PURPOSES : The aim of this study is to investigate the enhancement of performance and the mix design method for asphalt mixtures utilizing ferronickel slag, an industrial by-product METHODS : To enhance the performance of FNS asphalt, waste tire powder (CR) was incorporated, and the characteristics of FNS asphalt aggregate, along with the impact of CR, were evaluated through the mix design process. RESULTS : CR is found to be suitable with a size of 30 mesh, and the optimal usage amount is determined to be 1±0.1% of the mixture weight, considering dense grade asphalt mixture. Volumetric design considering the swelling characteristics of CR is necessary, and a mixing design with a consistent tendency can be achieved only when an appropriate VMA is secured. CONCLUSIONS : The mix design for FNS-R asphalt mixture requires an increase of approximately 1% in VMA compared to conventional dense-graded asphalt mixtures to accommodate the swelling of CR. Additionally, FNS-R asphalt exhibits improved resistance to rutting comparable to modified asphalt and meets quality standards, including stripping resistance.

PURPOSES : In this study, we aimed to develop an absorption and insulation soundproof board with excellent noise reduction ability using waste tire powder. METHODS : An optimum mix ratio of sound absorption material and sound insulation material was derived through a sound absorption test and a compressive strength test; a combustion test was performed to confirm whether the combustibility evaluation criteria were satisfied. Additionally, to derive a shape with excellent noise reduction ability, noise prediction simulation was performed. RESULTS : Through the sound absorption test, compressive strength test, and combustion test, an optimum mix ratio of sound absorption material and sound insulation material as well as a shape with excellent noise reduction ability was derived through noise prediction simulation. CONCLUSIONS : An absorption and insulation soundproof board was applied with sound absorption material and sound insulation material developed using waste tire powder. The recycling rate improved; thus, excellent noise reduction ability can be expected by developing not only materials but also shapes.

1990년 중반부터 차량의 증가와 아스팔트 포장 품질의 한계로 인하여 아스팔트 포장은 심각한 파손이 발생하여 사회적인 문제로 부각되기 시작하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 실무적으로 도입된 간 단한 처지 방안이 개질아스팔트의 도입이었다. 여러 종류의 개질아스팔트가 도입되어 아스팔트 포장 파손 을 해결하기 위하여 노력하였으나 현재까지도 만족할 만한 해결책을 찾지 못하고 있는 실정이다. 본 연구 는 포장 파손의 해결책을 찾기 위한 연구로서 폐타이어 칩과 천연무기재료를 일정한 비율로 맞추어 각각 총 바인더양의 12%와 10%로 혼합하여 아스팔트 포장의 주요 파손으로 지적되고 있는 소성변형 및 간접인 장강도의 향상 가능성에 대하여 실내에서 시험을 실시하였다. 시험에 사용한 아스팔트는 PG 64-22 등급 의 바인더이며, 입도는 WC-2를 사용하였다. 성능비교를 위하여 마샬안정도, 간접인장강도, 동결융해를 이용한 수분민감도, 동적안정도를 측정하였으며, 이를 일반아스팔트 공시체 및 SBS개질아스팔트 공시체 와 비교를 실시하였다. 시험결과, 총 12%를 첨가한 아스팔트 공시체의 평균 마샬안정도는 19,619N, 10%를 첨가한 아스팔트 공 시체의 평균마샬안정도는 17,725N가 측정되었고, 9,022N의 평균 마샬안정도가 나온 일반아스팔트 공시체 에 비하여 각각 117%, 96% 더 높게 측정되었다. 이는 KS규격 기준(7,500N)을 만족하지만 23,580N의 평 균마샬안정도가 나온 SBS 개질 아스팔트 공시체 기준 각각 83% , 75%의 성능이 발현되어 추후 연구가 더 필요하다. 간접인장강도의 경우, 총 12%를 첨가한 아스팔트 공시체와 10%를 첨가한 아스팔트 공시체의 평 균간접인장강도 모두 1.5MPa가 측정되었고, 일반아스팔트 공시체는 0.8Mpa, SBS 개질아스팔트 공시체 는 1.7MPa가 측정되었다. 수분민감도 역시, 총 12%를 첨가한 아스팔트 공시체와 10%를 첨가한 아스팔트 공시체의 평균인장강도비 모두 0.8이 나왔으며, 일반아스팔트 공시체 및 SBS 개질아스팔트 공시체는 각각 0.6과 0.7의 평균인장강도비가 측정되었다. 동적안정도의 경우 일반 아스팔트는 4,200회/mm, 12%를 첨 가한 아스팔트 공시체는 8,400회/mm, 10%를 첨가한 아스팔트 공시체는 5,040회/mm, SBS 개질아스팔트 공시체는 6,890회/mm가 측정되었다.

