Bor esaslı kolofan reçineli yeni bir katkı maddesi sentezlenerek asfaltın modifiye edilmesi ve karışım performansının araştırılması
Modification of asphalt by synthesising a new additive with boron-based rosin and investigation of the mixture performance
- Tez No: 835697
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞEREF ORUÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ulaşım, İnşaat Mühendisliği, Transportation, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Ulaştırma Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 196
Özet
Tez çalışmasında, ülkemizde önemli rezervi bulunan bor türevlerinden bor oksit ve çam ağaçlarından elde edilen doğal kolofan reçinesi laboratuvarda kimyasal olarak sentezlenerek yeni bir katkı maddesi elde edilmiş olup, bu katkının asfalt modifiyeri olarak kullanılabilirliği ve asfalt bağlayıcı üzerindeki performans özellikleri araştırılmıştır. Çalışmada, elde edilen Bor Oksit ve Reçine Bileşiğinin (BORB) yapısal karakterizasyonu, FT-IR, SEM, XRD, DSC/TG analiz yöntemleri ile belirlenerek katkının bağlayıcı ile uyumlu olduğu belirlenmiştir. Çalışmalar için, B 50/70 penetrasyonlu asfalt bağlayıcıya ağırlıkça %0.5, %1, %1.5 ve %3 oranlarında sentez katkı maddesi eklenerek modifiye bağlayıcılar elde edilmiştir. Saf ve modifiyeli bağlayıcıların fiziksel özellikleri geleneksel deneyler ile belirlenirken, reolojik özellikleri ise dinamik kesme reometresi (DSR), dönel viskozimetre (RV), dönel ince film halinde yaşlandırma (RTFOT), basınçlı yaşlandırma kabini (PAV), kiriş eğme reometresi (BBR) gibi Superpave deneyleriyle belirlenmiştir. Ayrıca, bağlayıcılara ileri bağlayıcı deneylerinden Çoklu Gerilme Sünme-Geri Kurtarma (MSCR) ve Lineer Genlik Taraması (LAS) deneyleri de uygulanmıştır. Belirtilen BORB katkı oranlarında modifiye edilen bitümlü bağlayıcı ile Marshall tasarımına göre karışım numuneleri üretilmiş ve numunelerin mekanik özellikleri, Marshall Stabilite ve Akma, Dolaylı Çekme Mukavemeti, Modifiye Lottman, Dinamik Sünme ve Dolaylı Çekme Yorulma deneyleri ile belirlenmiştir. Elde edilen deney sonuçlarından, BORB katkı miktarı artıkça yüksek sıcaklıklarda bağlayıcı kıvamının ve tekerlek izi performansının iyileştiği belirlenirken, orta ve düşük sıcaklıklarda katkı miktarının etkisinin azaldığı tespit edilmiştir. Katkının varlığı ile saf bağlayıcının adezyon ve kohezyon özelliklerinin iyileştiği, yorulma dayanımının, elastik davranışının arttığı ve sıcaklık hassasiyetinin azaldığı tespit edilmiştir. Bağlayıcı ve karışımlar üzerine uygulanan deneyler bir bütün olarak ele alındığında, %1 BORB katkı oranı ile modifiye edilen bağlayıcının fiziksel, reolojik ve mekanik açıdan en iyi sonuçlara sahip olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
This thesis, a new additive was obtained by chemically synthesising boron oxide, one of the boron derivatives that our country has an important reserve, and natural colophane resin obtained from pine trees in the laboratory, and the usability of this synthesis additive as asphalt modifier and its performance properties on asphalt binder were investigated. The additive was determined to be compatible with the binder after the structural characterisation of the resulting Boron Oxide and Resin Compound (BORB) was evaluated by FT-IR, SEM, XRD, and DSC/TG analytical methods. Modified binders were produced for the study by adding 0.5%, 1%, 1.5%, 1.5%, and 3% by weight additives to B 50/70 penetration class asphalt binder. While the physical properties of base and modified binders were determined by conventional tests, their rheological properties were determined by Superpave experiments such as dynamic shear rheometer (DSR), rotational viscometer (RV), rotational thin film ageing (RTFOT), pressure ageing chamber (PAV), beam bending rheometer (BBR). In addition, Multiple Stress Creep-Recovery (MSCR) and Linear Amplitude Scanning (LAS) experiments were also performed on the binders. Mix specimens were produced according to the Marshall design with the modified bituminous binder at the specified BORB additive ratios and the mechanical properties of the specimens were determined by Marshall Stability and Yield, Indirect Tensile Strength, Modified Lottman, Dynamic Creep and Indirect Tensile Fatigue tests. From the experimental results obtained, it was determined that the binder consistency and rutting performance improved at high temperatures as the BORB additive amount increased, while the effect of the additive amount decreased at medium and low temperatures. It was found that the additive's presence enhanced the base binder's adhesion and cohesion capabilities, fatigue strength, elastic behavior, and temperature sensitivity. When the experiments on the binder and mixtures were considered as a whole, it was seen that the binder modified with 1% BORB additive rate had the best physical, rheological and mechanical results.
Benzer Tezler
- Bor esaslı intermetalik bileşiklerin manyetik,yapısal ve termal karakterizasyonu
Micro-structural, thermal and magnetic characterization of boron based intermetallic compounds
HASAN AĞIL
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ GENCER
- Bor esaslı fonksiyonel nanokompozit ince film sentezlenmesi: yapısal – mekanik – tribolojik özelliklerinin araştırılması
Boron based functional nanocomposi̇te thin film synthesis: investigation of structural - mechanical-tribological properties
AYŞENUR KELEŞ
Doktora
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN EFEOĞLU
- Bor esaslı antibakteriyel boya üretimi ve karakterizasyonu
Boron based antibacterial paint production and characterization
TOLGA AKSONGUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GÜRÜ
- The simulations of amorphous boron materials
Amorf bor malzemelerin simülasyonu
TEVHİDE AYÇA YILDIZ
Doktora
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiAbdullah Gül ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT DURANDURDU
- Bor esaslı CN kaplamalarının sentezi ve tribolojik özelliklerin araştırılması
The synthesis and investigation of tribological properties of bor based CN coatings
GÖKHAN GÜLTEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN EFEOĞLU