최근 고속도로 건설의 급속한 발전과 함께 아스팔트 콘크리트 구조물 기술도 빠르게 발전하여 많은 성숙하고 우수한 기술적 성과를 거두었습니다.
현재 아스팔트 콘크리트는 고속도로 건설 분야에서 널리 사용되고 있으며, 건설 프로젝트에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 그러나 이러한 성과를 인정하는 동시에, 아스팔트 콘크리트 포장의 변형 및 손상 문제가 점점 심각해지고 있다는 점도 인식해야 합니다.
도로 표면의 심한 움푹 패인 곳이나 변형은 운전 안전에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.현무암 섬유 잘게 자른 가닥이 소재는 독특한 기계적 특성, 우수한 안정성 및 높은 가성비를 갖춘 새로운 유형의 섬유 소재로, 콘크리트 보강재로서 탁월한 성능을 발휘합니다.
성능현무암 섬유 잘게 썬 가닥
현무암 섬유 단섬유는 길이가 50mm 미만인 무기 광물 섬유로, 해당 현무암 섬유 기질에서 절단하여 콘크리트에 균일하게 분산시킬 수 있습니다.
현무암 섬유 잘게 자른 가닥단섬유 현무암은 2250~2550MPa의 인장 강도와 78GPa 이상의 탄성 계수를 갖는 높은 축방향 인장 강도 및 높은 탄성 계수와 같은 우수한 특성을 지니고 있습니다. 또한, 탁월한 고온 저항성을 보여 -269℃에서 650℃ 범위에서 연속 사용이 가능합니다. 부식성 매체(산, 알칼리, 염 용액)에서 높은 내식성과 화학적 안정성을 보이며, 포화 알칼리 용액, 시멘트 및 기타 알칼리성 매체에서 알칼리 부식에 대한 높은 저항성을 유지합니다. 단선 파단 강도 유지율은 75% 이상입니다. 단섬유 현무암은 무기 접착제와도 호환성이 뛰어나며, 수분 흡수율이 1% 미만이고 흡수 용량이 시간에 따라 변하지 않아 재료 안정성, 긴 수명 및 환경 친화성을 입증합니다. 뿐만 아니라, 우수한 절연 성능, 고온 여과성, 방사선 저항성 및 우수한 파동 투과성을 갖추고 있습니다. 표 1은 현무암 섬유 단섬유의 기술적 성능 지표를 보여줍니다.
아스팔트 콘크리트 포장에 사용되는 현무암 섬유 단섬유의 적용 분석
현무암 섬유 잘게 자른 가닥아스팔트 콘크리트는 주로 도로 표면용 아스팔트 콘크리트 재료에 적절한 비율로 잘게 자른 현무암 섬유를 첨가하고, 엄격한 혼합 비율, 온도, 습도, 혼합 시간 등의 조건 하에서 혼합하여 만듭니다.
널리 알려진 바와 같이, 현무암 섬유 외에도 폴리에스터 섬유, 목재 섬유, 광물섬유 등의 섬유 소재가 아스팔트 콘크리트 보강재로 사용될 수 있습니다. 그러나 이러한 섬유들을 아스팔트 콘크리트 보강재로 오랫동안 사용해 온 결과, 내노화성 저하, 보강 효과 부족, 인체 유해성 등 여러 문제점이 드러났습니다.
현무암 섬유 단섬유의 등장은 재료와 방법 모두에서 공백을 메우고 기존 아스팔트 콘크리트 포장의 문제점을 효과적으로 해결하며 아스팔트 콘크리트 포장의 발전을 촉진하는 데 크게 기여했습니다. 아스팔트 콘크리트 포장에서 현무암 섬유 단섬유의 역할은 다음과 같은 측면에서 나타납니다.
(1) 현무암 섬유 단섬유는 낮은 수분 흡수율로 인해 아스팔트 콘크리트에 첨가하여 아스팔트 포장 두께를 증가시킬 수 있으며 수분 흡수 및 팽창으로 인한 도로 노반의 균열 및 불안정성을 줄일 수 있습니다.
