Organik esaslı kolemanit bileşiğinin bitüm ve bitümlü karışımların performans özellikleri üzerindeki etkisinin incelenmesi

Bu tez çalışmasında temel bağlayıcı olarak, 50/70 penetrasyon derecesine sahip Tüpraş Kırıkkale Rafinerisi'nden temin edilen saf bitüm kullanılmıştır. Laboratuvar ortamında, kolemanit ve monoetilen glikol kullanılarak tarafımızca kimyasal sentezi gerçekleştirilen yeni bir katkı maddesi geliştirilmiş ve bu bileşik "Organik Esaslı Kolemanit Bileşiği (OEKB)" olarak adlandırılmıştır. OEKB, bitümün modifikasyonunda katkı maddesi olarak kullanılmıştır. Bitüm modifikasyonu sürecinde OEKB, bitüme ağırlıkça %1, %2, %3, %5 ve %8 oranlarında ilave edilmiştir. Modifikasyon işlemi, 150°C sıcaklıkta, 20 dakika boyunca mekanik karıştırıcı yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Modifiye edilen bitüm numunelerine, hem geleneksel hem de Superpave yöntemlerine dayalı çeşitli deneyler uygulanmıştır. Geleneksel deney yöntemleri arasında viskozite testi, penetrasyon testi, yumuşama noktası testi, kuvvet ölçümlü düktilite deneyi ve elastik geri dönme deneyi yer almaktadır. Superpave performans deneyleri kapsamında ise Dinamik Kayma Reometresi (DSR), Kiriş Eğme Reometresi (BBR), Dönel İnce Film Isıtma Kaybı Testi (RTFOT) ve Basınçlı Yaşlandırma Kabı (PAV) testleri uygulanmıştır. Ayrıca, modifiye bitüm kullanılarak hazırlanan bitümlü karışımlar üzerinde Marshall karışım tasarımı, indirekt çekme mukavemeti ve Nicholson soyulma testleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda, OEKB katkısı ile modifiye edilen bitümün saf bitüme kıyasla kıvamının arttığı, penetrasyon testi ve yumuşama noktası testi sonuçları ile doğrulanmıştır. Viskozite deneyi verilerine göre, katkı maddesinin yüksek sıcaklıklarda bitümün kıvamını azalttığı gözlemlenmiştir. DSR testi sonuçları, modifiye bitümün tekerlek izi direncinde önemli bir artış sağladığını ortaya koyarken; BBR testi, düşük sıcaklık performansında iyileşme olduğunu göstermiştir. Bitüme %2 OEKB eklenmesi, yüksek ve düşük performans sınıflarının daha ileri seviyeye geliştirilmesine olanak sağlamıştır. Marshall tasarımı deneyinde, katkı maddesi sayesinde karışımın stabilitesinde artış gözlemlenmiştir. Farklı sıcaklıklarda gerçekleştirilen dolaylı çekme mukavemeti deneyinde özellikle 40°C'de % 8,83 seviyesinde belirgin bir artış tespit edilmiştir. Son olarak, Nicholson soyulma test sonuçları, OEKB katkısı ile hazırlanan bitümlü karışımların soyulma direncinde % 60'tan % 80'e artış sağladığını göstermiştir.