Grafen ile modifiye edilmiş bitümlerin optimizasyonu
Optimization of bitumen modified with graphene
- Tez No: 684997
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN ÜNSAL BAYRAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Ulaşım, İnşaat Mühendisliği, Transportation, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Modifiye Bitüm, Esnek Yol Üstyapısı, Grafen, Taguchi Metodu, Modified bitumen, Flexible Pavement, Graphene, Taguchi Method
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
Amaç: Bu çalışmanın temel amacı nano boyutta bir malzeme olan grafen kullanılarak asfalt bağlayıcının performansını kıvamı, agregayı sarma kabiliyeti, sıcaklığa karşı hassasiyeti gibi parametreler saf bitümle karşılaştırılarak değerlendirmektir. Aynı zamanda Taguchi metodu kullanılarak bitümün modifiyesi için kullanılan parametrelerin optimizasyonunu yapmaktır. Yöntem: Bu çalışmada 70/100 penetrasyonlu saf bitüme modifier olarak grafen % 0.5, %1 ve %1.5 oranlarında katılarak performans özelliklerini değerlendirmek için geleneksel bitüm deneyleri uygulanmış ve sonuçlar yorumlanmıştır. Katkı malzemesi optimizasyonunu belirlemek için Taguchi yöntemi uygulanmış ve optimum değerler bulunmuştur. Bulgular: Saf bitümün penetrasyon değeri 85,3 elde edilmiştir. Yaşlandırıldıktan sonra ise bu değer 49'a düşmüştür. Grafen katıldıktan sonra ise yaşlanma öncesi en yüksek penetrasyon değeri 77,80, yaşlanma sonrası ise en yüksek 49,70 elde edilirken, en düşük ise yaşlanma öncesi 67,70, yaşlanma sonrası ise 43,40 elde edilmiştir. Yumuşama noktası da penetrasyona bağlı olarak saf bitümde 51 oC elde edilirken, grafen katkısı ile en düşük 54,30 oC en yüksek 60,80 oC olarak belirlenmiştir. Yaşlandırma sonrası saf bitümün yumuşama noktası 58,5 oC olurken grafen katkısı ile sırasıyla en düşük 61,20 oC en yüksek 73,80 oC olarak belirlenmiştir. Sonuç: Grafen katkısı ile saf bitümün penetrasyon değerinde azalma ve yumuşama noktası değerinde artma gözlemlenmiştir. Aynı zamanda grafen ile modifiye edilen bitümlerin saf bitüme göre sıcaklığa karşı hassasiyetinin azaldığı belirlenmiştir. RTFOT öncesi penetrasyon için %0,5 grafen oranı, 3000 rpm karıştırma hızı ve 30 dakika karıştırma süresi optimum durumu verirken RTFOT sonrası parametrelerin bu seviyeleri %0,5 grafen oranı, 1000 rpm karıştırma hızı ve 30 dakika karıştırma süresi olarak belirlenmiştir. Yine yapılan Taguchi optimizasyonunda, yumuşama noktası için optimum değerler hem RTFOT öncesi hem de RTFOT sonrası için grafen katkısının üçüncü oranı olan %1,5, karıştırma hızının birinci seviyesi olan 1000 rpm ve karıştırma süresinin üçüncü seviyesi olan 60 dakika olarak bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Purpose: The main purpose of this study is to evaluate the performance of asphalt binder by using graphene what a nano-sized material comparing, with pure bitumen, parameters such as consistency, ability to wrap the aggregate, sensitivity to temperature. At the same time, it is to optimize the parameters used for the modification of bitumen using the Taguchi method. Method: In this study, traditional bitumen tests were applied and the results were interpreted to evaluate the performance properties by adding 0.5%, 1% and 1.5% of graphene to pure bitumen with 70/100 penetration. The Taguchi Method was used to determine the optimization of the additive material and the optimum values were found. Findings: The penetration value of pure bitumen was 85.3. This value decreased to 49 after aging. After the addition of graphene, while the highest penetration value was 77.80 before aging, 49.7 after aging, the lowest penetration value was 67.70 before aging and 43.40 after aging were obtained. While the softening point is 51oC in pure bitumen depending on the penetration, it is determined that the lowest is 54.30oC and the highest is 60.80oC with the graphene additive. While the softening point for pure bitummen is 58.5oC after aging, the lowest and the highest values are 61.20oC and 73.80oC, with the addition of graphene, respectively. Results: A decrease in the penetration value of pure bitumen and an increase in the softening point value were observed with the graphene additive. At the same time, it was determined that the sensitivity of bitumen modified with graphene to temperature decreased compared to pure bitumen. For penetration before RTFOT, while 0.5% graphene ratio, 3000 rpm mixing speed and 30 minutes mixing time were the optimum conditions for, these levels of post-RTFOT parameters were determined as 0.5% graphene ratio, 1000 rpm mixing speed and 30 minutes mixing time. In the Taguchi optimization performed, for both before RTFOT and after RTFOT the optimum values for the softening point were found to be 1.5% the third rate of graphene additive, 1000 rpm the first level of mixing speed, and 60 minutes the third level of mixing time.
Benzer Tezler
- Fabrication and characterization of hybrid nanofiller reinforced polyurethane nanocomposites
Hibrit nanodolgu takviyeli poliüretan nanokompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
AMIR NAVIDFAR
Doktora
İngilizce
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Genetiği değiştirilmiş organizmaların tespitine yönelik DNA tabanlı elektrokimyasal biyosensör geliştirilmesi
Development of DNA based electrochemical biosensor for detection of genetically modified organisms
BEGÜM TERZİ AKSOY
Doktora
Türkçe
2022
BiyomühendislikKaramanoğlu Mehmetbey ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM ATEŞ SÖNMEZOĞLU
PROF. DR. FİLİZ KURALAY
- Elektrokatalitik hidrojen üretimi
Electrocatalytic hydrogen production
DUYGU AKYÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
EnerjiMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATIF KOCA
PROF. DR. ALİ RIZA ÖZKAYA
- Coating the laser surface modified titanium alloys by graphene and hydroxyapatite
Yüzeyi laser ile modifiye edilmiş titanyum alaşımlarının grafen ve hidroksiapatit kaplanması
ERTUĞRUL BÜLBÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Mühendislik BilimleriYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜNYAMİN AKSAKAL
- Controlled hydrogenation of graphene films grown on a modified Pt(111) substrate
Modifiye Pt(111) alt tabaka üzerine büyütülmüş grafen filmlerin kontrollü hidrojenasyonu
MOHAMMAD PANAHI
Doktora
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SARP KAYA