Pirinanın bitüm modifikasyonunda kullanımının araştırılması
Investigation of using pomace in bitumen modification
Yazar: GÜLŞAH ÖZ KICI
Danışman: PROF. DR. MEHMET SALTAN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Bitümlü sıcak karışım = Bituminous hot mixture ; Modifikasyon = Modification ; Pirina = Olive pomace ; Superpave = Superpave ; Sürdürülebilirlik = Sustainability

Özet:
Artan nüfus ve araç kullanımı yüksek performanslı yollara duyulan ihtiyacı artırmıştır. Bu sebeple dünya üzerinde en çok kullanılan ve uygulama alanı en geniş olan bitümlü sıcak karışımların (BSK) performansını artırmaya yönelik çalışmalar araştırmacıların dikkatini çekmektedir. Bitümlü sıcak karışımların temel bileşenlerinden olan bitümün performans özelliklerinde ve karışım içerisindeki davranışında iyileştirme yapılması BSK'ların hem servis ömürlerinin uzamasına hem de kullanım konfor ve güvenliğinin artmasına katkı sağlamaktadır. Bu iyileştirmeler öncelikle BSK'ların ana bileşeni olan bitümün iyileştirilmesi (modifikasyonu) ile sağlanmaktadır. Bitüm modifikasyon işlemleri çeşitli katkı malzemeleri ile yapılabildiği gibi atık malzemeler ile de yapılabilmektedir. Modifikasyonun atık malzemeler ile yapılması hem çevresel hem de ekonomik açıdan önemli fayda sağlamaktadır.

Bu tez çalışmasında; zeytinyağı üretimi aşamasında ortaya çıkan zeytin posası atığının (pirina) bitüm modifikasyonunda kullanımı araştırılmıştır. Pirina 300-350 °C'lik fırında yakılmış ardından öğütülerek 200 No.lu elekten geçirilmiştir. İşlemler sonucunda elde edilen pirina ağırlıkça %2, %4, %6, %8 ve %10 oranlarında 160 °C sıcaklık ve 4000 devir/dakika hıza sahip yüksek devirli karıştırıcı yardımı ile 2 saat süre boyunca bitüm ile karıştırılmış ve modifikasyon işlemi tamamlanmıştır. Pirina ile modifiye edilen bitüm penetrasyon deneyi, yumuşama noktası deneyi, düktilite deneyi, elastik geri dönme deneyi ve özgül ağırlık deneylerine tabi tutulmuş ve performans değerleri modifiye edilmemiş bitüm ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca elde edilen modifiye bitüm kullanılarak Superpave karışım tasarımı yöntemine göre karışımlar hazırlanmıştır. 

Bitüm deneyleri sonuçlarına göre; pirina ile modifiye edilmiş bitüm kullanımı modifiye edilmemiş bitümün penetrasyon değerini düşürürken, yumuşama noktası değerini artırmaktadır. Düktilite değeri ise kullanılan pirina oranına bağlı olarak düşmektedir. Elastik geri dönme deneyi sonuçlarına göre pirina modifiyeli bitümlerin beklenen elastik geri dönme oranlarına sahip olduğu görülmüştür. Superpave tasarım yöntemine göre bitüm karışım deneyleri yapılmış ve nem hassasiyeti sonuçları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar yardımı ile TSR değerleri hesaplanmıştır. Pirina modifiyeli karışımların nem hassasiyetine karşı performanslarının arttığı tespit edilmiştir.

Abstract:
Growing urban populations and vehicle using increased the need for high-performance roads. For this reason, studies aimed at improving the performance of commonly used hot mix asphalth (HMA) attract the attention of researchers. Improving the performance characteristics and behavior of bitumen, which is one of the main components of bituminous hot mixtures, contributes both to the service life of HMAs and to increase the comfort and safety of use. These improvements are primarily achieved through the modification of bitumen as the main component of the HMAs. Bitumen modification can be carried out with various additives as well as with waste materials. Modification with waste materials provides significant environmental and economic benefits.

In this thesis; the use of olive oil waste (pomace), which emerged during the production of olive oil, in bitumen modification was investigated. Pomace was burned in a 300-350 °C oven and then milled and passed through No. 200 sieve. The resulting pomace was homogeneously mixed into the bitumen for 2 hours with the help of a high speed mixer with a temperature of 160 ° C and a speed of 4000 rpm at a rate of 2%, 4%, 6%, 8% and 10% by weight and the modification was completed. For Pomace modified bitumen, penetration test, softening point test, ductility test, elastic return test and specific gravity test were applied and performance values were compared with unmodified bitumen. Also obtained modified bitumen was used in mixtures and Superpave mix design was used for performans analysis of this mix. 

According to results of the bitumen tests, the use of modified bitumen decreases the penetration value compared to the use of unmodified bitumen and increases the softening point value. The ductility value decreases depending on the ratio of the used pomace. According to the results of elastic recovery test, it was seen that the bitumen modified with pomace has sufficient elastic recovery rates. Bitumen mixture tests were perfomed according to Superpave desing method and moisture sensitivity results were examined. TSR values were calculated with the obtained results. It has been determined that HMAs prepared with pomace modified bitumen has better moisture sensitivity performance.