KR101017990B1 - 개질 유황 결합재를 이용한 아스팔트 혼합물 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
개질 유황 결합재를 이용한 아스팔트 혼합물 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 아스팔트 및 개질 유황 결합재를 포함하되, 개질 유황 결합재는 유황과 상기 유황의 개질제로서 유황 100% 중량에 대하여 디시클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene)계 개질제 0.1~100 중량%와 유황 100 중량%에 대하여 헤테로 고리 아민류(hetero cyclic amine) 또는 알킬아민류(alkylamine) 0.01~200 중량%가 용융 혼합된 개질 유황 결합재인 아스팔트 혼합물이 제공된다.
본 발명에 따르면, 현재 널리 이용되는 건설용 자재인 아스팔트에도 개질 유황 결합재를 이용할 수 있어 품질과 경제성이 우수한 아스팔트 혼합물을 제조하여 다양한 분야에 활용할 수 있는 장점이 있다.
개질, 유황, sulfur, 아스팔트, asphalt, 혼합물
Description
본 발명은 아스팔트 혼합물 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 100℃ 이하의 온도에서 재용융이 가능한 물성을 가지는 개질 유황 결합재를 이용하여 제조되는 아스팔트 혼합물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유황(sulfur)은 비금속 원소 중의 하나로써 천연 유황도 존재하나, 원유나 천연 가스의 탈황 과정 등에서 많이 발생된다.
원유나 천연 가스의 탈황 과정에서 발생되는 유황을 단순한 산업 폐기물로 처리하기 보다는 이를 다양한 산업 분야에 활용하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다.
특히, 최근 유황을 종래의 건설 자재를 대신하여 또는 함께 이용하여 건설 자재의 성능을 향상시키는 기술이 개발되어 이용되고 있다.
그러나 유황의 물성은 119℃ 이상의 온도에서 용해되고 상온에서는 고체인 성 질을 가진다.
또한, 인화점이 207℃이고, 자연 발화 온도가 245℃로서 착화성을 가지는 등의 문제점이 있어, 건설용 자재 등 실제 다양한 산업 분야에 이용하기에는 어려운 단점이 있었다.
이러한 단점을 개량하기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있으나, 유황의 물성상 반응 제어가 곤란하고 상온에서 급격하게 고상화되어 성형할 수 없는 등의 단점이 있다.
이러한 유황의 단점을 개선하여 다양한 산업 분야에 이용하고자 유황에 다양한 물질을 첨가하여 물성을 개선한 개질 유황 결합재에 대한 많은 연구와 개발 노력이 있으나 여전히 반응 제어가 곤란하고 상온에서 급격하게 고상화되어 성형할 수 없는 등의 단점을 가지고 있다.
이에 본 출원인은 종래의 개질 유황 결합재의 문제점을 극복할 수 있는 개질 유황 결합재 및 그 제조 방법 등에 관하여 2007년 6월 25일 특허출원(한국특허출원번호 제10-2007-0062430호)하였다.
본 출원인이 개발하여 특허출원한 개질 유황 결합재는 물의 증발 온도인 100℃ 이하의 온도에서 재용융이 가능한 물성을 지니며, 소수성을 가지는 개질 유황 결합재를 100℃ 이하의 물에 완전 용해 시킬 수 있게 되었다.
또한, 유황과 첨가물의 첨가량의 범위에 따라 변화를 줄 수 있으며, 강도, 방수성, 내화학성, 탄성, 내화성 및 비폭열성 등에서 우수한 성능을 가지게 되었다.
한편, 아스팔트(asphalt)는 본래 원유의 성분 중에서 휘발성 유분이 대부분 증발하고 남은 잔류물로써 성분은 수소 및 탄소가 주를 이루어 구성되고 소량의 질소, 황 산소가 결합된 화합물로 이루어져 흑색 또는 흑갈색을 띄게 된다.
