KR20220133577A - Photocatalyst sustained releasing ascon pavement composition comprising water cooled porous slag impregnated with photocatalyst as ascon aggregate and the photocatalyst sustained releasing ascon pavement construction method using thereof - Google Patents
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- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/2038—Resistance against physical degradation
- C04B2111/2061—Materials containing photocatalysts, e.g. TiO2, for avoiding staining by air pollutants or the like
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Abstract
Description
본 발명은, 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물 및 이를 이용한 광촉매 서방성 아스콘 도로포장 시공공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아스팔트, 굵은골재, 및 채움재를 포함하는 아스콘 도로포장재 조성물에서 상기 굵은골재의 일부 또는 전부를 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그로 대체하여 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그의 포러스 다공에 함침된 광촉매가 서서히 방출되어 도로포장 표면의 대기정화, 미세먼지저감 및 표면오염저감 효과를 나타내도록 한 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물 및 이를 이용한 광촉매 서방성 아스콘 도로포장 시공공법에 관한 것이다.The present invention relates to a photocatalytic sustained release asphalt concrete road paving material composition comprising porous porous water chain slag impregnated with a photocatalyst as an asphalt concrete aggregate, and a photocatalytic sustained release asphalt concrete road paving construction method using the same, and more particularly, asphalt, coarse aggregate, and Part or all of the coarse aggregate in the asphalt road pavement composition comprising a filling material is replaced with porous porous chain slag impregnated with a photocatalyst, and the photocatalyst impregnated in the porous pores of the porous porous chain slag is gradually released to purify the atmosphere of the road pavement surface , It relates to a photocatalytic sustained release asphalt concrete road pavement composition comprising, as an asphalt concrete aggregate, porous porous water chain slag impregnated with a photocatalyst to exhibit fine dust reduction and surface contamination reduction effects, and a photocatalytic sustained release asphalt road paving construction method using the same.
아스콘이라 함은 아스팔트 콘크리트(asphalt concrete)의 약자로서 석유 정제 후 배출되는 아스팔트에 잔골재, 굵은골재 및 채움재 등을 혼합한 도로포장재를 일컫는 것이다. Ascon is an abbreviation of asphalt concrete, and refers to a road paving material in which fine aggregates, coarse aggregates and fillers are mixed with asphalt discharged after petroleum refining.
종래의 아스콘의 예를 들면 잔골재로서 모래와 석분을 각각 8중량% 및 50중량%, 굵은 골재로서 자갈 33중량%, 채움재 3중량% 및 아스팔트 6중량%를 포함하는 아스콘을 들 수 있다. Examples of conventional asphalt concrete include asphalt concrete containing 8% by weight and 50% by weight of sand and 50% by weight, respectively, as a fine aggregate, 33% by weight of gravel as a coarse aggregate, 3% by weight of a filler, and 6% by weight of asphalt.
상기와 같은 잔골재, 굵은 골재 및 채움재는 아스콘의 강도를 유지하고 내부 공극을 최소화하기 위하여 적절한 비율로 사용되고 있으며, 종래에는 상기 예에서 언급한 바와 같이 골재로서 천연자원으로부터 얻을 수 있는 모래, 석분, 자갈 등을 주로 사용하였으나, 상기 골재는 채취가능한 자원이 한계를 드러내고 환경파괴의 요인으로 작용하기 때문에 그 채취에 제약을 받게됨에 따라 이에 대한 대체 골재의 사용이 확대되고 있다.The fine aggregates, coarse aggregates and fillers as described above are used in an appropriate ratio to maintain the strength of asphalt concrete and minimize internal voids. However, the use of alternative aggregates is expanding as the aggregates are limited in their extraction because the extractable resources are limited and act as a factor of environmental destruction.
그 결과, 최근에 다양한 대체골재가 개발되고 있는데, 한국등록특허 10-0568351(등록일자 2006년03월30일)에는 고온의 스테인레스 정련로 슬래그를 800℃이상의 온도까지 자연냉각하는 단계, 상기 자연냉각한 슬래그를 650~580℃온도범위 까지 건식으로 강제냉각하는 단계, 상기 강제냉각한 슬래그를 570~500℃온도까지 자연냉각하여 자연분화시키는 단계, 상기 자연분화된 슬래그를 상온까지 건식으로 강제냉각하는 단계 및 상기 건식냉각한 분말을 250㎛ 이하로 체거름 하는 단계를 포함하여 이루어지는 스테인레스 정련슬래그를 아스콘채움재로 제조하는 방법이 공지되어 있다.As a result, various alternative aggregates have been developed recently. Korean Patent No. 10-0568351 (registration date March 30, 2006) discloses a step of naturally cooling high-temperature stainless steel refining furnace slag to a temperature of 800° C. or higher, the natural cooling. Forcibly cooling one slag in a dry manner to a temperature range of 650 to 580 ° C. Naturally cooling the forcibly cooled slag to a temperature of 570 to 500 ° C. There is known a method for producing stainless steel refining slag as an asphalt concrete filling material comprising the step and sieving the dry-cooled powder to a size of 250 μm or less.
또한, 한국등록특허 10-0795184(등록일자 2008년01월09일)에는 아스팔트 콘크리트의 표층(중간층)용 및 기층에 혼합되어 사용되는 아스콘용 골재에 있어서, 상기 아스콘용 골재는 SiO2 19.0 ~ 31.1wt.%, Fe2O3 29.6 ~ 38.2wt.%, Al2O3 7.0 ~ 13.9wt.%, CaO 14.5 ~ 38.0wt.%, MgO 6.0 ~ 8.1wt.%, K2O 0.14 ~ 0.28wt.%의 함량을 갖는 전기로의 산화슬래그를 파쇄 및 분쇄하고, 이 분쇄물에서 상기 철성분(Fe2O3)을 제거한 다음, 크기별로 선별하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 전기로 산화 슬래그를 이용한 아스콘용 골재가 공지되어 있다.In addition, in Korea Patent No. 10-0795184 (registration date January 09, 2008), in the asphalt concrete aggregate used for the surface layer (intermediate layer) and the base layer of asphalt concrete, the asphalt concrete aggregate is SiO 2 19.0 ~ 31.1 wt.%, Fe 2 O 3 29.6 ~ 38.2 wt.%, Al 2 O 3 7.0 ~ 13.9 wt.%, CaO 14.5 ~ 38.0 wt.%, MgO 6.0 ~ 8.1 wt.%, K 2 O 0.14 ~ 0.28 wt. Aggregate for asphalt using electric furnace oxidation slag, characterized in that it is obtained by crushing and pulverizing the oxidized slag of an electric furnace having a content of %, removing the iron component (Fe 2 O 3 ) from the pulverized product, and then selecting by size is known.
또한, 한국등록특허 10-1191620(등록일자 2012년10월10일)에는 굵은 골재, 잔골재, 채움재 및 아스팔트로 이루어진 아스콘 조성물로서, 상기 잔골재 100 중량부 중 아토마이징 처리된 크기 5mm 이하의 슬래그 볼이 0 내지 70 중량부(0 중량부는 미포함) 포함되고, 상기 슬래그 볼은 전로 슬래그 또는 전기로 슬래그로부터 제조되며, 상기 전로 슬래그 또는 전기로 슬래그는 CaO : 14.5~63 중량%, Fe2O3 : 22~45 중량%, SiO2 : 10~22 중량%, MgO : 6~10 중량%, FeO : 3 중량% 이하(0 중량% 미포함) 및 Al2O3 : 5.5 중량% 이하(0 중량% 미포함)를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스콘 조성물이 공지된 바 있다.In addition, Korea Patent No. 10-1191620 (registration date October 10, 2012) discloses an asphalt concrete composition consisting of coarse aggregate, fine aggregate, filling material, and asphalt, and atomized slag balls of 5 mm or less in size among 100 parts by weight of the fine aggregate. 0 to 70 parts by weight (0 parts by weight not included), the slag ball is prepared from converter slag or electric furnace slag, and the converter slag or electric furnace slag is CaO: 14.5 to 63 wt%, Fe 2 O 3 : 22 ~45 wt%, SiO 2 : 10~22 wt%, MgO: 6~10 wt%, FeO: 3 wt% or less (0 wt% not included) and Al 2 O 3 : 5.5 wt% or less (0 wt% not included) Ascon composition comprising a bar is known.
