Atık kızartma yağı ve atık tarımsal kül ile modifiye edilmiş bitümlü bağlayıcıların fiziksel ve kimyasal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the chemical and physical properties of bituminous binders modified with waste frying oil and waste agricultural ash
Yazar: ELİF ZORLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ALİ ÇOLAK
Erzincan Binali Yıldırım Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Ulaştırma = Transportation

Özet:
Dünyada artan nüfus sayısı ve teknolojinin gelişimine bağlı olarak hızla artan ve farklılaşan tüketim alışkanlıkları atık miktarını artırmıştır. Bu çalışmada; biyokütle ürünlerinden atık kızartma yağı ve atık tarımsal külün (çam dal, çam kapak, kavak kapak, mısır sapı) bitümün fiziksel ve kimyasal özelliklerine etkisi incelenmiştir. Bitümlü sıcak karışımların performansını ve stabilitesinin artırılması, katkı miktarının optimize edilmesi, biyokütle ürünlerinin geri dönüşümü sağlanarak daha ekonomik tasarımlar oluşturulması amaçlanmaktadır. Çalışmada 70/100 penetrasyonlu saf bitüme, ağırlıkça %0, %2, %4 oranlarında atık kızartma yağı; ağırlıkça %0, %3, %6 oranlarında atık tarımsal kül eklenilmiştir. Modifiye bitümlerden 170°C, 180°C, 190°C sıcaklıklarda ve 10, 20, 30 dakikalık sürelerde, sabit 3000 RPM karıştırma hızında olmak üzere toplamda 9deney grubu numunesi oluşturulmuştur. Bu numunelere penetrasyon, yumuşama noktası, parlama noktası, dönel ince film halinde ısıtma (RTFOT), FTIR deneyleri ve Marshall Tasarım deneyi uygulanmıştır. RTFOT ile yaşlandırılan numunelere yeniden penetrasyon, yumuşama noktası ve parlama noktası deneyleri uygulanarak ve penetrasyon indeksi hesaplanarak bitümlü bağlayıcıların özellikleri gözlemlenmiştir. Çalışma sonucunda; Atık kızartma yağı katkısının; bitümün penetrasyon değerini dolayısıyla işlenebilirliğini artırdığı, atık tarımsal kül katkısının ise penetrasyon değerini düşürdüğü, dolayısıyla kıvamlılığı artırdığı sonucuna ulaşılmıştır. Marshall deneyi sonucunda atık kızartmalık yağ katkısının stabilite değerini düşürdüğü, kül katkısının ise artırdığı sonucuna ulaşılmış; yağ ve kül katkısının akma değerlerinde ani bir artış ya da azalmaya sebep olmadığı görülmüştür.

Abstract:
The rapidly increasing and differentiating consumption habits due to the increasing number of population in the world and the development of technology have increased the amount of waste. In this study; The effects of waste frying oil and waste agricultural ash (pine twig, pine cap, poplar cap, corn stalk) from biomass products on the physical and chemical properties of bitumen were investigated. It is aimed to increase the performance and stability of bituminous hot mixes, to optimize the amount of additives, and to create more economical designs by recycling biomass products. In the study, waste frying oil at the rates of 0%, 2%, 4% by weight, to pure bitumen with 70/100 penetration; Waste agricultural ash was added at the rate of 0%, 3%, 6% by weight. A total of 9 experimental group samples were created from modified bitumen at 170°C, 180°C, 190°C temperatures and at a constant 3000 RPM mixing speed for 10, 20, 30 minutes. Penetration, softening point, flash point, rotational thin film heating (RTFOT), FTIR tests and Marshall Design test were applied to these samples. The properties of bituminous binders were observed by applying repenetration, softening point and flash point tests to the samples aged with RTFOT and calculating the penetration index. In the results of working; Waste frying oil additive; It was concluded that bitumen increased the penetration value and thus its workability, while the waste agricultural ash additive decreased the penetration value and thus increased the consistency. As a result of the Marshall experiment, it was concluded that the additive of waste frying oil decreased the stability value, while the additive of ash increased it; It was observed that oil and ash additives did not cause an increase or decrease in yield values.