Gül posasından elde edilen biyobağlayıcıların bitümlü sıcak karışımlarda kullanımının araştırılması
Investigation of the use of biobinders obtained from rose pulp in hot bituminous mixtures
Yazar: AKAY KURTER KURTMAN
Danışman: PROF. DR. SERDAL TERZİ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Tez çalışması kapsamında Isparta ili ve bölgesinde, yağlık gül çiçeği kullanılarak üretim yapılan birçok endüstriyel ürünün ortak atık ürünü olan gül posasının, katma değeri yüksek bir malzeme olarak yeniden kullanılabilirliği araştırılmıştır. Katma değeri yüksek malzeme olarak bitüm seçilmiştir. Petrol ürünü olan ve ülkemizde büyük çoğunluğu ithal edilen bitüm, yol yapım maliyetini etkileyen en önemli malzemedir. Kullanılan bitüm miktarını azaltmak, mümkünse çevreci ve sürdürülebilir bir malzeme ile değiştirmek, ulaşılabilirlik ve sürdürülebilirlik açısından önemlidir. Bu amaçla, bu tez çalışmasında bitümün organik katkılar ile ikame edilmesi hedeflenmiştir. Organik katkıların doğrudan kullanılabilirliği çürüme ve çözünme gibi nedenlerle mümkün olmadığından öncelikle inorganik bir yapıya dönüştürülmüştür. Bu işlem için piroliz yöntemi belirlenmiştir. Piroliz yöntemi sonucunda yakım sürecine tabii tutulan organik malzemeler üç farklı halde malzemeye dönüşmektedir. Bunlar katı, sıvı ve gaz olarak gruplandırılır. Biyoyağ olarak da adlandırılan sıvı haldeki ürünün içerisinde genellikle çökelti halinde bulunan, bitümün ana bileşenlerinden olan asfalten bulunmaktadır. Biyoyağ ürünlerinin doğrudan veya bitümle modifikasyonuyla biyobağlayıcılar geliştirilebilmektedir. Çalışma kapsamında öncelikle Isparta ilinde faaliyet gösteren gül yağı fabrikalarından atık yaş gül posası temin edilmiştir. Temin edilen yaş gül posası öncelikle kurutulmuş, sonra da öğütülerek piroliz cihazına yerleştirilebilir hale getirilmiştir. Yapılan piroliz işlemleri sonucunda biyoyağ ürünü elde edilmiştir. Bitüm modifikasyonu yapılmadan önce saf bitümün performans sınıfını belirlemek amacıyla superpave bitüm deneyleri yapılmış ve PG 64-22 olduğu belirlenmiştir. Biyoyağ bitüm ile %2 ve %4 oranlarında karıştırılıp bitüm modifikasyonu yapılmıştır. Saf bitüm ve biyobağlayıcı numuneleri için optimum bitüm oranı superpave hacimsel karışım tasarımı yöntemine göre belirlenmiş ve bitüm performans deneyleri yapılarak biyobağlayıcıların performansı belirlenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda, bitüme, biyoyağ eklenmesi bitüm sınıfını değiştirmediği, bitümün karıştırma ve sıkıştırma sıcaklıklarını 8⁰C düşürdüğü sonucuna ulaşılmıştır. Aynı zamanda bitümlü sıcak karışımlarda saf bitüm yerine biyobağlayıcıların kullanımı kuru ve ıslak indirekt çekme dayanımını artırdığı, neme karşı hassasiyetini azalttığı, tekerlek izi derinliğini artırdığı fakat şartname sınırlarında kaldığından dolayı kullanılabilir olduğu sonucu ortaya çıkmıştır.

Abstract:
Within the scope of the thesis study, the reusability of rose pulp, which is the common waste product of many industrial products produced using rose flower for oil in Isparta province and region, as a material with high added value was investigated. Bitumen has been chosen as the material with high added value. Bitumen, which is a petroleum product and most of which is imported in our country, is the most important material affecting the cost of road construction. Reducing the amount of bitumen used and replacing it with an environmentally friendly and sustainable material, if possible, is important in terms of accessibility and sustainability. For this purpose, in this thesis, it is aimed to replace bitumen with organic additives. Since the direct usability of organic additives is not possible due to reasons such as decay and dissolution, they have been transformed into an inorganic structure first. Pyrolysis method has been determined for this process. As a result of the pyrolysis method, organic materials subjected to the burning process are transformed into materials in three different forms. These are grouped as solid, liquid and gas. The liquid product, also called bio oil, contains asphaltene, which is one of the main components of bitumen, which is usually in the form of sediment. Biobinders can be developed by direct modification of bio oil products or with bitumen. Within the scope of the study, waste wet rose pulp was obtained from rose oil factories operating in Isparta. The obtained wet rose pulp was first dried and then ground to be placed in the pyrolysis device. Bio oil product was obtained as a result of the pyrolysis processes. Before bitumen modification, superpave bitumen experiments were carried out to determine the performance class of pure bitumen and it was determined that it was PG 64-22. The bitumen modification was made by mixing the bio oil with bitumen at the rates of 2% and 4%. The optimum bitumen ratio for pure bitumen and biobinder samples was determined according to the superpave volumetric mixture design method and the performance of the biobinders was determined by performing bitumen performance tests. As a result of the experiments, it was concluded that the addition of bio oil to the bitumen did not change the bitumen class, and it reduced the mixing and compression temperatures of the bitumen by 8⁰C. At the same time, it was concluded that the use of biobinders instead of pure bitumen in bituminous hot mixes increased dry and wet indirect tensile strength, decreased sensitivity to moisture, increased tire track depth, but remained within the limits of the specification.