• 청정기술
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• 제19권2호
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• pp.140-147
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• 2013

본 연구에서는 항유화제와 전기장을 이용하여 물/비튜멘 에멀전에서의 효과적인 물 분리 방법에 대한 실험을 진행하였다. 물/비튜멘 에멀전의 물 분리 효율을 측정하기위한 기초실험을 진행하였으며, 기초실험에서는 비튜멘의 모사를 위해 모터 오일(GS Caltex, Deluxe Gold V 7.5 W/30, Hyundai gear oil 85 W/140)을 사용하였다. 기초실험을 통해 높은 물 분리 효율을 갖는 항유화제를 선택하였으며, 선택된 항유화제를 사용해 아스팔트 및 비튜멘 에멀전에서의 분리실험을 진행하였다. 지용성 항유화제 중에서는 말레산무수물(maleic anhydride)과 e-카프로락탐(e-caprolactam)이 높은 분리 효율을 보였으며, 수용성 항유화제는 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate)와 아크릴산(acrylic acid)이 높은 분리 효율을 보여주었다. 앞선 기초실험을 통해 얻어진 결과를 바탕으로 지용성 항유화제 2종, 수용성 항유화제 2종을 선택하여 아스팔트 에멀전에서의 분리실험을 진행하였다. 또한, 실험실규모의 전기장을 이용하여 오일처리기(oiltreater)를 설계, 제작하였으며 제작된 장치와 항유화제를 연계하여 에멀전의 분리효율을 실험하였다.

• 폴리머
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• 제31권6호
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• pp.538-542
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• 2007

도로포장용 아스팔트의 성능을 개선하기 위하여 유화중합법으로 여러 가지 조성의 반응성 고분자 개질제들을 합성하여 아스팔트와 혼합 후 성능을 시험 분석하였다. 합성된 고분자 개질제들을 아스팔트와 혼합 후 시차주사열량계(DSC)로 아스팔트의 열적 특성 변화를 측정하였고, 형광현미경으로 개질제들의 아스팔트에 대한 분산 상태를 확인하였다. 또한 각각의 개질제들을 아스팔트에 대하여 2% 혼합하여 침입도를 측정하였으며, 개질 아스팔트의 동적 안정도와 영구 변형 속도를 측정하기 위하여 개질제 각각을 아스팔트에 대하여 1%씩 혼합하여 wheel tracking 실험을 수행하였고, 그 중 가장 성능이 좋은 개질제 6번을 1.0, 1.5, 2.0% 혼합 후 wheel tracking 실험을 실시하였다. 이러한 침입도와 wheel tracking 실험에서 6번 개질제가 가장 좋은 성능을 나타내었으며, 이는 개질제의 MMA 부분이 styrene 부분보다 개질제의 성능 향상에 더 많은 기여를 하는 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제15권1호
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• pp.54-59
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• 2009

비튜멘으로부터 효과적으로 물을 제거하기 위하여 화학적 항유화제에 의한 물/비튜멘 에멀젼의 분리를 연구하였다. 비튜멘 에멀젼을 모사하기 위해 모사물질로 엔진오일(GS Caltex Deluxe Gold V 7.5W/30, Hyundai gear oil 85W/140)과 아스팔트(AP-5, KS M 2201, (주)동남유화)를 사용하여 예비실험을 수행하였다. 그리고 오일센드로부터 추출한 비튜멘을 이용하여 실험하였다. 예비실험으로 수행된 물/오일 에멀젼의 분리실험에서 함유화제를 첨가하지 경우 에멀젼이 분리되지 않았으며, 항유화제의 농도가 낮을 때 Hyundai 엔진오일은 GS Caltex 엔진오일보다 분리효율이 높았다. 그러나 GS Caltex 엔진오일에 비해서 분리효율의 증가율은 낮았다. Hyundai 엔진오일은 GS Caltex 엔진오일보다 점도가 높아서 물의 분산이 잘 이루어지지 않았기 때문으로 판단된다. 그리고 HLB (hydrophilic-lipophilic balance) 값이 높을수록 분리효율이 높았으며, 사용된 항유화제 중 TWEEN 20 (polyoxyethylene sorbitan monolaurate solution)이 가장 좋은 분리효율을 나타내었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.23-30
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• 2006

상온아스팔트 혼합물은 생산공정이나 시공 중에 naphtha나 kerosene을 사용하는 컷백 아스팔트와 같이 환경오염물질을 생성하지 않고 골재와 아스팔트 바인더를 가열하지 않기 때문에 가열아스팔트 혼합물에 비하여 환경친화적이며 경제적이다. 그러나 일반적으로 상온아스팔트 혼합물은 가열아스팔트 혼합물에 비해 내구성이나 수분민감성에서 미흡한 점이 많다. 본 연구에서는 상온아스팔트의 수분민감성과 내구성을 증진시킬 수 있는 섬유보강 상온아스팔트 혼합물(FEAM)에 대한 평가를 하였다. 최적 유화아스팔트량(OEC), 최적함수량(OWC) 그리고 최적 섬유보강제 첨가량(OFC)를 결정하기 위해서 마샬배합설계를 수정 개발하였다. 최적의 섬유보강 상온아스팔트 혼합물과 일반 상온아스팔트 혼합물을 제작하여 마샬안정도 시험, 간접인장강도 시험 및 회복탄성계수 시험을 실시하였고 그 결과를 가열아스팔트 혼합물의 결과와 비교하였다. 결과로 FEAM과 EAM 모두 마샬배합설계 기준으로 중간 교통량에 충분한 것으로 판명되었다. 또한 섬유보강에 의하여 일반 상온아스팔트 혼합물의 수분민감성과 내구성이 증진하는 효과도 얻을 수 있는 것으로 판명되었다

