Grafen ve kenevir yağı ile modifiye edilmiş bitüm ve bitümlü karışımların performansının araştırılması
Investigation of the performance of bitumen and bituminous mixtures modified with graphene and hemp oil
- Tez No: 880358
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OSMAN ÜNSAL BAYRAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ulaşım, İnşaat Mühendisliği, Transportation, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: GNP, Kenevir Tohumu Yağı, SCB, SENB, Marshall, Taguchi Yöntemi, GNP, Hemp Seed Oil, SCB, SENB, Marshall, Taguchi Method
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 136
Özet
Yeni nesil asfalt bağlayıcıların geliştirilmesi için grafenin ve kenevir yağının bitüme katılarak, gelişmiş özellikli modifiye bitüm ve modifiye bitümlü karışım yapılması amaçlanmaktadır. Katkı miktarının optimizasyonu da yapılarak gereksiz ya da fazla katkı kullanımının önüne geçilmesi ve ayrıca bitümlü sıcak karışımların performansını artıracak ve çatlak oluşumunu azaltacak bir tasarım yapılması amaçlanmaktadır. Yöntem: Taguchi optimizasyon yöntemi kullanılarak 4 parametre 4 seviyeden oluşan bir deney planı hazırlanmış ve bu deney planına uygun olarak üretilen 16 karışım ile bitümün ve bitümlü karışımların fiziksel, kimyasal ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Bulgular: Elastik geri dönme değerlerinin ortalamaları %5 ile 12,50 arasında değişmiştir. RTFOT kütle kaybı değerlerinin ortalamaları ‱ 27,02 ile 57,48 arasında değişmiştir. Saf bitümün yumuşama noktası değeri 45,50°C iken deney değerlerinin ortalamaları 43,90 ile 48,40°C arasında değişmiştir. Saf bitümün penetrasyon değeri 90,8 iken deney değerlerinin ortalamaları 79,03 ile 140,07 arasında değişmiştir. Marshall stabilite değerleri 911 kg ile 1178 kg arasında değişmiştir. SCB deneylerinde kırılma tokluğu değerleri 16,75 ile 29,45 Mpa√m arasında değişmiştir. SENB deneylerinde kırılma tokluğu değerleri 22,34 ile 31,33 Mpa√m arasında değişmiştir. Sonuçlar: MRPI optimizasyonu sonucunda optimum parametre seviyeleri“A2, B2, C4, D2”olarak bulunmuştur. MRPI optimizasyonunda en fazla katkıyı %42,43 oranıyla grafen nanoplatelet ve %28,75 oranıyla kenevir tohumu yağı sağlamaktadır. MRPI optimum parametre seviyelerine göre yapılan doğrulama deney sonuçlarında penetrasyon %14,4, RTFOT sonrası penetrasyon %27,33, yumuşama noktası %4,62, RTFOT sonrası yumuşama noktası %4,53, stabilite %4,83, -20°C SENB kırılma tokluğu %3,43, 0°C SCB kırılma tokluğu %18,03, -20°C SCB kırılma tokluğu %50,84 oranında artmıştır.
Özet (Çeviri)
The aim is to develop advanced modified bitumen and bituminous mixtures by incorporating graphene and hemp oil into bitumen to create next-generation asphalt binders. By optimizing the amount of additives, the objective is to prevent unnecessary or excessive use and design bituminous hot mixtures that enhance performance and reduce crack formation. Method: Using the Taguchi optimization method, an experimental plan consisting of 4 parameters with 4 levels was prepared. In accordance with this plan, the physical, chemical, and mechanical properties of bitumen and bituminous mixtures produced with 16 different combinations were examined. Findings: The average values of the elastic recovery ranged from 5% to 12.50%. The average mass loss values from the RTFOT mass loss test ranged from 27.02‱ to 57.48‱. While the softening point of pure bitumen was 45.50°C, the average values from the tests ranged from 43.90°C to 48.40°C. The penetration value of pure bitumen was 90.8, while the average penetration values from the tests ranged from 79.03 to 140.07. Marshall stability values ranged from 911 kg to 1178 kg. In the SCB tests, fracture toughness values ranged from 16.75 to 29.45 MPa√m. In the SENB tests, fracture toughness values ranged from 22.34 to 31.33 MPa√m. Results: As a result of MRPI optimization, the optimum parameter levels were found to be“A2, B2, C4, D2.”In MRPI optimization, the most significant contributions were from graphene nanoplatelets at 42.43% and hemp seed oil at 28.75%. In the confirmation tests based on the MRPI optimum parameter levels, the results showed an increase of 14.4% in penetration, 27.33% in penetration after RTFOT, 4.62% in softening point, 4.53% in softening point after RTFOT, 4.83% in stability, 3.43% in SENB fracture toughness at -20°C, 18.03% in SCB fracture toughness at 0°C, and 50.84% in SCB fracture toughness at -20°C.
Benzer Tezler
- Development of new generation, high performance polypropylene composites
Yeni nesil, yüksek performanslı polipropilen kompozitlerin geliştirilmesi
ORKUN KAYMAKÇI
Doktora
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSELİ UYANIK
- Investigation of the mechanical properties of hemp fiber reinforced epoxy base nanocomposites
Kenevir elyaf takviyeli epoksi bazli nanokompozitlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
ERTAN KESEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ERKLİĞ
- Grafen ve bor nitrür takviyeli epoksi reçine ile hibrit nanokompozit üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of hybrid nanocomposite with graphene and boron nitride reinforced epoxy resin
MAHİDE BETÜL ÖZTÜRKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
KimyaGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSEL DİLSİZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ YAHYA ÖZ
- Grafen ve naylon 6.6 nano elyaf katkılı yapıştırıcıların alüminyum-karbon elyaf takviyeli kompozit levhaların yapıştırma bağlantılarına farklı sıcaklık koşulları altında etkisi
Effect of graphene and nylon 6.6 nanofiber adhesion adhesive bonding joints of aluminum-carbon fiber reinforced composite plates under different temperature conditions
MUHAMMET ALİ ŞENYURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN DÜZCÜKOĞLU
YRD. DOÇ. DR. MÜRSEL EKREM
- Karbon tabanlı malzeme sentezi ve silikon dioksit yüzeylere uygulanarak mikro/nano pipet üretimi
Synthesis of carbon based materials and their applications to silicon dioxide surfaces, fabrication of micro/nano pipettes
AYŞEGÜL KAHRAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimyaİstanbul Medeniyet ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KAAN KEÇECİ