Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri

Yıl 2020, Cilt: 32 Sayı: 1, 157 - 166, 03.03.2020

Tacettin Geçkil , Yunus Önal , Ceren Beyza İnce

https://doi.org/10.35234/fumbd.618218

Cited By: 8

Öz

Bu çalışmada, atık PET ile modifiye edilmiş bir bitümün fiziksel, morfolojik ve ısıl özelliklerindeki değişimler incelenmiştir. Çalışmada, bitüm ile PET arasında iyi bir etkileşim sağlamak amacıyla Trietanolamin (TEO) kimyasal katkısı kullanılmıştır. Bu amaçla, B 70/100 penetrasyon sınıfına sahip bitüme ilk olarak bitümün ağırlıkça %2,5 TEO ilave edilmiştir. Daha sonra, bitüm+TEO karışımına bitümün ağırlıkça %2, 4, 6, 8 ve 10 oranlarında PET ilave edilerek modifiye bitümler elde edilmiştir. Saf ve modifiye bitümlerin özellikleri, penetrasyon, yumuşama noktası, düktilite, kütle kaybı, Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını kırınımı (XRD) deneyleri ile belirlenmiştir. Ayrıca, bitümlerin penetrasyon indeksi (PI) değerleri de belirlenmiştir. Test sonuçlarına göre; katkı miktarının artışı ile modifiye bitümlerin, saf bağlayıcıya göre penetrasyon ve düktilite değerlerinde belirli bir yüzdeye kadar (%6 PET) düzenli bir azalma, daha sonra artış; yumuşama noktası değerlerinde ise bu yüzdeye kadar artış, daha sonra azalma meydana gelmiştir. SEM görüntüleri ve XRD grafikleri, PET ile bitümün kimyasal bir bağ oluşturarak iyi bir etkileşim içerisine girdiğini ve karışımın homojen tek fazlı bir yapı gibi davrandığını göstermiştir. Sonuç olarak, %6 PET oranında bitüm kıvamının daha sert hale geldiği ve sınıfının değiştiği (B 50/70), tekerlek izi direnci bakımından bu oranın uygun olduğu, ancak PI bakımından %4 PET oranının daha uygun olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