• 한국도로학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.139-145
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• 2011

최근 10년간 전세계적으로 아스팔트 포장을 재활용하는 기술이 급속도로 확산되고 있으며 노후 아스팔트 포장을 폼드 아스팔트 또는 유화 아스팔트를 사용하여 현장에서 바로 100% 재활용하는 현장 상온 재생 아스팔트 포장기술이 다양하게 적용되고 있다. 특히, 아이오와 주에서는 교통량이 적은 지방도로에서 기존 포장의 수명을 연장 시켜주는 현장 상온 재생 아스팔트 공법을 많이 적용하고 있다. 일반적으로 현장 상온 재생 아스팔트 포장층은 수분의 침투나 교통하중으로부터 보호하거나 포장설계를 만족시키기 위해 가열 아스팔트 포장으로 덧씌우기를 한다. 일반적으로 현장 상온 재생 아스팔트 포장층 위에 가열 아스팔트 포장으로 덧씌우기 할 시기는 대부분에 감독자들은 일정한 양생기간 또는 최대 함수비에 근거하여 결정하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 감독자가 최적에 덧씌우기 아스팔트 포장 시기를 결정할 수 있도록 현장 상온 재생 아스팔트 포장층의 현장 함수비를 간단하게 측정하여 덧씌우기 시기를 결정할 수 있는 수분 감소계수를 개발하는 것이다. 먼저, 현장 상온 재생 아스팔트 포장층의 함수비를 TDR 함수량계를 사용하여 측정하였고 현장 상온 재생 아스팔트 포장이 시공되는 기간 동안에 강우량, 대기온도, 습도, 바람속도 등 기상정보를 수집하였다. 마지막으로 현장 상온 재생 아스팔트 포장의 초기 함수비, 대기온도, 습도, 바람속도를 변수로 하는 수분 감소계수를 개발하였다. 실제 현장 상온 재생 아스팔트 포장에서 측정한 값을 사용하여 개발한 수분 감소계수는 감독자가 연속적으로 현장 상온 재생 아스팔트 포장층의 함수비를 측정하지 않고 최적의 덧씌우기 포장 시점을 결정할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.119-127
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• 2014

본 연구에서는 유황폴리머에멀젼 (SPE)을 반강성 포장용 주입재의 아크릴레이트 대체재로서 활용가능성과 성능향상재료 (PVA섬유)에 대한 역학적 성능과 내구성능을 평가하였다. 평가결과, 반강성 포장재의 충전률은 섬유의 혼입률이 증가함에 따라 충전률이 저하되었지만, 모든 배합조건에서 평균 92~94%로 측정되어 목표 성능인 90%를 만족하였다. 반강성 포장재의 마샬안정도 값은 최대 25.4kN으로 측정되어 반강성 포장재의 국내 기준인 5.0 kN 보다 약 4.7배 우수한 것으로 나타났다. 반강성 포장재의 동적안정도 평가결과, 휠 트래킹시험에 따른 변형저항성은 SPE를 대체한 배합조건이 보다 우수하였고, 모든 배합조건에서 45분 이후에는 변형량이 일정한 값에 수렴되어 동적안정도가 31,500회/mm로 동일한 결과를 나타내었다. 파단변형률은 최대 0.53% 정도로 나타나 아스팔트 포장재보다 우수한 강성으로 나타났다. 마모저항성 및 충격저항성 검토결과 모든 배합조건에서 손실률이 9.8~6.0%로 나타나 우수한 내마모성을 나타내었으며, 섬유를 0.3% 혼입한 경우 혼입하지 않은 Plain에 비하여 2.82배의 내충격성 향상을 나타내었다. 역학적성능 및 내구성능 등을 모두 고려하여 볼 때, 이 연구 범위에서는 SPE 대체율 30%가 적정 수준이고, 혼입률 0.3% 범위에서 PVA 섬유를 적용하면 우수한 인성을 갖는 반강성 포장재 제조가 가능 할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.57-65
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• 2013

