KR20230020871A - Eco-friendly high-strength asphalt and manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 친환경 고강도 아스팔트 및 제조방법에 관한 것으로 전복 패각 분말을 아스팔트 제조시 첨가하여 이루어지는 도로포장용 고강도의 아스팔트 및 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to eco-friendly high-strength asphalt and a manufacturing method, and relates to a high-strength asphalt for road paving and a manufacturing method obtained by adding abalone shell powder during asphalt production.
아스팔트(Asphalt)는 통상 아스콘으로 불리며, 아스팔트, 골재, 채움재 등을 투입한 후, 이러한 재료들을 160~180℃의 고온으로 가열하여 혼합하는 과정을 통해 제조한 후, 도로에서의 포설 및 다짐 후, 상온으로 냉각된 상태에서 햇볕, 빗물 등 다양한 환경에 노출된 상태로 수년동안 장시간 사용되는 과정을 거치게 된다.Asphalt is commonly called ascon, and is manufactured through the process of mixing asphalt, aggregate, filling material, etc., by heating and mixing these materials at a high temperature of 160 ~ 180 ° C. After laying and compacting on the road, It goes through the process of being used for a long time for several years in a state of being cooled to room temperature and exposed to various environments such as sunlight and rainwater.
하지만 장시간이 경과하면 도로가 파손되어 포트홀, 균열, 깨짐 등이 발생하고 포트홀을 발견하지 못한 운전자가 포트홀을 인식했을 때에 긴급하게 핸들을 틀어서 피하려는 상황에서는 대형사고로도 이어질 수 있다. 또한, 우천시 야간에는 포트홀을 발견하기가 어렵고 포트홀을 지나는 차량은 파손으로도 이어진다(도 1). However, when a long period of time elapses, the road is damaged, resulting in potholes, cracks, cracks, etc., and when a driver who has not found a pothole recognizes a pothole and tries to avoid it by turning the steering wheel urgently, it can lead to a major accident. In addition, it is difficult to find potholes at night in rainy weather and vehicles passing through potholes lead to damage (FIG. 1).
한편, 전복(Abalone)은 원시복족목 전복과에 속하는 패류로 우리나라 전 연안에 서식하고 있으며, 남해안에서는 대량으로 양식이 이루어지고 제주도에서도 양식이 이루어지고 있는 어종이다. 2020년 기준 통계청 어업생산동향조사 결과에 따르면 전복류 생산량은 36,684톤으로 나타났다. 생산된 전복은 전국 호텔, 식당 등으로 유통되어 소비되고 있다. On the other hand, abalone is a shellfish belonging to the abalone family of primitive gastropods and inhabits all the coasts of Korea. According to the results of the 2020 Fisheries Production Trend Survey by the National Statistical Office, the production of abalone was 36,684 tons. The produced abalone is distributed and consumed in hotels and restaurants nationwide.
2021년 해양수산전망대회 양식품목별 전망을 살펴보면 국내 전복 소비량은 2만 1900톤으로 전망하였다. 하지만 소비된 전복에서 발생하는 전복 패각은 음식물 쓰레기통에 넣어서는 안되는 물질로 구분되어 있어 쓰레기로 처리하기도 어렵고 주변에 방치할 경우 악취와 경관을 해쳐 민원이 발생하고 있는 실정이다.Looking at the outlook for each aquaculture item at the 2021 Maritime and Fisheries Observatory, domestic abalone consumption was predicted to be 21,900 tons. However, abalone shells generated from consumed abalone are classified as substances that should not be put in food waste bins, so it is difficult to treat them as garbage and, if left nearby, civil complaints are occurring due to odor and harm to the landscape.
또한 전복은 양식 과정중 에서도 폐사가 이루어지며, 최근 진도군에 폭우로 인해 많은 민물이 유입되면서 1천430만마리가 폐사하기도 하였으며, 양식어가에서 폐사한 전복 패각 역시 처리가 곤란한 상황이다. In addition, abalone is killed during the farming process, and 14.3 million abalone died due to the influx of fresh water due to heavy rains in Jindo-gun recently.