또한, 한국공개특허 10-2017-0112472(공개일자 2017년10월12일)에는 아스팔트 혼합물을 형성하기 위해 아스팔트 조성물에 혼합되는 폐아스콘 및 슬래그 골재의 함량 및 물성을 측정하여, 측정된 값을 따라, 피드 아스팔트에 총 아스팔트 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 10 중량부의 중온화 첨가제, 0.05 내지 2 중량부의 부식 방지제, 및 1 내지 20 중량부의 보강제를 혼합하여 아스팔트 조성물을 생산 하는 단계를 포함하고, 상기 총 아스팔트는 피드 아스팔트와 폐아스콘 내 구재 아스팔트로 구성되는 아스팔트 조성물의 제조방법에서, 상기 아스팔트 혼합물이 골재를 기준으로 0.1 이상 30 미만 중량%의 슬래그 골재를 포함하는 경우, 상기 아스팔 트 조성물은 총 아스팔트 100 중량부 기준으로 0.3 이하 중량부의 부식 방지제를 포함하고, 상기 아스팔트 혼합물이 골재를 기준으로 30 이상 70 미만 중량%의 슬래그 골재를 포함하는 경우, 상기 아스팔트 조성물은 총 아스팔트 100 중량부 기준으로 0.3 초과 0.5 이하 중량부의 부식 방지제를 포함하며, 상기 아스팔트 혼합물이 골재를 기준으로 70 이상 중량%의 슬래그 골재를 포함하는 경우, 상기 아스팔트 조성물은 총 아스팔트 100 중량부 기준으로 0.5 초과 중량부의 부식 방지제를 포함하는 아스팔트 조성물의 제조방법이 공지되어 있다.In addition, in Korea Patent Application Laid-Open No. 10-2017-0112472 (published on October 12, 2017), the content and physical properties of waste asphalt concrete and slag aggregate mixed into the asphalt composition to form an asphalt mixture are measured, and according to the measured values, , based on 100 parts by weight of the total asphalt in the feed asphalt, 0.1 to 10 parts by weight of a neutralizing additive, 0.05 to 2 parts by weight of a corrosion inhibitor, and 1 to 20 parts by weight of a reinforcing agent comprising the step of mixing to produce an asphalt composition, wherein In the method for producing an asphalt composition consisting of feed asphalt and old asphalt in waste asphalt, when the asphalt mixture contains 0.1 or more and less than 30% by weight of slag aggregate based on the aggregate, the asphalt composition is total When the asphalt mixture contains 0.3 parts by weight or less of a corrosion inhibitor based on 100 parts by weight of asphalt, and the asphalt mixture contains 30 or more and less than 70% by weight of slag aggregate based on the aggregate, the asphalt composition is 0.3 parts by weight based on 100 parts by weight of the total asphalt and not more than 0.5 parts by weight of a corrosion inhibitor, and when the asphalt mixture includes 70% by weight or more of slag aggregate based on the aggregate, the asphalt composition contains more than 0.5 parts by weight of a corrosion inhibitor based on 100 parts by weight of the total asphalt A method for preparing an asphalt composition is known.
그러나, 종래 슬래그를 대체골재로 사용한 아스콘은 단순히 대체골재로만 사용되고 있을 뿐, 상기 아스콘이 도로포장재로 사용되는 경우, 도로포장재의 기능만 할 뿐 최근에 발생하고 있는 도로교통의 미세먼지 저감 등 기능성 역할은 전혀 불가능한 실정이다.However, conventional asphalt concrete using slag as an alternative aggregate is simply used as an alternative aggregate. is absolutely impossible.
이에 따라, 최근 아스콘 도로포장재는 미세먼지저감, 오염물질저감 등의 기능성을 강화하기 위하여, 한국등록특허 10-1047284(등록일자 2011년07월01일)에는 일반칼라아스콘 포장체 표면에 아파타이트 피복 폐슬러지 광촉매(TiO2) 1~2중량%, 아크릴산에스테르수지 20~40중량%, PVC수지안정제 0.1~5중량%, 견운모분말 0.5~1중량%, 증점제 0.1~5중량%, 방부제 0.1~10중량%, 분산제 0.1~5중량%, 분산매로서 물 32~78.1중량%로 조성된 액상의 광촉매 조성물을 코팅한 코팅층을 UV-램프 경화장치로 램프출력 2.5~4.0kw, 경화속도 1.5~3.0m/sec로 자외선 조사처리한 기능성 칼라아스콘 포장체가 공지된 바 있다.Accordingly, recently, in order to enhance the functionality of asphalt concrete road paving materials such as fine dust reduction and pollutant reduction, Korean Patent No. 10-1047284 (registration date July 01, 2011) discloses apatite coating waste on the surface of general color asphalt concrete pavement. Sludge photocatalyst (TiO2) 1-2 wt%, acrylic acid ester resin 20-40 wt%, PVC resin stabilizer 0.1-5 wt%, sericite powder 0.5-1 wt%, thickener 0.1-5 wt%, preservative 0.1-10 wt% , a coating layer coated with a liquid photocatalyst composition composed of 0.1 to 5% by weight of a dispersant and 32 to 78.1% by weight of water as a dispersion medium is applied to a UV-lamp curing device with a lamp output of 2.5-4.0 kw and a curing speed of 1.5-3.0 m/sec. A functional colored asphalt concrete package treated with ultraviolet light has been known.
그러나, 상기 광촉매 코팅 아스콘 도로포장재는 일반 아스콘 포장재 표면에 별도의 광촉매 조성물을 코팅한 것으로, 별도의 광촉매 조성물을 코팅에 비용 및 시공상 문제점이 있었고, 차량의 도로교통 및 하중에 의하여 마모 및 소멸되는 단점이 있었다.However, the photocatalyst coated asphalt road pavement material is coated with a separate photocatalyst composition on the surface of the general asphalt concrete paving material, and there were problems in cost and construction in coating the separate photocatalyst composition, and the road traffic and load of the vehicle wear and disappear. There were downsides.
한편, 국내 철강 슬래그의 발생량은 매년 조강 생산량 증가에 따라 비례하여 증가하고 있는데, 고로를 이용한 제선공정에서는 선철을 제조한 후의 부산물로서 고로슬래그가 대량 발생하며, 이러한 고로슬래그를 이용하는 대표적인 종래 방법은 시멘트 제조시 첨가제로 사용하는 것으로 한국공개특허공보 10-1995-17803호 및 10-1995-700862호에 개시되어 있다.On the other hand, the amount of domestic steel slag generated is increasing in proportion to the increase in crude steel production every year. In the ironmaking process using a blast furnace, a large amount of blast furnace slag is generated as a by-product after the production of pig iron. It is disclosed in Korean Patent Application Laid-Open Nos. 10-1995-17803 and 10-1995-700862 to be used as an additive in manufacturing.
고로슬래그를 이용하는 다른 방법으로는 한국공개특허 공보 10-1990-001617호에 개시된 도로공사시 골재로 사용하는 방법이 있으며 그 밖에 콘크리트 골재, 지반 개량재, 파쇄골재 등으로 사용되는 방법이 있으나, 아직도 더 다양한 적용을 위한 개발과 이를 통한 더 많은 양의 고로슬래그 사용이 요구되는 실정이다. As another method of using blast furnace slag, there is a method of using it as aggregate during road construction disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-1990-001617, and there are other methods used as concrete aggregate, ground improvement material, crushed aggregate, etc., but still Development for more diverse applications and the use of a larger amount of blast furnace slag are required.