정유산업의 발달로 인하여 탈황과정에서 대량 발생되는 부산물인 황은 연간 120만톤 이상 발생되고 있으나 그 활용처가 제한되어 있어 수요처확보가 요구되는 실정이다. 이러한 부생유황은 내구성이 우수한 재료로서 건설재료에 활용가능성이 높아 이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 한편, 아스팔트 및 콘크리트 포장의 단점을 보완하고 장점을 강화시킨 반강성 포장의 적용이 증대되고 있으나 균열억제 등의 목적으로 사용되는 아크릴레이트의 높은 비용으로 경제성이 저하되어 대체 재료의 개발이 요구되는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 부생유황의 재활용 방안 제시와 sulfur polymer emulsion (SPE)을 혼입한 반강성 포장용 주입재의 공학적 성능검토 연구를 수행하였다. 평가 결과, 아크릴레이트를 SPE로 30%까지 대체한 주입재는 대체하지 않은 주입재에 비하여 우수한 유하시간과 강도특성을 나타내었다. 그러나 SPE 대체율이 50% 이상인 주입재는 오히려 성능이 떨어지는 경향을 나타내어 SPE의 적정 대체율은 30% 수준인 것으로 나타났다. SEM 분석을 이용하여 1종 보통포틀랜드시멘트 (OPC) 페이스트와 비교 연구를 수행한 결과, 초속경 시멘트를 사용한 주입재는 약 3시간의 재령에서 OPC의 7일 재령에 해당되는 수화 특성을 나타내었고 SPE의 혼입 여부와 상관없이 그 특성을 유지하는 것으로 나타났다. SPE를 30% 수준으로 대체한 주입재의 염해저항성은 OPC 수준에 해당되어 아크릴레이트만을 주입한 주입재에 비하여 월등히 우수한 성능을 보였다. 유하시간, 강도특성, 염해저항성 등을 모두 고려하여 볼 때, 이 연구의 범위에서는 SPE 대체율 30%가 적정 수준의 대체율인 것으로 나타났다.

• Advances in concrete construction
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• 제15권6호
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• pp.419-430
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• 2023

In this study, the effect of two types of aggregates (fly ash aggregate and shale aggregate) on the density, strength, and durability of preplaced lightweight aggregate concrete (PLWAC) was studied. The results showed that the 7 - 28 days strength of concrete prepared with fly ash aggregates (high water absorption rate) significantly increased, which could attribute to the long-term water release of fly ash aggregates by the refined pore structure. In contrast, the strength increase of concrete prepared with shale aggregates (low water absorption rate) is not apparent. Although PLWAC prepared with fly ash aggregates has a lower density and higher strength (56.8 MPa @ 1600 kg/m³), the chloride diffusion coefficient is relatively high, which could attribute to the diffusion paths established by connected porous aggregates and the negative over-curing effect. Compared to the control group, the partial replacement of fly ash aggregates (30%) with asphalt emulsion (20% solid content) coated aggregates can reduce the chloride diffusion coefficient of concrete by 53.6% while increasing the peak load obtained in a three-point bending test by 107.3%, fracture energy by 30.3% and characteristic length by 103.5%. The improvement in concrete performance could be attributed to the reduction in the water absorption rate of aggregates and increased energy absorption by polymer during crack propagation.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.317-327
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• 2013

도심지의 대기오염 및 인공열 등으로 인해 도시열섬현상이 발생되고 있으며, 특히 아스팔트 포장의 경우 낮에는 일사열을 흡수하고 밤에 방출하기 때문에 도심부의 환경을 개선하기 위해서는 도심 도로포장의 온도를 저하시키는 차열성 포장에 대한 연구의 필요성이 제기되고 있다. 도로포장에 차열성 도료를 적용하기 위해서는 시인성을 높이기 위해 흑색명도를 저하시켜야 하며, 적외선 반사율은 증가시키고, 가시광선 반사율은 최소화 하는 특성이 요구된다. 본 연구에서는 1액형 아크릴 에멀젼을 주 바인더로 사용하고 안료의 종류(카본블랙, 합성무기안료) 및 중공세라믹 혼입률(0%, 15%, 30%)변화, 흑색명도의 변화를 주요 실험인자로 선정하였다. 차열성 도로포장의 온도저감 성능은 분광반사율과 일사반사율, 램프 조사 방법을 통해 분석하였다. 그리고 마모저항성, 자외선 촉진내후성, 미끄럼 저항성에대한 현장적용성을 평가하였다. 그리고 고반사 도료 시험포장에 대해서 열화상 촬영을 통해 온도저감 효과를 분석하였다. 실험결과 합성무기안료와 중공세라믹 30%를 혼입한 경우에 흑색 명도 $L^*$= 42.89에서 분광반사율이 근적외선 영역에서 43%, 가시광선 영역에서 17%를 보였으며, 일사반사율은 27.5%로 나타났다. 그리고 자외선 촉진내후성 시험에 의한 총색차 ${\Delta}E$가 0.27로 색변화가 거의 발생되지 않았으며, 규사 2호, 4호를 상도, 하도에 $0.12kg/m^2$이상 산포할 경우 BPN은 53이상을 보였다. 또한 테이버 마모시험에 의한 마모감량은 500회전시 최대 86.4mg이하로 나타났다. 아스팔트 포장에 고반사 도료를 시공한 시험구간의 열저감 성능을 열화상 촬영에 의해 평가한 결과 CI-30-40 차열성포장($L^*$=38.76)은 $12.7^{\circ}C$, CI-30-60 차열성포장($L^*$=57.12)은 $14.2^{\circ}C$의 온도저감효과를 보였다.