Piroliz yöntemi kullanılarak sıvılaştırılmış atık lastikle modifiye edilen bitümlü karışımların mühendislik özellikleri
Engineering properties of bituminous mixture modified by liquified waste tire using pyrolysis method
Yazar: MEHMET ALİ LORASOKKAY
Danışman: PROF. DR. OSMAN NURİ ÇELİK
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Atık lastik = Waste tire ; Sürdürülebilir çevre = Sustainable environment

Özet:
Dünyada, atık lastiklerin geri kazanılması yöntemleri giderek yaygınlaşmaktadır. Katı atıklar çevresel sorunlara neden olmakta ve insan sağlığını da tehdit etmektedir. Bu çalışmada; piroliz yöntemiyle sıvılaştırılmış atık lastiklerin bir katkı maddesi olarak bitüm ve bitümlü sıcak karışımlarda kullanılabilirliği, performans ve mühendislik özellikleri araştırılmıştır. Atık lastiklerin sıvılaştırma işlemi piroliz yöntemi ile yapılmış, elde edilen atık sıvı lastik destilasyon deneyi ile ayrıştırılarak petrol ve türevi ürünler elde edilmiştir. Hafif, orta ve ağır ürünlerin kimyasal içeriklerini aydınlatmak için gaz kromatografisi-kütle spektrometresi (GC/MS) ve elementel analizleri yapılmıştır. Modifiye bağlayıcı elde edebilmek amacıyla 50/70 penetrasyon dereceli bitümlü bağlayıcıya %2, %4 ve %6 atık sıvı lastik ilave edilerek modifiye bağlayıcılar elde edilmiştir. Saf ve modifiye bağlayıcıların özellikleri; dinamik kayma reometresi (DSR), kiriş eğme reometresi (BBR), dönel viskozimetre (RV),  dönel ince film halinde ısıtma (RTFOT) ve basınçlı yaşlandırma kabı (PAV) deneyleri ile incelenmiştir. Daha sonra bir dizayn agrega gradasyonu oluşturularak saf ve atık sıvı lastik modifiyeli bağlayıcılarla bitümlü sıcak karışımların dizaynı Marshall Stabilite ve Superpave yoğurmalı sıkıştırıcısı kullanılarak yapılmıştır. Atık sıvı lastik katkısının bitümlü sıcak karışımların performansı üzerindeki etkileri Hamburg tekerlek izi ve nem hasarına karşı dayanımın bir göstergesi olan kalıcı Marshall stabilitesi deneyleri ile incelenmiştir. Çalışma sonucunda, atık sıvı lastik katkısının bağlayıcıların esnekliğini ve işlenebilirliğini artırdığı, düşük sıcaklık performans derecesinin bir sınıf yükselerek –28 °C olduğu tespit edilmiştir. Diğer yandan, atık sıvı lastik katkısının katkı maddelerinden hidrokarbon kategorisine uyum sağladığı görülmüştür. Ayrıca, bu katkının bitümün yumuşama ve gençleştirme özelliklerini geliştireceği ve nem hasarına karşı dayanımda daha etkili olacağı görülmüştür.

Abstract:
Around the world, waste tire recycling is becoming increasingly common. Solid wastes cause environmental problems and it poses a threat to human health. In this study, the usability of waste tires liquefied by pyrolysis method as an additive in bitumen and bituminous hot mixtures, performance and engineering properties were investigated. Pyrolysis method is used to liquefy the waste tires and the liquid obtained is separated by distillation test and petroleum and petroleum-derivative products were obtained. In order to determine the chemical contents of light, medium and heavy products gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) and elemental analysis were used. In order to obtain modified binders 2%, 4% and 6% liquied waste tires was added into 50/70 penetration grade bituminous binder. Pure and modified binder properties were examined by dynamic shear rheometer (DSR), bending beam rheometer (BBR), rotational viscometer (RV), rolling thin film oven test (RTFOT) and pressure aging vessel (PAV) tests. Then, creating a design aggregate gradation, bituminous hot mixtures design was made by using Marshall Stability and Superpave gyratory compactor with binders prepared with pure and modified binders. The effects of liquid waste tyre additive in bituminous hot mixtures were investigated by using Hamburg rutting test and Marshall Stability test which indicate the resistant against moisture damage. Consequently, with this liquid waste tyre additive, it is found that the flexibility and workability of bituminous binder increased and the low temperature performance grade became -28oC by rising one degree. On the other hand, it was seen that this liquid waste tyre additive adapted to the hydrocarbon group among additives. Also, it is thought that this additive will improve the softening and rejuvaneting properties of bitumen and will improve the permanent damage and the resistant against moisture damage.