Year 2021, Volume 24 , Issue 2, Pages 461 - 471 2021-06-01

Atık PET ile Modifiye Edilmiş Bitümlü Sıcak Karışımların Nem Direnci
Moisture Resistance of Bituminous Hot Mixtures Modified with Waste PET

Tacettin GEÇKİL [1] , Yunus ÖNAL [2] , Ceren Beyza İNCE [3]


Bu çalışmada, atık PET katkısının bitümlü sıcak karışımların (BSK) nem hasarı direnci üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, ilk olarak bitüm ile PET arasında kimyasal bir bağ oluşturmak üzere saf B 70/100 bitümüne ağırlıkça % 2.5 Trietanolamin (TEO/TEOA) kimyasalı ilave edildi. Daha sonra, bu bitüm-TEO karışımına bitümün ağırlıkça % 2, % 4, % 6, % 8 ve % 10 oranlarında atık PET ilave edilerek modifiye bitümler elde edildi. Modifiye bitüm numuneleri, bitüm ile PET arasındaki etkileşimi belirlemek için X-Işını Kırınımı (XRD) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) testlerine tabi tutuldu. Çalışmanın ikinci aşamasında, saf bitüm ve agrega kullanılarak Marshall karışım tasarım yöntemine göre karışımın optimum bitüm içeriği (obi) belirlendi. Saf (kontrol) karışım sonuçlarıyla karşılaştırmak amacıyla, bu bitüm oranı sabit tutularak modifiye karışım numuneleri hazırlandı. Hazırlanan karışım numuneleri Marshall stabilitesi ve akma, kalıcı Marshall stabilitesi (RMS) ve dolaylı çekme mukavemeti (ITS) testlerine tabi tutuldu. Test sonuçlarına göre, atık PET ilavesi ile bitümün sertleşme eğilimi gösterdiği ve bitüm ile PET arasında iyi bir kimyasal etkileşim oluştuğu belirlenmiştir. Ayrıca, atık PET katkısının karışımların Marshall stabilitesi ve akma değeri üzerinde ciddi bir etkiye sahip olmadığı, ancak RMS ve dolaylı çekme mukavemeti oranı (ITSR) değerlerinde önemli artışlar meydana getirerek karışımların nem hasarı direncini arttırdığı görülmüştür.

In this study, effect of waste PET additive on moisture damage resistance of bituminous hot mixtures were investigated. For this purpose, firstly, 2.5% by weight Triethanolamine (TEO/TEOA) chemical was added to pure B 70/100 bitumen to create a chemical bond between bitumen and PET. Then, modified bitumens were obtained by adding waste PET in the ratios of 2%, 4%, 6%, 8% and 10% by weight of bitumen to this bitumen-TEO blend. Modified bitumen samples were subjected to X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) tests to determine the interaction between bitumen and PET. In the second stage of the study, the optimum bitumen content (obc) of the mixture was determined according to Marshall mixture design method using pure bitumen and aggregate. Modified mixture specimens were prepared by keeping this bitumen ratio constant in order to compare it with pure (control) mixture results. The mixture specimens prepared were subjected to Marshall stability and flow, retained Marshall stability (RMS) and indirect tensile strength (ITS) tests. According to the test results, it was observed that bitumen tends to harden with the addition of waste PET and a good chemical interaction occurs between bitumen and PET. In addition, it was observed that the waste PET additive did not have a serious effect on the Marshall stability and flow value of the mixtures, but increased the moisture damage resistance of the mixtures by generating significant increases in RMS and indirect tensile strength ratio (ITSR) values.

