Bor ve tall yağının sentezlenmesiyle elde edilen katkıyla asfaltın modifiye edilmesi ve kaplama performansı üzerindeki etkilerinin araştırılması
Modification of asphalt with the additive made by synthesising boron and tall oil and investigation of its effects on pavement performance
Yazar: HACER YEŞİLÇİÇEK
Danışman: PROF. DR. ŞEREF ORUÇ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, ülkemiz sanayisinin stratejik ham maddesi olan bor bileşiği ve kâğıt endüstrisinin bir yan ürünü olan tall yağının laboratuvarda kimyasal olarak sentezlenmesiyle elde edilen yeni sentez katkı maddesinin bitüm ve bitümlü karışımlar üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Çalışmada elde edilen bor içerikli tall yağı katkısının (TOBO) yapısal analizi FT-IR, SEM, TG, XRD ve DSC yöntemleriyle tespit edilmiştir. TOBO maddesinin bitümlü bağlayıcıya ağırlıkça dört farklı oranda ilavesiyle elde edilen modifiye bağlayıcıların fiziksel özellikleri geleneksel deneylerle, reolojik özellikleri Superpave deneylerinden dönel viskozimetre (RV), dönel ince film halinde yaşlandırma (RTFOT), basınçlı yaşlandırma kabini (PAV), dinamik kesme reometresi (DSR) ve kiriş eğme reometresi (BBR) gibi deneylerle belirlenmiştir. Ek olarak, Çoklu Gerilme Sünme-Geri Kurtarma (MSCR) ve Lineer Genlik Taraması (LAS) deneyleri de modifiye bağlayıcılara uygulanmıştır. Modifiye bağlayıcılarla üretilen karışım numunelerine ait mekanik özellikler, Marshall Stabilite ve Akma, Dolaylı Çekme Mukavemeti, Modifiye Lottman, Dinamik Sünme ve Dolaylı Çekme Yorulma deneyleri ile ortaya konmuştur. Deney sonuçlarına göre, TOBO katkı maddesinin yüksek sıcaklıklarda bağlayıcının kıvamını ve tekerlek izi direncini arttırdığı, düşük sıcaklıklardaki çatlama eğilimini azalttığı ve bağlayıcının performansına en iyi etki eden katkı oranının %1.5 olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this thesis study, the effect of the new synthesis additive obtained by chemically synthesizing boron compound, which is the strategic raw material of our country's industry, and tall oil, which is a by-product of the paper industry, in the laboratory, on bitumen and bituminous mixtures was investigated. The structural analysis of the boron-containing tall oil additive (TOBO) obtained in the study was determined by FT-IR, SEM, TG, XRD and DSC methods. The physical properties of the modified binders obtained by adding TOBO material to the bituminous binder in four different weight ratios were determined by conventional experiments, and their rheological properties were determined by Superpave experiments, such as rotational viscometer (RV), rotational thin film aging (RTFOT), pressure aging vessel (PAV), dynamic shear rheometer (DSR). and determined by experiments such as bending beam rheometer (BBR). Additionally, Multiple Stress Creep-Recovery (MSCR) and Linear Amplitude Sweep (LAS) experiments were also applied to the modified binders. Mechanical properties of mixture samples produced with modified binders were demonstrated by Marshall Stability and Flow, Indirect Tensile Strength, Modified Lottman, Dynamic Creep and Indirect Tensile Fatigue tests. According to the test results, it was concluded that TOBO additive increases the consistency and rutting resistance of the binder at high temperatures, reduces cracking tendency at low temperatures, and the additive ratio that best affects the performance of the binder is 1.5%.