전복 패각은 전복 껍질의 95% 이상이 탄산칼슘(CaCO3)로 구성되어 있어 트럭이 밝고 지나가도 깨지지 않을 정도의 강도를 갖는다. 과학자들은 전복이 단단한 재료로 이루어진 데에는 그 해답이 전복 패각만의 독특한 구조에 있을 것이라고 짐작했으며, 전자현미경으로 관찰한 결과 패각의 바깥층과 안층의 확실하게 구별되었다. 바깥층은 패각 면과 수직으로 정렬된 기둥으로 가득차 있었으며, 안층에는 수평으로 얇은 판이 빼곡하게 싸여 있어 마치 빨간 벽돌집 벽에서 위로는 세로로, 아래는 가로로 벽돌을 쌓아놓은 모습과 유사했다.Over 95% of the abalone shell is composed of calcium carbonate (CaCO 3 ), so it is strong enough not to break even when trucks pass through it. Scientists guessed that the answer to the fact that abalone was made of hard material would lie in the unique structure of the abalone shell, and as a result of observation with an electron microscope, the outer and inner layers of the shell were clearly distinguished. The outer layer was full of pillars aligned vertically with the shell faces, while the inner layer was tightly packed with horizontal thin plates, resembling bricks stacked vertically up and down horizontally on the walls of a red brick house.
전복 껍질의 성분 가운데 나머지 5%가 주로 단백질로 구성된다. 그런데 단백질은 안쪽으로 들어갈수록 많이 분포한다. 이로부터 외부에서 강한 힘이 가해졌을 때 아라고나이트 판 사이에 채워진 단백질 층이 진득하게 늘어나면서 판 사이가 벌어지는 것을 버티게 한다. 그 결과 안쪽 층의 균열은 한쪽 방향으로 생기지 못하고 지그재그 형태를 띠게 되는 것이다. 균열이 생긴 범위는 불과 지름 300~500 나노미터를 벗어나지 못한다.Among the components of the abalone shell, the remaining 5% is mainly composed of protein. However, the protein is more distributed as it goes inside. From this, when a strong force is applied from the outside, the protein layer filled between the aragonite plates stretches thickly and sustains the gap between the plates. As a result, cracks in the inner layer do not develop in one direction and take on a zigzag pattern. The range of cracks is only 300 to 500 nanometers in diameter.
본 발명은 버려지는 전복 패각을 이용하여 도로에 포장되고 있는 아스팔트에 혼합함으로서 친환경 고강도의 아스팔트를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a method for manufacturing eco-friendly high-strength asphalt by mixing discarded abalone shells with asphalt paved on roads.
본 발명은 전복 패각을 아스팔트 제조시 아스팔트와 굵은 골재, 잔골재 또는 아스팔트 포장용 채움재와 함께 일정량 혼합하여 고강도의 아스팔트를 제조하는 데에 목적이 있다. An object of the present invention is to prepare high-strength asphalt by mixing abalone shells with a certain amount of asphalt and coarse aggregate, fine aggregate, or asphalt paving filler during asphalt production.
본 발명은 아스팔트 콘크리트 혼합물로서 아스팔트와 굵은 골재, 잔골재 또는 아스팔트 포장용 채움재를 혼합하여 이루어지되 채움재를 대신하여 전복 패각 분쇄물을 포함하는 것을 특징으로 하는 강도가 향상된 아스팔트를 제공한다. 본 발명의 전복 패각 분쇄물의 포함량은 아스팔트 혼합물 전체중량 대비 5 내지 20중량% 혼합되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides asphalt with improved strength, which is made by mixing asphalt and coarse aggregate, fine aggregate, or asphalt pavement filler as an asphalt concrete mixture, but includes pulverized abalone shells instead of filler. The content of the pulverized abalone shell of the present invention is characterized in that it is mixed with 5 to 20% by weight based on the total weight of the asphalt mixture.