특히, 고로에서 배출되는 슬래그는 생산방법에 따라, 공기중에서 서서히 냉각시켜서 제조되는 서냉슬래그(괴재 슬래그; air cooled slag)와, 고압의 냉각수를 다량 방출하여 급랭시켜서 제조되는 급냉슬래그(수쇄슬래그; granulated blast furnace slag)로 나뉜다. In particular, the slag discharged from the blast furnace is an annealed slag (air cooled slag) manufactured by slowly cooling in the air, and quenched slag manufactured by rapidly cooling by discharging a large amount of high-pressure cooling water (granulated slag), depending on the production method. blast furnace slag).
상기 급냉슬래그(수쇄슬래그)는 냉각속도가 빠르기 때문에 결정질 조직이 형성되지 못하고 유리질이 90% 이상을 차지하는 비정질의 모래와 유사한 입상을 갖게 되고, 상기 서냉슬래그는 냉각속도가 느리기 때문에 결정질 조직이 안정되어 있고 조립한 입형 특성을 갖게 된다. Since the quenching slag (hydrogenated slag) has a fast cooling rate, a crystalline structure is not formed and has a grain similar to amorphous sand, which accounts for more than 90% of the glass, and the annealed slag has a slow cooling rate, so the crystalline structure is stable and has an assembled granular characteristic.
현재, 급냉슬래그(수쇄슬래그)는 시멘트 및 콘크리트용 원재료, 콘크리트 혼화재, 지반 개량재, 규산석회비료, 클링커 원료 등 고부가가치의 건설재료로 이용되므로 활용도가 매우 높으나, 서냉슬래그는 도로용 노반재료로 활용되고 있어 현장에서는 거의 산업폐기물로 처리하고 있기 때문에 생산자 입장에서는 급냉슬래그에 비해 경제성이 매우 낮은 부산물이다. Currently, quenched slag (hydrogenerated slag) is used as a high value-added construction material such as raw materials for cement and concrete, concrete admixtures, ground improvement materials, silicate lime fertilizer, and clinker raw materials. As it is being used, it is almost treated as industrial waste at the site, so it is a byproduct with very low economic efficiency compared to quenched slag from the producer's point of view.
반면에, 상기 수쇄슬래그는 고로에서 용강을 제조할 때 고로의 주원료인 철광석과 부원료인 코크스중에 함유되어 있는 Si02 와 Al203 등의 산성산화물이 석회와 반응하여 생성된 고온의 용융 슬래그를 냉각수와 집적 접촉시켜 급냉시킨 것으로서, 그 구성요소가 98% 이상의 유리질 구조로 되어 있기 때문에 화학적으로 불안정하여 반응성이 매우 높은 물질이다. On the other hand, the crushed slag is high-temperature molten slag produced by the reaction of lime with acid oxides such as SiO 2 and Al 2 O 3 contained in iron ore, which is the main raw material of the blast furnace, and coke, which is a secondary raw material, when manufacturing molten steel in a blast furnace. It is a substance that is rapidly cooled through integrated contact with cooling water, and is chemically unstable and highly reactive because its constituents are 98% or more of a glassy structure.
이와같은 물성을 가지고 있기 때문에 알카리성 물질과 공존시키면 수화반응을 일으키는 잠재수경성(Latent hydrulic property)을 나타내므로, 강도 발생에 필요한 원료, 즉 시멘트 클린커의 주원료로 사용되고 있는 제철소의 대표적인 부산물 이며, 수쇄슬래그의 성분은 Ca0와 Si02 등의 주성분과 Mg0 와 MnO 등의 부성분으로 되어 있으므로 인체에 해로운 영향을 미치는 중금속 성분들을 거의 함유하고 있지 않고 있다. Because it has such properties, it exhibits a latent hydraulic property that causes a hydration reaction when coexisting with an alkaline material. Since the component consists of main components such as Ca0 and SiO 2 and minor components such as Mg0 and MnO, it hardly contains heavy metal components that have a detrimental effect on the human body.
특히, 고로의 수쇄슬래그는 용융 슬래그를 고압수와 직접 접촉시켜 급냉시키게 되므로 일반적으로 비결정질 구조가 98%이상을 차지하고 있으며, 비결정질 구조로부터 기인하는 잠재수경성(Latent hydrulic property) 특성을 나타내기 때문에 시멘트의 강도 발현 특성에 중요한 영향을 미치고 있다. In particular, since the crushed blast furnace slag is rapidly cooled by direct contact with the molten slag with high-pressure water, the amorphous structure generally occupies 98% or more. It has an important influence on the strength expression characteristics.
최근에는 상기에서 언급한 바와 같은 구조용 재료로서뿐 아니라 기능성 재료, 즉 건축물의 단열성, 차음성등과 같은 원료로서의 이용이 점차 확대되고 있는 상태이다. In recent years, as well as as a structural material as mentioned above, use as a functional material, that is, as a raw material for heat insulation and sound insulation of buildings, is gradually expanding.
또한, 고로 수쇄슬래그는 SiO2 성분을 약 30%정도 함유하고 있어 용융 슬래그 상태에서 어느정도의 점도를 유지하고 있기 때문에 수쇄슬래그로 제조할 때의 취제조건등에 따라 약간의 차이는 있지만 비중은 통상 약 0.9∼1.0정도의 값을 갖는다. In addition, the crushed blast furnace slag contains about 30% of the SiO 2 component and maintains a certain degree of viscosity in the state of molten slag. It has a value of ~1.0.
수쇄슬래그가 이처럼 낮은 비중을 나타내는 것은 용융 슬래그가 냉각수에 의해 급냉될 때, 슬래그내에 함유되어 있는 유황분이 산화되어 SO2로 방출되거나 물과의 접촉에 의해 H2S를 발생하기도 하며, 또한 과포화 상태로 용존하고 있는 N2, CO등의 가스들이 방출됨에 따라 발포가 촉진되기 때문이다. The reason that the crushed slag shows such a low specific gravity is that when the molten slag is quenched by cooling water, the sulfur contained in the slag is oxidized and released as SO 2 or H 2 S is generated by contact with water, and also in a supersaturated state This is because the foaming is promoted as the gases such as N 2 and CO dissolved in the furnace are released.
이같은 발포성을 갖는 수쇄슬래그가 물에 의해 입상화되어 냉각되어지면 수증기의 작용에 의해 더욱 발포성이 촉진되게 된다. 즉, 표면 부분은 물과의 접촉에 의해 급격히 점성이 상승하여 내부에서 발생된 가스들을 방출하지 못하기 때문 에 급격히 팽창현상을 일으켜 미립상 입자 내부에 다수의 기공을 가진 미립상의 수쇄슬래그로 제조되게 된다. When the chain slag having such foaming properties is granulated by water and cooled, foaming is further promoted by the action of water vapor. In other words, the surface part rapidly expands because the viscosity rises rapidly due to contact with water and cannot release the gases generated inside, so that it is produced as a fine-grained hydrolyzed slag with a large number of pores inside the fine-grained particles. do.
이에 본 발명자들은 이와같은 수쇄슬래그의 포러스 다공성을 활용하면 광촉매를 함침시켜 광촉매 서방성 기능성 원료로서의 아스콘 도로포장재로서의 활용이 가능하다는 점에 주목하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors paid attention to the fact that if the porous porosity of the chain slag is utilized, the photocatalyst is impregnated to be used as an asphalt road paving material as a photocatalyst sustained release functional raw material, and the present invention has been completed.