  • [1] Yılmaz M., Kök B.V. and Yamaç Ö.E., “Determination of Rheological Properties of Polymer and Natural Asphalts Modified Binders After Storage Stability Test”, Journal of Engineering and Natural Sciences, 33: 157-165, (2015).
  • [2] Tunç A., “Esnek Kaplama Malzemeleri El Kitabı”, Asil Yayın Dağıtım, İstanbul, (2004).
  • [3] Bağdatlı M. E. C. andYıldırım M. Ş., “Karayolu Üstyapılarındaki Bozulmaların Bakım Maliyetlerine Etkisi”, Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6(1): 102-111, (2017).
  • [4] Geçkil T., “Siyah Karbonun Bitümlü Sıcak Karışımların Özelliklerine Etkisinin Araştırılması”, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (2008).
  • [5] Kök B.V., “Bitümlü Sıcak Karışımların Üretiminde Yeni Bir Karıştırma Yönteminin Araştırılması”, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (2007).
  • [6] Kandhal P. S., “Field and laboratory investigation of stripping in asphalt pavements: State of the art report”, Transportation Research Record, 1454: 36-47, (1994).
  • [7] Collins R., “Status report on the use of hydrated lime in asphaltic concrete mixtures in Georgia”, Georgia DOT, Materials and Research, (1988),
  • [8] Aschenbrener T. and Far N., “Influence of compaction temperature and anti-stripping treatment on the results from the Hamburg Wheel-Tracking device. Final Report”, Rpt CDOT-DTDR- 94-9, Colorado Department of Transportation, (1994).
  • [9] Kim O.X., Bell C.A. and Hicks R.G., “The effect of moisture on the performance of asphalt mixtures”, ASTM STP-899, (1995).
  • [10] Ahmedzade P., Alataş T. and Geçkil T., “Asfalt Betonunda Siyah Karbonun Filler Olarak Kullanımı”, İMO Teknik Dergi, 297: 4493-4507, (2008).
  • [11] Yamaç Ö.E., “Stiren-Butadien-Stiren ve Gilsonit’in Birlikte Kullanımının Bitümlü Sıcak Karşımların Mekanik Özellikleri Üzerindeki Etkileri”, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (2015).
  • [12] Shukla S.R. and Harad A.M., “Aminolysis of polyethylene terephthalate waste”, Polymer Degradation and Stability, 91(8): 1850-1854, (2006).
  • [13] Evlen H., Özdemir, M.A. ve Çalışkan, A., “Doluluk oranlarının PLA ve PET malzemelerin mekanik özellikleri üzerine etkileri”, Politeknik Dergisi, 22(4): 1031-1037, (2019).
  • [14] Navarro R., Ferrandiz S., Lopez J. and Segui V.J., “The influence of polyethylene in the mechanical recycling of Polyethylene Terephtalate” Journal of Materials Processing Technology, 195(1): 110-116, (2008).
  • [15] Kalantar Z., Karim M. and Mahre A., “A review of using waste and virgin polymer in pavement”, Construction and Building Materials,33: 55–62, (2012).
  • [16] Gültekin Toroslu A., “Geri dönüşümlü Akrilonitril Bütadiyen Stiren (ABS) plastik malzemesinin kalıplama parametrelerine etkisi”, Politeknik Dergisi, 23(1): 1-6, (2020).
  • [17] Tayyar E. ve Üstün S., “Geri Kazanılmış Pet’in Kullanımı”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 16(1): 53-62, (2009).
  • [18] Siddiqui M.N.,”Conversion of hazardous plastic wastes into useful chemical products” Journal of Hazardous Materials, 167:728–735, (2009).
  • [19] Li Y., White D.J. and Peyton R.L., “Composite material from fly ash and post-consumer PET”, Resources, Conservation and Recycling, 24(2):87–93, (1998).
  • [20] Hassani A., Ganjidoust H. and Maghanaki A.A., “Use of plastic waste (poly-ethylene terephthalate) in asphalt concrete mixture as aggregate replacement” ,Waste Management& Research, 23:322–327, (2005).
  • [21] Leng Z., Sreeram A., Padhan R.K. and Tan Z., “Value-added application of waste PET based additives in bituminous mixtures containing high percentage of reclaimed asphalt pavement (RAP)”, Journal of Cleaner Production, 196:615-625, (2018).
  • [22] Modarres A., Hamedi H., “Effect of waste plastic bottles on the stiffness and fatigue properties of modified asphalt mixes”, Materials and Design, 61:8–15, (2014).
  • [23] Ahmadinia E., Zargar M., Karim M., Abdelaziz M. And Shafigh P., “Using waste plastic bottles as additive for stone mastic asphalt”, Materials and Design, 32(10): 4844–4849, (2011).
  • [24] Moghaddam T.B., Soltani M. and Karim M.R., “Experimental characterization of rutting performance of Polyethylene Terephthalate modified asphalt mixtures under static and dynamic loads”, Construction and Building Materials, 65: 487–494, (2014).
  • [25] Moghaddam T., Karim M. and Syammaun T., “Dynamic properties of stonemastic asphalt mixtures containing waste plastic bottles”, Construction and Building Materials, 34: 236–242, (2012).
  • [26] Abdul Rahman W. and Abdul Wahab A., “Green Pavement Using Recycled Polyethylene Terephthalate (PET) as Partial Fine Aggregate Replacement in Modified Asphalt”, Procedia Engineering, 53:124-128, (2013).
  • [27] Yaşmun E., “Pet Lifi Katkılı Bitüm Kaplamaların Bazı Dayanım ve Dayanıklılık Özelliklerinin Araştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (2009).
  • [28] Farzanian S.A., “Polietilen Tereftalat (PET) Atıklarının Polimerizasyon ile Elde Edilen Ürünlerinin Asfalt Betonlarında Kullanılabilirliği”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (2013).
  • [29] Hoxha M., “The Effects of Waste Polethylene Terepthalate (PET) on Asphalt Concrete”, Master Thesis, Zirve University, Natural and Applied Sciences, (2014).
  • [30] Ahmadinia E., Zargar M., Karim M.R., Abdelaziz M. And Ahmadinia E., “Performance evaluation of utilization of waste Polyethylene Terephthalate (PET) in stone mastic asphalt”, Construction and Building Materials, 36: 984–989, (2012).
  • [31] Bulak E., “Atık Polietilen Tereftalat (PET) ‘ın Aminolizi ve Aminoliz Ürünlerinin Karakterizasyonu”, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (2011).
  • [32] Geçkil T., “Physical, Chemical, Microstructural and Rheological Properties of Reactive Terpolymer- Modified Bitumen”, Materials , 12(6): 921, (2019).
  • [33] Whiteoak D., “Shell Bitüm El Kitabı”, İSFALT Bilimsel Yayınları, İstanbul, (2004).
  • [34] Hınıslıoğlu S. and Ağar E., “Use of the Waste High Density Polyethylene as Bitumen Modifier in Asphalt Concrete Mix”, Materials Letters, 58:267-271, (2004).
  • [35] Zoorob S.E. and Suparma L.B., “Laboratory Design and Investigation of the Properties of Continuously Graded Asphaltic Concrete Containing Recycled Plastics Aggregate Replacement (Plastiphalt)”, Cement&Concrete Composites, 22 :233-242, (2000).
Primary Language tr
Subjects Engineering
Journal Section Research Article
Authors