이러한 아스팔트는 온도가 높으면 액체 상태가 되고 저온에서는 매우 딱딱해지는 성질이 있으며, 방수성, 전기 절연성, 접착성 등이 우수하며, 화학적으로 안정적인 특성을 가지고 있다.
이러한 아스팔트의 특성으로 인하여 건축이나 토목 등에서 도료나 방수의 재료로 사용되며, 특히 도로 포장시 아스팔트 포장의 주요한 재료로 많이 사용되고 있다.
종래의 도로 포장 중 우리가 흔히 아스팔트 포장이라 일컫는 아스팔트 콘크리트 포장은 아스팔트 콘크리트(줄여서 아스콘)으로 불리우는 물질로 표면을 덮은 도로 포장을 가리키는 것으로서, 도로의 교통량, 교통 하중, 노반 지지력 등에 따라 목적에 맞게 자유로이 포장을 할 수 있는 이점이 있다.
또한, 아스팔트 포장은 연성 포장으로서 소음 및 저항이 적고 방수성이 크며, 먼지 등이 잘 일어나지 않고, 공사 후 즉시 차량의 통행이 가능한 등의 이점이 있어 현재 도로 포장에 널리 사용되고 있다
한편, 이렇게 현재 건설용 자재로 널리 이용되는 아스팔트에도 개질 유황 결합재를 이용할 수 있는 방법이 요구된다.
그리고 개질 유황 결합재를 이용함으로써 품질과 경제성이 향상된 아스팔트를 제조할 수 있는 것이 요구된다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 현재 널리 이용되는 건설용 자재인 아스팔트에도 개질 유황 결합재를 이용할 수 있게 하는 개질 유황 결합재를 이용한 아스팔트 혼합물 및 그 제조 방법을 제안하는 것이다.
또한, 유황 개질 결합재를 아스팔트에 이용함으로써 품질과 경제성이 우수한 개질 유황 결합재를 이용한 아스팔트 혼합물 및 그 제조 방법을 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면 개질 유황 결합재를 이용한 아스팔트 혼합물이 제공된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 아스팔트(asphalt) 혼합물에 있어서, 아스팔트; 및 개질 유황 결합재를 포함하되, 상기 개질 유황 결합재는 유황과 상기 유황의 개질제로서 상기 유황 100% 중량에 대하여 디시클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene)계 개질제 0.1~100 중량%와 상기 유황 100 중량%에 대하여 헤테로 고리 아민류(hetero cyclic amine) 또는 알킬아민류(alkylamine) 0.01~200 중량%가 용융 혼합된 개질 유황 결합재인 것을 특징으로 하는 아스팔트 혼합물이 제공된다.
상기 개질 유황 결합재는, 상기 개질 유황 결합재에 유황, 올리고머(oligomer) 및 디씨클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene)을 사용하여 생성되는 또 다른 개질 유황 결합재가 혼합된 개질 유황 결합재일 수 있다.
상기 아스팔트 혼합물은 광물성 분말을 더 포함할 수 있다.
상기 아스팔트 혼합물은 골재를 더 포함할 수 있다.
상기 아스팔트 혼합물은 에폭시(epoxy) 수지, MMA(Methyl Methacrylate) 수지, 라텍스(latex) 수지 중 적어도 하나의 수지를 더 포함할 수 있다.
상기 아스팔트 혼합물은 슬래그(slag), 실리카 흄(silica fume) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일 측면에 따르면, 개질 유황 결합재를 이용한 아스팔트 혼합물의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 아스팔트(asphalt) 혼합물의 제조 방법에 있어서, 아스팔트와 개질 유황 결합재를 용융하는 단계(a); 및 상기 용융된 상기 아스팔트와 상기 개질 유황 결합재를 혼합하는 단계(b)를 포함하되, 상기 개질 유황 결합재는 유황과 상기 유황의 개질제로서 상기 유황 100% 중량에 대하여 디시클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene)계 개질제 0.1~100 중량%와 상기 유황 100 중량%에 대하여 헤테로 고리 아민류(hetero cyclic amine) 또는 알킬아민류(alkylamine) 0.01~200 중량%가 용융 혼합된 개질 유황 결합재인 것을 특징으로 하는 아스팔트 혼합물의 제조 방법이 제공된다.