본 발명은, 상기 종래의 문제점 및 이를 해결하기 위한 본 발명을 완성하기 위하여, 아스팔트, 굵은골재 및 채움재를 포함하는 아스콘 도로포장재 조성물에서 상기 굵은골재의 일부 또는 전부를 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그로 대체하여 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그의 포러스 다공에 함침된 광촉매가 서서히 방출되어 도로포장 표면의 대기정화, 미세먼지저감 및 표면오염저감 효과를 나타내도록 한 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물 및 이를 이용한 광촉매 서방성 아스콘 도로포장 시공공법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention is a porous porous water chain slag impregnated with a photocatalyst in part or all of the coarse aggregate in the asphalt road pavement composition comprising asphalt, coarse aggregate and filler in order to complete the present invention for solving the above problems and the present invention. The photocatalyst impregnated in the porous pores of the porous porous water chain slag is gradually released to show the effects of air purification, fine dust reduction and surface pollution reduction on the surface of the road pavement. It is an object to solve the problem to provide a photocatalyst sustained release asphalt road pavement composition comprising the composition and a photocatalytic sustained release asphalt road pavement construction method using the same.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 아스팔트, 굵은골재 및 채움재를 포함하는 아스콘 도로포장재 조성물에 있어서, 상기 굵은골재의 일부 또는 전부를 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그로 대체하여 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그의 포러스 다공에 함침된 광촉매가 서서히 방출되어 도로포장 표면의 대기정화, 미세먼지저감 및 표면오염저감 효과를 나타내도록 한 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물을 과제의 해결수단으로 한다.In order to solve the above problem, in the asphalt road paving material composition comprising asphalt, coarse aggregate and filler, the present invention replaces some or all of the coarse aggregate with porous porous water chain slag impregnated with a photocatalyst, the porous porous water chain slag Photocatalyst sustained release asphalt road paving material containing porous porous water chain slag impregnated with a photocatalyst as an asphalt concrete aggregate so that the photocatalyst impregnated in the porous pores of Let the composition be a means to solve the problem.
상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그는 광촉매 수분산 에멀젼(광촉매 함유량 3~5중량%)에 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그를 침지한 후, 가압하여 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그의 다공에 상기 광촉매 수분산 에멀젼을 함침시켜 건조한 것을 과제의 해결수단으로 한다.The porous porous chained slag impregnated with the photocatalyst is immersed in the porous porous chained slag in a photocatalyst aqueous dispersion (photocatalyst content of 3 to 5% by weight), and then pressurized to form the photocatalyst aqueous dispersion in the pores of the porous porous chained slag. The impregnation and drying is used as a solution to the problem.
상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그는 광촉매 분말을 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그에 담지시킨 것을 과제의 해결수단으로 한다.The porous porous chained slag impregnated with the photocatalyst is to support the photocatalyst powder on the porous porous chained slag as a means of solving the problem.
상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그는 굵은골재의 일부 또는 전부로 대체 사용되는 경우, 입자크기가 0.08mm~20mm 범위인 것을 과제의 해결수단으로 한다.When the porous porous chain slag impregnated with the photocatalyst is used as part or all of the coarse aggregate, the particle size is in the range of 0.08mm to 20mm as a means of solving the problem.
상기 광촉매는 TiO2, ZnO2, ZnO, SrTiO3, CdS, GaP, InP, GaAs, BaTiO3, KNbO3, Ta2O5, WO3, SnO2, Bi2O3, NiO, Cu2O, SiO, MoS, InPb 및 RuO으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.The photocatalyst is TiO 2 , ZnO 2 , ZnO, SrTiO 3 , CdS, GaP, InP, GaAs, BaTiO 3 , KNbO 3 , Ta 2 O 5 , WO 3 , SnO 2 , Bi 2 O 3 , NiO, Cu 2 O, To be selected from the group consisting of SiO, MoS, InPb and RuO is a solution to the problem.
또한, 보조기층, 기층이 형성된 포장도로, 통행도로 또는 보행도로의 표층에 상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물을 미리 가열하여 일정 두께로 포설하는 단계와; 상기 포설된 아스콘 도로포장재 조성물을 상부에서 롤러로 다짐하되 상기 다짐된 도로포장재 조성물의 두께를 두께측정기로 측정하여 미리 설정된 다짐목표두께 충족시까지 롤러 다짐하여 아스콘 도로포장 표층을 형성하는 단계;를 포함하는 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물을 이용한 광촉매 서방성 아스콘 도로포장 시공공법을 과제의 해결수단으로 한다.In addition, the photocatalyst sustained release asphalt concrete road pavement composition comprising the porous porous water chain slag impregnated with the photocatalyst in the surface layer of the sub-base layer, the base layer formed pavement, the passage road or the pedestrian road as an asphalt concrete aggregate is heated in advance and installed to a certain thickness. step; Compacting the laid asphalt road paving material composition with a roller from the top, measuring the thickness of the compacted road paving material composition with a thickness meter, and roller compacting until a preset compaction target thickness is met to form an asphalt concrete road pavement surface layer; including; A photocatalyst sustained release asphalt road paving construction method using a photocatalyst sustained release asphalt road paving material composition comprising porous porous water chain slag impregnated with a photocatalyst as an asphalt concrete aggregate is a means of solving the problem.
본 발명의 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물 및 이를 이용한 광촉매 서방성 아스콘 도로포장 시공공법은, 아스팔트, 굵은골재 및 채움재를 포함하는 아스콘 도로포장재 조성물에서 상기 굵은골재의 일부 또는 전부를 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그로 대체하여 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그의 포러스 다공에 함침된 광촉매가 서서히 방출되어 도로포장 표면의 대기정화, 미세먼지저감 및 표면오염저감 효과를 나타내는 우수한 효과가 있다.The photocatalyst sustained release asphalt concrete road pavement composition comprising the porous porous water chain slag impregnated with the photocatalyst of the present invention as an asphalt concrete aggregate and a photocatalytic sustained release asphalt concrete road pavement construction method using the same, asphalt, coarse aggregate, and asphalt concrete road paving material composition comprising a filler Part or all of the coarse aggregate is replaced with porous porous chain slag impregnated with a photocatalyst, and the photocatalyst impregnated in the porous pores of the porous porous chain slag is gradually released to purify the air of the road pavement surface, reduce fine dust and reduce surface contamination There is an excellent effect showing the effect.
도 1은 본 발명에서 사용되는 포러스 다공성 수쇄슬래그의 입자 모습
도 2는 본 발명에서 사용되는 포러스 다공성 수쇄슬래그의 효면 확대도면1 is a particle view of porous porous water chain slag used in the present invention;
Figure 2 is an enlarged view of the effect surface of the porous porous water chain slag used in the present invention;
본 발명은, 아스팔트, 굵은골재 및 채움재를 포함하는 아스콘 도로포장재 조성물에 있어서, 상기 굵은골재의 일부 또는 전부를 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그로 대체하여 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그의 포러스 다공에 함침된 광촉매가 서서히 방출되어 도로포장 표면의 대기정화, 미세먼지저감 및 표면오염저감 효과를 나타내도록 한 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물을 기술구성의 특징으로 한다.The present invention, in the asphalt, coarse aggregate and asphalt concrete road paving material composition comprising a filler, a part or all of the coarse aggregate is impregnated with the porous porous chain slag impregnated with the porous porous chain slag impregnated with a photocatalyst A photocatalyst sustained release asphalt road pavement composition comprising, as an asphalt concrete aggregate, porous porous water chain slag impregnated with a photocatalyst so that the photocatalyst is gradually released to show the effects of air purification, fine dust reduction and surface pollution reduction on the road pavement surface. do it with
상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그는 광촉매 수분산 에멀젼(광촉매 함유량 3~5중량%)에 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그를 침지한 후, 가압하여 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그의 다공에 상기 광촉매 수분산 에멀젼을 함침시켜 건조한 것을 기술구성의 특징으로 한다.The porous porous chained slag impregnated with the photocatalyst is immersed in the porous porous chained slag in a photocatalyst aqueous dispersion (photocatalyst content of 3 to 5% by weight), and then pressurized to form the photocatalyst aqueous dispersion in the pores of the porous porous chained slag. It is characterized by the technical composition of being impregnated and dried.
상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그는 광촉매 분말을 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그에 담지시킨 것을 기술구성의 특징으로 한다.The porous porous chained slag impregnated with the photocatalyst is characterized in that the photocatalyst powder is supported on the porous porous chained slag.
상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그는 굵은골재의 일부 또는 전부로 대체 사용되는 경우, 입자크기가 0.08mm~20mm 범위인 것을 기술구성의 특징으로 한다.The porous porous chain slag impregnated with the photocatalyst is characterized in that the particle size is in the range of 0.08mm to 20mm when used as a part or all of coarse aggregate.