Antioxidant agent, 1,1,3-tris(2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl)butane were prepared and investigated the antioxidant activity on recycled rubber mat manufactured with waste tire powder. Mechanical properties of rubber mat are influenced by many factor such as compounding ingredients and state of cure, process of rubber, and fillers. Our study aim is to investigate influence of antioxidant activities on ozone cracking and the thermal aging time. In this work, the degradation of recycled rubber mat was studied and suggested mechanism to involve two-type of degradation, thermal aging and cracking both of which can be contained antioxidant or non-antioxidant agent.

폐타이어 고무분말은 도로 유지 및 보수제로 아스팔트 바인더의 개질제로 사용되고 있다. 도로보수제인 폐타이어 고무분말 개질 아스팔트 (crumb rubber modified asphalt, CRMA) 실란트에 필요한 접착특성은 저온에서 아스팔트 바인더의 취성과 접착파괴특성 때문에 주목받고 있다. 본 연구에서는 저온에서 CRMAs의 개질제로서 유연제의 영향을 조사하였다. 저온에서 CRMAs의 특성은 침입도, 연화점, 인장 및 인장접착시험을 통하여 측정하였다. 유연제를 도입한 CRMAs에서 CR과 아스팔트바인더의 연성변형이 증가함에 따라 인장접착강도와 변형률이 증가하였다. 저온영역에서 CRMAs의 인장특성과 접착특성은 유연제의 함량이 중요한 요소임을 발견하였다.

본 실험은 폐타이어칩이 심비디움 Pine Clash ‘Moon Venus’의 생장 및 양분함량에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 잎, 줄기의 지상부 생장은폐타이어칩과 바크를 혼용한 경우에는 관행구인 바크와 차이가 없었다. 그러나 폐타이칩 단용구에서는 지상부의 생장이 현저하게 감소하였다. 총근수, 신근수, 근장 등 지하부의 생장도 지상부의 생장과 유사한 경향을 나타내었다. 부패근수는 폐타이어칩 중립과 대립의 단용구에서 증가하였다. 전당, 전분, 엽록소와 N, P, K 등 무기양분의 함량도 폐타이어칩과 바크를 혼용한 경우에는 관행구인 바크와 차이가 없었으나, 폐타이칩 단용구에서는 감소하였다.

본 연구는 폐타이어 고무분말 개질 아스팔트(crumb rubber modified asphalt, CRMA) 공정조건에서 반응온도, 혼합반응시간 및 유연성 개질제의 영향을 조사하였다. 저온에서 아스팔트바인더와 개질 아스팔트의 온도 민감성과 접착특성은 침입도와 인장접착강도를 통하여 측정하였다. 유연제와 공정온도가 인장접착강도와 강인화 에너지의 중요한 요소임을 확인하였다. 더 높은 혼합온도와 연성 개질제에서 CRMA의 인장접착물성이 향상되는 것은 아스팔트바인더와 개질 아스팔트의 연성구조에 기인한다. CRMA의 물리적 특성의 개선은 CR과 아스팔트바인더간의 상용성에 있다. 유연제가 CR과 아스팔트바인더 안에 침투되어, 유연제에 의해 개질된 CRMA는 CRMA보다 접착특성이 증가하였음을 확인하였다.

본 연구는 산업부산물인 폐타이어인 #30 체를 거의 다 통과한 CRM 입자를 아스팔트 콘크리트 혼합물의 개질재로서 8%, 10%, 12%를 각각 습식 및 건식방법의 CRM 개질아스팔트 혼합물에 대하여 동결융해에 의한 수분취약성 시험을 통하여 동결융해저항성을 평가하였다. 건식 및 습식방법에 의한 CRM 개질아스팔트 혼합물의 배합설계를 통하여 최적아스팔트 함량을 결정하였고. OAC로 제조한 CRM 개질 혼합물은 반복주행시험과 수분취약성시험을 수행하였다. 그 결과, CRM 개질아스팔트 혼합물의 소성변형 저항성은 일반 AP-5 혼합물보다 우수하게 나타났다. 그러나 수분취약성시험에 의한 동결융해 저항성이 상당히 낮게 나타나 동결융해에 의한 수분취약성에 아주 민감한 것으로 나타났다. 반면에, CRM 개질아스팔트 혼합물에 박리저감제의 첨가는 동결융해에 의한 수분취약성에 대한 저항성을 상당히 향상시키는 것으로 나타났다. 따라서 국내에서 CRM 개질아스팔트 혼합물을 사용할 때에는 반드시 수분취약성에 대한 동결융해저항성에 대한 예방책이 제시된 혼합물을 사용될 것이 권장된다.

