FARKLI ORGANİK ATIKLARDAN ELDE EDİLEN AKTİF KARBONLARLA HAZIRLANMIŞ BİTÜMLÜ BAĞLAYICILARIN FİZİKSEL, KİMYASAL VE REOLOJİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Bitüm, petrol damıtılarak elde edilen viskoelastik ve termoplastik özellik gösteren bir malzemedir. Bağlayıcı olarak bitümün kullanıldığı yol kaplamaları bu özelliğinden dolayı esnek kaplamalar olarak tanımlanmaktadır. Ancak, çeşitli etkilere karşı duyarlılığı sebebiyle bünyesinde yapısal bozulmalar meydana gelmektedir. Bu bozulmaları önlemek amacıyla çeşitli katkı maddeleri kullanılmakta, yaygın olarak Stiren-Butadien-Stiren (SBS) gibi polimer malzemeler tercih edilmektedir. Son yıllarda SBS'nin yüksek maliyet, düşük sıcaklık çatlakları vb. gibi dezavantajlarından dolayı araştırmacılar farklı katkı maddeleri geliştirme arayışına girmişlerdir. Bu tez çalışmasının amacı, modifiye bağlayıcılarda en çok kullanılan katkı maddesi olan SBS'ye alternatif bir katkı maddesinin araştırılmasıdır. Çeşitli organik atıklardan aktif karbon elde edilmesi konusunda birçok çalışma yapılmakta ve bu malzemeler çeşitli mühendislik malzemelerinin üretiminde/iyileştirilmesinde kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında SBS %3 oranında kullanılırken, zeytin posası/şlempeden ve nar atıklarından çeşitli kimyasal işlemlerle aktif karbon elde edilmiştir. Elde edilen iki farklı aktif karbonun katkı maddesi olarak kullanılmasıyla modifiye bitümler elde edilmiştir. İki farklı atıktan elde edilen iki farklı aktif karbon 3 farklı oranda bitüm modifikasyonunda kullanılmıştır.Bitümlü bağlayıcının ağırlıkça %5, %10 ve %15'i oranında aktif karbon kullanılarak elde edilen modifiye bağlayıcılara penetrasyon, yumuşama noktası, dönel viskozimetre deneyi (RV) , dinamik kayma reometresi (DSR) testleri yapılmış ve saf bağlayıcı ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen modifiye bağlayıcıların fiziksel, kimyasal ve reolojik özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Sonuçlar katkı maddesi kullanımıyla bitümün kıvamının önemli ölçüde arttığını, penetrasyon derecesinin arttığını ve yumuşama noktası değerlerinin saf bağlayıcıya göre arttığını göstermiştir.

Bitumen is a viscoelastic and thermoplastic material obtained by refining petroleum. Road pavements using bitumen as a binder are defined as flexible pavements due to this feature. However, structural deterioration occurs due to its sensitivity to various effects. In order to prevent these deteriorations, various additives are used and polymer materials such as Styrene-Butadiene-Styrene (SBS) are widely preferred. In recent years, due to the disadvantages of SBS such as high cost, low temperature cracks, etc., researchers have sought to develop different additives. The aim of this thesis study is to investigate an alternative additive to SBS, which is the most widely used additive in modified binders. In recent years, many studies have been carried out to obtain activated carbon from various organic wastes and these materials have been used in the production/improvement of various engineering materials. In this thesis, while SBS was used at a rate of 3%, active carbon was obtained from olive pomace and pomegranate wastes through various chemical processes. Modified bitumens were obtained by using the two different active carbons obtained as additives. Two different active carbons obtained from two different wastes were used in bitumen modification at 3 different rates. Penetration, softening point, rotational viscometer test (RV), dynamic shear rheometer (DSR) tests were performed on the modified binders obtained by using 5%, 10% and 15% active carbon by weight of bituminous binder and compared with the pure binder. The effects of the obtained modified binders on the physical, chemical and rheological properties were investigated. As a result, it was shown that the consistency of the bitumen increased significantly with the use of additives, the degree of penetration increased and the softening point values increased compared to the pure binder.