상기 광촉매는 TiO2, ZnO2, ZnO, SrTiO3, CdS, GaP, InP, GaAs, BaTiO3, KNbO3, Ta2O5, WO3, SnO2, Bi2O3, NiO, Cu2O, SiO, MoS, InPb 및 RuO으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.The photocatalyst is TiO 2 , ZnO 2 , ZnO, SrTiO 3 , CdS, GaP, InP, GaAs, BaTiO 3 , KNbO 3 , Ta 2 O 5 , WO 3 , SnO 2 , Bi 2 O 3 , NiO, Cu 2 O, It is characterized in that it is selected from the group consisting of SiO, MoS, InPb, and RuO.
또한, 보조기층, 기층이 형성된 포장도로, 통행도로 또는 보행도로의 표층에 상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물을 미리 가열하여 일정 두께로 포설하는 단계와; 상기 포설된 아스콘 도로포장재 조성물을 상부에서 롤러로 다짐하되 상기 다짐된 도로포장재 조성물의 두께를 두께측정기로 측정하여 미리 설정된 다짐목표두께 충족시까지 롤러 다짐하여 아스콘 도로포장 표층을 형성하는 단계;를 포함하는 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물을 이용한 광촉매 서방성 아스콘 도로포장 시공공법을 기술구성의 특징으로 한다.In addition, the photocatalyst sustained release asphalt concrete road pavement composition comprising the porous porous water chain slag impregnated with the photocatalyst in the surface layer of the sub-base layer, the base layer formed pavement, the passage road or the pedestrian road as an asphalt concrete aggregate is heated in advance and installed to a certain thickness. step; Compacting the laid asphalt road paving material composition with a roller from the top, measuring the thickness of the compacted road paving material composition with a thickness meter, and roller compacting until a preset compaction target thickness is met to form an asphalt concrete road pavement surface layer; including; A photocatalytic sustained release asphalt road pavement construction method using a photocatalyst sustained release asphalt road paving material composition comprising porous porous water chain slag impregnated with a photocatalyst as an asphalt concrete aggregate is characterized in its technical configuration.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예 및/또는 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예 및/또는 도면에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments and/or drawings of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms, and is not limited to the embodiments and/or drawings described herein.
먼저, 본 발명의 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물은, 아스팔트, 굵은골재, 및 채움재를 포함하는 아스콘 도로포장재 조성물에 있어서, 상기 굵은골재 의 일부 또는 전부를 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그로 대체하여 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그의 포러스 다공에 함침된 광촉매가 서서히 방출되어 도로포장 표면의 대기정화, 미세먼지저감 및 표면오염저감 효과를 나타내도록 구성된다.First, the photocatalyst sustained release asphalt concrete road pavement composition comprising the porous porous water chain slag impregnated with the photocatalyst of the present invention as an asphalt concrete aggregate, in the asphalt concrete road pavement composition comprising asphalt, coarse aggregate, and a filler, a part of the coarse aggregate Alternatively, the photocatalyst impregnated in the porous pores of the porous porous chain slag is gradually released by replacing the whole with the porous porous chain slag impregnated with a photocatalyst, so as to show the effects of air purification, fine dust reduction and surface contamination reduction on the surface of the road pavement. .
여기서, 상기 아스콘 도로포장재 조성물은 아스팔트, 굵은골재 및 채움재를 포함하여 배합되는 조성물로서 예를들어, 0.08mm~20mm크기의 범위로 분포되는 굵은골재, 석회석 또는 시멘트로 되는 채움재, 무기안료, 아스팔트(바인더용)으로 배합될 수 있다.Here, the asphalt road pavement composition is a composition that is formulated including asphalt, coarse aggregate and filler, for example, coarse aggregate, limestone or cement distributed in a size range of 0.08 mm to 20 mm, inorganic pigment, asphalt ( for binder).
이때, 상기 굵은골재 및 채움재는 일반 종래의 재료를 사용할 수 있음은 물론이고, 아스팔트는 흑갈색 또는 검정색을 띄고 있는 일반적인 아스팔트로 침입도 60~100범위의 것을 사용할 수 있음은 물론이다.In this case, the coarse aggregate and the filling material can be used as a general conventional material, of course, the asphalt can be used as a general asphalt having a blackish brown or black penetration range of 60-100.
특히, 본 발명의 특징적인 구성으로서, 상기 굵은골재의 일부를 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그로 대체하여 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그의 포러스 다공에 함침된 광촉매가 서서히 방출되어 도로포장 표면의 대기정화, 미세먼지저감 및 표면오염저감 효과를 나타내도록 하는 것이다.In particular, as a characteristic configuration of the present invention, a part of the coarse aggregate is replaced with porous porous chain slag impregnated with a photocatalyst, and the photocatalyst impregnated in the porous pores of the porous porous chain slag is gradually released to purify the atmosphere of the road pavement surface, It is intended to exhibit the effect of reducing fine dust and reducing surface contamination.
즉, 포러스 다공성 수쇄슬래그는 [도 1] 및 [도 2]에 도시한 바와 같이, 용융 슬래그가 냉각수에 의해 급냉될 때, 슬래그내에 함유되어 있는 유황분이 산화되어 SO2로 방출되거나 물과의 접촉에 의해 H2S를 발생하기도 하며, 또한 과포화 상태로 용존하고 있는 N2, CO등의 가스들이 방출됨에 따라 발포가 촉진되어 포러스 다공성 구조를 가지게 되며, 이같은 포러스 다공성을 갖는 수쇄슬래그가 물에 의해 입상화되어 냉각되어지면 수증기의 작용에 의해 더욱 다공성이 촉진되게 된다. 즉, 표면 부분은 물과의 접촉에 의해 급격히 점성이 상승하여 내부에서 발생된 가스들을 방출하지 못하기 때문에 급격히 팽창현상을 일으켜 미립상 입자 내부에 다수의 기공을 가진 미립상의 수쇄슬래그로 제조되게 된다. That is, the porous porous water chain slag is oxidized and released as SO 2 or in contact with water when the molten slag is quenched by cooling water, as shown in [Fig. 1] and [Fig. 2]. Occasionally , H 2 S is generated by When it is granulated and cooled, porosity is further promoted by the action of water vapor. That is, the surface portion rapidly increases in viscosity due to contact with water and cannot release the gases generated therein, so it rapidly expands and is manufactured as fine-grained water slag having a large number of pores inside the fine particles. .
이때, 상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그는 광촉매 수분산 에멀젼(광촉매 함유량 3~5중량%)에 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그를 침지한 후, 가압하여 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그의 다공에 상기 광촉매 수분산 에멀젼을 함침시켜 건조한 것을 사용하며, 이때, 상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그는 굵은골재의 일부 또는 전부로 대체 사용되는 경우, 입자크기가 1mm~20mm 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하다.At this time, the porous porous chained slag impregnated with the photocatalyst is immersed in the photocatalyst aqueous dispersion emulsion (
또한, 상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그는 광촉매 분말을 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그에 담지시킨 것으로도 사용할 수 있다.In addition, the porous porous chained slag impregnated with the photocatalyst can also be used in which the photocatalyst powder is supported on the porous porous chained slag.
본 발명에서 상기 굵은골재의 일부 또는 전부로 상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 대체 사용하는 사용량은 상기 굵은골재의 사용량을 고려하여 광촉매의 대기정화, 미세먼지저감 및 표면오염저감 효율을 고려하여 적절히 사용할 수 있음은 물론이다.In the present invention, the amount of porous porous water chain slag impregnated with the photocatalyst as part or all of the coarse aggregate is used as an alternative in consideration of the amount of the coarse aggregate in consideration of the air purification, fine dust reduction and surface contamination reduction efficiency of the photocatalyst. Of course, it can be used appropriately.