(2) 현무암 섬유 단섬유는 강섬유와 마찬가지로 높은 탄성률과 인장 강도를 이용하여 균열이 발생한 후 균열의 추가 확장을 방지할 뿐만 아니라 강섬유가 혼합 중에 뭉쳐서 펌핑에 불리하고 시공 과정이 복잡해지는 상황을 방지할 수 있습니다.
(3) 잘게 자른 현무암 섬유는 우수한 호환성을 지닌 전형적인 질산 섬유입니다. 표면이 부드러워 아스팔트를 흡수할 수 있으므로 현무암 섬유가 콘크리트에 고르게 분포되어 견고한 계면층을 형성하여 아스팔트 콘크리트 포장의 노화 저항성과 내구성을 향상시킵니다.
(4) 현무암 섬유 단섬유는 우수한 온도 및 응력 저항성을 가지고 있습니다. 작동 온도 범위는 -270~651도이며 고온 환경에서도 안정성을 유지할 수 있습니다. 또한 콘크리트의 광물 요소의 미끄러짐을 방지하고 안정성을 향상시키며 아스팔트 콘크리트 포장의 고온 소성변형 저항성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.
또한, 현무암 섬유 단섬유는 특히 아스팔트 콘크리트 포장의 저온 균열 저항성을 향상시키는 데 있어 탁월한 저온 저항성을 가지고 있습니다.
아스팔트 콘크리트에 현무암 섬유 단편을 첨가하면 아스팔트 콘크리트 포장의 충격 저항성, 소성변형 저항성 및 기계적 특성을 향상시킬 수 있습니다. 특히, 현무암 섬유 단편은 아스팔트 콘크리트 포장의 균열 저항성, 누수 방지, 내구성, 충격 저항성, 인장 강도 및 미관과 같은 측면에서 중요한 역할을 합니다.
건설 방법 및 주의 사항현무암 섬유 잘게 썬 가닥아스팔트 콘크리트
(1) 시공 온도
현무암 섬유 단편 아스팔트 콘크리트의 시공 온도는 너무 낮아서는 안 됩니다. 현무암 섬유 단편이 아스팔트의 점도를 높이기 때문입니다. 따라서 단편 현무암 아스팔트 콘크리트의 시공 온도는 일반 아스팔트 콘크리트보다 높아야 하며, 그렇지 않으면 불균일한 혼합이 발생하기 쉽습니다.
(2) 건설 품질 관리
현무암 섬유 단섬유 아스팔트 콘크리트의 시공 품질 관리에서는 현무암 섬유 단섬유 콘크리트의 각 구성 재료에 대한 검사, 측정 및 혼합 공정의 품질 관리에 특히 주의를 기울여야 합니다.
실제 시공에서는 공학적 요구사항에 따라 적절한 범위 내에서 다양한 양의 단파 현무암 섬유를 선택해야 합니다. 단파 현무암 섬유 자체는 다른 콘크리트 구성 요소 및 혼화제와 반응하지 않기 때문에 섬유 함량은 기존 콘크리트의 배합비를 변경하지 않습니다.
시공 기간 동안 현무암 섬유 단편 철근 콘크리트의 다양한 재료 품질은 시공 배합 비율과 1회 배합량에 따라 계산 및 결정되어야 합니다. 허준용, 톈청위 등은 직교 설계 실험 방법을 통해 현무암 섬유 철근 콘크리트의 최적 배합 비율을 연구했습니다. 실험에서는 섬유 함량, 물-시멘트 비율, 플라이애시 함량, 모래 비율, 단위 용수 소비량 등 5가지 요인을 주요 요인으로 선정했습니다.
표 2는 실험을 통해 얻은 현무암 섬유 강화 콘크리트의 최적 배합비를 보여준다.
실험 결과, 현무암 섬유 단편의 함량 비율이 높을수록 콘크리트의 균열 저항 효과가 우수하며, 1.2kg/m³의 함량 범위에서는 콘크리트의 압축 강도가 현무암 섬유 단편 함량 증가에 따라 증가하다가 이후 감소 및 증가를 반복하는 곡선 형태를 보인다.
