Polimer modifiye bitüm özelliklerinin nanomalzemeler kullanılarak iyileştirilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: DİLAY UNCU
Danışman: ALİ TOPAL
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bitümlü sıcak karışımlarda zaman içinde trafik, iklim ve çevre koşulları etkisi ile kalıcı deformasyonlar, yorulma çatlakları, düşük sıcaklık çatlakları ve su etkisiyle soyulma gibi birçok bozulma meydana gelmektedir. Bu bozulmalara karşı en sık başvurulan yöntem bitümlü bağlayıcıların katkılar ile modifiye edilmesidir. Günümüze kadar en çok kullanılan katkı türü de polimerler olmuştur. Fakat polimer katkılar ile yapılan modifiye bitümlerin özellikleri incelendiğinde, özellikle depolama stabilitesi değerleri bakımından olumsuz sonuçlar elde edildiği görülmüş ve bu durum bitüm ile polimer arasındaki yoğunluk farkından kaynaklanan uyumsuzluk ile ilişkilendirilmiştir. Bu yoğunluk farkını giderebilmek için çözüm, son yıllarda nanoteknolojinin gelişmesi ile birlikte nanomalzemelerin bitümlü bağlayıcıların modifiye edilmesinde kullanılabilirliğinde aranmaya başlanmıştır. Böylece polimer modifiye bitümlerde nanomalzemelerin kullanımı gündeme gelmiştir. Yapılan doktora tezi kapsamında, ekonomik ve ülkemiz özkaynaklarından elde edilebilir olmasından dolayı iki farklı kil esaslı nanomalzemenin (halloysit ve sepiyolit) polimer (SBS) modifiye bitüm üzerindeki etkileri araştırılmış ve bitümlü bağlayıcıların performanslarının iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Ayrıca modifiye işleminde iki farklı üretim yöntemi (fiziksel karıştırma ve eriyik harmanlama) kullanılmıştır. Elde edilen modifiye bitümlerden ince kesit örnekleri alınarak fluoresan mikroskobunda görüntüleri incelenmiş ve birbiri ile karşılaştırılmıştır. Eriyik harmanlama yöntemiyle üretilen kil içerikli kompozit malzemeler de taramalı elektron mikroskobu (SEM) altında incelenmiştir. Saf ve modifiye bitüm örnekleri üzerinde penetrasyon, yumuşama noktası, dönel viskozite, depolama stabilitesi, dönel ince film halinde ısıtma etüvü, dinamik kesme reometresi deneyleri gerçekleştirilmiştir. Yaşlandırılmamış (orijinal) ve kısa dönem yaşlandırılmış modifiye bitüm numunelerinin Superpave Şartnamesine göre yüksek sıcaklık performans sınıfları, beş farklı sıcaklık değerinde, yavaş ve hızlı yükleme koşullarını temsil eden düşük ve yüksek frekanslardaki reolojik davranışları tespit edilmiştir. Ayrıca tekerlek izine karşı oluşan dayanımları sıfır kesme viskozitesi ve çoklu gerilme sünme toparlanma deneyleri uygulanarak incelenmiştir. Bitümün modifiye edilmesinde polimer katkıya ilave olarak kil esaslı nanomalzemelerin kullanılması ve bu kil minerallerinin ülkemiz kaynaklarından elde edilmesi çalışmayı önemli kılmaktadır. Çalışmadan elde edilen bulguların; farklı karıştırma parametreleri ve katkı oranları ile üretilen modifiye bitümlerin fiziksel ve reolojik özellikleri üzerindeki etkisinin belirlenmesinde yararlı olacağı düşünülmektedir. Uygulanan geleneksel bitüm deneyleri ve reolojik deneyler sonucunda nanokil ilavesinin fiziksel ve reolojik özellikleri olumlu yönde geliştirdiği ve polimer bitüm arasındaki faz uyumsuzluğunu azaltarak, olumlu yönde etkilediği görülmüştür.