한편, 상기 광촉매(Photocatalyst)는 빛(Photo)과 촉매(Catalyst)의 합성어로 빛을 이용한 촉매라 말할 수 있다. 빛을 에너지원으로 사용하여 촉매 반응을 진행시키는 물질을 말하는데, 이러한 광촉매 물질은 항균, 탈취, 자외선 차단, 방오, 친수, 난분해성 유해물질 분해 등의 여러 분야에서 응용되어 개발되고 있다. 외부에서의 인위적인 에너지공급 없이 빛에너지, 특히 자연에 무한정 존재하는 태양에너지만을 이용하여 환경정화를 할 수 있는 물질로서 주목받고 있다. Meanwhile, the photocatalyst is a compound word of light (Photo) and catalyst (Catalyst), and can be said to be a catalyst using light. It refers to a material that proceeds a catalytic reaction by using light as an energy source. Such a photocatalytic material has been applied and developed in various fields such as antibacterial, deodorizing, UV blocking, antifouling, hydrophilic, and decomposing difficult-to-decompose harmful substances. It is attracting attention as a material that can purify the environment using only light energy, especially solar energy, which exists indefinitely in nature without artificial energy supply from the outside.
상기 광촉매로는 반도체성 금속산화물이 이용되는데, 예를들어 본 발명에서는 TiO2, ZnO2, ZnO, SrTiO3, CdS, GaP, InP, GaAs, BaTiO3, KNbO3, Ta2O5, WO3, SnO2, Bi2O3, NiO, Cu2O, SiO, MoS, InPb 및 RuO으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용한다.A semiconducting metal oxide is used as the photocatalyst. For example, in the present invention, TiO 2 , ZnO 2 , ZnO, SrTiO 3 , CdS, GaP, InP, GaAs, BaTiO 3 , KNbO 3 , Ta 2 O 5 , WO 3 , SnO 2 , Bi 2 O 3 , NiO, Cu 2 O, SiO, MoS, InPb, and RuO is used.
이때, 상기 광촉매 중, ZnO 와 CdS는 촉매 자체가 빛에 의한 분해반응을 일으켜 유해한 Zn, Cd 이온을 발생시키는 문제점이 있기는 하나, 산화티탄(TiO2)은 물리적으로 안정하며 우수한 내산성, 내알카리성, 자외선 차단력, 분산내구성, 높은 반응성과 활성도 등의 많은 장점을 가지고 있다. At this time, among the photocatalysts, ZnO and CdS have a problem in that the catalyst itself causes a decomposition reaction by light to generate harmful Zn and Cd ions, but titanium oxide (TiO 2 ) is physically stable and has excellent acid and alkali resistance. , UV blocking power, dispersion durability, high reactivity and activity, etc.
이러한 이산화티탄은 파장 400nm이하의 자외선을 흡수하여 고에너지의 전자(e-)와 정공(h+)으로 분리하는데, 이 전자와 정공은 표면 흡착산소 및 물과 반응하여 각각 수퍼옥사이드 음이온(O2-)과 수산화 라디칼(OH)이라는 활성종을 형성한다. 이렇게 형성된 활성종은 강한 산화력으로 인하여 오염물질을 분해하고 살균효과를 나타내며, 기존의 정화방법인 염소나 오존 등에 의해 분해하기 어려운 유해한 가스 및 유기 오염물질을 완전히 분해하는 산화력을 갖고 있다. This titanium dioxide absorbs ultraviolet rays with a wavelength of 400 nm or less and separates them into high-energy electrons (e-) and holes (h+), which react with surface adsorbed oxygen and water to form superoxide anions (O2-). It forms active species called hydroxyl radicals (OH). The active species thus formed decomposes pollutants due to their strong oxidizing power and exhibits a sterilizing effect, and has an oxidizing power to completely decompose harmful gases and organic pollutants that are difficult to decompose by conventional purification methods such as chlorine or ozone.
이와 같이 산화티단 광촉매는 다른 어느 광촉매보다 뛰어난 성능을 갖고 있으며 백색도, 착색력이 뛰어난 고품질 물질로서 페인트, 잉크, 플라스틱, 제지, 고무와 섬유의 광택도 조절과 화학섬유 및 합성섬유 내구성 향상을 위해 그리고 화장품에서 자외선 차단제 등 광촉매 물질로 가장 널리 사용되고 있으며, 최근에는 도심에서 자동차 배기가스 등에 의한 환경공해를 감소시키기 위해 콘크리트 전주에 광촉매제를 코팅하여 외부 오염물질을 포집, 흡착하는 광촉매 코팅 전주 등 다양한 분야에 응용되어 제품으로 개발되고 있다.As such, Tidan Oxide photocatalyst has superior performance than any other photocatalyst and is a high-quality material with excellent whiteness and coloring power. In recent years, in order to reduce environmental pollution caused by automobile exhaust gas in the city center, a photocatalyst is coated on a concrete pole to collect and adsorb external pollutants. It has been applied and developed into a product.
특히, 본 발명에서는 상기 광촉매가 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그의 포러스 다공에 함침된 후, 도로포장 시공 후에 서서히 방출되어 도로포장 표면의 대기정화, 미세먼지저감 및 표면오염저감 효과를 나타내도록 하는 것이 핵심적 기술구성의 특징이다.In particular, in the present invention, after the photocatalyst is impregnated in the porous pores of the porous porous water chain slag, it is gradually released after the road pavement construction to show the effect of air purification, fine dust reduction and surface contamination reduction of the road pavement surface. characteristic of the composition.
한편, 본 발명의 또다른 특징으로서, 보조기층, 기층이 형성된 포장도로, 통행도로 또는 보행도로의 표층에 상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물을 미리 가열하여 일정 두께로 포설하는 단계와; 상기 포설된 아스콘 도로포장재 조성물을 상부에서 롤러로 다짐하되 상기 다짐된 도로포장재 조성물의 두께를 두께측정기로 측정하여 미리 설정된 다짐목표두께 충족시까지 롤러 다짐하여 아스콘 도로포장 표층을 형성하는 단계;를 포함하는 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물을 이용한 광촉매 서방성 아스콘 도로포장 시공공법을 특징적 구성으로 한다.On the other hand, as another feature of the present invention, a photocatalyst sustained release asphalt road paving material composition comprising as an asphalt concrete aggregate the porous porous water chain slag impregnated with the photocatalyst in the surface layer of the sub-base layer, the base layer formed pavement, the passage road, or the pedestrian road pre-heating and installing to a predetermined thickness; Compacting the laid asphalt road paving material composition with a roller from the top, measuring the thickness of the compacted road paving material composition with a thickness meter, and roller compacting until a preset compaction target thickness is met to form an asphalt concrete road pavement surface layer; including; A photocatalyst sustained release asphalt road paving construction method using a photocatalyst sustained release asphalt road paving material composition comprising porous porous water chain slag impregnated with a photocatalyst as an asphalt concrete aggregate has a characteristic configuration.
아스콘 도로포장 시공공법과 관련하여, 일반적으로, 아스팔트 도로포장은 현재 가장 많이 적용되는 도로포장방법으로, 현재 이와 같은 아스팔트 도로포장에 관하여 공용성 확보 및 유지/보수 비용의 절감 효과를 위해 구조적인 면에서부터 재료적인 면에 이르기까지 다양한 연구가 활발히 추진되고 있는 실정이다. Regarding the asphalt road pavement construction method, in general, asphalt pavement is currently the most applied road paving method, and in order to secure commonality and reduce maintenance/repair costs, Various studies are being actively pursued from the material aspect.
그러나, 이러한 연구 성과들의 현장 적용성 확보를 위해서는 시공 현장의 품질관리가 선행되어야 하는데, 특히 아스팔트 도로포장재의 공극 또는 밀도는 아스팔트 포장의 수명 기간 동안의 공용성에 큰 영향을 미치는 요소라 할 수 있으므로 아스팔트 도로포장의 장기 공용성은 시공 중 적절한 다짐 관리에 의해 결정된다고 해도 과언이 아니다. However, in order to secure the field applicability of these research results, quality control at the construction site must be preceded. In particular, the void or density of the asphalt pavement material can be said to be a factor that greatly affects the commonality during the life of the asphalt pavement. It is no exaggeration to say that the long-term utility of road pavement is determined by proper compaction management during construction.
