Evaluating the effect of SBS modified bitumen preparation parameters on the characterisation of bitumen

Nüfus artışı ve teknolojik gelişmelere bağlı olarak trafik hacminde ve taşıt yüklerindeki artışlar ile olumsuz iklim ve çevresel faktörler asfalt kaplamalarda bozulmalara neden olmaktadır. Son yıllarda asfalt kaplamaların uzun dönem performansını iyileştirmek ve mekanik özelliklerini geliştirmek için çeşitli polimer katkılar ile bitümün modifiye edilmesi gündeme gelmiş ve başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Ülkemizde polimer modifiye bitüm (PMB) üretiminde en yaygın olarak kullanılan katkı maddesi elastomerik polimerler grubundan Styrene-Butadiene-Styrene (SBS)'dir. Bitümün farklı polimerler ile modifikasyonu, aşağıdaki üç faktörle ilgili morfolojik, reolojik ve kimyasal karakterizasyon farklılıklarına neden olur: polimerin tipi, bitüm bileşenleri ve sıcaklık, kesme oranları veya karışım süreleri gibi karışım koşulları. Anahtar parametreler olarak adlandırılabilecek karışım koşulları, polimer dispersiyonu, faz ayrılması ve en önemlisi bitümün yaşlanması üzerinde etkilidir. Bu tez çalışması kapsamında, karıştırma süresi ve karıştırma hızı (kayma hızı) anahtar parametreler olarak seçilmiştir. Düşük kesme hızını temsil etmek için 1000 rpm'lik ve yüksek kesme hızı için 3000 rpm'lik karıştırma hızları seçilirken, iki karıştırma süresi, minimum ve maksimum karıştırma zamanlarını temsil etmek için, 15 dakika ve 45 dakika olarak belirlenmiştir. Karakterizasyon değişikliklerini değerlendirmek için, karışım sıcaklığı sabit alınıp söz konusu anahtar parametrelerin kombinasyonları kullanılarak farklı PMB örnekleri üretilmiş ve hazırlanan numuneler üzerinde yapısal ve mikroyapısal, termal ve reolojik karakterizasyon incelemeleri yapılmıştır. Yapısal ve mikroyapısal karakterizasyon için Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ve Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM); termal karakterizasyon için (MDSC) ve Termogravimetrik Analiz Cihazı (TGA); morfolojik karakterizasyon için Optik Mikroskop (OM) ve Konfokal Lazer Tarama Mikroskopu (CLSM) ve reolojik karakterizasyon için iki farklı reometre kullanılmıştır. Sonuç olarak, polimerin bitüm ile daha uzun süre karıştırılması veya daha yüksek kayma hızlarının kullanılması, oksijenin bitüm ile olan etkileşimini doğrudan etkileyerek bitümün okside olmasına neden olmuştur.