 이루어진 혼합물 100 중량부와 플라이애시 4.5 중량부를 150rpm의 속도로 30분 동안 배합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트용 채움재 조성물.