Çöp atıklarından elde edilen geopolimerlerin sıcak karışım asfalt kaplamalarda kullanımının araştırılması

Bu çalışmada, çöp atıklarından elde edilen küllerin bir katkı malzemesi olarak asfalt içerisinde geopolimer olarak kullanılmasının sıcak karışım asfaltların (HMA) performans özellikleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla öncelikle, asfalt bağlayıcı içerisine ağırlıkça %1.25, %2.5, %5 ve %7.5 kül ve kül ağırlığının %45'i kadar sodyum silikat (AA) ilave edilerek geopolimer modifiyeli bağlayıcılar hazırlanmıştır. Saf ve modifiye bağlayıcıların karakteristik özellikleri yumuşama noktası, penetrasyon, düktilite, özgül ağırlık, parlama noktası, ince film etüvü (TFO), depolama stabilitesi, dönel viskozimetre (RV), dinamik kayma reometresi (DSR), kiriş eğme reometresi (BBR), lineer farklı genlik (LAS) ve çoklu gerilmeli sünme geri dönme (MSCR) testleriyle belirlenmiştir. Bağlayıcıların mikroyapısal özellikleri ise taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını difraksiyonu (XRD), Fourier dönüşümlü kızılötesi (FT-IR) spektroskopisi ve elementel analiz testleriyle belirlenmiştir. Ardından, Marshall karışım tasarım yöntemi esas alınarak, saf ve geopolimer katkılı bağlayıcılar ile HMA numuneleri hazırlanmıştır. Bu numuneler Marshall stabilite ve akma, kalıcı Marshall stabilitesi (RMS), dolaylı çekme mukavemeti (ITS), Modifiye Lottman, dolaylı çekme rijitlik modülü (ITSM), dinamik ve statik sünme, dolaylı çekme yorulma testi gibi performans testlerine maruz bırakılmıştır. Bağlayıcı test sonuçlarına göre, geopolimer katkısıyla bağlayıcının sertliğinin arttığı ve penetrasyon sınıfının değiştiği, sıcaklık hassasiyetinin azaldığı ve yaşlanma direncinin arttığı tespit edilmiştir. Bununla birlikte, geopolimer katkısı ile bağlayıcıların hem yüksek hem de düşük sıcaklık dirençlerinin arttığı ve %2.5 geopolimer oranında bağlayıcı performans sınıfının PG 58-28'den PG 70-34 sınıfına dönüştüğü görülmüştür. Ayrıca, geopolimer katkısının asfalt ile kimyasal reaksiyona girerek homojen ve tek fazlı kararlı bir yapı oluşturduğu belirlenmiştir. Karışım test sonuçlarına göre, %2.5 geopolimer oranıyla edilen karışımların stabilite, nem direnci, kalıcı deformasyon direnci ve yorulma ömrünün önemli ölçüde arttığı görülmüştür. Sonuç olarak, çöp atıklarından elde edilen küllerin asfalt ve dolayısıyla HMA içerisinde geopolimer olarak karayolu mühendisliğinde uygulanabilirliği tespit edilmiştir.