Katkı maddeleri ile bitümün reolojik özelliklerinin geliştirilmesi ve esnek kaplama malzeme oluşumunda problemlerin giderilmesi
Improvement of rheological characteristics of bitumen and elimination of problems in flexible pavement material formation by additives
- Tez No: 212680
- Danışmanlar: PROF. DR. METİN GÜRÜ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 232
Özet
Mühendislikte genis uygulama alanı bulan bitümlü malzemeler reolojik özellikleri ve termal dirençleri ile tercih edilmektedir. Esnek kaplamaların gerek stabilite gerekse performans yönünden üstün nitelikli, daha uzun ömürlü, bakım?onarım maliyeti ve gereksiniminin daha az olması arzulanmaktadır. Bu nedenle de esnek kaplamaların esas elemanlarından biri olan bitüm modifiye edilerek esnek kaplamaların performansları arttırılmaya çalısılmaktadır. Yol üst yapılarında en çok kullanılan esnek kaplamalar baslıca bitümlü baglayıcı ve agregadan meydana gelmektedir. Esnek kaplamaların niteligini belirleyen en önemli etken ise kaplamayı meydana getiren bitümlü baglayıcı ve agrega malzemelerin özelligidir. Son yıllarda, yol üst yapılarında adezyon eksikligi, tekerlek izi olusumu, çatlamalar ve soyulmalar gibi deformasyonlardan kaynaklanan sorunlar sıkça görülmektedir. Bu nedenle esnek kaplamalarda çok sık karsılasılan kusurların giderilmesinde modifiye bitüm kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Çalısmada katkı maddeleri ilave ederek bitümün modifiye edilmesi ve bu katkı maddelerinin bitümün reolojik özelliklerine etkisinin incelenmesi v amaçlanmıstır. Katkı maddeleri olarak ise termoset grubu polimerlerden epoksi reçinesi, fenolformaldehit, termoplastik grubu polimerlerden ticari adıyla teflon olarak bilinen politetrafloretilen (PTFE) ve Mg abietat bilesigi kullanılmıstır. Bu katkı maddelerinin bitümün reolojisi üzerine etkileri ise viskozite, penetrasyon, yumusama noktası, dinamik kesme reometresi (DSR), fark taramalı kalorimetre (DSC), döner ince film halinde ısıtma deneyi (RTFOT), basınçlı oksidasyon deneyi (PAV), asfalt çubuk egilme deneyi (BBR) ve yüzey enerjisi deneyi ile belirlenmistir. Modifiye edilmis bitümün agrega ile karıstırılarak olusturulan sıkıstırılmamıs karısımlara Nicholson soyulma deneyi uygulanarak adezyon performansları incelenmistir. Ayrıca, orjinal ve modifiye edilmis bitümler ile Marshall yöntemiyle hazırlanan karısımların stabiliteleri belirlenmistir. Deneysel çalısmalar sonunda katkıların bitümün reolojik özelliklerini gelistirdigi tespit edilmistir. Kütlece %2'lik epoksi reçine katkısı bitümün viskozitesini artırmıs, adezyon özelliklerini gelistirmis ve tekerlek izi, yorulma çatlakları, soyulma direncini ve stabiliteyi artırmıstır. Benzer sekilde kütlece %2'lik fenolformaldehit reçine katkısı bitümün viskozitesini artırmıs, adezyon özelliklerini gelistirmis ve tekerlek izi, yorulma çatlakları, soyulma direncini ve stabiliteyi artırmıstır. Kütlece %3'lük PTFE katkısı bitümün viskozitesini artırmıs, tekerlek izi ve yorulma çatlaklarına direnci artırmıstır. Mg abietat bilesigi ise bitümün adezyonunu gelistirerek soyulma direncini artırmıstır. Anahtar Kelimeler :Bitümün modifikasyonu, asfalt, magnezyum abietat, fenolformaldehit, PTFE, epoksi reçine
Özet (Çeviri)
Bituminous materials which are widespreadly used in engineering are prefered for their rheological properties and thermal resistances. Flexible pavements are expected to be qualified in performance and stability, cost efficient in upkeeprepairing. Hence, the bitumen which is one of the main compounds of flexible pavements has been modified to increase the performances of flexible pavements. Flexible pavements that are used in the top layer of the roads are formed from bituminous binders and aggregates. It is the material properties of the bituminous binders and the aggregates that determine the quality of the flexible pavements. Problems related to the deformations such as adhesion in the top layers of the roads, formation of rutting, crackings and peelings are common in the recent years. Thus modified bitumen usage is spreading in order to eliminate the defects in flexible pavements. In this study, the modification of the bitumen with additives and the effects of the additives on the rheologic characteristics of the bitumen was studied. Epoxy resin which is a thermosetting group polymer, phenolformaldehyde, vii polytetrafluoroethylene which is a thermoplastic group polymer and known as teflon commercially and Mg abietate were used as additives. The effects of these additives on the rheology of the bitumens were tested by viscosity, penetration, softening point, dynamic shear rheometer (DSR), differential scanning calorimeter (DSC), rolling thin film oven test (RTFOT), pressure ageing vessel (PAV), bending beam rheometer (BBR) and surface energy test. Adhesion performances of the uncompacted modified bitumens and aggregate mixture were tested by Nicholson peeling test. In addition original and modified bitumens and mixtures made with Marshall method were tested for stability. It is found from the tests that the additives improve the rheologic characteristics of the bitumen. 2% of epoxy resin by mass had increased the viscosity of the bitumen, had improved the adhesion characteristics, had decreased the rutting and fatique cracks and increased the stripping resistivity and stability. In the similar method, 2% of phenolformaldehyde resin by mass had increased the viscosity of the bitumen, had improved the adhesion characteristics, had decreased the rutting and fatique cracks and increased the stripping resistivity and stability. 3% of PTFE by mass had increased the viscosity and the resistance to fatique cracks and rutting of the bitumen. Synthesized Mg abietate mixture had increased the stripping resistivty of the bitumen by increasing the adhesion. Key Words :Modification of the bitumen, asphalt, magnesium abietate, phenolformaldehyde, PTFE, epoxy resin
Benzer Tezler
- SIS ve CR modifiyeli bitümün geleneksel ve reolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the conventional and rheological properties of bitumen with SIS and CR modification
BEYZA FURTANA YALÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHA VURAL KÖK
- Atık fotopolimerin bitümün geleneksel ve reolojik özelliklerine etkisi
The effect of waste photo polymer on conventional and rheological properties of bitumen
BEKİR İRHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHA VURAL KÖK
- Geri dönüştürülmüş düşük yoğunluklu polietilen içerikli siyah poşet atıklarının bitüm modifikasyonunda kullanımı ve reolojik özelliklerinin araştırılması
The use of recycled low density polyethylene black bag waste in bitumen modification and investigation of its rheological properties
BERNA YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriAfyon Kocatepe Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN AKBULUT
- Poliüretan katkısının CR modifiyeli bitümün geleneksel ve reolojik özelliklerine olan etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of polyurethane additive on the traditional and rheological properties of CR modified bitumen
NİSANUR ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHA VURAL KÖK
- Geri dönüştürülmüş polimer ve atık lastik tozu esaslı Termoplastik Dinamik Vulkanizat (TDV) katkısının bitüm ve bitümlü sıcak karışımlar üzerinde etkisinin incelenmesi
Investigation of the effects of recycled polymer and ground tyre rubber based Thermoplastic Dynamic Vulcanizate (TDV) additive on bitumen and hot mix asphalt
SAJJAD HASSANPOUR KASANAGH