Atık malzemelerin bitümün modifikasyonunda kullanılması ve bitümlü sıcak karışımların performansına etkisinin incelenmesi
Utilization of waste materials in bitumen modification and investigation of their effect on the performance of bituminous hot mixes
- Tez No: 1012642
- Danışmanlar: DOÇ. ÖMER FARUK CANSIZ, PROF. DR. ALİ TUNCAY ÖZYILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Ulaşım, İnşaat Mühendisliği, Engineering Sciences, Transportation, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İskenderun Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bitümlü sıcak karışımlar olumsuz hava şartları ve tekrarlı yükler altında deformasyona uğramaktadır. Bitümlü sıcak karışımların özelliklerini iyileştirmek amacıyla lüteratürde birçok modifikasyon yapılmaktadır. Bu tez çalışmasında, bazik oksijen fırın cürufu ve yumurta kabuğu atıkları bitümün modifikasyonunda kullanılmıştır. Modifiye bitümlere superpave yöntemleri ile performans testleri yapılmış ve bitümlü sıcak karışımlar hazırlanmıştır. Hazırlanan bitümlü sıcak karışımlara Marshall stabilite testleri yapılmıştır. Tez çalışmasının ilk bölümünde 50/70 penetrasyonlu bitüm, yumurta kabuğu ve bazik oksijen fırın (BOF) cürufu atıkları ile modifiye edilmiştir. Atık malzemeler ilk olarak sülfürik asit (H2SO4) katalizörü ile karıştırılmıştır. Atık malzemeler hazırlanırken, 30 gram BOF cürufuna 50 ml H2SO4, 30 gram yumurta kabuğuna 40 ml H2SO4 katalizörü ilave edilmiştir. Böylece atık malzemeler bitüm ile karışacak formata dönüştürülmüştür. Daha sonra bitüm ile modifikasyonu sağlanmıştır. Oluşturulan modifiye bitümler optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yüzey analizlerine tabi tutulmuştur. SEM analizleri sonucunda bitüm içerisindeki malzeme yüzdeleri tayin edilerek modifikasyonun başarısı belirlenmiştir. Tez çalışmasının ikinci bölümünde saf bitüme ve modifiye bitümlere kısa dönem yaşlanma testi olan ince film halinde ısıtma deneyi (RTFOT) ve uzun dönem yaşlanma testi olan basınçlı yaşlandırma kabı (PAV) testleri yapılmıştır. Ardından RTFOT sonrası dinamik kesme reometresi (DSR) testleri yapılmıştır. PAV testi sonrasında ise hem DSR hem de kiriş eğilme reometresi (BBR) testleri yapılmıştır. Bu testler ile hem saf bitümün hem de modifiye bitümün reolojik özellikleri incelenmiştir. Modifiye bitümlerin ve saf bitümün faz açısı ve kompleks kayma modülleri kıyaslanmıştır. Ayrıca BBR testi ile -6ºC ve -12ºC'de sünme oranları tespit edilmiştir. Tez çalışmasının üçüncü bölümünde modifiye bitüm ve saf bitümlere Marshall stabilite testleri uygulanmıştır. BOF cürufu ve yumurta kabuğu atığı ile oluşturulan modifiye bitümlerin saf bitüme göre daha yüksek stabilite değerlerine sahip olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca modifiye bitümlerin saf bitüme göre BBR ve DSR performanslarının daha iyi olduğu tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Bituminous hot mixes undergo deformation under adverse weather conditions and repeated loads. Many modifications have been made in the literature to improve the properties of bituminous hot mixes. In this thesis, basic oxygen furnace slag and eggshell waste were used in the modification of bitumen. Performance tests were carried out on the modified bitumens using superpave methods, and bituminous hot mixes were prepared. Marshall stability tests were performed on the prepared bituminous hot mixes. In the first part of this thesis, 50/70 penetration bitumen was modified with eggshell and basic oxygen furnace (BOF) slag waste. The waste materials were first mixed with a sulfuric acid (H2SO4) catalyst. During the preparation of the waste materials, 50 ml of H2SO4 was added to 30 grams of BOF slag, and 40 ml of H2SO4 catalyst was added to 30 grams of eggshell. Thus, the waste materials were converted into a format suitable for mixing with bitumen. Subsequently, modification with bitumen was carried out. The resulting modified bitumens were subjected to surface analysis using an optical microscope and a scanning electron microscope (SEM). The percentages of materials in the bitumen were determined from the SEM analyses, and the success of the modification was assessed. In the second part of this thesis, thin-film heat-in-flight (RTFOT) testing, a short-term aging test, and pressure aging vessel (PAV) testing, a long-term aging test, were performed on pure and modified bitumens. Following the RTFOT, dynamic shear rheometry (DSR) tests were conducted. After the PAV test, both DSR and beam bending rheometry (BBR) tests were performed. These tests investigated the rheological properties of both pure and modified bitumens. The phase angle and complex shear moduli of modified and pure bitumens were compared. Furthermore, creep rates at -6ºC and -12ºC were determined using the BBR test. In the third part of this thesis, Marshall stability tests were applied to modified and pure bitumens. It was determined that modified bitumens created with BOF slag and eggshell waste had higher stability values compared to pure bitumen. In addition, it was found that the modified bitumens had better BBR and DSR performance compared to pure bitumen.
Benzer Tezler
- Performance analysis of polypropylene modified hot mix asphalt prepared with waste Mugla mable
Atık Muğla mermeri ile hazırlanan polipropilen modifiyeli bitümlü sıcak karışımların performans analizi
İMER ARDA ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
UlaşımMuğla Sıtkı Koçman Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL ÇAĞRI GÖRKEM
- Tekstil boyamacılığında atık flottede boyama imkanları üzerine araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET YAKARTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KERİM DURAN
- Tekstil işletmelerinin çevre kirlenmelerine etkileri
Başlık çevirisi yok
REMZİ GEMCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiUludağ ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET TASMACI
- Çocuklarda kimyasal maddeler ve diğer nedenlerle zehirlenme sıklığı
Başlık çevirisi yok
BİRCAN ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Eczacılık ve FarmakolojiGazi ÜniversitesiKazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. ŞAHAP ATİK