본 발명의 또 다른 실시예로서 전복 패각을 세척하는 단계; 세척된 전복패각을 분쇄기로 분쇄하는 단계; 상기 준비된 전복패각 분말을 아스팔트 콘크리트 혼합물로서 아스팔트와 굵은 골재, 잔골재 또는 아스팔트 포장용 채움재와 함께 일정량를 혼합하여 아스팔트를 제조하는 것을 특징으로 하는 강도가 향상된 아스팔트 제조방법을 제공한다. As another embodiment of the present invention, washing the abalone shell; Grinding the washed abalone shells with a grinder; As an asphalt concrete mixture, the prepared abalone shell powder is mixed with a certain amount of asphalt and coarse aggregate, fine aggregate or asphalt paving filler to provide an asphalt manufacturing method with improved strength, characterized in that for producing asphalt.
본 발명의 전복패각 세척은 전복패각을 발효수가 저장된 발효조에 침지하여 일정 온도 및 시간 동안 미생물 발효하는 단계를 포함한다. 본 발명의 발효수는 전복패각에 부착된 이물질의 분해능을 갖는 미생물 균주의 배양액일 수 있다. The abalone shell washing of the present invention includes immersing the abalone shells in a fermentation tank storing fermented water and fermenting them with microorganisms for a certain temperature and time. The fermented water of the present invention may be a culture solution of a microbial strain having the ability to decompose foreign substances attached to abalone shells.
본 발명의 전복 성분을 포함한 고강도의 아스팔트를 사용한 도로 포장을 통해 정부의 도로 포장 예산 절감 및 기존보다 고강도의 아스팔트에서 운전자들이 안전하게 운전할 수 있는 효과가 있다. Road pavement using high-strength asphalt containing the abalone component of the present invention has the effect of reducing the government's road paving budget and allowing drivers to drive safely on higher-strength asphalt than before.
도 1은 파손된 도로의 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 1차 처리를 거쳐 분쇄된 전복패각을 나타낸다.
도 3은 각 실험 샘플별로 제조된 아스팔트를 나타낸다.
도 4, 5는 전복패각이 혼합 제조된 아스팔트 혼합 구성비 및 제조된 아스팔트를 나타낸다.1 shows an example of a damaged road.
Figure 2 shows the abalone shells pulverized through the primary treatment of the present invention.
Figure 3 shows the asphalt prepared for each experimental sample.
4 and 5 show the asphalt mixing composition ratio and the prepared asphalt in which the abalone shell was mixed and manufactured.
아스팔트 콘크리트는 '아스콘'이라고 줄여서 쓰이며, 아스팔트, 아스팔트 혼합물, 아스팔트 콘크리트, 가열혼합, 가열포설 역청 포장용 혼합물(KS F2349규격), HMA(hot mix asphalt) 등으로 분류되고 있다. Asphalt concrete is abbreviated as 'ascon', and is classified into asphalt, asphalt mixture, asphalt concrete, heat mix, heat laying bitumen paving mixture (KS F2349 standard), HMA (hot mix asphalt), etc.
일반적인 아스팔트 콘크리트 혼합물은 아스팔트와 굵은 골재(자갈), 잔골재(모래) 또는 아스팔트 포장용 채움재를 가열하거나 상온으로 혼합한 것으로 도로포장이나 주차장 등에 주로 사용되고 있으며, 사용목적이나 용도, 기능, 공법에 따라 여러 가지로 구분하고 있다.General asphalt concrete mixture is a mixture of asphalt, coarse aggregate (gravel), fine aggregate (sand), or asphalt pavement filler at room temperature and is mainly used for road pavement or parking lot. are separated by
채움재는 석회성분, 포틀랜드 시멘트, 소석회 등의 기타 적당한 광물성 물질의 분말이어야 한다. 본 발명의 전복패각 분말은 석회성분이기 때문에 채움재로서 전복패각 분말을 첨가하더라도 별도의 추가적인 비용은 발생하지 않는다.The fill material shall be a powder of limestone, Portland cement, slaked lime or other suitable mineral material. Since the abalone shell powder of the present invention is a lime component, no additional cost is incurred even if the abalone shell powder is added as a filling material.
