Manyetik Aktif Karbon ile Modifiye Edilmiş Bitümün Fiziksel ve Reolojik Özelliklerinin İncelenmesi

Yıl 2021, , 491 - 505, 15.09.2021

Bahadır Yılmaz

https://doi.org/10.35234/fumbd.865600

Cited By: 1

Öz

Bu çalışmada, manyetik aktif karbon (MAK) ile modifiye edilmiş saf bitümlü bağlayıcının fiziksel ve reolojik özelliklerindeki değişimler araştırılmıştır. Çalışma kapsamında B 160/220 penetrasyon sınıfına sahip bitümlü bağlayıcıya %5,%10,%15 ve %20 oranlarında MAK ilave edilerek modifiye bitümler elde edilmiştir. Saf ve modifiye bitümlere geleneksel bağlayıcı deneyleri, dinamik kayma reometresi (DSR), dönel viskozimetre (RV) ve dönel ince film halinde yaşlandırma (RTFOT) deneyleri uygulanmıştır. DSR deneyi, yükleme hızları ve deney sıcaklıkları değiştirilerek gerçekleştirilmiş ve bitümlü bağlayıcıların farklı şartlar altında kompleks kayma modülü (G*) değerleri ve faz açılarındaki değişimler incelenerek tekerlek izi oluşumuna karşı dayanımları değerlendirilmiştir. Test sonuçlarına göre katkı oranının artması ile birlikte modifiye bitümlerin penetrasyon değerlerinin azaldığı, yumuşama noktası değerlerinin arttığı, reolojik özelliklerin iyileştiği ve buna bağlı olarak yüksek sıcaklık performansının geliştiği tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Bitüm, Modifikasyon, Manyetik Aktif Karbon, Reoloji