현재 수행하고 있는 다짐 관리방법으로는 실제 도로포장이 진행되는 시공 현장에서 도로포장을 수행하면서 현장 코어를 채취하여 코어를 실측하는 파괴시험방법이 가장 일반적이다. As the compaction management method currently being carried out, the most common destructive test method is to measure the core by collecting the field core while performing the road pavement at the construction site where the actual road paving is in progress.
하지만, 아스팔트 도로포장재의 온도가 50 이하로 내려갈 경우에 코어를 채취할 수 있으므로 파괴시험방법은 도로포장재의 시공과정 중에 다짐 밀도에 대한 품질관리를 지속적으로 할 수 없다는 문제를 가진다. However, since the core can be collected when the temperature of the asphalt pavement falls below 50, the destructive test method has a problem in that it cannot continuously control the quality of the compaction density during the construction process of the pavement material.
위와 같은 다짐 관리방법의 문제점을 개선하기 위해 각종 아스팔트 도로포장의 시공 중 다짐과정에서 현장밀도의 측정할 수 있는 장비가 개발되고 있다. 즉, 다짐된 도로포장을 파괴하지 않고도 현장에서 즉각적으로 밀도를 측정하여 적정 다짐이 되었는지 품질 관리할 수 있는 장비가 제안된 것이다. In order to improve the problems of the compaction management method described above, equipment that can measure the field density in the compaction process during the construction of various asphalt road pavements is being developed. In other words, a device that can immediately measure the density at the site without destroying the compacted pavement and quality control whether the compaction has been made is proposed.
지금까지 제안된 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정 장비로는 방사선을 이용한 방사선 밀도측정기(Nuclear density gauge)와 교류(AC, alternating current)전류를 이용한 비방사선 밀도측정기(Non-nuclear density gauge)가 있다. 하지만, Non-nuclear 현장 다짐밀도 측정 장비의 경우는 정확도가 떨어지는 것으로 보고되고 있으며, nuclear 현장 다짐밀도 측정 장비의 경우는 Non-nuclear 장비에 비해 정확도가 조금 더 높은 것으로 나타났으나 방사능 관련 자격증 소지자가 필요하고 방사능 유출의 위험성이 있는 등 부가적인 부분에 많은 단점을 안고 있다. As the field compaction density measurement equipment for asphalt pavement proposed so far, there are a radiation density gauge using radiation and a non-nuclear density gauge using an alternating current (AC) current. . However, in the case of non-nuclear field compaction density measuring equipment, it is reported that the accuracy is low, and in the case of nuclear field compaction density measuring equipment, the accuracy is slightly higher than that of non-nuclear equipment, It has many disadvantages in additional parts such as necessary and there is a risk of radiation leakage.
또한, 수직 및 수평지지대를 이용한 비파괴 현장밀도 시험기 및 이를 이용한 밀도측정 방법이 있으나, 시험장비의 무게와 크기가 현장에서 쉽게 이동하여 설치하기 어려워서 도로 현장에서 거의 사용되고 있지 않다.In addition, there is a non-destructive in-situ density tester using vertical and horizontal supports and a density measurement method using the same, but the weight and size of the test equipment are difficult to move and install in the field, so they are hardly used in road sites.
이에 따라, 최근에는 한국등록특허 10-1240427(등록일자 2013년02월28일)에서 도로포장 시공현장에서 아스팔트 도로포장재의 다짐밀도(PD)를 측정하기 위한 방법으로서, (a)도로포 장 전에 바탕면(B)의 표면 위치를 오토레벨(110)과 수직눈금자(120)로 측정하는 단계; (b)바탕면에 도로포장재 (P)를 포설하는 단계; (c)바탕면에 포설된 도로포장재의 시료(S)를 채취하고 채취된 시료의 무게(SW)을 측정하 는 단계; (d)바탕면에 포설된 도로포장재(P)를 다짐하고 도로포장재(P)의 다짐 표면 위치를 오토레벨과 정밀 눈 금 스태프로 측정하는 단계; 및, (e)바탕면(B)의 표면 위치와 도로포장재(P)의 다짐 표면 위치로부터 다짐된 도 로포장재의 다짐두께(PT)를 추출하여 이로부터 시료의 다짐부피(SV)를 계산하고, 시료의 다짐부피(SV)와 시료의 무게(SW)로부터 시료의 다짐밀도(SD)를 계산하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오토레벨을 이용하는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정방법을 제시한 바 있다.Accordingly, recently, as a method for measuring the compaction density (PD) of asphalt road pavement materials at a road pavement construction site in Korean Patent No. 10-1240427 (registration date February 28, 2013), (a) before paving the road Measuring the surface position of the base surface (B) with an auto level 110 and a vertical ruler 120; (b) laying the road pavement (P) on the ground surface; (c) taking a sample (S) of the road pavement installed on the ground surface and measuring the weight (SW) of the sample; (d) compacting the road paving material (P) installed on the ground surface and measuring the compaction surface position of the road pavement material (P) with an auto-level and precision scale staff; and, (e) extracting the compaction thickness (PT) of the compacted road pavement material from the surface position of the base surface (B) and the compaction surface position of the road pavement material (P) and calculating the compaction volume (SV) of the sample therefrom, , calculating the compaction density (SD) of the sample from the compaction volume (SV) of the sample and the weight of the sample (SW); has been suggested
그러나, 상기 특허의 측정방법도 시료를 채취한 후 사후에 밀도를 계산하는 방식으로 현장 시공이 중단될 뿐만 아니라 측정방법도 번거로운 단점이 있었으므로, 본 발명에서는 이를 해결하기 위하여 현장 시공을 중단하지 않고서도 연속적으로 다짐밀도를 측정하기 위해 다짐밀도를 다짐두께와 연계하여 간접측정하는 방법을 안출하였다.However, the measurement method of the above patent also has the disadvantage of not only stopping the on-site construction in a way that calculates the density after the sample is taken, but also the measurement method is cumbersome. In order to continuously measure the compaction density, a method of indirectly measuring the compaction density in connection with the compaction thickness was devised.
즉, 본 발명에서는 아스콘 도로포장재 조성물을 미리 가열하여 일정 두께로 포설하는 단계와; 상기 포설된 아스콘 도로포장재 조성물을 상부에서 롤러로 다짐하되 상기 다짐된 도로포장재 조성물의 두께를 두께측정기로 측정하여 미리 설정된 다짐목표두께 충족시까지 롤러 다짐하여 아스콘 도로포장 표층을 형성하는 단계;를 포함하는 방법이다.That is, in the present invention, the step of heating the asphalt road paving material composition in advance to install to a predetermined thickness; Compacting the laid asphalt road paving material composition with a roller from the top, measuring the thickness of the compacted road paving material composition with a thickness meter, and roller compacting until a preset compaction target thickness is met to form an asphalt concrete road pavement surface layer; including; way to do it
여기서, 포설된 아스콘 도로포장재 조성물의 두께와 밀도, 다짐목표두께와 다짐밀도의 측정값은 상기 아스콘 도로포장재 조성물의 재료 또는 물리적 성질과 연관되므로 상기 아스콘 도로포장재 조성물의 두께와 밀도, 다짐목표두께와 다짐밀도의 측정값을 미리 측정하여 이에 상응하여 만족하는 다짐목표두께를 시공 전에 설정해 두고 시공 한 다음 다짐두께를 측정하여 다짐목표두께를 충족하면 다짐목표밀도를 충족하는 것을 구성의 원리로 하며, 이를 이용하면 현장에서 아주 간편하게 다짐밀도를 간접측정할 수 있게 되어 손쉬운 아스콘 도로포장 시공공법을 수행할 수 있게 된다.Here, since the measured values of the thickness and density of the asphalted road pavement composition installed, the compaction target thickness and the compaction density are related to the material or physical properties of the asphalt concrete road pavement composition, the thickness and density of the asphalted road pavement composition, the compaction target thickness and The principle of construction is to measure the compaction density measurement value in advance and set a correspondingly satisfactory compaction target thickness before construction. When used, it is possible to measure compaction density indirectly at the site very easily, making it possible to perform an easy asphalt road pavement construction method.