전복껍질을 채움재로 첨가하기 위해서는 전복 패각을 세척처리하여야할 필요가 있다. 양식된 전복의 껍질에는 따개비 또는 기타 부착성 생물이 부착되어 서식하므로 이를 제거해야할 필요가 있다. 또한 염분을 포함하므로 염분성분을 제거할 필요가 있다. 통상 전복패각의 이물질 제거에는 이물질 제거 장치를 이용한 물리적 제거방법이 사용되나, 본 발명에서는 미생물을 이용한 세척방법을 사용한다. 이하, 본 발명의 전복패각 세척 조성물 및 이를 유효성분으로 하는 전복패각 세척방법을 설명하면 다음과 같다. In order to add abalone shells as a filling material, it is necessary to wash and treat the abalone shells. Barnacles or other adherent organisms live on the shells of farmed abalone and need to be removed. Also, since it contains salt, it is necessary to remove the salt component. In general, a physical removal method using a foreign material removal device is used to remove foreign substances from the abalone shell, but in the present invention, a cleaning method using microorganisms is used. Hereinafter, the abalone shell cleaning composition of the present invention and the abalone shell cleaning method using the same as an active ingredient will be described.
실시예 1 전복패각 처리Example 1 Abalone shell treatment
본 발명의 전복패각 세척 조성물 및 이를 유효성분으로 하는 전복패각 세척방법은 가식부를 소비하고 버려진 전복패각을 전복패각 1차 처리장치에 투입하여 교반에 의해 패각 표면의 이물질을 물리적인 방법으로 제거하는 전복패각 1차 처리단계(가); 상기 (가)단계를 거친 전복패각을 발효수가 저장된 발효조에 침지하여 일정 온도 및 기간 동안 발효하는 발효수 침지단계(나); 상기 (나)단계를 거친 전복패각을 발효조에서 분리하고 전복패각 표면의 발효수의 세척 및 건조한 후 아스팔트용으로 사용하기 위한 아스팔트제조 공급단계(다)로 이루어질 수 있다.The abalone shell cleaning composition of the present invention and the abalone shell cleaning method using the same as an active ingredient consumes the edible parts and puts the discarded abalone shells into the abalone shell primary treatment device to physically remove foreign substances on the surface of the shells by stirring Abalone First shell processing step (A); A fermented water immersion step (b) in which the abalone shells that have undergone step (a) are immersed in a fermentation tank in which fermented water is stored and fermented at a certain temperature and for a period of time; After the abalone shells that have gone through step (b) are separated from the fermenter, the fermented water on the surface of the abalone shells is washed and dried, and the asphalt manufacturing and supplying step (c) is performed for use as asphalt.
(가) 전복패각 1차 처리단계(A) 1st processing step of abalone shell
본 발명의 전복패각 1차 처리단계(가)는 가식부와 분리된 전복패각을 전복패각 1차 처리장치에 투입하여 교반기의 회전에 의해 패각 표면에 부착된 비교적 큰 이물질을 물리적인 방법으로 분리하는 단계를 포함할 수 있다.In the first abalone shell processing step (a) of the present invention, the abalone shell separated from the edible part is put into the abalone shell primary processing device, and the relatively large foreign matter attached to the shell surface by the rotation of the stirrer is separated by a physical method can include
본 발명의 실시예에 따른 전복패각 1차 처리장치는 야적장에 야적된 전복패각이 투입되는 투입호퍼로부터 장치 내부로 전복패각이 이송되고, 일정 크기의 격자가 형성된 실린더 구조의 분리통이 바닥부와 수직하게 설치되어 회전하고, 상기 분리통 하부에는 일정 간격 이격되어 분리통의 격자에서 분리된 전복패각 이물질을 수집하는 수집부가 설치되어 이루어질 수 있다. In the primary processing device for abalone shells according to an embodiment of the present invention, abalone shells are transported from an input hopper into which abalone shells stored in a storage yard are put into the device, and a cylinder-structured separation container with a grid of a certain size is formed at the bottom and It is installed vertically and rotates, and a collection unit may be installed at the lower part of the separation cylinder to collect the abalone shell foreign substances separated from the lattice of the separation cylinder by being spaced apart at a predetermined interval.