해마다 증가하는 폐타이어의 발생 및 그에 따른 처리 문제가 대두되는 현 상황에서 폐타이어의 재생에너지화 기술개발 중요성이 날로 증대되고 있다. 특히, 국내에서 폐타이어 처리는 시멘트 킬른 및 단순소각에 의한 열원으로의 이용이 대부분을 차지하는데 이는 연소 시 발생되는 오염물질로 인한 2차 환경오염 또한 야기하는 문제이므로 폐타이어의 안정적인 처리를 통한 재생에너지원으로서의 경제성 향상 및 환경오염 저감 등의 해결책에 관한 기술개발 필요성이 촉구되고 있다. 폐타이어를 자원화하기 위한 열적처리 기술 중 열분해 공정은 무산소의 조건에서 500℃ 정도 온도 조건으로 간접 가열하여 1~2초 이내로 반응시킨 후 고분자 물질을 분해하여 연료로 변환하는 공정으로서 연소 반응과는 달리 오염물질이 발생하지 않는 친환경적인 처리 기술이며, 공정을 통하여 생산되는 열분해오일, 카본블랙, 철심 등과 같은 유용자원의 회수는 부가가치의 창출을 통하여 경제성 향상에 이바지 할 수 있는 이점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 폐타이어의 다양한 급속열분해 운전 조건을 통하여 재생에너지화 연구를 수행하였다. 실험에는 유동층 반응기에 비하여 시료와 유동매질 간 열 및 물질전달 속도가 높고, 비교적 큰 입자도 열분해 가능하며, 내부에 분산판이 없어 압력강하량이 적은 장점을 지닌 원뿔형 분사층 반응기를 사용하였다. 폐타이어 급속열분해 실험은 반응온도와 질소유량 및 시료의 투입속도 등 여러 인자를 변수로 두어 진행하였으며, 실험을 통하여 조건별로 생산된 열분해오일 및 카본블랙의 물리-화학적 특성을 분석하여 폐타이어의 급속열분해 반응 특성을 고찰하였다. 특히, 열분해 오일은 재생에너지원으로서 연료로서의 가치가 있는지에 대하여 알아보고자 하였다.

천연자원 고갈 및 훼손에 따른 문제 해결을 위하여 최근 ｢건설폐기물의 재활용촉진에 관한 법률｣ 제38조제3항에 따른 ‘순환골재의무사용건설공사의 순환골재 사용용도 및 의무사용량 등에 관한 고시’ (환경부 고시 제2009-138호, 국토해양부 고시 제2009-713호, 2009.8.25)에 따라 1㎞ 이상의 도로를 건설할 경우 반드시 재생아스콘을 사용해야한다. 환경부는 공공기관이 발주하는 건설공사에 사용하는 의무사용 비율을 현재 15％에서 40%로 높여갈 계획에 있다. 이러한 정부의 정책에도 불구하고 재생아스콘의 사용 실적이 저조한 이유에는 그 기능성 및 가격경쟁력의 문제가 크다고 할 수 있고 재생아스콘의 사용 공법에는 포장 시 가열의 유무에 따라 가열재생아스콘과 상온순환아스콘으로 구분되어 진다. 환경부하저감과 자원절약의 의미로 시행되는 재생아스콘은 가열시 발생되는 이산화탄소 및 에너지 소비측면에서 적합하지 않으며, 특히 가격 경쟁성에서 시장성이 떨어진다. 따라서 상온순환아스콘의 확대보급을 위한 기술개발이 필요하며 이에 본 연구는 최근 저탄소 녹색생산 및 경제성 향상을 위한 자원재활용과 고부가성을 요구하는 시멘트 업계의 동향을 고려하여 무기계 순환자원의 확보와 개발을 우선하였다. 이에 본 연구는 노내 탈황을 하는 유동층 보일러를 운전하는 발전소에서 석탄 + 폐타이어고형연료 + 석회석을 혼합 연소하고 남은 산업부산물과 고로슬래그 미분말 및 탈황석고 등의 자원을 재활용하여 시멘트를 전혀 사용하지 않고 고온의 소성과정 없이 상온에서 제조가 가능한 상온순환아스콘 채움재 개발과 그 특성평가를 진행하였다. 본 연구는 KS L 5105에 명시된 시험방법으로 실험을 진행하였으며 각각의 배합에 따른 유동성, 압축강도, 기타 물성 등을 시험하였으며 석회석의 탈탄산 과정 및 탈황반응으로 석회 및 석고 성분인 CaO 성분과 CaSO4 등이 다량 함유되어 있는 폐타이어고형연료 연소재를 혼입한 채움재의 물성을 확인하였다.