상기 개질 유황 결합재는, 상기 개질 유황 결합재에 유황, 올리고머(oligomer) 및 디씨클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene)을 사용하여 생성되는 또 다른 개질 유황 결합재가 혼합된 개질 유황 결합재일 수 있다.
상기 단계(b)는, 광물성 분말을 더 포함하여 수행될 수 있다.
상기 단계(b)는, 골재를 더 포함하여 수행될 수 있다.
상기 단계(b)는, 에폭시(epoxy) 수지, MMA(Methyl Methacrylate) 수지, 라텍스(latex) 수지 중 적어도 하나의 수지를 더 포함하여 수행될 수 있다.
상기 단계(b)는, 슬래그(slag), 실리카 흄(silica fume) 중 적어도 하나를 더 포함하여 수행될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 개질 유황 결합재의 도포 방법 및 그 장치에 의하면, 현재 널리 이용되는 건설용 자재인 아스팔트에도 개질 유황 결합재를 이용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 유황 개질 결합재를 아스팔트에 이용함으로써 품질과 경제성이 우수한 개질 아스팔트 혼합물을 제조할 수 있고 이를 다양한 분야에 활용할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
먼저 본 발명의 설명에서 원유 성분으로서 생산되는 순수한 아스팔트는 아스팔트라 칭하고 이러한 순수한 아스팔트에 적어도 하나의 다른 물질들이 첨가된 것을 아스팔트 혼합물이라 칭하기로 한다.
한편, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아스팔트 혼합물은 종래의 순수한 아스팔트 또는 종래의 아스팔트 혼합물에 개질 유황 결합재를 혼합함으로써 제조된다.
그리고 본 발명에서 이용되는 개질 유황 결합재는 전술한 본 출원인이 개발하여 특허출원한 물의 증발 온도인 100℃ 이하의 온도에서 재용융이 가능하며, 소수성을 가지는 개질 유황 결합재를 100℃ 이하의 물에 완전 용해 시킬 수 있는 개질 유황 결합재 또는 이에 다른 물질들을 혼합한 개질 유황 결합재일 수 있다.
그리고 이러한 개질 유황 결합재는 보다 바람직하게는 유황과 이 유황의 개질제로서 유황 100% 중량에 대하여 디시클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene)계 개질제 0.1~100 중량%과 유황 100 중량%에 대하여 헤테로 고리 아민류(hetero cyclic amine) 또는 알킬아민류(alkylamine) 0.01~200 중량%가 용융 혼합된 것일 수 있다.
그리고 디시클로 펜타디엔계 개질제는 디시클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene: DCPD) 단독 혹은 DCPD에 시클로 페타디엔(cyclo pentadiene: CPD), DCPD 유도체, CPD 유도체 중 적어도 하나가 첨가된 혼합물일 수 있다.
또한, DCPD 단독 또는 DCPD에 CPD, DCPD 유도체, CPD 유도체 중 적어도 하나가 첨가된 혼합물에 디펜텐(dipentene), 비닐 톨루엔(vinyl toluene), 스티렌 모노머(styrene monomer), 디시클로 펜텐(dicyclo pentene) 중 적어도 하나가 첨가된 혼합물일 수 있다.
그리고 헤테로 고리 아민류는 피리딘(pyridine), 피리딘의 동족체, 피리딘의 이성질체, 피리딘의 동족체의 이성질체, 퀴놀린(quinoline), 이소퀴놀린(isoquinoline), 아크리딘(acridine), 피롤(pyrrole)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
또한, 이러한 개질 유황 결합재에 다른 물질들이 더 첨가된 개질 유황 결합재일 수 있다.