bitüm, atık PET, triethanolamin, SEM, XRD, PI

Kaynakça

• [1] Tunç A, Bitümlü Bağlayıcılar, Yol Malzemeleri ve Uygulamaları, Nobel Yayın Dağıtım, 2007, 57-109
• [2] Lavin PG, Asphalt Pavements, Spon Pres, London and New York, 2003, 444p.
• [3] Carreau PJ, Bousmina M, Bonniot F, The Viscoelastic Properties of Polymer-Modified Asphalt, The Canadian Journal of Chemical Engineering, 2000, V.78, No.3, pp: 495-502.
• [4] Geçkil T, Alataş T, Ahmedzade P, Siyah Karbonun Bitümün Tekerlek İzi Dayanımı Üzerine Etkisi, 6 th International Advanced Technologies Symposium (IATS’11) Elazığ, Türkiye, 2011.
• [5] Isacsson U, Lu X, Testing and Appraisal of Polymer Modified Road Bitumens-State of the Art, Materials and Structures,28, 1995, 139-159.
• [6] Iqbal MH, Influence of Polymer Type and Structure on Polymer Modification of Saudi Asphalt, Master of Science Degree, King Fahd University of Petroleum & Minerals, Dhahran, Saudia Arabia, 2004.
• [7] Airey GD, Rheological Properties of Styrene Butadiene Styrene Polymer Modified Road Bitumens, Fuel, 2003; 82:14, pp. 1709-1719.
• [8] Kalantar Z, Karim M, Mahrez A, A review of using waste and virgin polymer in pavement, Construction and Building Materials,2012; 33 (2012) 55–62.
• [9] Tayyar E, Üstün S, Geri Kazanılmış Pet’in Kullanımı, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 2009; Cilt 16, Sayı 1, Sayfa 53-62.
• [10] Modarres A, Hamedi H, Effect of waste plastic bottles on the stiffness and fatigue properties of modified asphalt mixes, Materials and Design,2014; 61 (2014) 8–15.
• [11] Moghaddam T, Soltani M, Karim M, Evaluation of permanent deformation characteristics of unmodified and Polyethylene Terephthalate modified asphalt mixtures using dynamic creep test, Materials and Design, 2014; 53 (2014) 317–324.
• [12] Yaşmun E, Pet Lifi Katkılı Bitüm Kaplamaların Bazı Dayanım ve Dayanıklılık Özelliklerinin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009.
• [13] Abdul Rahman ., Abdul Wahab A, Green Pavement Using Recycled Polyethylene Terephthalate (PET) as Partial Fine Aggregate Replacement in Modified Asphalt, Procedia Engineering,2013; 53 (2013) 124-128.
• [14] Ziari H, Kaliji A, Babagoli R, Laboratory evaluation of the effect of waste plastic bottle (PET) on rutting performance of hot mix asphalt mixtures, Petroleum Science and Technology, 2016; 34:9, 819-823.
• [15] Denghan Z, Modarres A, Evaluating the fatigue properties of hot mix asphalt reinforced by recycled PET fibers using 4-point bending test, Construction and Building Materials, 2017; 139 (2017) 384–393.
• [16] Hassani A, Ganjıdoust H, Maghanaki A, Use of Plastic waste(Polyethylene terephthalate) in Asphalt Concrete Mixture as Aggregate Replacement, Waste Manage Res, 2005: 23: 322-327.
• [17] Leng Z, Sreeram A, Padhan R, 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, 2018; 196 (2018) 615-625.
• [18] El-Naga I, Ragab M, Benefits of utilization the recycle polyethylene terephthalate waste plastic materials as a modifier to asphalt mixtures, Construction and Building Materials, 2019; 219 (2019) 81–90.
• [19] Ameri M, Nasr D, Properties of asphalt modified with devulcanized polyethylene terephthalate, Petroleum Science and Technology, 2016; 34:16, 1424-1430.
• [20] Silva J, Lucena L, Rodrigues J, Carvalho M, Costa D, Use of Micronized Polyethylene Terephthalate (Pet) Waste in Asphalt Binder, Petroleum Science and Technology, 2015; 33:15-16 ,1508-1515.
• [21] Hoxha M, The Effects of Waste Polethylene Terepthalate (PET) on Asphalt Concrete, Master Thesis, Zirve University, Institute of Science, 2014.
• [22] Jasso M, Hampl R, Vacin O, Bakos D, Stasna J, Zanzotto L, Rheology of Conventional Asphalt Modified with SBS, Elvaloy and Polyphosphoric acid, Fuel Proccessing Technology, 2015; 140 (2015) 172-179.
• [23] Polacco G, Filippi S, Merusi F, Stastna G, A Review of the Fundmentals of Polymer-Modified Asphalts: Asphalt/Polymer İnteractions and Principles of Compatibility, Advances in Colloid and Interface Science, 2015; 224 (2015) 72-112.
• [24] Bulak E, Atık Polietilen Tereftalat (PET) ‘ın Aminolizi ve Aminoliz Ürünlerinin Karakterizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011.
• [25] Zaniewski JP, Pumphrey ME, Evaluation of Performance Graded Asphalt Binder Equipment and Testing Protocol, 2004; West Virginia University; Morgantown, 109p.
• [26] McGennis RB, Shuler S, Bahia HU, Background of Superpave Asphalt Binder Test Methods, National Asphalt Training Center Demonstration Project 101, 1994, Publication No. FHWA-SA-94-069, Asphalt Institute, Lexington, KY, 104p.
• [27] Geçkil T, Physical, Chemical, Microstructural and Rheological Properties of Reactive Terpolymer- Modified Bitumen: Materials, 2019; 12,921.
• [28] Koral AF, Aynı Performans Seviyesine Sahip Bağlayıcılarla Hazırlanan Bitümlü Sıcak Karışımların Kalıcı Deformasyona Karşı Dayanımlarının ve Yorulma Ömürlerinin Karşılaştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ, 2012.