상기 전복패각 1차 처리장치의 실리더에 형성된 격자는 전복패각보다 작고 전복패각에 부착된 이물질보다 큰 크기로 형성되어 물리적인 이물질 분리가 가능하다.The lattice formed in the cylinder of the abalone shell primary processing device is formed in a size smaller than the abalone shell and larger than the foreign matter attached to the abalone shell, so that physical foreign matter separation is possible.
(나) 발효수 침지 단계(B) fermented water immersion step
본 발명의 발표수 침지 단계(나)는 상기 (가)단계를 거친 전복패각을 발효수가 저장된 발효조에 침지하여 일정 온도 및 시간 동안 미생물 발효하는 단계이다. 본 발명의 발효수는 전복패각에 부착된 이물질의 분해능을 갖는 미생물 균주의 배양액일 수 있다. 배양액의 균주는 슈도모나스 린인젠시스(Pseudomonas linyingensis), 슈도모나스 후미(Pseudomonas humi), 바실러스 알티투디니스(Bacillus altitudinis), 커비박터 델리케터스(Curvibacter delicatus), 및 엑시도보락스 디라필디(Acidovorax delafieldii)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 미생물을 포함하는 것일 수 있다. The step (b) of immersing in released water of the present invention is a step of immersing the abalone shells passed through step (a) in a fermentation tank in which fermented water is stored and fermenting microorganisms at a certain temperature and time. The fermented water of the present invention may be a culture solution of a microbial strain having the ability to decompose foreign substances attached to abalone shells. The strains of the culture broth were Pseudomonas linyingensis, Pseudomonas humi , Bacillus altitudinis , Curvibacter delicatus , and Acidovorax delafieldii . It may be to include any one or more microorganisms selected from the group consisting of.
또한 슈도모나스 린인젠시스(Pseudomonas linyingensis), 슈도모나스 후미(Pseudomonas humi), 바실러스 알티투디니스(Bacillus altitudinis), 커비박터 델리케터스(Curvibacter delicatus), 및 엑시도보락스 디라필디(Acidovorax delafieldii)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 미생물을 포함하는 것일수 있다. 상기 균주들은 미생물 기탁기관에서 분양 가능한 종들이다.Also in the group consisting of Pseudomonas linyingensis, Pseudomonas humi , Bacillus altitudinis , Curvibacter delicatus , and Acidovorax delafieldii It may include any one or more selected microorganisms. The above strains are species that can be distributed in a microbial depository institution.
본 발명의 발효수는 발효조에 투입되고 30 내지 35℃의 온도를 유지하며 산소를 지속적으로 공급한다. 본 발명의 발효수 침지 단계는 상기 (가)단계가 완료된 전복패각은 발효수가 저장된 발효조에 투입되어 30 내지 35℃의 온도로 24시간 동안 침지한다. The fermented water of the present invention is put into a fermentation tank, maintains a temperature of 30 to 35 ° C, and continuously supplies oxygen. In the fermented water immersion step of the present invention, the abalone shells after step (a) are completed are put into a fermentation tank in which the fermented water is stored and immersed for 24 hours at a temperature of 30 to 35 ° C.
또한, 상기 발효조에는 발효수 내의 호기상태를 유지할 수 있도록 산소가 주입될 수 있다. 상기 수온 30 내지 35℃는 미생물이 발효 및 세척활동을 하는데 가장 호적한 상태라 할 수 있다. 상기 수온의 발효수에 포함되어 있는 균주는 전복패각에 부착된 이물질을 발효 및 분해시킴으로써 보다 간편하고 단기간 내에 완벽한 세척이 가능하다.In addition, oxygen may be injected into the fermentation tank to maintain an aerobic state in the fermented water. The water temperature of 30 to 35 ° C. can be said to be the most suitable condition for fermentation and washing activities of microorganisms. The strain contained in the fermented water at the water temperature ferments and decomposes foreign substances attached to the abalone shell, enabling perfect washing in a simpler and shorter period of time.
(다) 아스팔트제조 공급단계(C) Asphalt manufacturing and supplying stage
본 발명의 아스팔트를 제조하기 위한 전복패각으로 사용하기 위한 아스팔트제조 공급단계(다)는 상기 (나)단계를 거친 전복패각을 발효조에서 분리하여 발효수를 세척하고 건조한 후, 아스팔트 제조를 위해 사용하는 단계를 포함한다. In the asphalt production and supply step (c) for use as abalone shells for producing asphalt of the present invention, the abalone shells passed through step (b) are separated from the fermentation tank, the fermented water is washed and dried, and then used for asphalt production Include steps.
