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아스팔트 재생제의 초음파 혼합

아스팔트 복원제와 재생제는 건설 재료에 재생제를 적용하여 기존 아스팔트 포장을 재활용할 수 있게 합니다. 초음파 분산기는 나노입자와 나노액적을 아스팔트 및 역청 에멀션에 혼합하는 강력한 기술입니다. 고출력 초음파는 장기간 내구성을 유지하는 포장을 위한 고성능 첨가제 제조에 사용됩니다.

아스팔트 복원

아스팔트 첨가제의 초음파 혼합풍화되고 건조되며 노후화되고 균열이 생긴 아스팔트는 원래의 타르유를 잃고 산화로 손상되어 표면에 균열, 포트홀 및 차륜 통과부의 소성변형이 발생합니다. 건설에 사용되는 막대한 양의 아스팔트를 고려하면, 포장 및 기타 아스팔트 구조물의 복원과 재생은 자원과 비용을 절약하는 데 도움이 되는 중요한 분야입니다.
기후, 노후화 및 교통 하중으로 손상된 기존 아스팔트 구조물은 포그 실, 슬러리 실, 칩 실, 스크럽 실, 케이프 실 및 기타 아스팔트 재생제를 적용하여 복원하고 재생할 수 있습니다. 이러한 실링 배합물은 물, 아스팔트 에멀션, 골재(칩이라고도 하는 작은 자갈), 고분자 및 나노첨가제의 혼합물로 구성됩니다.
특정 보강용 나노입자를 함유한 개질 아스팔트 포장은 바람직한 열적, 전기적 및 기계적 특성을 나타내며, 이에 따라 기능성이 향상됩니다. 아스팔트 바인더와 도로 유지보수 비용을 줄이고 환경친화성을 높이려면, 초음파로 혼합하고 기능화한 첨가제와 자가 복구 능력을 갖춘 새로운 아스팔트 복합재 배합물 등의 대체 기술이 향후 기존 포장을 보존하고 갱신하는 데 필수적입니다.

아스팔트 에멀션용 첨가제의 초음파 제조

아스팔트 에멀션은 아스팔트, 물, 유화용 계면활성제라는 세 가지 주요 성분으로 구성됩니다. 아스팔트 에멀션은 아스팔트 시멘트 액적이 물속에 안정적으로 분산된 상태이므로 펌핑, 저장 및 골재와의 혼합이 가능합니다. 에멀션은 혼합 시 또는 분사 후 골재와 접촉하면 빠르게 “파괴”되어야 합니다. 파괴란 아스팔트에서 물이 분리되는 현상입니다. 물이 증발하면 에멀션은 “경화”됩니다. 파괴, 양생 및 경화 후 아스팔트 잔류물은 원래 기재 아스팔트의 접착성, 내구성 및 내수성을 갖습니다.
초음파 유화를 통해 고품질 아스팔트 에멀션을 배합할 수 있습니다.
초음파 유화 기술은 다양한 유화제 및 계면활성제 배합물과 호환됩니다. 유화제의 선택은 아스팔트 에멀션의 경화 특성에 영향을 미쳐 완속 경화, 중속 경화 및 급속 경화 특성을 갖게 합니다. 첨가제, 개질제, 충전재, 섬유, 고무 및 기타 배합 성분은 배합과 특정 화합물의 혼합 요건에 따라 초음파 처리 공정의 여러 단계에서 첨가할 수 있습니다.

초음파 분산기 UIP4000hdT(4kW 초음파 출력)

UIP4000hdT – 4000 와트 초음파 인라인 믹서

정보 요청



에멀션 등급

아스팔트 에멀션과 아스팔트 재생제의 에멀션 등급은 유화 파괴 속도(급속, 중속 또는 완속 경화)를 결정하는 중요한 요소입니다. 유화제의 유형(이온성 / 비이온성)과 농도뿐 아니라 에멀션/고형분 비율, 공극률, 입자 크기 및 입도 분포와 같은 배합의 세부 특성이 경화 거동에 영향을 미칩니다. 초음파 유화 매개변수를 정밀하게 제어할 수 있으므로 에멀션에 대한 초음파 처리의 영향을 목표 아스팔트 품질에 맞게 조절할 수 있습니다. 마이크론, 서브마이크론 또는 나노에멀션 중 어느 것을 목표로 하든 초음파 처리를 통해 공정 매개변수를 완전히 제어할 수 있습니다.

