Klinoptilolit ile hazırlanan bitümlü karışımların Marshall karışım tasarımının değerlendirilmesi

Öz

Günümüzde, otoyol ağlarına duyulan ihtiyacın artmasıyla birlikte asfalt üretimi de artmaktadır. Ancak, asfalt üretiminin doğaya zararlı etkilerinden dolayı araştırmacılar çevreye duyarlı, üretim maliyetlerini azaltan ve özellikleri bakımından en az geleneksel ASFALT ile aynı performansa sahip yeni asfalt türleri keşfetmeye çalışmaktadırlar. Ilık karışım asfalt (IKA) kullanımının asıl amacı emisyonları azaltmak ve farklı mekanizmalarla karıştırma ve sıkıştırma sıcaklıklarını düşürerek işlenebilirliği arttırmaktır. IKA’daki son gelişmeler organik ticari mumlar olarak Sasobit®, Asphaltan B® ile sentetik zeolitler olarak Advera® WMA ve Aspha-min® gibi bitüme pozitif etkileri olan katkıların kullanımına olan ilgiyi teşvik etmektedir. Türkiye’de 50 milyar tonun üzerinde yüksek kaliteli doğal zeolit rezervi bulunmaktadır. Bu da, doğal zeolitin ılık karışım asfalt üretiminde kullanılabileceği anlamına gelmektedir. Bu çalışmada, klinoptilolit tipi doğal zeolitin ılık karışım asfalt katkısı olarak değerlendirilmesi hedeflenmektedir. Bitüm örnekleri 50/70 penetrasyon sınıfı saf bitüm ile beş farklı içerikteki klinoptilolit karıştırılarak hazırlanmıştır. Her bir örnek için üretim sıcaklık ve süreleri belirlendikten sonra, geleneksel bitüm deneyleri ile özellikleri değerlendirilmiştir. Karıştırma ve sıkıştırma sıcaklıklarında meydana gelen düşüş ile birlikte, klinoptilolit örneklerinin mekanik davranış özellikleri belirlenmiştir. Çalışmada elde edilen bulgular, kontrol numuneleri ile karşılaştırılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Ilık karışım asfalt,Doğal zeolit,Klinoptilolit,Köpüklendirme

Evaluation of Marshall mix design of bituminous mixtures prepared with clinoptilolite

Abstract

Today, the production of asphalt has increased with the increase in demand for highway network. However, due to harmful effects of asphalt production on the nature, researchers have tried to explore new kinds of asphalt that are environmentally-conscious, cost lower production and that exhibit at least the same performance of conventional ASPHALT in terms of properties. The main objective of using warm mix asphalt (WMA) is to reduce emissions and improve the workability by lowering the mixing and compaction temperatures of ASPHALT through different mechanisms. Recent advances in WMA have spurred interests in the use of organic commercial waxes such as Sasobit®, Asphaltan B® as well as synthetic zeolite such as Advera® WMA and Aspha-min® as additives in bitumen to achieve certain positive effects. There are over 50 billion tons of high quality natural zeolite reserves in Turkey. This means that natural zeolite can be utilized in the production of warm mix asphalt. This study targets the evaluation of clinoptilolite type natural zeolite as a warm mix additive. The bitumen samples have been produced by mixing 50/70 penetration grade base bitumen with clinoptilolite at five different contents. After determining the production temperature and time related to each sample, the properties have been evaluated by conventional bitumen tests. The impact of the reduction of mixing and compaction temperatures on the mechanical behavior of asphalt concrete samples involving clinoptilolite has also been determined and compared with the control samples.

Keywords

• Warm mix asphalt,Natural zeolite,Clinoptilolite,Foaming

References

1. Kim H, Lee SJ, Amirkhanian SN. “Rheology of warm mix asphalt binders with aged binders”. Construction and Building Materials, 25(1), 183-189, 2011.
2. Newcomb D. "An introduction to warm mix asphalt". National Asphalt Pavement Association, Lanham, Maryland, USA, 2006.
3. Hurley G, Prowell B. “Evaluation of Aspha-Min® for use in Warm Mix Asphalt”. National Center for Asphalt Technology, Auburn, USA, Scientific Report, 05-04, 2005.
4. Hurley GC, Brian D, Prowell BD. "Evaluation of Sasobit for Use in Warm Mix Asphalt". National Center for Asphalt Technology, Auburn, USA, Scientific Report, 05-06, 2005.
5. Vaitkus A, Cygas D, Laurinavicius A, Perveneckas Z. “Analysis and evaluation of possibilities for the use of warm mix asphalt in Lithuania”. The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering, 4(2), 80-86, 2009.
6. Keith MP. Warm Mix Asphalt Technology; a Comparative Study of Evotherm (TM) and Conventional Hot Mix Asphalt. MSc Thesis, Dalhousie University, Halifax, Nova Scotia, Canada, 2009.
7. Altan A, Altan O, Alcicek A, Nalbant M, Akbas Y. “Utilizaiton of natural zeolite in poultry”. Ege Journal of Agricultural Research, 35, 9-16, 1998.
8. Grace Co. “Zeolite Structure”. http://www.grace.com/EngineeredMaterials/MaterialSciences/Zeolites/ZeoliteStructure.aspx (14.05.2016).

9. The Mineral and Locality Database. “Clinoptilolite”. http://www.mindat.org/min-1082.html (05.08.2016.
10. Devlet Planlama Teşkilatı. “Lületaşı-Tabakalı Sepiyolit-Atapulgit (Paligorksit), Grafit, Mika, Barit, Talk, Alunit, Zeolit Diğer Endüstri Mineralleri Çalışma Grubu Raporu”. Ankara, Türkiye, 2421, 2001.
11. Köksaldı V. Gördes ve Yenikent Zeolitlerinin Temel Tarımsal Özellikleri ve Bitki Yetiştirme Ortamı Olarak Kullanım Olanakları. Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi, Ankara, Türkiye, 1999.
12. American Association of State Highway and Transportation Officials “Standard Method of Test for Viscosity Determination of Asphalt Binder Using Rotational Viscometer”. Washington,DC, USA, D4402M, 2013.
13. Wu S, Cong P, Yu J, Luo X, Mo L. “Experimental investigation of related properties of asphalt binders containing various flame retardants”. Fuel, 85(9), 1298-1304, 2006.
14. Ahmedzade P, Alatas T, Geckil T. “Use of carbon black as filler in asphalt concrete”. Technical Journal of the Chamber of Civil Engineers, 19(4), 4493-4507, 2008.
15. Chadboum BA, Skok EL, Newcomb DE, Crow BL, Spindler S. “The effect of voids in mineral aggregate (VMA) on hot-mix asphalt pavements”. Minnesota DOT, USA, Scientific Report, MN/RC-200-13, 1999.