다른 물질들은 예를 들면, 광물성 분말로서 천연 골재, 인공 골재, 슬래그(slag), 석탄재, 플라이 애쉬(fly ash), 실리카 흄(silica fume) 등 다양한 광물성 미분말이 가능하며, 그 중량비는 개질 유황 결합재 100 중량%에 대하여 20~50% 중량비를 가지고 그 입경은 70마이크론(ㅅm)인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 이러한 개질 유황 결합재에 첨가되는 다른 물질은 개질 유황 결합재와는 다른 물성을 가진 또 다른 개질 유황 결합재도 가능하다.
도 1은 개질 유황 결합재에 첨가되는 다른 물질이 전술한 개질 유황 결합재와는 다른 물성을 가진 또 다른 개질 유황 결합재인 경우 이를 생성하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에서 개질 유황 결합재 1은 전술한 유황과 이 유황의 개질제로서 유황 100% 중량에 대하여 디시클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene)계 개질제 0.1~100 중량%과 유황 100 중량%에 대하여 헤테로 고리 아민류(hetero cyclic amine) 또는 알 킬아민류(alkylamine) 0.01~200 중량%가 용융 혼합된 것이다.
그리고, 개질 유황 결합재 2는 이러한 개질 유황 결합재와는 다른 조성 및 물성을 가지는 개질 유황 결합재이다.
이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 본 출원인에 의해 개발되어 특허출원된 개질 유황 결합재를 개질 유황 결합재 1로 명칭하기로 한다.
그리고 개질 유황 결합재 2는 본 출원인에 의해 개발되어 특허출원된 개질 유황 결합재와는 다른 개질 유황 결합재로서 예를 들면, 종래의 올리고머(oligomer)와 디씨클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene)을 유황에 결합하여 생성되는 개질 유황 결합재일 수 있다.
한편, 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 이러한 본 출원인에 의해 개발되어 특허출원된 개질 유황 결합재와는 다른 개질 유황 결합재를 개질 유황 결합재 2로 명칭하기로 한다.
이러한 개질 유황 결합재 2는 일반적으로 적어도 100℃를 초과하는 온도에서 융용 및 재융용이 이루어진다.
한편, 개질 유황 결합제 1과 2에는 다른 물질들이 더 첨가될 수도 있다.
그리고 개질 유황 결합재 1과 개질 유황 결합재 2는 모두 첨가되는 물질의 첨가량의 범위에 따라 물성을 조절할 수 있다.
따라서 도 1에 도시된 바와 같이 개질 유황 결합재 1과 개질 유황 결합재 2를 혼합하여 새로운 개질 유황 결합재(이하, 설명의 편의를 위해 개질 유황 결합재 3으로 명칭하기로 한다)를 만들어 물성을 조정하는 것이 가능하다.
또한, 개질 유황 결합재 1과 개질 유황 결합재 2 외에 다른 첨가물을 추가적으로 첨가하는 것도 가능하며 개질 유황 결합재 1과 개질 유황 결합재 2의 배합 비율 및 추가적으로 첨가되는 다른 첨가물의 배합 비율도 다양하게 설정 가능하다.
그리고 물성의 조절은 개질 유황 결합재 1과 개질 유황 결합재 2의 배합 비율에 따라 달라질 수 있으며, 또한 혼합 과정에서 다른 첨가물을 더 첨가함으로써 물성을 조정하는 것도 가능하다.
그리고 혼합 과정에서 다른 첨가물은 전술한 바와 같이 예를 들면, 광물성 미분말로서 천연 골재, 인공 골재, 슬래그, 석탄재, 플라이 애쉬(fly ash) 등 다양한 광물성 분말이 가능하나 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 1에서는 개질 유황 결합재 2가 100℃를 초과하는 온도에서 융용 및 재융용이 이루어지므로 개질 유황 결합재 1과 개질 유황 결합재 2의 혼합을 위해 용융 혼합이 이루지는 것으로 도시하였다.
