Melastol öğütülmüş araç lastiği ve farklı elastomerlerden elde edilmiş katkılarla modifiye edilen bitümlü bağlayıcıların geleneksel ve reolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of conventional and rheological properties of bituminous binders modified with melastol crumb rubber and additives obtained from different elastomers
Yazar: HAKAN AYDIN
Danışman: PROF. DR. MEHMET YILMAZ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ulaştırma Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Elastomerler = Elastomers ; Modifikasyon = Modification ; Reolojik özellikler = Rheologic properties ; Stiren bütadien kopolimer = Styrene butadiene copolymer

Özet:
Karayollarında esnek üst yapı olarak kullanılan bitümlü sıcak karışımların, nüfus artışıyla artan trafik yüküne uzun süre hizmet etmesi gerekmektedir. Bu konuyla ilgili bitümlü sıcak karışımı geliştirmek amaçlı çeşitli katkı maddeleriyle modifiye bitüm çalışmaları yapılmaktadır. Yapılan çalışmalarda ekonomik fayda ve dayanıklılık göz önüne alınarak uygun çevre şartlarında hangi katkı maddesiyle daha iyi performans ve daha ekonomik bir sonuç elde edileceği amaçlanmıştır. Bu amaçla alternatif katkı maddelerinin araştırılması devam etmektedir. 
Bu çalışmada bitümlü bağlayıcı 611 elastomeri, MCR (melastol öğütülmüş araç lastiği) ve CR (öğütülmüş araç lastiği) ile modifiye edilip, birlikte ve ayrı kullanımları sonucunda elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Ayrıca sonuçlar en çok kullanılan katkı maddelerinin içerisinde olan SBS (stiren-bütadien-stiren) ile kıyaslanmıştır. Çalışmada kısa ve uzun dönem yaşlandırılmış numunelerin reolojik özellikleri belirlenmeye çalışılmış ve penetrasyon, yumuşama noktası, viskozite, dinamik kayma reometresi, kiriş eğme reometresi, çoklu gerilme uygulaması sonrası sünme-elastik geri dönme deneyleri uygulanmış ve yaşlandırılmış numuneler için Fourier dönüşümlü kızılötesi spektrometresi deneyi uygulanmıştır. 
Elde edilen sonuçlardan, 611 ve MCR içeren bağlayıcılar sadece SBS ve CR içeren bağlayıcılara göre daha düşük penetrasyon değeri vermektedir. 611 katkısı ile birlikte MCR kullanımı hem 611 oranından önemli derecede tasarruf sağlamakta hem de sadece 611 modifikasyonunun sahip olacağı ısıya karşı duyarlılığı çok fazla düşürmemektedir. İkili katkı içeren bağlayıcılarda 611 elastomer içeriği arttıkça yumuşama noktası değeri de artmaktadır. Bağlayıcıya MCR ilavesi viskozite değerini düşürerek işlenebilirliği artırmaktadır. 611 ve MCR içeren bağlayıcılarda 611 elastomer katkı içeriği arttıkça bağlayıcıların daha yüksek elastik özellik gösterdiği görülmektedir. MCR ile birlikte 611 elastomer kullanımının düşük sıcaklık çatlaklarına karşı direnci iyileştirdiği belirlenmiştir.

Abstract:
The bituminous hot mixture used as a flexible superstructure on highways should serve the increasing traffic load for a long time with the increase in population. Modified bitumen studies are carried out with various additives in order to improve the hot bituminous mixture on this subject. Considering the economic benefit and durability of the studies, it is aimed to obtain better performance and a more economical result with which additive in appropriate environmental conditions. For this purpose, the search for alternative additives continues.
In this study, the results obtained by modifying the bituminous binder with 611 elastomer, MCR (melastol crumb rubber) and CR (crumb rubber) and using them together and separately were evaluated and compared with SBS (styrene-butadiene-styrene), which is one of the most commonly used additives. In the study, the rheological properties of short and long term aged samples were tried to be determined and penetration, viscosity, dynamic shear rheometer, beam bending rheometer, multiple stress creep recovery were applied and also Fourier transform infrared spectroscopy test was applied for aged samples.
In the results obtained, binders containing 611 and MCR give lower penetration values than binders containing only SBS and CR. The use of MCR together with the 611 additive not only provides significant savings in the 611 ratio, but also does not reduce the sensitivity to the heat that only the 611 modification will have. In binders containing double additives, the softening point value increases as the elastomer content 611 increases. The addition of MCR to the binder increases the workability by decreasing the viscosity value. It is seen that as the elastomer additive content of 611 and MCR-containing binders increases, the binders show higher elastic properties. It has been determined that the use of 611 elastomer together with MCR will improve resistance to low temperature cracking.