Nano Zirkonyum Dioksit ve Piroliz Yöntemi İle Elde Edilen Siyah Karbonun Bitümün Modifiye Edilmesinde Kullanılması ve Reolojik Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

Geleneksel bitümlerin, karşılaşılan trafik ve iklim koşulları altında asfalt kaplamalarda kullanımı, yapışma ve mekanik özellikler bakımından yeterli düzeydedir. Fakat zamanla değişen trafik ve iklim şartları kaplama üzerinde olumsuz etkiler bırakmaktadır. Olumsuz etkileri asgari düzeye indirmek için bitüm modifikasyonu gereklidir. Bu tez çalışmasının amacı, piroliz edilmiş atık araç lastiklerinden elde edilen karbon siyahı ve nano zirkonyum dioksit (NZrO₂) ile bitümün modifiye edilmesi, katkı maddelerinin bitümlü sıcak karışımlarda kullanılabilirliği, performans ve mühendislik özellikleri araştırılması ve bu katkı maddelerinin bitümün reolojik özelliklerine olan etkisinin incelenmesidir. Bu çalışmada, ömrünü tamamlamış lastiklerden elde edilen siyah karbon (SK) ve nano zirkonyum dioksit (NZrO₂) 70/100 penetrasyonlu saf bitüme ağırlıkça %1ALY+%1NKO, %2ALY+%2NKO ve %3ALY+%3NKO karıştırılarak numuneler elde edilmiştir. Bu numunelere penetrasyon, yumuşama noktası, parlama noktası, dinamik kesme reometresi (DSR) ve dönel ince film halinde ısıtma deneyleri (RTFOT) uygulanmıştır. RTFOT ile yaşlandırılan numunelere tekrardan penetrasyon, yumuşama noktası ve DSR deneyleri uygulanmış, RTFOT+ basınçlı yaşlandırma kabı (PAV) ile yaşlandırıldıktan sonra da kiriş eğme reometresi (BBR) deneyleri uygulanarak, bitümlü bağlayıcıların reolojik özelliklerindeki değişim gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, katkı miktarı arttıkça bitümlü bağlayıcının giderek sertleştiği, sıcaklık hassasiyetinin düştüğü, bitümün daha sıcak yerlerde kullanılabileceği, tekerlek izi dayanımının paralel bir şekilde arttığı ve düşük sıcaklıklarda termal çatlaklara karşı dirençli olduğu gözlemlenmiştir.The use of traditional bitumen in asphalt within the framework of traffic and climatic conditions is sufficient in terms of adhesion and mechanical properties. However, changing traffic and climatic conditions over time leave negative effects on the coating. Bitumen modification is required to minimize the adverse effects. The aim of this thesis study is to modify bitumen with carbon black and nano zirconium dioxide (NZrO₂) obtained from pyrolyzed wate vehicle tires, to investigate the usability along with performance and engineering properties of additives in bituminous hot mixture and to examine the effects of these additives on the rheological properties of bitumen as well. In this study, the penetration, softening point, flash point, dynamic shear rheometer (DSR) and The Rolling thin film ovens tests (RTFOT) of all samples has been applied by adding %1ALY+%1NKO and %2ALY+%2NKO and %3ALY+%3NKO in terms of weight into black carbon (BC) and nano zirconium dioxide (NZrO₂) 70/100 penetration pure bitumen obtained from end-of-life tires. Penetration, softening point and DSR tests have been applied to samples aged with RTFOT. By applying beam bending rheometry (BBR) experiments after aging with RTFOT+PAV (a pressure aging vessel), the change in the rheological properties of bituminous binders has been observed. As a result, it has been observed that as the amount of additives increases, the temperature sensitivity of the bituminous binder gradually decreases and the bitumen can be used in warmer places, the tire mark resistance increases accordingly, and it is resistant to thermal cracks at low temperatures as well.