Nişastanın bitümlü bağlayıcıların fiziksel ve reolojik özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of starch on the physical and rheological properties of bituminous binders
Yazar: Erkuş, Yunus; Kök, Baha; Yetkin, Zülfü
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 40 No. 4, 2022
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Bitüm,modifikasyon,nişasta,SBS,reolojik özelllikler ; Bitumen,modification,starch,SBS,rheological properties

Bu çalışmada buğday nişastası (WS), mısır nişastası (CS) ve patates nişastası (PT) katkılarının bitümün fiziksel ve reolojik özellikleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Nişasta katkılı bağlayıcıların performansı styrene-butadiene-styrene (SBS) katkılı bağlayıcının performansıyla karşılaştırılmıştır. Saf ve modifiye bağlayıcılara penetrasyon, yumuşama noktası, dönel viskozimetre, dinamik kayma reometresi (DSR), çoklu gerilmeli sünme-elastik geri dönme (MSCR), kiriş eğilme reometresi (BBR) ve depolama stabilitesi deneyleri uygulanmıştır. Nişasta, saf bitümün penetrasyon değerini düşürürken yumuşama noktası ve viskozite değerlerini artırmıştır. Nişasta modifiyeli bağlayıcıların tekerlek izi direnci gelişmiştir. %30 mısır nişastası modifiyeli bağlayıcı %3 SBS modifiyeli bağlayıcıdan daha yüksek tekerlek izi direnci göstermiştir. Özellikle yüksek gerilme koşullarında nişasta modifiyeli bağlayıcılar SBS modifiyeli bağlayıcı ile benzer performans sergilemiştir. Katkılar saf bağlayıcının düşük sıcaklıktaki rijitliğini artırmıştır. DSR ve MSCR testlerinin sonuçları yardımıyla tespit edilen trafik sınıflandırmasında %30 nişasta katkılı bağlayıcılar %3 SBS modifiyeli bağlayıcı ile aynı grupta yer almıştır. Nişasta yüksek oranlarda (%30) kullanılmasına rağmen SBS’den daha iyi depolama stabilitesi değerleri vermiştir. Nişasta düşük maliyeti, düşük modifikasyon sıcaklığı, yerel imkânlarla elde edilmesi ve performansı açısından bitüm modifikasyonunda SBS gibi sentetik polimerlere karşı alternatif olarak kullanılabilir.

In this study, the effect of wheat starch (WS), corn starch (CS), and potato starch (PT) on the physical and rheological properties of bitumen was investigated. The performance of starch-modified binders was compared with that of styrene-butadiene-styrene (SBS)-modified binders. Penetration, softening point, rotational viscometer, dynamic shear rheometer (DSR), multi-stress creep-elastic recovery (MSCR), beam bending rheometer (BBR), and storage stability tests were applied to both pure and modified binders. Starch reduces the penetration value of pure bitumen while increasing its softening point and viscosity values. The rutting resistance of starch-modified binders has improved. A binder modified with 30% corn starch showed higher rutting resistance than a binder modified with 3% SBS. Especially under high stress conditions, starch-modified binders have shown similar performance to SBS-modified binders. Additives have increased the low-temperature stiffness of the pure binder. Based on the results of DSR and MSCR tests, 30% starch-modified binders were classified in the same group as 3% SBS-modified binders in traffic classification. Despite the high starch content (30%), it provided better storage stability values than SBS. Starch, with its low cost, low modification temperature, availability through local resources, and performance, can be used as an alternative to synthetic polymers like SBS in bitumen modification.