Bitümlü bağlayıcı ve asfalt karışımların nano malzemelerle modifikasyonu
Modification of bituminous binders and asphalt mixtures by using nano materials
- Tez No: 514188
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ TOPAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Nanomalzemeler, nano-Bentonit, nano-CaCO3, nano-organosilan, fluoresan mikroskopi, modifikasyon, BSK, neme karşı duyarlılık, Nanomaterials, nano-Bentonite, nano-CaCO3, nano-organosilane, fluorescent microscopy, modification, HMA, rheology, moisture-sensitivity
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Ulaştırma Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 176
Özet
Nanomalzemeler, nespetin daha yüksek aktif yüzey alanı ve kuantum etkileri yaratan küçük boyutları sahip çok benzersiz özelliklere gösteren malzemeler olduğu için araştırma alanında çok dikkat çekmiştir. Yaygın olarak ortaya çıkan sıkıntılara karşı asfalt kaplamaların genel performansınıı iyileştirme amacıyla bitüme nanomalzemelerin katması, özellikle son birkaç on yılda, çok araştırılmıştır. Bu çalışma kapsamında, bitüm ağırlığınca yüzdesi olarak 2, 4 ve 6 nano-Bentonit, 3, 6 ve 9 nano-CaCO3 ve 0,1, 0,2 ve 0,3 nano-organosilan olmak üzere üç tür nanomalzeme bitüme eklenmiştir. Nanomodifiye bitüm numunelerini hazırlamak için yüksek-hızlı bir karıştırıcı kullanılmıştır. Bitümlü fazda nanopartiküller ve nanoteknoloji temelli sıvı katkı maddesinin dağılımını gözlemlemek amacıyla fluoresan mikroskopi kullanılmıştır. Bitümlü sıcak karışım (BSK) 'nın hazırlanması için kireçtaşı kullanılmıştır. Bu çalışmanın amacı, bitümlü bağlayıcının fiziksel ve reolojik özelliklerine yönelik her üç tip nanomalzemenin bitüm içindeki etkisini değerlendirmek ve nanomalzemerlei içeren bitüm örnekleri ile hazırlanan asfalt karışımlarının mekanik davranış ve performanslarını incelemektir. Bu amaçla saf ve nanomodifiye edilmiş bitüm üzerinde bazı geleneksel ve reolojik deneyler yapılmıştır. Optimum bitüm içeriğini belirlemek için Marshall stabilite ve akma deneyi, hem kontrol hem de nanomalzemeleri içeren asfalt karışımları üzerinde uygulanmıştır. Son olarak, asfalt karışımın neme karşı duyarlığı belirtmek için modifiye Lottman deneyi (AASHTO T283) uygulanmış ve çekme direnme oranları (TSR) elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, nanomalzemelerin bitümün fiziksel özellikleri (penetrasyon, yumuşama noktası) üzerinde büyük etkisi olmadığını göstermiştir. Buna karşın, nanomalzemeler saf bitüm bağlayıcının yüksek sıcaklık performansını, yaşlanma direncini, depolama kararlılığını ve reolojik özelliklerini geliştirmiştir. Genel olarak, nanomalzemelerli asfalt karışımlar kontrol karışımına göre daha düşük optimum bitüm içeriği değerleri vermiştir. Modifiye Lottman deneyi sonuçları, kontrol karışımları ile karşılaştırıldığında her üç katkı özellikle nano-organosilan'ın TSR değerlerinde artışa neden olduğunu bildirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Due to having unique features like the higher active surface area and small spatial dimensions that give rise to the quantum effects, nanomaterials have made a solid ground in the research area. The introduction of nanomaterials into bitumen for enhancement of pavement in terms of its overall performance against commonly occurring distresses has been the topic of research for the last few decades. Within the scope of this study, three types of nanomaterials at their various proportions (percentage wise 2, 4 and 6 nano-Bentonite; 3, 6 and 9 nano-CaCO3, and 0.1, 0.2 and 0.3 nano-organosilane) were added into bitumen. A high-speed shearing mixer was employed to prepare the nanomodified bitumen samples. Fluorescence microscopy was utilized to observe the dispersion of nanomaterials in bituminous phase. For the preparation of hot mix asphalt (HMA), limestone was used. The objective of this study was to assess the influence of nanomaterials on physical and rheological properties of bitumen binders and also examine the mechanical behavior and performance of asphalt mixtures involving these nanomaterials. For this purpose, conventional and rheological tests were performed on base and nanomodified binders. For determining optimum bitumen contents, Marshall stability and flow test was carried out. Finally, the Modified Lottman test (AASHTO T283) was performed on compacted specimens to predict their performances against moisture susceptibility by obtaining the Tensile Strength Ratios (TSR). Based on the obtained results, nanomaterials were not very influential on the physical properties (penetration, softening point) of bitumen. However, they enhanced the high-temperature performance, aging resistance, storage stability and rheological properties when compared to the base binder. With nanomodification, asphalt mixtures resulted in lower optimum binder contents. The Modified Lottman test results declared that nanomaterials, especially nano-organosilane, can improve TSR values when compared with the control mixture.
Benzer Tezler
- Ferrokrom cüruf agregasının geçirimli bitümlü karışımların performansına etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of ferrochrom slag aggregate on performance of permeable bituminous mixtures
SEDAT TOPALOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat MühendisliğiBartın Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALTAN ÇETİN
- Modifiye bitüm ve metal atığı içeren bitümlü sıcak karışımların kar/buzla mücadeleye etkisinin ve kendini iyileştirme özelliklerinin araştırılması
Investigation of the effect of hot mix asphalt containing modified bitümen and metal waste on snow/ice fighting and self-healing properties
İREMGÜL ATICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERKUT YALÇIN
- Doğal zeolit ve sentetik zeolitin ılık karışım asfalt katkısı olarak kullanımı
Evaluation of natural and synthetic zeolite as warm mix asphalt additive
SELCEN TEMEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK TÜTER
- Fiber katkılar ile modifiye edilen atık malzemeli geçirimli asfalt karışımların tasarım parametrelerinin incelenmesi
Investigation of design parameters of permeable asphalt mixtures contai̇ni̇ng waste materi̇als modified with fiber additives
GÖKHAN ORAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriBartın Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALTAN ÇETİN
- Bitümlü sıcak karışımların deformasyon direncinin üç eksenli kayma mukavemeti deneyi ile incelenmesi
Investigation of deformation resistance of hot-mixed asphalt mixtures by triaxial shear strength test
ALTAN ÇETİN
Doktora
Türkçe
2008
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE AĞAR