Cocamide diethanolamide kimyasalının bitüm modifikasyonunda kullanımı
Tez Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tez Danışmanı: Mehmet Saltan
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Desteklendiği Program: Diğer
Özet:
Bu çalışmada, Cocamide Diethanolamide kimyasalının bitüm modifikasyonunda kullanımı ve bitümün performansı üzerine etkileri araştırılmıştır. Viskoelastik ve termoplastik davranışa sahip olması sebebiyle yol üstyapısında kullanıma çok uygun olan bitümün, karışım performansının artırılması adına literatürde çok sayıda çalışmanın var olduğu bilinmektedir. Var olan bu çalışmaların öncelikli amaçları ise bitümün performansını iyileştirmek, optimum bitüm oranını ve bitümün işleme sıcaklığını düşürmektir ve bunların sonucu olarak ekonomik kazanç sağlamaktır. Cocamide Diethanolamide kimyasalının da bitümün işleme sıcaklığının düşürülmesi ve performansının iyileştirilmesi hususlarında katkı sağlayacağı öngörülmüştür. Katkı malzemesi olarak Cocamide Diethanolamide kimyasalı seçilirken kimyasal ve bitüm arasındaki sıcaklığa bağlı davranış, kimyasal yapı gibi özelliklerin benzer olması etkili olmuştur. Cocamide Diethanolamide ile modifikasyonu sonucu, bitümün akışkanlığının ve yumuşaklığının artacağı düşünülmüştür. Bahsedilen amaçlar doğrultusunda, bitümün kimyasal ile belirli katkı oranlarında (%1, %3 ve %5), modifikasyon sıcaklığı, süresi ve karışım hızı parametreleri değiştirilerek birden fazla kez modifikasyonu sağlanmıştır. Bu modifikasyonlar sonucunda her biri üç numune içeren 12 adet deney seti elde edilmiştir. Farklı parametrelerin modifiye edilmiş numuneler üzerine etkileri yumuşama noktası, penetrasyon, düktilite, dönel viskozimetre deneyleri ile araştırılmıştır ve Cocamide Diethanolamide kimyasalının, bitümü yumuşattığı ve bitümün işleme sıcaklığını düşürdüğü görülmüştür. Bu deney sonuçlarına göre en tutarlı davranışları sergilediği düşünülen iki deney setinde bulunan numunelerin, dönel ince film halinde ısıtma, basınçlı yaşlandırma kabı, dinamik kesme reometresi ve eğilen kiriş reometresi deneyleri ile reolojik değerlendirmesi yapılmıştır. Değerlendirmeler sonucunda, katkı oranının artmasıyla orijinal bitüme göre tekerlek izi dayanımının azaldığı, ancak yorulma çatlaklarına ve termal çatlaklara karşı bitümün direnç kazandığı gözlemlenmiştir. Dinamik kesme reometresi ve eğilen kiriş reometresi deneylerine dayanılarak orijinal bitümün ve iki deney setinin performans sınıfları belirlenmiştir. Cocamide Diethanolamide kimyasalının bitüm içerisinde dağılımının incelenebilmesi için taramalı elektron mikroskobu kullanılmıştır. Ancak katkı maddesi ile bitümün, aynı elementleri içermesinden dolayı, gerçekleştirilen analizden ayırt edici görüntüler elde edilememiştir. Bu durumun, bitümün kimyasal yapısının karmaşıklığından ve her iki maddenin de aynı kimyasal yapıda olmasından kaynaklandığı tahmin edilmektedir. Bitümlü sıcak karışımlarda Cocamide Diethanolamide kimyasalı kullanımının maliyeti, fayda/maliyet analizi ile değerlendirilmiştir. Bu katkı malzemesinin kullanımıyla maliyette bir miktar artış olsa da kaplama performansını iyileştirmesi nedeniyle bu artışın göz ardı edilebileceği düşünülmektedir. Ayrıca katkı oranı arttıkça karıştırma ve sıkıştırma sıcaklıklarında görülen düşüş, hem ekonomik hem de çevresel olarak fayda sağlamaktadır.