도 2는 본 발명의 (다)단계를 거친 전복패각 및 분말을 나타낸다. 본 발명의 (가) 내지 (다)단계를 거쳐 세척이 완료된 전복패각은 통상적인 염분 및 유해세균이 포함되지 않은 것으로, 기존의 물리적인 방법으로 전복패각을 세척하는 방법에 비하여 단시간에 완전한 세척이 가능한 방법이라할 수 있으며 아스팔트 제조에도 즉시 사용이 가능하다. 2 shows abalone shells and powder that have undergone step (c) of the present invention. The abalone shells that have been washed through steps (a) to (c) of the present invention do not contain conventional salt and harmful bacteria, and can be completely cleaned in a short time compared to the conventional physical method of washing abalone shells. It can be said to be a feasible method and can be used immediately for asphalt production.
세척된 전복패각은 패각을 일체로 가공하여 사용할 수 있고, 패각의 바깥층과 안층으로 나누어 가공하여 사용할 수 있다. 전복패각의 바깥층을 구성하는 물질은 사각형 기둥 모양을 갖는 칼사이트(calcite)이며, 안층의 판은 육각 모양의 아라고나이트(aragonite)이다. 아라고나이트는 지름이 2~3마이크로미터, 두께가 300 나노미터 정도이다. The washed abalone shell can be used by processing the shell integrally, or it can be used by dividing it into an outer layer and an inner layer of the shell. The material constituting the outer layer of the abalone shell is calcite having a square column shape, and the plate of the inner layer is hexagonal aragonite. Aragonite is 2 to 3 micrometers in diameter and about 300 nanometers thick.
전복패각의 바깥층은 패각 면과 수직으로 정렬된 기둥 구조이고 안층은 수평으로 얇은 판이 빼곡하게 싸여 있는 구조로 진주층을 포함한다. 안쪽의 진주층을 포함한 가공은 수평글라인더를 이용하여 수평방향으로 분리 가공한다. 별도로 분리된 안쪽 진주층의 분말은 아스팔트 제조시 일정량을 포함시키거나, 또는 아스팔트 포장 후 노면에 일정량을 뿌려준다. The outer layer of the abalone shell has a column structure aligned vertically with the shell face, and the inner layer has a structure in which thin plates are tightly packed horizontally and contains nacre. The process including the nacre inside is separated and processed in the horizontal direction using a horizontal grinder. Separately separated inner nacre powder is included in a certain amount during asphalt production, or a certain amount is sprinkled on the road surface after asphalt pavement.
별도 가공 분리된 진주층은 빛을 반사하는 성질이 있어, 아스팔트 재료로 포함하는 경우 야간에 노면에서 광조사를 받아 일정량의 빛을 산란시킴으로서 원거리의 도로의 방향과 위치를 확인가능한 효과가 있다.The separately processed nacre has a property of reflecting light, and when it is included as an asphalt material, it receives light irradiation from the road surface at night and scatters a certain amount of light, thereby enabling the direction and location of a distant road to be confirmed.
실시예 2 전복패각 분말이 포함된 아스팔트 제조 및 강도실험Example 2 Asphalt preparation and strength test containing abalone shell powder
본 발명의 고강도의 아스팔트를 개발하기 위하여 버려지는 전복 패각을 세척 준비한 후 일반 분쇄기를 이용하여 분쇄하였다. 분쇄한 전복 패각의 크기는 1mm정도 크기였다(도 2). 분쇄된 전복 패각 분말은 아스팔트 제조를 위해 사용하였다.In order to develop the high-strength asphalt of the present invention, discarded abalone shells were washed and prepared, and then pulverized using a general grinder. The size of the crushed abalone shell was about 1 mm (Fig. 2). Crushed abalone shell powder was used for asphalt production.