유변학

아스팔트 에멀션은 60°C에서 약 50–1000 cP의 점도를 나타내며, 이는 아스팔트 자체의 점도(10,000–400,000 cP)보다 상당히 낮습니다. 점도가 낮기 때문에 아스팔트 에멀션은 더 낮은 온도의 공법으로 시공할 수 있으며, 이러한 공법은 배출물과 에너지 소비를 줄이고 아스팔트의 산화를 방지하며 고온 아스팔트 공법보다 위험성이 상당히 낮습니다. 또한 아스팔트 에멀션을 사용하는 것은 컷백 아스팔트를 사용하는 저온 공법보다 경제적이고 환경친화적입니다. 아스팔트 에멀션의 점도와 유변학적 특성은 초음파 유화 중 유화제 농도와 에너지 투입량에 따라 영향을 받으며 조절할 수 있습니다.

침투 능력

고성능 재생제는 포장 구조에 침투하여 표면을 밀봉하므로 아스팔트 재생제의 침투 능력은 매우 중요합니다. 아스팔트 바인더(역청) 깊숙이 침투할 수 있는 고성능 아스팔트 재생제는 유연성을 높이고 내부부터 복원하여 포장의 자가 치유가 이루어지도록 합니다. 고출력 초음파로 서브마이크론 및 나노 크기의 액적을 형성하여 고도로 기능화된 아스팔트 에멀션을 제조하십시오!

첨가제

고온 및 저온 공용성 등급(PG), 점도, 저온 균열 특성, 연성 및 응력 완화, 연화점 및 침입도, 폴리머에 대한 친화성 및 폴리머와의 안정성, RAP/RAS 혼합물(회수 아스팔트 포장재(RAP) 및 재활용 아스팔트 슁글(RAS)) 내 노화 아스팔트의 재생 등 원래 아스팔트의 주요 특성을 개선하기 위해 폴리머, 고무, 충전재, 오일 및 재생제를 아스팔트 에멀션에 첨가합니다. 초음파 분산기는 고체와 액적을 단분산 입자 형태로 아스팔트 에멀션에 혼합합니다. 초음파 혼합 및 배합 기술은 고성능 아스팔트 혼합물을 생산합니다!

마스터배치

초음파 유화 및 분산은 고농도 아스팔트 에멀션의 마스터배치를 제조하는 데 이상적입니다. 초음파로 제조한 아스팔트 함량이 높은 에멀션(최대 90%)은 최종 용도에 맞는 원하는 수상/유상 비율을 얻기 위해 나중에 농도가 70% 또는 60%가 되도록 희석합니다.

UIP16000(16kW)은 Hielscher의 초음파 추출 장비 중 출력이 가장 강력합니다.

UIP16000 – 초음파 혼합 장치당 16kW의 초음파 출력

초음파 아스팔트 에멀션의 장점

초음파 혼합 기술을 통해 취급이 쉽고 비용 효율적이며 환경친화적인 아스팔트 재생 조성물을 개발하고 생산할 수 있습니다. 강력한 초음파 캐비테이션은 우수한 침투성, 높은 성능 및 장기 내구성을 나타내는 서브마이크론 및 나노 분산액과 에멀션을 생성합니다.
고출력 초음파 처리로 아스팔트 혼합물용 포장 에멀션과 분산액을 혼합하십시오!