Orcid: 0000-0001-8070-6836
Author: Tacettin GEÇKİL
Institution: İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0001-6342-6816
Author: Yunus ÖNAL
Institution: İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0002-6385-0964
Author: Ceren Beyza İNCE (Primary Author)
Institution: İnönü Üniversitesi
Country: Turkey


Supporting Institution İnönü Üniversitesi
Project Number BAP FYL 2016/118
Thanks Bu çalışma, İnönü Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP) Koordinasyon Birimi, İÜ-BAP FYL 2016/118 numaralı projesi ile desteklenmiştir.
Dates

Application Date : March 6, 2020
Publication Date : June 1, 2021

Bibtex @research article { politeknik699662, journal = {Politeknik Dergisi}, issn = {}, eissn = {2147-9429}, address = {Gazi Üniversitesi Teknoloji Fakültesi 06500 Teknikokullar - ANKARA}, publisher = {Gazi University}, year = {2021}, volume = {24}, pages = {461 - 471}, doi = {10.2339/politeknik.699662}, title = {Atık PET ile Modifiye Edilmiş Bitümlü Sıcak Karışımların Nem Direnci}, key = {cite}, author = {Geçkil, Tacettin and Önal, Yunus and İnce, Ceren Beyza} }
APA Geçkil, T , Önal, Y , İnce, C . (2021). Atık PET ile Modifiye Edilmiş Bitümlü Sıcak Karışımların Nem Direnci . Politeknik Dergisi , 24 (2) , 461-471 . DOI: 10.2339/politeknik.699662
MLA Geçkil, T , Önal, Y , İnce, C . "Atık PET ile Modifiye Edilmiş Bitümlü Sıcak Karışımların Nem Direnci" . Politeknik Dergisi 24 (2021 ): 461-471 <https://dergipark.org.tr/en/pub/politeknik/issue/61515/699662>
Chicago Geçkil, T , Önal, Y , İnce, C . "Atık PET ile Modifiye Edilmiş Bitümlü Sıcak Karışımların Nem Direnci". Politeknik Dergisi 24 (2021 ): 461-471
RIS TY - JOUR T1 - Atık PET ile Modifiye Edilmiş Bitümlü Sıcak Karışımların Nem Direnci AU - Tacettin Geçkil , Yunus Önal , Ceren Beyza İnce Y1 - 2021 PY - 2021 N1 - doi: 10.2339/politeknik.699662 DO - 10.2339/politeknik.699662 T2 - Politeknik Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 461 EP - 471 VL - 24 IS - 2 SN - -2147-9429 M3 - doi: 10.2339/politeknik.699662 UR - https://doi.org/10.2339/politeknik.699662 Y2 - 2020 ER -
EndNote %0 Politeknik Dergisi Atık PET ile Modifiye Edilmiş Bitümlü Sıcak Karışımların Nem Direnci %A Tacettin Geçkil , Yunus Önal , Ceren Beyza İnce %T Atık PET ile Modifiye Edilmiş Bitümlü Sıcak Karışımların Nem Direnci %D 2021 %J Politeknik Dergisi %P -2147-9429 %V 24 %N 2 %R doi: 10.2339/politeknik.699662 %U 10.2339/politeknik.699662
ISNAD Geçkil, Tacettin , Önal, Yunus , İnce, Ceren Beyza . "Atık PET ile Modifiye Edilmiş Bitümlü Sıcak Karışımların Nem Direnci". Politeknik Dergisi 24 / 2 (June 2021): 461-471 . https://doi.org/10.2339/politeknik.699662
AMA Geçkil T , Önal Y , İnce C . Atık PET ile Modifiye Edilmiş Bitümlü Sıcak Karışımların Nem Direnci. Politeknik Dergisi. 2021; 24(2): 461-471.
Vancouver Geçkil T , Önal Y , İnce C . Atık PET ile Modifiye Edilmiş Bitümlü Sıcak Karışımların Nem Direnci. Politeknik Dergisi. 2021; 24(2): 461-471.
IEEE T. Geçkil , Y. Önal and C. İnce , "Atık PET ile Modifiye Edilmiş Bitümlü Sıcak Karışımların Nem Direnci", Politeknik Dergisi, vol. 24, no. 2, pp. 461-471, Jun. 2021, doi:10.2339/politeknik.699662