가) 실험아스팔트 제조A) Manufacture of laboratory asphalt
본 발명에 사용된 아스팔트는 포트홀, 균열 등에 긴급하게 보수하기 위해 일반적으로 시판되고 있는 아스팔트(상표명 바로바로, 상온아스콘 긴급도로 보수재)를 구입하였다. 구입한 아스팔트는 서로 부착이 가능하도록 점성을 띄고 있었다.For the asphalt used in the present invention, commercially available asphalt (trade name Barobaro, normal temperature ascon emergency road repair material) was purchased for urgent repair of potholes and cracks. The purchased asphalt was viscous enough to allow adhesion to each other.
고강도의 아스팔트 실험은 일정한 크기(가로 8cm, 세로 5cm, 높이 2cm)의 용기를 6개 준비하였고, 아스팔트와 전복 패각 분말을 혼합하기 위한 용기 6개를 별도로 준비하였다. For the high-strength asphalt experiment, six containers of a certain size (8 cm wide, 5 cm long, and 2 cm high) were prepared, and six containers for mixing asphalt and abalone shell powder were separately prepared.
각 실험 샘플별로 아스팔트 120g을 준비하고, 전복 패각 분말은 아스팔트 무게의 5%, 10%, 15%, 20%, 30%를 준비하였다. 도 3은 각 실험 샘플별로 제조된 아스팔트를 나타낸다.120 g of asphalt was prepared for each experimental sample, and 5%, 10%, 15%, 20%, and 30% of the weight of the abalone shell powder were prepared. Figure 3 shows the asphalt prepared for each experimental sample.
준비된 아스팔트와 전복 패각분말을 혼합하기 위해 용기에 넣고 약 30초간 VORTEX-GENIE 2를 이용하여 혼합한 후, 각 샘플별로 5%(아스팔트 120g 무게의 전복 패각 5%인 6g), 10%(아스팔트 120g 무게의 전복 패각 10%인 12g), 15%(아스팔트 120g 무게의 전복 패각 15%인 18g), 20%(아스팔트 120g 무게의 전복 패각 20%인 24g), 30%(아스팔트 120g 무게의 전복 패각 30%인 36g)를 다시 각 용기에 채워 넣었다. 대조구는 단독 아스팔트 120g만 채워 넣었다. In order to mix the prepared asphalt and abalone shell powder, put them in a container and mix them using VORTEX-GENIE 2 for about 30 seconds, and then, for each sample, 5% (6g, which is 5% of abalone shell 120g of asphalt), 10% (120g of asphalt) 10% of abalone shells by weight, 12 g), 15% (15% of abalone shells by weight of 120 g of asphalt, 18 g), 20% (24 g by weight of abalone shells by 120 g of asphalt), 30% (abalone shells by weight of 120 g of
실험용 아스팔트는 점성을 띄고 있었지만 전복패각 비율이 증가할수록 아스팔트와 혼합이 되지 않아 패각 가루가 그대로 남아 있었다. 이는 아스팔트로 제조된 긴급 보수용을 구입하여 사용하였기 때문에 아스팔트와 혼합이 어려웠던 것으로 판단되며 아스팔트 공장에서 아스팔트 제조 공정시 마지막 단계에 전복 패각을 첨가하는 경우, 이와 같은 문제는 해결될 것으로 판단된다. 도 4, 5는 전복패각이 혼합 제조된 아스팔트 혼합 구성비 및 제조된 아스팔트를 나타낸다.The experimental asphalt was viscous, but as the abalone shell ratio increased, it was not mixed with the asphalt, so the shell powder remained. It is judged that it was difficult to mix with asphalt because it was purchased and used for emergency repair made of asphalt, and when abalone shells are added at the last stage of the asphalt manufacturing process in an asphalt factory, it is judged that this problem will be solved. 4 and 5 show the asphalt mixing composition ratio and the prepared asphalt in which the abalone shell was mixed and manufactured.