그러나 개질 유황 결합재 1은 100℃ 이하의 온도를 가지는 물에서 녹을 수 있는 수경성을 가지므로 개질 유황 결합재 1을 물에 녹이는 방법 등으로 액상으로 형성하고 개질 유황 결합재 2를 용융하여 액상으로 형성한 후 이를 상호 혼합하는 방법도 가능하다.
그리고 개질 유황 결합재 1과 개질 유황 결합재 2의 배합 비율은 다양하게 설정 가능하며, 개질 유황 결합재 1과 개질 유황 결합재 2가 함께 배합되는 경우라면 아무런 제한이 없음은 전술한 바와 같다.
한편, 본 발명에서는 개질 유황 결합재 1을 단독으로 또는 개질 유황 결합재 1과 개질 유황 결합재 2를 결합하여 생성되는 개질 유황 결합재 3을 개질 유황 결합재로서 사용하여 아스팔트 혼합물을 제조한다.
개질 유황 결합재를 투입하는 것을 제외하고 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아스팔트 혼합물을 제조하는 방법은 종래의 아스팔트 혼합물의 제조 방법과 동일한 방법으로 제조하는 것이 가능하다.
물론 종래의 아스팔트 혼합물의 제조 방법과 다른 방법으로 제조하는 것도 가능할 것이나 종래의 아스팔트 혼합물의 제조 방법을 그대로 이용함으로써 종래의 아스팔트 혼합물의 제조 설비나 장비 등을 그대로 이용하면서 성능이 개선된 아스팔트 혼합물의 제조가 가능하게 되는 이점이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 아스팔트 혼합물의 제조시 혼합되는 기존의 아스팔트 또는 아스팔트 혼합물은 아무런 제한이 없으며, 개질 유황 결합재와의 배합 비율도 아무런 제한이 없다.
특히, 아스팔트 및 개질 유황 결합재가 모두 열가소성의 물질이므로 용융 혼합의 과정을 통해 균일하게 혼합하는 것이 가능하다.
다만, 아스팔트는 종류에 따라 녹는 온도가 다르나, 일반적으로 약 160℃의 온도에서 점도가 약 180cp를 가지므로, 혼합을 용이하기 위해 개질 유황 결합재 자체의 물성을 조절하는 것도 가능하다.
그리고 아스팔트와 개질 유황 결합재 외에 다른 첨가물을 추가적으로 첨가하 는 것도 가능하며 아스팔트와 개질 유황 결합재의 배합 비율 및 추가적으로 첨가되는 다른 첨가물의 배합 비율도 다양하게 설정 가능하다.
그리고 물성의 조절은 아스팔트와 개질 유황 결합재의 배합 비율에 따라 달라질 수 있으며, 또한 혼합 과정에서 다른 첨가물을 더 첨가함으로써 물성을 조정하는 것도 가능하다.
한편, 이러한 개질 유황 결합재의 혼합으로 종래의 아스팔트가 가지는 방수성, 전기 절연성, 접착성 및 화학적 안정성을 더욱 높일 수 있게 된다.
특히 도로 포장에 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아스팔트 혼합물을 이용하여 도로 포장을 수행하는 경우 개질 유황 결합재가 가지는 탄성으로 인하여 차량 주행시 소음 및 저항을 더욱 줄여 줄 수 있게 된다.
그리고, 종래의 아스팔트가 가지고 있던 방수성을 더욱 증가시키며 아스팔트 포장의 장점 중 하나인 도로 공사 후 즉시 차량의 통행이 가능한 시간이 더욱 단축되게 된다.
뿐만 아니라, 종래의 아스팔트 포장의 가장 큰 문제점 중 하나인 소성 변형에 대한 저항성을 증가시켜 아스팔트 포장의 수명을 증가시킨다
이하에서는 도 2를 참조하여 아스팔트가 가장 널리 사용되는 도로 포장에 사용될 수 있는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아스팔트 혼합물의 제조 방법을 살펴보기로 한다.
한편, 전술한 바와 아스팔트를 도로 포장에 이용하기 위해서는 아스팔트 또는 아스팔트 혼합물을 골재와 혼합하여 이를 도로 포장에 이용한다.
