Arı kökenli balmumu ve bor oksitin bitümün fiziksel ve reolojik özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of beeswax and boron oxide on the physical and rheological properties of bitumen
Yazar: NESLİHAN ŞAHAN
Danışman: PROF. DR. ŞEREF ORUÇ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında, arı kökenli balmumu ve bor oksitin bitüm modifikasyonunda kullanılabilirliği ve bitümün yapısal, fiziksel ve reolojik özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla balmumu ve bor oksit saf bitüme farklı oranlarda ayrı ayrı ve birlikte eklenmiştir. Yapılan modifikasyonların saf bitümün yapısal özellikleri üzerindeki etkisini incelemek için saf ve modifiye bitümlere FT-IR analizi yapılmıştır. Fiziksel ve reolojik özellikleri belirlemek için ise penetrasyon, yumuşama noktası, özgül ağırlık, trikloretilende çözünürlük, düktilite, parlama ve yanma noktası, Nicholson soyulma, dönel viskozimetre (RV), dönel ince film halinde ısıtma (RTFOT), basınçlı yaşlandırma kabini (PAV), dinamik kayma reometresi (DSR) ve kiriş eğme reometresi (BBR) deneylerinden faydalanılmıştır. Deneyler sonucunda, balmumunun bitümün işlenebilirliğini arttırdığı ve bor oksitin ise bitümün yüksek sıcaklık performansını geliştirdiği belirlenmiştir. Balmumu ve bor oksit aynı oranlarda birlikte kullanıldığında ise, bitümün işlenebilirliği azalmadan yüksek sıcaklık performansı iyileşmiştir. Bu nedenle, bitüm modifikasyonunda balmumu ve bor oksitin aynı oranlarda birlikte kullanımının çevreye verilen zararı arttırmadan tekerlek izi direncini geliştirebileceği sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca balmumu ve bor oksitin bitüm modifikasyonunda birlikte kullanımının bitümün soyulma direncinde çok etkili bir iyileşme sağladığı kaydedilmiştir.

Abstract:
In this thesis, the usability of beeswax and boron oxide in bitumen modification and their effects on the structural, physical and rheological properties of bitumen were investigated. For this purpose, beeswax and boron oxide were added to the base bitumen separately and together at different rates. In order to examine the effect of the modifications on the structural properties of base bitumen, FT-IR analysis was performed. In order to determine the physical and rheological properties, penetration, softening point, specific gravity, solubility in trichloroethylene, ductility, flash and burning point, Nicholson stripping, rotational viscometer (RV), rolling thin film oven (RTFOT), pressure aging vessel (PAV), dynamic shear rheometer (DSR) and bending beam rheometer (BBR) tests were used. As a result of the experiments, it was determined that the wax increased the workability of the bitumen and the boron oxide improved the high temperature performance of the bitumen. When beeswax and boron oxide are used together in the same proportions, the high temperature performance is improved without decreasing the workability of the bitumen. Therefore, it has been concluded that the use of beeswax and boron oxide in the same proportions in bitumen modification can improve rutting resistance without increasing environmental damage. It has also been noted that the combined use of beeswax and boron oxide in bitumen modification provides a very effective improvement in the stripping resistance of bitumen.