또한, 본 발명에서 아스팔트 포장 현장에서 이루어지고 있는 로라로 다짐하는 작업을 할 수가 없었기 때문에 혼합된 아스팔트의 다짐하기 위하여 혼합된 아스팔트 용기의 뚜껑을 닫고 80kg의 물건을 올려놓고 압력을 가해 7일간 동안 유지하였다.In addition, in the present invention, since it was not possible to compact the roller at the asphalt pavement site, in order to compact the mixed asphalt, close the lid of the mixed asphalt container, put an 80kg object on it, and apply pressure to maintain it for 7 days did
나) 정재하 실험B) Jeong Jae-Ha Experiment
정재하시험은 제주대학교 토목공학과에 의뢰하여 만능재료시험기(UTM) 용량 1,000KN(100tonf)를 이용하여 실시하였다. 제어방법으로는 변위제어를 실시하였고 하중 속도는 35mm/min으로 실시하였다. 압축강도에 사용된 스피드는 280.00KN/min으로 실시하였다. The static load test was conducted using a universal testing machine (UTM) with a capacity of 1,000 KN (100 tonf) at the request of the Department of Civil Engineering, Jeju National University. Displacement control was performed as a control method, and the load speed was implemented at 35 mm/min. The speed used for compressive strength was 280.00 KN/min.
실험 결과 5% 패각 분말을 첨가한 실험구에서 도로 회복탄성계수(KN)은 0.8로서 대조구 0.6에 비해 33.3%, 압축강도는 514.59kPa로 대조구 382.75kPa에 비해 34.4% 높게 나타났다. 10% 패각 분말을 첨가한 실험구에서도 도로 회복탄성계수(KN)은 0.7로서 대조구 0.6에 비해 16.6%, 압축강도는 431.66kPa로 대조구 382.75kPa에 비해 12.7% 높게 나타났다. As a result of the experiment, in the experimental group with 5% shell powder added, the road resilience modulus (KN) was 0.8, 33.3% higher than that of the control group 0.6, and the compressive strength was 514.59 kPa, which was 34.4% higher than the control group's 382.75 kPa. Even in the experimental group with 10% shell powder added, the road recovery modulus (KN) was 0.7, 16.6% higher than the control group 0.6, and the compressive strength was 431.66 kPa, 12.7% higher than the control group 382.75 kPa.
이상의 결과로부터 일반적인 아스팔트 콘크리트 혼합물로 아스팔트와 굵은 골재(자갈), 잔골재(모래) 또는 아스팔트 포장용 채움재와 함께 전복패각을 혼합하여 사용 목적이나 용도, 기능, 공법에 따라 강도가 향상된 여러 종류의 아스팔트를 제조할 수 있다.From the above results, as a general asphalt concrete mixture, asphalt, coarse aggregate (gravel), fine aggregate (sand), or asphalt pavement filler are mixed with abalone shells to manufacture various types of asphalt with improved strength depending on the purpose, purpose, function, and construction method. can do.
본 발명에 따른 아스팔트는 기존의 아스팔트보다 30배 이상 강도 증가 효과가 있는 것으로 나타나 고강도의 아스팔트를 제조 가능하고 도로 포장에 사용할 수 있어 산업상 이용 가능성이 있다. Asphalt according to the present invention is shown to have an effect of increasing strength by 30 times or more than conventional asphalt, so that high-strength asphalt can be manufactured and used for road paving, so there is industrial applicability.
Claims (3)
An asphalt concrete mixture made by mixing asphalt with coarse aggregate, fine aggregate, or asphalt pavement filler, but with improved strength, characterized in that it contains abalone shell pulverized material instead of the filler
The strength-enhanced asphalt according to claim 1, characterized in that the content of the abalone shell pulverized mixture is 5 to 10% by weight based on the total weight of the asphalt mixture
상기 준비된 전복패각 분말을 아스팔트 콘크리트 혼합물로서 아스팔트와 굵은 골재, 잔골재 또는 아스팔트 포장용 채움재와 함께 일정량를 혼합하여 아스팔트를 제조하는 것을 특징으로 하는 강도가 향상된 아스팔트 제조방법Washing the abalone shells; Grinding the washed abalone shells with a grinder;
Asphalt manufacturing method with improved strength, characterized in that for producing asphalt by mixing a certain amount of the prepared abalone shell powder together with asphalt and coarse aggregate, fine aggregate or asphalt paving filler as an asphalt concrete mixture
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