아스팔트 또는 아스팔트 혼합물을 골재에 혼합한 것을 아스팔트 콘크리트 또는 줄여서 아스콘이라 칭하나, 이러한 아스팔트 콘크리트의 경우에도 기본적으로 아스팔트에 골재가 혼합된 것으로서 아스팔트 혼합물의 한 종류에 포함될 수 있다.
그러나 이하에서는 설명의 편의를 위해 아스팔트에 골재가 아닌 다른 물질이 첨가된 것은 아스팔트 혼합물로, 아스팔트 또는 아스팔트 혼합물에 골재를 포함하는 경우는 아스팔트 콘크리트로 지칭하기로 하나 이는 모두 아스팔트 혼합물의 한 종류에 포함될 수 있음은 전술한 바와 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아스팔트 콘크리트는 개질 유황 결합재에 아스팔트 및 골재를 더 혼합함으로써 제조될 수 있다.
먼저 개질 유황 결합재는 개질 유황 결합재 1을 단독으로 또는 개질 유황 결합재 1과 개질 유황 결합재 2를 결합하여 생성되는 개질 유황 결합재 3일 수 있음은 전술한 바와 같다.
아스팔트는 순순한 아스팔트 또는 이에 다른 물질이 첨가된 종래의 다른 아스팔트 혼합물일 수 있으며, 이러한 아스팔트에 모래, 자갈 쇄석 등의 골재를 혼합함으로써 아스팔트 콘크리트가 생성된다.
골재는 전술한 모래, 자갈, 쇄석뿐만 아니라 재활용이 가능한 산업 폐기물, 석탄회, 규사, 실리카, 석영분, 점토 광물 및 유리 분말 등 다양한 종류가 가능하다.
한편, 종래의 아스팔트 혼합물이란 아스팔트를 도로 포장 등의 용도에 사용하기 위해서는 순수한 아스팔트 그 자체를 이용하기 보다는 아스팔트의 물성을 개선하기 위해 다양한 물질을 첨가하여 생성되는 아스팔트 혼합물을 지칭하는 것임은 전술한 바와 같다.
한편, 도 2에서는 액상의 개질 유황 결합재에 아스팔트, 골재를 함께 혼합하여 아스팔트 콘크리트를 생성하는 것으로 예시하였으나, 먼저 순수한 아스팔트 또는 종래의 아스팔트 혼합물에 개질 유황 결합재를 혼합하여 새로운 아스팔트 혼합물을 먼저 생성하고 생성된 아스팔트 혼합물에 골재를 혼합하여 아스팔트 콘크리트를 생성하는 것도 가능하다.
그리고 도 2에서는 액상의 개질 유황 결합재를 아스팔트 및 골재와 혼합하는 것으로 도시하였으나, 고상의 개질 유황 결합재를 아스팔트와 용융 혼합을 통해 아스팔트 혼합물을 생성하거나 또는 골재를 더 포함하여 아스팔트 콘크리트를 생성하는 것도 가능하다.
또한, 전술한 개질 유황 결합재, 아스팔트, 골재 외에 다른 물질들을 추가적으로 포함하여 개질 유황 아스팔트 콘크리트를 형성하는 것도 가능하며, 추가되는 물질은 에폭시(epoxy) 수지, MMA(Methyl Methacrylate) 수지, 라텍스(latex) 수지와 같은 수지도 포함될 수 있다.
그리고 전술한 광물성 분말로서 천연 골재, 인공 골재, 슬래그(slag), 석탄재, 플라이 애쉬(fly ash), 실리카 흄(silica fume) 등 다양한 광물성 미분말을 더 포함하는 것도 가능하다.
한편, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아스팔트 혼합물은 종래의 아스팔트 또는 아스팔트 혼합물에 개질 유황 결합재를 더 혼합함으로써 아스팔트의 성능을 개선한다.