Kaynakça

• Lav AH, Lav MA. Shell Bitüm El Kitabı. İsfalt Bilimsel Yayınları, No:3, İstanbul, 334s.
• Geçkil T, Önal Y, İnce CB. Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri. Fırat Üniv. Müh. Bil. Dergisi 2020; 32(1): 157-166.
• Tunç A. Yol Malzemeleri ve Uygulamaları. Nobel Yayın Dağıtım, İstanbul, 2007.
• Furtana B, Yalçın E, Kök BV, Yılmaz M. EVA Bazlı Reçine Modifiyeli Bitümlü Karışımların Mekanik Özellikler Bakımından SBS Modifikasyonu ile Karşılaştırılması. Fırat Üniv. Müh. Bil. Dergisi 2019; 31(2): 497-506.
• Yılmaz M, Kök BV. Ferrokrom Cürufu Kullanımının Bitümlü Sıcak Karışımların Mekanik Özelliklerine Etkisi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü Dergisi 2008; 12(3).
• Yılmaz M, Kök BV, Erdoğan Yamaç Ö. Bitüm Modifikasyonunda Stiren-Butadien-Stiren ile Gilsonit’in Birlikte Kullanılmasının Bitümlü Sıcak Karışımların Kalıcı Deformasyon Dayanımına Etkisi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü Dergisi 2018; 22(2): 811-822.
• Francken L. Bituminous Binders and Mixes. Rilem Reports, E&FN Spon, London, 1998.
• Yılmaz M, Kök BV, Yalçın E. Farklı Katkılar İçeren Bitümlü Sıcak Karışımların Yorulma Ömürlerinin İncelenmesi. Fırat Üniv. Müh. Bil. Dergisi 2017; 29(2): 173-183.
• Geçkil T, Seloğlu M. Reaktif Terpolimerin Bitümün Kıvamına ve Sıcaklık Duyarlılığına Etkisi. Fırat Üniv. Müh. Bil. Dergisi 2019; 31(1): 203-213.
• Rahbar-Rastegar R, Daniel JS, Dave EV. Evaluation of viscoelastic and fracture properties of asphalt mixtures with long-term laboratory conditioning. Transportation Research Record Journal of the Transportation Research Board 2018; 2672(28): 503-513.
• Notani MA, Arabzadeh A, Satvati S, Tabesh, MT, Hashjin NG, Estakhri S, Alizadeh M. Investigating the high-temperature performance and activation energy of carbon black-modified asphalt binder. SN Applied Sciences 2020; 303.
• Zhang J, Sun C, Li, P. Effect of different viscous rejuvenators on chemical and mechanical behavior of aged and recovered bitumen from RAP. Construction and Building Materials 2020; 239.
• Kök BV, Yılmaz M, Şağbanşua L. Effect of hot mixture modification on overall cost of the pavement. The 2015 WEI International Academic Conference Proceedings, 18-20 June 2015; Prague, Czech Republic.
• Erkuş Y, Kök BV, Yılmaz M. Evaluation of performance and productivity of bitumen modified by three different additives. Construction and Building Materials 2020; 261.
• Airey GD. Rheological evaluation of ethylene vinyl acetate polymer modified bitumens. Construction and Building Materials 2002; 16(8): 473–487.
• Kök BV, Yılmaz M, Guler M. Evaluation of high temperature performance of SBS+Gilsonite modified binder. Fuel 2011; 90(10): 3093–3099.
• Topal A. Evaluation of the properties and microstructure of plastomeric polymer modified bitumens. Fuel Processing Technology 2010; 91(1): 45–51.
• Zhu, J, Birgisson B, Kringos N. Polymer modification of bitumen: Advances and challenges. European Polymer Journal 2014; 54: 18–38.
• Kök BV, Yılmaz M, Akpolat M. Evaluation of the conventional and rheological properties of SBS+Sasobit modified binder. Construction and Building Materials 2014; 63: 174–179.
• Sengoz B, Isikyakar G. Evaluation of the properties and microstructure of SBS and EVA polymer modified bitumen. Construction and Building Materials 2008; 22(9): 1897–1905.
• Polacco G, Berlincioni S, Biondi D, Stastna J, Zanzotto L. Asphalt modification with different polyethylene-based polymers. European Polymer Journal 2005; 41(12): 2831–2844.
• Yalçın E, Baykara A, Yılmaz M, Kök BV. Irak ve Batman Bitümleri Kullanılan SEBS Modifiyeli Bağlayıcıların Reolojik Özelliklerinin İncelenmesi. Fırat Üniv. Müh. Bil. Dergisi 2020; 32(1): 95-104.
• Oruç Ş, Yılmaz B, Sancak K. Effect of boron-containing additives on rheological properties of asphalt binder. Road Materials and Pavement Design 2015; 17(4): 810–824.
• Oruç Ş, Yılmaz B. Improvement in performance properties of asphalt using a novel boron-containing additive. Construction and Building Materials 2016; 123: 207–213.
• Casado-Barrasa R, Lastra-González P, Indacoechea-Vega I, Castro-Fresno D. Assessment of carbon black modified binder in a sustainable asphalt concrete mixture. Construction and Building Materials 2019; 211: 363–370.
• Chen Q, Wang C, Wen P, Wang, M, Zhao J. Comprehensive performance evaluation of low-carbon modified asphalt based on efficacy coefficient method. Journal of Cleaner Production 2018; 203: 633–644.
• Tanzadeh R, Shafabakhsh G. Surface free energy and adhesion energy evaluation of modified bitumen with recycled carbon black (micro-nano) from gases and petrochemical waste. Construction and Building Materials 2020; 245.
• Ahmetzade P, Alataş T, Geçkil T. Asfalt betonunda siyah karbonun filler olarak kullanımı. İMO Teknik Dergi 2008; 297: 4493-4507.
• Ahmetzade P, Alataş T, Geçkil T. The effect of carbon black on the mechanical properties of asphalt mixtures. Journal of Engineering and Natural Sciences 2007; 25(2).
• Alataş T, Yılmaz M, Kök BV, Çeloğlu ME, Akpolat M, Erdoğan Yamaç Ö, Yalçın E. Öğütülmüş araç lastiğinin ve piroliz işleminden sonra oluşan karbon siyahının bitümlü bağlayıcıların reolojik özellikleri üzerindeki etkisi. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 2018; 23(1): 311-328
• Cong P, Xu P, Chen S. Effects of carbon black on the anti aging, rheological and conductive properties of SBS/asphalt/carbon black composites. Construction and Building Materials 2014; 52: 306–313.
• Saygılı H. Yeni bir hammaddeden üretilmiş karbonlu malzemenin yapısal, morfolojik ve gözenek özellikleri üzerine çalışmalar. DÜMF Mühendislik Fakültesi Dergisi 2017; 8(1): 245-252.
• Açışlı Ö. Doum palm meyve kabuklarından aktif karbon üretimi ve karakterizasyonu. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 2019; 16: 544-551.
• Sayın ZE, Kumaş C, Ergül B. Fındık kabuğundan aktif karbon üretimi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 2016; 16: 409-419.
• Seyrek EŞ, Yalçin E, Yilmaz M, Kök BV, & Arslanoğlu, H. Effect of activated carbon obtained from vinasse and marc on the rheological and mechanical characteristics of the bitumen binders and hot mix asphalts. Construction and Building Materials 2020; 240.
• Yilmaz M, Çeloğlu ME. Effects of SBS and different natural asphalts on the properties of bituminous binders and ixtures. Construction and Building Materials 2013; 44: 533–540.
• Kök BV, Yılmaz M, Akpolat M. Effect of CR and FT-paraffin versus SBS modification in terms of conventional and rheological properties. International Journal of Pavement Engineering 2016; 18(12): 1052–1059.
• TS 118 EN 1426, Bitümler ve Bitümlü Bağlayıcılar-İğne Batma Derinliği. Ankara, Türk Standartları Enstitüsü, 2015.
• TS 120 EN 1427, Bitümler ve Bitümlü Bağlayıcılar-Yumuşama Noktası Tayini-Halka ve Bilye Metodu. Ankara, Türk Standartları Enstitüsü, 2015.
• Zaniewski JP, Pumphrey ME. Evaluation of performance graded asphalt binder equipment and testing protocol. Asphalt Technology Program, Morgantown, West Virginia, 2004. 107p.
• McGennis RB, Shuler S, Bahia HU. Background of Superpave Asphalt Bınder Test Methods. U.S. Department of Transportation Federal Highway Administration, FHWA-SA-94-069, Washington, DC., 1994. 104p.