자동차 산업 발달로 인하여 해마다 증가하는 폐타이어 발생과 그에 따른 처리에 관한 문제는 날로 심각해지고 있다. 폐타이어는 연소 시 오염물질 발생으로 인한 2차 환경오염을 야기하므로 보다 안정적으로 재생 에너지화 하는 폐기물 처리 방법에 대한 기술개발 중요성이 날로 증대되고 있다. 또한 국내 폐타이어의 주 이용 분야가 시멘트 킬른 또는 단순 소각에 의한 열원으로의 이용이 약 60%를 차지한다는 점에서 폐타이어의 재생에너지원으로서 경제성을 향상 시키는 요구가 나타나고 있다. 따라서 폐타이어 재생 에너지화의 경제성 문제를 해결하기 위하여 부가가치를 높이는 기술 개발이 절실히 요구되고 있다. 폐타이어를 자원화 하는 열분해 기술은 무산소 조건에서 400~600℃ 정도의 반응온도로 폐타이어를 가열하여 고분자 물질을 분해하는 친환경적인 공정으로, 열분해오일, 카본블랙, 철심과 같은 열분해 부산물의 회수를 통하여 경제성 또한 높일 수 있는 이점을 가지고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 폐타이어의 재생 에너지화 연구를 위하여 폐타이어의 열분해 특성 연구를 수행하였다. 폐타이어의 열분해는 기체-고체간 열 및 물질 전달이 우수한 원뿔형 분사층 반응기를 사용하여 실험을 수행하였다. 폐타이어 열분해 실험은 열분해 반응온도와 시료의 투입속도를 실험 변수로 선정하여 실험을 수행하였으며, 실험 조건별로 생산된 열분해 오일의 물리-화학적 특성을 분석하여 폐타이어 열분해 오일의 특성을 연구하였다.

For material recovery of black carbon and pyrolysis oil, pyrolysis is considered as an alternative to combustion-based technologies for treatment of waste tire. This study investigated the heat transfer optimization in a pyrolysis reactor for waste tire chips with a capacity of 24 t/d. The reactor was required to have a larger heat transfer rate from hot gas to tire chips in the early stage of pyrolysis, whereas the rate in the later stage should be lower. This was to prevent thermal cracking of heavy compounds in the pyrolysis vapor and to improve the quality of black carbon. CFD was applied to analyze the flow and heat transfer in the complex geometry of the reactor for a total of nine design cases. It was found that modifications to control the distribution of gas flow rate along the reactor are more effective for the present reactor than adjusting the measures for heat transfer enhancement (such as fins). The ideal design improvement was to divide the reactor into two gas sections for a separate control of the flow rate, and to remove the fins of which its alignment perpendicular to the flow inhibits the hot gas from approaching the tube of tire chips.

The current study is a basic research to review the possibility of using steel wire from waste tires as recycled steel fiber for construction purposes. It analyzes preexisting waste tire-related data before processing and selecting waste steel wires to compare their composition and three quality standards if appearance as defined by concrete steel fiber regulations (KS F 2564), tensile strength, and flexibility, in order to review the feasibility of reusing waste steel wires. The results showed that the waste steel wires satisfy quality standards stated in the concrete steel fiber regulation (KS F 2564), indicating that they may be reused as recycled steel fiber for concrete.

고무와 폐플라스틱의 경우 재활용에 있어서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 단순 소각을 통한 열원이용으로 그 경제성은 매우 형편없는 실정이다. 자원 재활용에 있어서 경제성은 매우 중요한 척도이다. 위와 같은 열원이용은 그 처리규모와 폐자원의 형태 및 기능에 대한 제한은 없지만 초기 시설투자비용이 높고 일차원적 소각처리라는 점에서 경제적으로 많은 문제점을 지닌다. 이에 대한 대안으로 90년대 폐타이어의 가공이용 방법이 부각되기 시작하였고 고무블록 및 매트 제작을 통한 탄성바닥포장 재활용 제품으로 각광받기 시작하였다. 그러나 이 역시 폐타이어 재활용 사업을 고부가가치 사업으로 이끌기에는 부족했으며 중국산 수입 고무 칩의 무분별한 사용으로 인한 인체 유해성 문제로 그 시장이 축소되기에 이르렀다. 타이어의 구성요소인 고무와 강철은 현대 산업사회를 이끌어 가는 중요한 자원으로 이를 재자원화 하는 방안은 매우 시급한 실정이다. 현재 해외 선진사례에서는 폐타이어 고무 칩의 미 분쇄를 통하여 이를 재자원화하는 연구개발이 이루어지고 있다. 특히 폐자원을 활용한 복합신소재 개발은 자동차 부품 및 스포츠 용품, 의료용 소재, 기계부품 등과 같은 다양한 분야에 응용이 시도되고 있다. 본 연구에서는 폐타이어 재활용에 일반적으로 사용되고 있던 Cutting방식에 Shear방식을 도입, 칼날의 모양 및 분쇄드럼 개선을 통하여 기존 분쇄기보다 효율성을 증대시켜 미세 분말(0.5 mm이하) 형태의 고무플라스틱 재생 원료를 생산하는 기술을 개발하였고 또한 폐타이어에 함유된 철심은 재자원화가 가능하도록 하는 분리･선별 process를 구축하였다.