특히, 도로 포장에 널리 사용되는 아스팔트 콘크리트로 아스팔트 혼합물을 생성하는 경우 아스팔트 콘크리트의 성능이 개선되도록 한다.
이는 본 발명에서 이용하는 개질 유황 결합재가 가지는 탄성으로 인하여 차량 주행시 소음 및 저항을 더욱 줄여 줄 수 있게 되는 것이다.
또한, 본 발명에서 이용하는 개질 유황 결합재의 방수성으로 인하여 방수성을 더욱 증가시키며 경화 속도가 증가되어 아스팔트 포장의 장점 중 하나인 도로 공사 후 즉시 차량의 통행이 가능하게 하는 시간을 더욱 줄일 수 있게 되는 것이다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아스팔트 혼합물의 제조에 이용될 수 있는 개질 유황 결합재의 생성 과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아스팔트 혼합물의 생성 과정을 개략적으로 도시한 도면.
Claims (12)
- 아스팔트(asphalt) 혼합물에 있어서,아스팔트; 및개질 유황 결합재를 포함하되,상기 개질 유황 결합재는 유황과 상기 유황의 개질제로서 상기 유황 100% 중량에 대하여 디시클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene)계 개질제 0.1~100 중량%와 상기 유황 100 중량%에 대하여 헤테로 고리 아민류(hetero cyclic amine) 또는 알킬아민류(alkylamine) 0.01~200 중량%가 용융 혼합된 개질 유황 결합재인 것을 특징으로 하는 아스팔트 혼합물.
- 제1항에 있어서,상기 개질 유황 결합재는,상기 개질 유황 결합재에 유황, 올리고머(oligomer) 및 디씨클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene)을 사용하여 생성되는 또 다른 개질 유황 결합재가 혼합된 개질 유황 결합재인 것을 특징으로 하는 아스팔트 혼합물.
- 제1항에 있어서,상기 아스팔트 혼합물은 광물성 분말을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 혼합물.
- 제1항에 있어서,상기 아스팔트 혼합물은 골재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 혼합물.
- 제1항에 있어서,상기 아스팔트 혼합물은 에폭시(epoxy) 수지, MMA(Methyl Methacrylate) 수지, 라텍스(latex) 수지 중 적어도 하나의 수지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 혼합물.
- 제1항에 있어서,상기 아스팔트 혼합물은 슬래그(slag), 실리카 흄(silica fume) 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 혼합물.
- 아스팔트(asphalt) 혼합물의 제조 방법에 있어서,아스팔트와 개질 유황 결합재를 용융하는 단계(a); 및상기 용융된 상기 아스팔트와 상기 개질 유황 결합재를 혼합하는 단계(b)를 포함하되,상기 개질 유황 결합재는 유황과 상기 유황의 개질제로서 상기 유황 100% 중량에 대하여 디시클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene)계 개질제 0.1~100 중량%와 상기 유황 100 중량%에 대하여 헤테로 고리 아민류(hetero cyclic amine) 또는 알킬아민류(alkylamine) 0.01~200 중량%가 용융 혼합된 개질 유황 결합재인 것을 특징으로 하는 아스팔트 혼합물의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,상기 개질 유황 결합재는,상기 개질 유황 결합재에 유황, 올리고머(oligomer) 및 디씨클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene)을 사용하여 생성되는 또 다른 개질 유황 결합재가 혼합된 개질 유황 결합재인 것을 특징으로 하는 아스팔트 혼합물의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,상기 단계(b)는,광물성 분말을 더 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 아스팔트 혼합물의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,상기 단계(b)는,골재를 더 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 아스팔트 혼합물의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,상기 단계(b)는,에폭시(epoxy) 수지, MMA(Methyl Methacrylate) 수지, 라텍스(latex) 수지 중 적어도 하나의 수지를 더 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 아스팔트 혼합물의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,상기 단계(b)는,슬래그(slag), 실리카 흄(silica fume) 중 적어도 하나를 더 포함하여 수행되 는 것을 특징으로 하는 아스팔트 혼합물의 제조 방법.
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