아스팔트 에멀션용 고출력 초음파 분산기

산업 규모의 인라인 초음파 처리를 위한 UIP4000hdT 플로우 셀Hielscher Ultrasonics는 아스팔트 및 역청 에멀션용 고출력 초음파 혼합기를 제조하고 공급합니다. 인라인 유화용 산업용 초음파 분산기를 사용하면 광범위한 아스팔트 및 역청 에멀션을 처리할 수 있습니다. 초음파 처리를 통해 새로운 조성물을 손쉽게 시험할 수 있으며, 이를 균일하게 유화하여 우수한 에멀션 안정성과 성능을 얻을 수 있습니다. 다양한 초음파 반응기 형상과 MultiPhaseCavitator 등의 인서트를 활용하면 초음파 처리기를 특정 아스팔트 또는 역청 조성물에 맞게 손쉽게 조정할 수 있습니다.
액체와 고체를 대략적으로 예비 혼합한 혼합물을 초음파 분산기에 공급하면, 두 상(물 + 아스팔트 또는 역청 + 선택적 첨가제)이 균일하게 습식 분쇄되어 매우 안정적인 콜로이드 현탁액이 됩니다. 초음파 분쇄 및 분산은 신속한 공정으로 대용량을 처리할 수 있습니다.

아래 표는 당사 초음파 처리기의 대략적인 처리 용량을 보여 줍니다.

배치 부피 유량 권장 장치
10–2000mL 20–400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1–20L 0.2–4L/min UIP2000hdT
10–100L 2–10L/min UIP4000hdT
n.a. 10–100L/min UIP16000
n.a. 더 높은 유량 클러스터로 구성된 UIP16000

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초음파 균질화에 대한 추가 정보를 요청하시려면 아래 양식을 이용해 주세요. 고객님의 요구 사항에 맞는 초음파 시스템을 기꺼이 제안해 드리겠습니다.





Hielscher Ultrasonics는 초음파 화학 응용 분야를 위한 고성능 초음파 처리기를 제조합니다.

실험실부터 파일럿 및 산업 규모까지 아우르는 고출력 초음파 프로세서.

문헌 및 참고자료



알아두면 유용한 사실

아스팔트 유제란 무엇인가요?

아스팔트 유제는 물과 아스팔트의 혼합물입니다. 아스팔트는 유성의 소수성 화합물이므로 물과 섞이지 않습니다. 아스팔트를 첨가하기 전이나 첨가하는 동안 물에 계면활성제(유화제 또는 안정제라고도 함)를 넣으면 아스팔트와 물을 혼합할 수 있게 됩니다. 계면활성제를 첨가하면 수상(물)에서 아스팔트 입자의 분산이 촉진되고 현탁액 내에서 분산 상태가 유지됩니다. 아스팔트를 작은 입자로 현탁액에 혼합하기 위해 기계적 전단 혼합 장비(예: 초음파 처리기, 고전단 혼합기, 콜로이드 밀 등)를 사용합니다. 고품질 아스팔트 유제는 포장에 소성변형 저항성, 수분 민감성, 균열 저항성 및 피로 성능을 부여합니다.
유제의 정의
“유제는 서로 섞이지 않는 최소 두 개의 액상으로 형성된 열역학적으로 불안정한 불균일계로, 한 액상이 다른 액상에 일반적으로 직경이 0.1µm보다 큰 작은 액적(방울) 형태로 분산되어 있다. 이러한 계는 최소한의 안정성을 가지며, 계면활성제나 미세하게 분쇄된 고체와 같은 적절한 물질을 첨가하여 안정성을 향상시킬 수 있다”. (Becher, P. 유제. 이론과 실제. 1961.)

역청이란 무엇인가요?

역청은 건설 분야에서 아스팔트를 결합하는 아스팔트 결합재로 사용되는 접착성 재료입니다. 녹는점은 180ºC입니다. 역청 유제는 짙은 갈색 액체로, 액적이 양전하를 띠는 양이온성이거나 액적이 음전하를 띠는 음이온성일 수 있습니다.

슬러리 실이란 무엇인가요?

슬러리 실은 기존 아스팔트 포장 표면에 적용하는 물, 아스팔트 유제, 골재 및 첨가제의 배합물입니다. 슬러리 실은 혼합물에 골재가 포함된다는 점을 제외하면 포그 실과 유사합니다. 폴리머는 아스팔트 유제의 특성을 개선하는 일반적인 첨가제입니다. 유제와 골재를 결합한 이 혼합물이 이른바 슬러리이며, 하부 포장 구조를 보호하고 새로운 도로 표면을 제공하는 데 사용됩니다.

