Bitümlü bağlayıcı ve asfalt karışımların nano malzemelerle modifikasyonu

Nanomalzemeler, nespetin daha yüksek aktif yüzey alanı ve kuantum etkileri yaratan küçük boyutları sahip çok benzersiz özelliklere gösteren malzemeler olduğu için araştırma alanında çok dikkat çekmiştir. Yaygın olarak ortaya çıkan sıkıntılara karşı asfalt kaplamaların genel performansınıı iyileştirme amacıyla bitüme nanomalzemelerin katması, özellikle son birkaç on yılda, çok araştırılmıştır. Bu çalışma kapsamında, bitüm ağırlığınca yüzdesi olarak 2, 4 ve 6 nano-Bentonit, 3, 6 ve 9 nano-CaCO3 ve 0,1, 0,2 ve 0,3 nano-organosilan olmak üzere üç tür nanomalzeme bitüme eklenmiştir. Nanomodifiye bitüm numunelerini hazırlamak için yüksek-hızlı bir karıştırıcı kullanılmıştır. Bitümlü fazda nanopartiküller ve nanoteknoloji temelli sıvı katkı maddesinin dağılımını gözlemlemek amacıyla fluoresan mikroskopi kullanılmıştır. Bitümlü sıcak karışım (BSK) 'nın hazırlanması için kireçtaşı kullanılmıştır. Bu çalışmanın amacı, bitümlü bağlayıcının fiziksel ve reolojik özelliklerine yönelik her üç tip nanomalzemenin bitüm içindeki etkisini değerlendirmek ve nanomalzemerlei içeren bitüm örnekleri ile hazırlanan asfalt karışımlarının mekanik davranış ve performanslarını incelemektir. Bu amaçla saf ve nanomodifiye edilmiş bitüm üzerinde bazı geleneksel ve reolojik deneyler yapılmıştır. Optimum bitüm içeriğini belirlemek için Marshall stabilite ve akma deneyi, hem kontrol hem de nanomalzemeleri içeren asfalt karışımları üzerinde uygulanmıştır. Son olarak, asfalt karışımın neme karşı duyarlığı belirtmek için modifiye Lottman deneyi (AASHTO T283) uygulanmış ve çekme direnme oranları (TSR) elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, nanomalzemelerin bitümün fiziksel özellikleri (penetrasyon, yumuşama noktası) üzerinde büyük etkisi olmadığını göstermiştir. Buna karşın, nanomalzemeler saf bitüm bağlayıcının yüksek sıcaklık performansını, yaşlanma direncini, depolama kararlılığını ve reolojik özelliklerini geliştirmiştir. Genel olarak, nanomalzemelerli asfalt karışımlar kontrol karışımına göre daha düşük optimum bitüm içeriği değerleri vermiştir. Modifiye Lottman deneyi sonuçları, kontrol karışımları ile karşılaştırıldığında her üç katkı özellikle nano-organosilan'ın TSR değerlerinde artışa neden olduğunu bildirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Nanomalzemeler, nano-Bentonit, nano-CaCO3, nano-organosilan, fluoresan mikroskopi, modifikasyon, BSK, neme karşı duyarlılık