친환경 첨가제로 아스팔트 포장 유해물질 줄인다

 

   아스팔트 도로포장 시 발생하는 미세먼지, 이산화탄소 등 유해물질을 저감시키는 친환경 첨가제가 개발돼 주목을 받고 있다.


아스팔트는 원유의 증류잔사로부터 정제해 얻는 고점도 물질로, 점탄성과 감온성이 도로포장용 결합제로서의 성능을 발휘한다. 아스팔트를 골재와 혼합해 도로 포장을 하는데 공용내구연한(5~10년) 동안 자외선, 자동차 하중 등에 의해 구성성분의 증발, 구조의 변화 등으로 경화되면 수명을 다하게 된다. 특히 우리나라 계절변화 특성으로 수명이 짧아지는 경우도 발생한다.


오일스톤

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이처럼 수명이 다한 노화 아스팔트는 재생첨가제를 활용해 성능을 복원할 수 있다. 재생첨가제는 노화 아스팔트에서 증가된 아스팔텐의 비율에 따라서 구성물질인 포화탄화수소, 나프텐, 아로마틱 유분, 극성 아로마틱 유분을 적합한 비율로 맞춰주는 역할을 한다.


이뿐만 아니라 제품 생산 과정에서 상분리가 발행하지 않도록 혼합, 저장안정성과 제품의 품질 균질성, 저점도 구현으로 소량의 첨가만으로도 효율성과 경제성도 뛰어나다.


하지만 기존 재생첨가제는 발암, 돌연변이를 유발하는 다환방향족탄화수소(PAHs)를 함유하고 있어 환경문제가 발생하기도 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 개발된 친환경 재생첨가제는 PAHs 18종 중 벤조피렌은 포함되지 않으며, 기존 함량 113.4mg/kg에서 1.75mg/kg으로 낮춰 약 98% 감소시켰다.


한편, 아스팔트 도로 포장 시 기존 공정에서는 약 160~170℃ 열이 발생하게 되는데 열로 인한 민원이 발생하기도 한다. 이러한 고온의 아스팔트 공정보다 약 30-40℃ 낮은 온도에서도 생산과 시공을 할 수 있도록 도와주는 것이 중온 첨가제이다.




아스팔트의 중온화 기술은 아스팔트 대비 저온 유동성이 우수한 물질을 첨가해 유동성을 확보하는 것이 핵심이다. 하지만 기존의 중온화 기술은 다량의 고상형 왁스 계열의 물질을 첨가하는 방식으로 아스팔트가 희석됨에 따라 골재와 아스팔트 간의 결합력이 약해진다. 또한 수분저항성이 낮아져 아스팔트와 골재가 분리되는 박리현상이 나타나는 단점이 있다.


이러한 단점을 해결해 개발된 기술이 바로 ‘액상형 중온 첨가제’이다. 액상형 중온 첨가제는 소량의 중온 첨가제의 사용만으로도 아스팔트의 표면장력을 감소시켜 저온 유동성을 증가시킬 수 있다. 즉 골재와 아스팔트 사이의 표면장력을 완화시키기 위한 작용기는 골재 표면의 수산기와 결합하고, 아스팔트의 표면장력을 완화시키기 위한 친유기는 아스팔트와 결합해 아스팔트와 골재의 결합력이 향상시켜 생산·시공 온도를 낮추게 된다.


또한 아스팔트와 골재의 접촉면에 계면활성막이 형성되면서 표면장력을 줄여 골재 간의 마찰력이 감소돼 혼합성과 다짐성을 향상시킬 뿐만 아니라 박리현상을 방지할 수 있는 것이 특징이다.


이러한 친환경 첨가제를 개발한 ㈜오일스톤은 자체개발 아스팔트용 재생첨가제 기술을 바탕으로 설립이후 매립에 의존해 토양오염과 지하수 오염을 유발하는 국내 폐아스콘의 재활용으로 국내의 환경오염문제를 해결하고자 구슬땀을 흘리고 있다. 나아가 세계적 이슈인 지구온난화, 미세먼지, VOC 문제를 해결하는 데 동참하고 있다.




특히 재생첨가제, 액상형 중온 첨가제, 고상형 중온 첨가제 등 아스팔트용 첨가제 개발에 주력하고 있다. 정부 R&D 과제로 친환경 재생첨가제와 중온첨가제 개발해 지난 5월 한국환경공단, 한국에너지기술평가원에서 후원하는 제 14회 대한민국 녹색에너지 우수기업 대상으로 선정되며 기술력을 인정받았다.



오일스톤 이용득 대표이사(사진)는 “재생첨가제는 폐아스콘의 자원화를 통해 골재 자원의 부족과 폐기물 처리 문제를 동시에 해결할 수 있다”며 “신규 골재의 소요량의 40%를 순환골재로 대체할 경우, 약 47만 톤의 이산화탄소를 감소시켜 약 56억 원의 경제적 효과가 예상된다”고 말했다.


그는 이어 “중온화 아스팔트 혼합물은 기존 혼합물보다 약 30-40℃를 낮춰 아스팔트 생산과 시공이 가능해 이산화탄소의 발생율을 약 30% 절감하고 대기오염물질의 발생도 줄일 수 있다”며 “낮은 온도에서 시공으로 다짐 작업시간이 단축돼 조기 교통 개방이 가능하기 때문에 교통정체의 감소에 따른 차량 연료비, 탄소 배출 등의 사회적 비용도 절감할 수 있다”고 덧붙였다.


이처럼 오일스톤은 앞으로 지속가능한 미래를 위한 친환경적인 제품을 개발해 국내뿐만이 아니라 해외 시장에 진출하는 것이 목표이다. 이를 위해 제조 기반 시설을 완전히 구축해 제품 공급하고, 기존 제품의 품질 향상과 검증, 신제품 개발을 위한 지속적인 연구와 투자를 위해 노력할 계획이다.


이 대표는 “오일스톤은 재생첨가제와 중온첨가제 이외에도 아스팔트의 포장 수명과 품질을 향상시킬 수 있는 다양한 첨가제를 개발 중에 있다”며 “첨가제의 생산시설을 확보해 제품의 품질을 더욱 향상시키고 공정한 경영 원칙을 바탕으로 더 나은 미래 건설 재료 시장의 선도 기업이 되도록 노력하겠다”고 전했다.

[공학저널 전찬민 기자] 

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