[본 발명의 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물의 제조][Production of photocatalyst sustained release asphalt road pavement composition comprising the porous porous water chain slag impregnated with the photocatalyst of the present invention as an asphalt concrete aggregate]
이산화티탄(TiO2) 광촉매 50g을 물 1ℓ에 균일 분산하여 수분산 에멀젼을 형성하고, 여기에 입자크기 10mm의 입자크기로 분쇄된 포러스 다공성 수쇄슬래그를 침지하여 포러스 다공에 광촉매가 충분히 함침되도록 2기압으로 5시간 동안 가압한 후, 건조하여 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 제조하였다.50 g of titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst is uniformly dispersed in 1 liter of water to form an aqueous dispersion emulsion, and porous porous water chain slag pulverized to a particle size of 10 mm is immersed in 2 atm so that the porous pores are sufficiently impregnated with the photocatalyst. After pressurization for 5 hours, it was dried to prepare porous porous chain slag impregnated with a photocatalyst.
다음, 10~13mm 크기의 굵은골재 4kg, 상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그 2kg, 시멘트 1kg, 아스팔트 3kg를 적절한 온도로 가열하면서 배합하여 본 발명의 아스콘 도로포장재 조성물을 제조하였다.Next, 4 kg of coarse aggregate having a size of 10 to 13 mm, 2 kg of porous porous crushed slag impregnated with the photocatalyst, 1 kg of cement, and 3 kg of asphalt were mixed while heating to an appropriate temperature to prepare an asphalt concrete road pavement composition of the present invention.
한편, 비교예로서, 상기 본 발명의 포러스 다공성 수쇄슬래그 2kg대신 굵은골재를 사용한 것을 제외하고 [실시예 1]과 동일하게 [비교예 1]의 비교 조성물을 제조하였다.On the other hand, as a comparative example, the comparative composition of [Comparative Example 1] was prepared in the same manner as in [Example 1], except that coarse aggregate was used instead of 2 kg of the porous porous chain slag of the present invention.
상기 제조된 [실시예 1] 및 [비교예 1]의 조성물을 형틀에 주입하고 진동 가압하여 각각 시편을 100x100x30mm의 크기로 성형하였다.The compositions of [Example 1] and [Comparative Example 1] prepared above were injected into a mold and vibration-pressed to form specimens having a size of 100x100x30mm, respectively.
[서방성 광촉매의 성능시험][Performance test of sustained-release photocatalyst]
상기 제조된 [실시예 1] 및 [비교예 1]의 시편을 각각 표면에 존재하는 각종 오염물을 제거하기 위해 세척한 다음, 5L용량의 PVF수지 가스백에 시료를 각각 넣고 봉입한 후 HCHO 시험가스 및 PM10(10마이크론 미만의 미세먼지)를 300㎍/㎥농도를 포함하는 공기를 각각의 가스백에 3L 주입하였다.After washing the specimens of [Example 1] and [Comparative Example 1] prepared above to remove various contaminants present on the surface, respectively, the samples were put in a PVF resin gas bag with a capacity of 5L and sealed with HCHO test gas And PM10 (fine dust of less than 10 microns) was injected into each gas bag 3L of air containing 300㎍ / ㎥ concentration.
그 후, 상기 [실시예 1] 및 [비교예 1]의 시편을 20시간 후에 꺼내어 미세먼지 및 공기질 측정기 M2000(찬주테크)로 측정하여 초기측정결과를 측정하고, 2시간 햇빛에 방치한 후 말기측정결과를 측정하여 그 결과를 다음 [표 1]에 나타내었다.After that, the specimens of [Example 1] and [Comparative Example 1] were taken out after 20 hours and measured with a fine dust and air quality meter M2000 (Chanju Tech) to measure the initial measurement result, and after leaving it in sunlight for 2 hours, the final The measurement results were measured and the results are shown in the following [Table 1].
상기 결과에 나타난 바와 같이, 본 발명의 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물 및 이를 이용한 광촉매 서방성 아스콘 도로포장 시공공법은 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그의 포러스 다공에 함침된 광촉매가 서서히 방출되어 도로포장 표면의 대기정화, 미세먼지저감에 우수한 효과가 있음을 알 수 있다.As shown in the above results, the photocatalyst sustained release asphalt concrete road pavement composition comprising the porous porous water chain slag impregnated with the photocatalyst of the present invention as an asphalt concrete aggregate and the photocatalytic sustained release asphalt road paving construction method using the same is the porous porous hydraulic chain slag It can be seen that the photocatalyst impregnated in the pores is gradually released, which has an excellent effect on air purification and fine dust reduction on the road pavement surface.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및/또는 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및/또는 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and a person skilled in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments and/or drawings disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to illustrate, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments and/or drawings. . The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.
Claims (6)
In the asphalt, coarse aggregate and asphalt concrete road pavement composition comprising a filling material, a part or all of the coarse aggregate is replaced with porous porous hydraulic chain slag impregnated with a photocatalyst, and the photocatalyst impregnated in the porous pores of the porous porous hydraulic chain slag is gradually released Photocatalyst sustained release asphalt road paving material composition comprising porous porous water chain slag impregnated with a photocatalyst as an asphalt concrete aggregate
상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그는 광촉매 수분산 에멀젼(광촉매 함유량 3~5중량%)에 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그를 침지한 후, 가압하여 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그의 다공에 상기 광촉매 수분산 에멀젼을 함침시켜 건조한 것을 특징으로 하는 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물
The method of claim 1,
The porous porous chained slag impregnated with the photocatalyst is immersed in the porous porous chained slag in a photocatalyst aqueous dispersion (photocatalyst content of 3 to 5% by weight), and then pressurized to form the photocatalyst aqueous dispersion in the pores of the porous porous chained slag. Photocatalyst sustained release asphalt road pavement composition comprising porous porous water chain slag impregnated with a photocatalyst, characterized in that it is impregnated and dried as an asphalt concrete aggregate
상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그는 광촉매 분말을 상기 포러스 다공성 수쇄슬래그에 담지시킨 것을 특징으로 하는 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물
The method of claim 1,
The porous porous chain slag impregnated with the photocatalyst is a photocatalyst sustained release asphalt road paving material composition comprising the porous porous chain slag impregnated with a photocatalyst, characterized in that the photocatalyst powder is supported on the porous porous chain slag as an asphalt concrete aggregate
상기 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그는 굵은골재의 일부 또는 전부로 대체 사용되는 경우, 입자크기가 0.08mm~20mm 범위인 것을 특징으로 하는 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 잔골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물
The method of claim 1,
When the porous porous chained slag impregnated with the photocatalyst is used as a substitute for some or all of the coarse aggregate, the photocatalyst comprising the porous porous chained slag impregnated with the photocatalyst, characterized in that the particle size is in the range of 0.08mm to 20mm as asphalt fine aggregate Sustained-release asphalt road pavement composition
상기 광촉매는 TiO2, ZnO2, ZnO, SrTiO3, CdS, GaP, InP, GaAs, BaTiO3, KNbO3, Ta2O5, WO3, SnO2, Bi2O3, NiO, Cu2O, SiO, MoS, InPb 및 RuO으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광촉매를 함침시킨 포러스 다공성 수쇄슬래그를 아스콘 골재로 포함하는 광촉매 서방성 아스콘 도로포장재 조성물
The method of claim 1,
The photocatalyst is TiO 2 , ZnO 2 , ZnO, SrTiO 3 , CdS, GaP, InP, GaAs, BaTiO 3 , KNbO 3 , Ta 2 O 5 , WO 3 , SnO 2 , Bi 2 O 3 , NiO, Cu 2 O, Photocatalyst sustained release asphalt road paving material composition comprising porous porous water chain slag impregnated with a photocatalyst, characterized in that selected from the group consisting of SiO, MoS, InPb and RuO, as an asphalt concrete aggregate
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