최신 연구: 가스상 실리카를 사용하여 따뜻한 혼합 아스팔트의 생산 및 적용 성능 향상
최신 연구: 가스상 실리카를 사용하여 따뜻한 혼합 아스팔트의 생산 및 적용 성능 향상
올해 6월 초, Swansea 대학은 최근 WMA(Warm Mix Asphalt)의 특성을 향상시키기 위해 흄드 실리카 나노 입자를 사용하는 연구를 발표했습니다. 결과는 재료가 아스팔트 바인더의 수분 함량과 노화 민감도를 향상시키는 데 탁월한 잠재력을 나타냄을 보여줍니다.
우선, 특정 기술 조치를 통해 과학을 대중화하여 비교적 낮은 온도와 건설에서 아스팔트를 혼합할 수 있고 성능을 유지하면서 온난 혼합 아스팔트 기술이라고도 하는 HMA 아스팔트 혼합 기술보다 낮지 않습니다. 기술적인 핵심은 HMA의 도로 성능을 손상시키지 않고 낮은 온도에서 아스팔트의 혼합 점도를 줄이는 방법입니다. 현재 국제 주류 온간 혼합 기술은 주로 아스팔트 혼합물의 고온 점도를 줄이기 위해 재료를 추가하여 실현됩니다. 동시에, 따뜻한 혼합 아스팔트의 선진 기술은 따뜻한 혼합 아스팔트 혼합물을 완전히 만들어 고온 혼합 아스팔트 혼합물의 성능을 달성할 수 있지만 혼합 및 압축 온도가 낮기 때문에 고온 혼합 아스팔트 혼합물에 비해 많은 장점이 있습니다.
친환경적이고 지속 가능한 아스팔트 혼합 기술로서 WMA(warm mix 아스팔트)는 아스팔트 산업에서 널리 주목받고 있습니다. 기존 역청에 비해 WMA는 역청 혼합물 생산 중 에너지 소비를 줄이면서 증기 및 온실 가스 배출을 줄입니다. 그러나 높은 습도 민감도와 아스팔트 노화는 도로에서 WMA의 내구성을 감소시킵니다.
다양한 배율에서 기체 실리카 나노입자(FSN)로 개질된 접착제의 FESEM 이미지. FSN의 평균 입자 크기는 33 nm입니다. 평균 직경이 100-300 nm인 균일한 육각형 구조입니다. 노화가 없는 FSN의 FESEM 이미지(ac)와 노화된 접착제 후의 (bd).
WMA 기술의 두 가지 문제를 해결하기 위해 브런즈윅 공과 대학의 브런즈윅 도로 공학 센터(ISBS)와 스완지 대학의 에너지 보안 연구소(ESRI) 연구팀은 증기 실리카 나노입자(FSN)가 낮은 온도뿐만 아니라 노화 방지 접착제로 사용, 그리고 습기에 대한 민감성으로 인한 한계를 극복하기 위해 온도를 크게 낮출 수 있습니다.
수석 연구원 Goshtaps Cheraghian은 다음과 같이 말했습니다. "현재 연구는 WMA 기술의 격차를 다룹니다. 높은 비표면적 FSN은 경제적이고 독성이 없는 물질로 WMA 기술에서 역청 차폐에 중요한 영향을 미칩니다. 또한, 나노 입자와 아스팔트 결합제 사이의 분자 상호 작용 개념에 대한 우리의 발견은 아스팔트 공학에 나노 기술을 적용하는 새로운 길을 열 수 있습니다." 공동 저자인 Sajad Kian은 다음과 같이 말했습니다. "이러한 고표면적 나노입자는 언젠가 아스팔트에 사용될 수 있고 현실적인 조건에서 아스팔트 관련 배출(VOC 및 CO2)을 줄임으로써 보다 내구성 있는 도로를 건설할 수 있습니다."
