Grafen ile modifiye edilmiş bitümlerin optimizasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AYŞE ŞİMŞEK
Danışman: Osman Ünsal Bayrak
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Bu çalışmanın temel amacı nano boyutta bir malzeme olan grafen kullanılarak asfalt bağlayıcının performansını kıvamı, agregayı sarma kabiliyeti, sıcaklığa karşı hassasiyeti gibi parametreler saf bitümle karşılaştırılarak değerlendirmektir. Aynı zamanda Taguchi metodu kullanılarak bitümün modifiyesi için kullanılan parametrelerin optimizasyonunu yapmaktır. Yöntem: Bu çalışmada 70/100 penetrasyonlu saf bitüme modifier olarak grafen % 0.5, %1 ve %1.5 oranlarında katılarak performans özelliklerini değerlendirmek için geleneksel bitüm deneyleri uygulanmış ve sonuçlar yorumlanmıştır. Katkı malzemesi optimizasyonunu belirlemek için Taguchi yöntemi uygulanmış ve optimum değerler bulunmuştur. Bulgular: Saf bitümün penetrasyon değeri 85,3 elde edilmiştir. Yaşlandırıldıktan sonra ise bu değer 49'a düşmüştür. Grafen katıldıktan sonra ise yaşlanma öncesi en yüksek penetrasyon değeri 77,80, yaşlanma sonrası ise en yüksek 49,70 elde edilirken, en düşük ise yaşlanma öncesi 67,70, yaşlanma sonrası ise 43,40 elde edilmiştir. Yumuşama noktası da penetrasyona bağlı olarak saf bitümde 51 oC elde edilirken, grafen katkısı ile en düşük 54,30 oC en yüksek 60,80 oC olarak belirlenmiştir. Yaşlandırma sonrası saf bitümün yumuşama noktası 58,5 oC olurken grafen katkısı ile sırasıyla en düşük 61,20 oC en yüksek 73,80 oC olarak belirlenmiştir. Sonuç: Grafen katkısı ile saf bitümün penetrasyon değerinde azalma ve yumuşama noktası değerinde artma gözlemlenmiştir. Aynı zamanda grafen ile modifiye edilen bitümlerin saf bitüme göre sıcaklığa karşı hassasiyetinin azaldığı belirlenmiştir. RTFOT öncesi penetrasyon için %0,5 grafen oranı, 3000 rpm karıştırma hızı ve 30 dakika karıştırma süresi optimum durumu verirken RTFOT sonrası parametrelerin bu seviyeleri %0,5 grafen oranı, 1000 rpm karıştırma hızı ve 30 dakika karıştırma süresi olarak belirlenmiştir. Yine yapılan Taguchi optimizasyonunda, yumuşama noktası için optimum değerler hem RTFOT öncesi hem de RTFOT sonrası için grafen katkısının üçüncü oranı olan %1,5, karıştırma hızının birinci seviyesi olan 1000 rpm ve karıştırma süresinin üçüncü seviyesi olan 60 dakika olarak bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Modifiye Bitüm, Esnek Yol Üstyapısı, Grafen, Taguchi Metodu, PI