Geri dönüştürülmüş selüloz asetat içeren polimer modifiye bitümlü taş mastik asfalt karışımların mühendislik özelliklerinin araştırılması
Investigation of the engineering properties of polymer modified bituminous stone mastic asphalt mixtures containing recycled cellulose acetate
- Tez No: 984117
- Danışmanlar: PROF. DR. CENGİZ ÖZEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ulaşım, İnşaat Mühendisliği, Transportation, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Taş mastik asfalt, Stone mastic asphalt
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, taş mastik asfalt (TMA) kaplamalarda sıklıkla karşılaşılan bitüm süzülme problemini engellemek amacıyla, geleneksel olarak kullanılan selüloz lif (SL) yerine sigara izmaritinden geri dönüştürülmüş selüloz asetat (SG) malzemesinin alternatif bir stabilizatör olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Ayrıca, SL'nin farklı oranlarda (%0.1, %0.2, %0.3, %0.4 ve %0.5) kullanımının karışım performansına etkisi incelenmiştir. Bu kapsamda hem saf bitüm (B) hem de Elvaloy RET + polifosforik asit (PPA) modifiyeli bitüm (%1.6, %1.7, %1.8 Elvaloy RET + %0.2 PPA) kullanılarak lif katkılı ve katkısız TMA numuneleri üretilmiştir. Saf bitümle hazırlanan elyaflı karışımlar ile elyafsız modifiye bitümlü karışımlar, şahit numuneler olarak değerlendirilmiştir. Modifikasyonun etkilerini belirleyebilmek amacıyla hem penetrasyon, yumuşama noktası gibi geleneksel bitüm deneyleri hem de kısa dönem ve uzun dönem yaşlandırılmış bitümlerin yüksek ve düşük sıcaklıktaki performaslarını görebilmek amacıyla dinamik kesme reometresi (DSR) ve kiriş eğme reometresi (BBR) gibi superpave bitüm deneyleri uygulanmış, bitümlerin sertlik, akışkanlık ve elastikiyet özellikleri incelenmiştir. TMA karışım tasarımında Marshall yöntemi kullanılarak optimum bitüm oranları belirlenmiştir. Karışımlar üzerinde dolaylı çekme mukavemeti (ITS) ve nem hasarı (TSR) testleri yapılarak suya karşı dayanım özellikleri belirlenmiştir. Schellenberg bitüm süzülme testi ile lif katkısının bitüm tutma kapasitesi değerlendirilmiş, kum yama yöntemi ile karışım yüzeylerinin makro doku özellikleri ölçülmüştür. Ayrıca Cantabro aşınma deneyi uygulanarak karışımların parçalanma ve soyulma direnci belirlenmiştir. Son olarak, çalışmada kullanılan farklı katkı türleri ile oranlarının karışım maliyetine etkisini belirlemek amacıyla maliyet analizi yapılmıştır. Sonuç olarak Elvaloy RET + PPA modifikasyonu bitümün yaşlanma direncini artırırken, düşük lif oranlarında kullanılan SG lifleri, SL liflerine göre umut verici mekanik ve ekonomik bir alternatif olarak tanımlanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, the usability of cellulose acetate (SG) material recycled from cigarette butts as an alternative stabilizer instead of the traditionally used cellulose fiber (SL) was investigated in order to prevent the bitumen drainage problem frequently encountered in stone mastic asphalt (SMA) pavements. In addition, the effect of using SL at different dosages (0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4% and 0.5%) on mixture performance was examined. Within this scope, SMA specimens with and without fiber additives were produced using both neat bitumen (B) and Elvaloy RET + polyphosphoric acid (PPA) modified bitumen (1.6%, 1.7%, 1.8% Elvaloy RET + 0.2% PPA). Fiber-reinforced mixtures prepared with neat bitumen and unreinforced modified bitumen mixtures were considered as control specimens. In order to determine the effects of the modification, both conventional bitumen tests such as penetration and softening point, and Superpave binder tests such as dynamic shear rheometer (DSR) and bending beam rheometer (BBR) were performed to observe the high- and low-temperature performance of short-term and long-term aged binders, and the hardness, fluidity and elasticity properties of the binders were examined. In SMA mixture design, the Marshall method was used to determine the optimum bitumen contents. The resistance to moisture was determined by conducting indirect tensile strength (ITS) and moisture damage (TSR) tests on the mixtures. The binder holding capacity of the fibers was evaluated using the Schellenberg bitumen drain down test, and the macrotexture properties of the mixture surfaces were measured by the sand patch method. Furthermore, the Cantabro abrasion test was applied to determine the raveling and stripping resistance of the mixtures. Finally, a cost analysis was carried out to determine the effect of different additive types and dosages used in the study on the mixture cost. As a result, while Elvaloy RET + PPA modification enhances the aging resistance of bitumen, SG fibers used at low dosages have been identified as a promising mechanical and economic alternative to SL fibers.
Benzer Tezler
- Biogas recovery during anaerobic treatment of lignocellulose-rich pollutants with high sulphate content: an investigation via innovative applications
Yüksek sülfat içerikli lignoselüloz bakımından zengin kirleticilerin havasız arıtımı sırasında biyogaz geri kazanımı: yenilikçi uygulamalarla bir araştırma
EDA YARSUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİĞDEM GÖMEÇ
- Kağıt endüstrisi ağartma uygulamaları için NaClO2 katalizörlerinin hazırlanması, karakterizasyonu ve kullanımının araştırılması
The preparation, characterization, and using investigation of NaClO2 catalysts for the paper industry bleaching applications
TUĞBA UĞUR GENÇ
- Atık kâğıtların lif morfolojik özelliklerinin geri dönüştürülmüş kâğıtların bazı özellikleri üzerindeki etkisi
The effect of fiber morphological properties of waste papers on some properties of recycled papers
BEYZA KARABULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Ormancılık ve Orman Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLNUR MERTOĞLU ELMAS
- Nanomaterial-enhanced recycled construction demolition waste for sustainable mortar production
Sürdürülebilir harç üretimi için nano malzeme ile geliştirilmiş geri dönüştürülmüş inşaat yıkıntı atıkları
ELİF ORMANCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ
- Isıl özellikleri geliştirilmiş fonksiyonel rejenere selüloz liflerinin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of functional regenerated cellulose fibers having enhanced thermal properties
HİCRAN DURAN
Doktora
Türkçe
2023
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜMİT HALİS ERDOĞAN