포그 실이란 무엇인가요?

포그 실링은 특수하게 배합된 아스팔트 유제를 기존 아스팔트 포장 표면에 도포하는 것을 말합니다. 포그 실 유제는 물과 오일의 혼합물로 이루어져 있으며, 기존 포장에 쉽게 분사할 수 있습니다. 이러한 분사 작업은 “포깅”이라고도 합니다.

칩 실이란 무엇인가요?

칩 실 시공에는 포장용 아스팔트의 작은 방울, 물, 유화제 또는 계면활성제, 고분자, 그리고 흔히 재생 첨가제가 포함된 아스팔트 유제가 사용됩니다. 칩 실은 기존 아스팔트 포장 표면에 먼저 아스팔트 유제를 살포한 다음 작은 쇄석층을 시공하는 두 단계 공정으로 적용됩니다. 이 작은 쇄석은 “칩”이라고도 하며, 칩 실링 공법의 이름은 여기에서 유래했습니다.

스크럽 실이란 무엇인가요?

스크럽 실 처리는 아스팔트 유제와 쇄석을 사용하여 손상된 아스팔트 포장을 보수한다는 점에서 칩 실링과 매우 유사합니다. 유일한 차이는 시공 방법입니다. 스크럽 실 시공에서는 이른바 스크럽 빗자루로 아스팔트 유제를 도포하여 유제가 포장의 균열 안으로 확실히 침투하도록 합니다.

케이프 실이란 무엇인가요?

케이프 실링은 칩 실 또는 스크럽 실을 시공한 후, 나중에 슬러리 실이나 마이크로서페이싱을 추가로 시공하는 것을 말합니다. 칩 실이나 스크럽 실은 기존 포장의 균열을 밀봉하고 접착하며, 이후 시공하는 슬러리 실이나 마이크로서페이싱은 칩의 유지력과 노면의 평활성을 개선합니다. 케이프 실은 손상이 중간 정도에 그치고, 소성변형이 경미하거나 없으며, 균열 폭이 중간 정도인 아스팔트 구조물에 주로 임시방편으로 사용됩니다. 케이프 실링은 주로 보수 또는 재시공이 이루어질 때까지 포장 수명을 연장하기 위한 대책으로 사용됩니다.

마이크로서페이싱이란 무엇인가요?

마이크로서페이싱은 슬러리 실과 유사한 처리 공법입니다. 마이크로서페이싱에서는 물, 아스팔트 유제, 골재 및 화학 첨가제로 구성된 배합물을 아스팔트 콘크리트 포장 표면에 도포합니다. 고분자 첨가제는 아스팔트 유제의 혼합물 특성을 개선하는 데 사용됩니다. 슬러리 실과 마이크로서페이싱의 주된 차이는 유제가 “분해”되거나 경화되는 방식에 있습니다. 슬러리 실링은 살포 후 아스팔트 유제의 물이 증발해야 하지만, 마이크로서페이싱 코팅의 아스팔트 유제에는 물의 증발을 위한 햇빛이나 열에 의존하지 않고도 유제가 분해되도록 하는 화학 첨가제가 포함되어 있습니다. 따라서 마이크로서페이싱은 교통량이 많은 도로(짧은 유제 분해 시간)나 더 추운 기후에서 선호되는 처리 공법입니다.

포장 열화의 원인은 무엇인가요?

포장은 노후화되면서 열화되기 시작합니다. 열화 속도에는 여러 요인이 영향을 미칩니다. 주요 요인은 환경과 교통 하중입니다. 햇빛은 시간이 지남에 따라 표면층을 산화시켜 취성을 높입니다. 포장의 취성이 지나치게 높아지면 교통 하중이 포장에 매우 빈번하게 반복 작용하면서 균열이 생기기 시작합니다. 포장이 제대로 밀봉되지 않으면 빗물이나 관개용수가 균열을 통해 기층으로 침투하여 포장의 구조적 건전성을 손상시킬 수 있습니다. 물은 하부 기층을 침식하거나 씻어내어 지지력 부족으로 포장이 파손되게 할 수 있습니다.

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