(3) 공급 순서 및 방법
혼합 과정에서현무암 섬유 잘게 썬 가닥아스팔트 콘크리트를 만들 때, 현무암 섬유 단섬유의 투입 순서를 고려해야 합니다. 사용 시에는 모래, 자갈 등의 골재와 함께 현무암 섬유 단섬유를 첨가해야 합니다. 모래와 자갈을 동시에 첨가하는 것이 가장 좋습니다. 모래에 현무암 섬유 단섬유를 먼저 넣고, 그 위에 아스팔트와 습식 혼합물을 넣어 잘 섞어줍니다.
섬유 첨가 방법은 수동 첨가와 자동 첨가로 나눌 수 있다. 수동 첨가는 뜨거운 골재를 혼합 탱크에 넣은 후 계량된 잘게 자른 현무암 섬유를 수동으로 첨가하는 것을 의미한다. 그러나 이 방법은 노동 강도가 높고, 혼합 균일성이 떨어지며, 아스팔트 콘크리트에 섬유가 고르게 분산되도록 실제 상황에 따라 혼합 시간을 연장해야 하는 단점이 있다.
자동 공급은 현무암 섬유 공급기를 사용하여 첨가할 재료의 양을 자동으로 계량하고 믹서의 뜨거운 골재와 함께 혼합 용기에 투입하는 것을 말합니다. 섬유 공급기는 자동 계량, 사전 파쇄, 공기 이송 메커니즘 등의 장점을 가지며, 편리하고 빠르며 정확한 섬유 첨가 기능을 제공합니다. 실제 적용 시에는 실제 시공 상황에 따라 적절한 방법을 선택해야 합니다.
(4) 포장 시 주의사항
먼저 포장면의 청결 상태에 주의를 기울여야 합니다. 그런 다음 포장기의 다리미판을 120도까지 예열하고, 포장 속도를 분당 3~4미터 정도로 조절해야 합니다. 이완 계수는 실제 시험 시공을 통해 결정해야 합니다. 포장면 온도는 160도로 유지해야 합니다.
(5) 성형 및 경화
콘크리트와 혼합현무암 섬유 잘게 썬 가닥성형 과정에서 아스팔트 콘크리트의 완전한 다짐을 보장하는 것 외에는 특별한 요구 사항이 없어야 합니다. 고온 조건에서 최대한 다짐해야 합니다.
응용 사례현무암 섬유 잘게 썬 가닥아스팔트 콘크리트 포장
자산샤오 고속도로 하이닝 인터체인지 연결선(포장 구조: 20cm 시멘트 안정화 쇄석 기층 + 6cm(AC-20C) 아스팔트 콘크리트 및 +4cm(AC-16C) 아스팔트 콘크리트)과 08번 지방도로는 하이닝시 과학기술국의 승인을 받았습니다. 본 연구에서는 도로의 소성변형 저항성을 향상시키고, 도로의 안전성과 평탄성을 확보하며, 시공 기간 단축 및 유지 보수 비용 절감이라는 간단하고 편리한 방법으로 소성변형 문제를 해결할 수 있는 과학적이고 효과적인 방법을 모색하기 위해, 현무암 섬유 단편을 첨가한 개량 아스팔트 콘크리트를 사용하여 양생 시험을 수행했습니다.
처리 효과 측면에서 볼 때, 현무암 섬유 단편을 첨가하면 아스팔트 콘크리트 포장의 고온 안정성이 크게 향상되고, 포장의 내구성이 강화되며, 수명이 연장되고, 2차 바퀴 자국 발생이 줄어들어 주행 안전을 강력하게 보장합니다.
결론
현무암 섬유 잘게 자른 가닥독특한 기계적 특성, 우수한 안정성 및 저렴한 비용으로 인해 현무암 섬유는 탁월한 콘크리트 보강재가 될 수 있습니다. 현무암 섬유 단섬유 강화 아스팔트 콘크리트의 응용 전망은 매우 밝습니다. 경제적, 사회적 이익 모두에서 상생 효과를 거두며, 향후 고속도로 건설 분야의 주요 건축 자재 중 하나가 될 것입니다.
상하이 오리센 신소재 기술 유한회사
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게시 시간: 2024년 3월 13일