CİBRE VE ŞLEMPEDEN ELDE EDİLEN AKTİF KARBONUN BİTÜM KATKI MADDESİ OLARAK KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Tez çalışmasının amacı, cibre ve şlempeden elde edilen aktif karbonun katkı maddesi olarak kullanımının bitümün reolojik özelliklerine ve bitümlü sıcak karışımların mekanik özellikleri etkisini araştırmaktır. Bu amaçla, melastan alkol üretiminin destilasyon basamağında ortaya çıkan potasyum içerikli şlempe ile şarap üretim artığı olan cibreden üretilen aktif karbon kullanılmıştır. Saf bitüm olarak PG 58-16 bitümü kullanılmış ve aktif karbon 3 farklı oranda (%5, %10 ve %15) eklenerek bitüm modifikasyonunda kullanılmıştır. Agrega olarak Elazığ Karayazı bölgesinden temin edilen kalker türü agrega kullanılmıştır. Saf ve modifiye bitümler üzerinde penetrasyon, yumuşama noktası, dönel viskozite, dinamik kayma reometresi (DSR) ve kiriş eğme reometresi (BBR) deneyleri uygulanmıştır. Saf ve modifiye bağlayıcılarla bitümlü sıcak karışım numuneleri hazırlanmıştır. Marshall stabilite ve akma, nem hasarına karşı dayanım, indirekt çekme rijitlik modülü, dinamik sünme ve indirekt çekme yorulma deneyleri bitümlü sıcak karışım asfalt numunelerine uygulanmıştır. Bağlayıcı deney sonuçlarından, bitüm modifikasyonunda aktif karbon kullanımı ile bitümlü bağlayıcıların kıvamlarının ve yüksek sıcaklık performanslarının arttığı, düşük sıcaklık performanslarının çok fazla etkilenmedikleri görülmüştür. Aktif karbon modifiyeli bitümlerle hazırlanan karışımların Marshall stabilitelerinin, rijitliklerinin, yorulma çatlaklarına ve kalıcı deformasyon oluşumuna karşı dayanımlarının olumlu etkilendiği belirlenmiştir. Bitüm modifikasyonunda aktif karbon kullanımının sadece nem hasarına karşı dayanımı olumsuz etkilediği tespit edilmiştir.

Main purpose of thesis study is to research the effect of activated carbon obtained from agricultural wastes marc and vinasse as a modifier on the rheological properties of bitumen binders and mechanical properties of hot mix asphalt. For this purpose, activated carbon, using vinasse generated at distillation step in the alcohol production from molasses together with grape marc, was used. The activated carbon was added to neat bitumen (PG 58-16) in 3 different ratios (5%, 10% and 15% of neat binder). Limestone aggregate obtained from Karayazı region of Elazığ was used in hot mix asphalt samples. Penetration, softening point, rotational viscosity, dynamic shear rheometer (DSR) and bending beam rheometer (BBR) tests were applied on pure and modified bitumen. Hot mix asphalt samples were prepared with neat and modified binders. Marshall stability and flow, resistance to moisture-induced damage, indirect tensile stiffness modulus, dynamic creep and indirect tensile fatigue tests were applied to bituminous hot mix asphalt samples. It was determined from the binder tests results that the use of activated carbon in bitumen modification increased the consistency and high temperature performances of bituminous binders, and low temperature performance was not affected much. It was obtained from mixture tests that Marshall stability, stiffness, resistance to fatigue cracking and permanent deformation of the mixtures were increased with active carbon modified bitumen usage. Also, the use of activated carbon in bitumen modification adversely affects the resistance against moisture-induced damage.