28 baha vural_kok

44
1 ORGANİK ILIK KARIŞIM ASFALT KATKISININ MODİFİYELİ BAĞLAYICILARLA BİRLİKTE KULLANILMASI VE KARIŞTIRMA-SIKIŞTIRMA SICAKLIĞI BAKIMINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ Baha Vural KÖK Mehmet YILMAZ Mustafa AKPOLAT

Upload: valorkongre

Post on 24-Dec-2014

187 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

 

TRANSCRIPT

Page 1: 28 baha vural_kok

1

ORGANİK ILIK KARIŞIM ASFALT KATKISININ MODİFİYELİ BAĞLAYICILARLA BİRLİKTE KULLANILMASI VE KARIŞTIRMA-SIKIŞTIRMA SICAKLIĞI BAKIMINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ

ORGANİK ILIK KARIŞIM ASFALT KATKISININ MODİFİYELİ BAĞLAYICILARLA BİRLİKTE KULLANILMASI VE KARIŞTIRMA-SIKIŞTIRMA SICAKLIĞI BAKIMINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ

Baha Vural KÖKMehmet YILMAZMustafa AKPOLAT

Baha Vural KÖKMehmet YILMAZMustafa AKPOLAT

Page 2: 28 baha vural_kok

2

  Günümüzde artan ağır trafik hacmi ve dingil yükleri nedeni

ile daha sağlam yollar inşa etme çabası çeşitli katkı maddelerinin bitümlü kaplamalarda kullanımının yaygın şekilde araştırılmasını gerektirmiştir.

Son zamanlarda şantiyelere kurulan ek tesislerle polimer modifikasyonu etkin bir şekilde uygulanmaktadır.

Bu çalışmada değişik oranlarda stiren-butadien-stiren (SBS) ve bir organik ılık karışım katkısı içeren bağlayıcıların geleneksel özellikleri ayrıca orta ve yüksek sıcaklıktaki kompleks modülleri incelenmiştir. Katkıların bağlayıcı içerisinde hem ayrı olarak hem de birlikte kullanılmalarının etkileri değerlendirilmiştir.

Page 3: 28 baha vural_kok

3

  Ülkemizde son yıllarda

yapılan ulaştırma yatırımları sayesinde hem toplam yol ağı uzunluğumuz hem de beton asfalt kaplamalı yol uzunluğumuz hızla artmaktadır.

Son 10 yılda devlet yolları bakımından beton asfalt kaplamalı yol uzunluğu oranı %19,4’ten %35,8’e ulaşırken bu yatırımlar sayesinde sathi kaplama uzunluğu oranı %78,8’den %62,5’e düşmüştür

Page 4: 28 baha vural_kok

4

Her gün daha da artan ağır taşıt trafiği yollarımızı erken ve yapısal olarak tahrip edip bu yöndeki çabaların beton asfalt kaplamalı yol uzunluğunu artırmaktan çok, bakım onarıma harcanmasına neden olmakta bu sebeple yol mühendisleri daha sağlam, uzun süre bakım onarıma ihtiyaç göstermeyecek karışım tasarımları yapmak için çaba sarf etmektedirler.

Page 5: 28 baha vural_kok

5

Bitümlü sıcak karışımların mühendislik özelliklerini iyileştirmek için

Gradasyonu ve dolayısıyla asfalt çimentosu oranlarını değiştirmek. Taş mastik asfalt bu kategoride karışım performansının iyileştirilmesi bakımından tipik bir örnektir.

Ya bitüme yada doğrudan karışıma ilave edilen katkı maddeleriyle bitümlü sıcak karışım özelliklerini iyileştirmek.

Page 6: 28 baha vural_kok

6

Page 7: 28 baha vural_kok

7

Bitümü ve dolayısıyla bitümlü karışımın modifiyesinde kullanılan diğer bir katkı da organik ılık karışım katkılarıdır. FT-parafin üzerine yapılan çalışmalarda en çok vurgulanan sonuç, bu ılık karışım katkısının çok önemli ölçüde viskoziteyi düşürmesidir.

Bitüm ağırlığınca %2 oranında kullanılan FT-parafin modifiyeli karışımın sıcak karışımdan 30 C daha düşük sıcaklıkta aynı işlenebilirlik özelliklerine sahip olduğu belirtilmiştir.

Page 8: 28 baha vural_kok

8

Banerjee ve diğ., Rediset, Sasobit, Evoterm gibi ılık karışım katkılarının zaman içinde bitümde meydana gelen sertleşme hızını azalttığını belirtmişlerdir.

Yapılan çalışmada öğütülmüş araç lastiği modifikasyonu ile birlikte kullanılan FT-parafinin, yüksek sıcaklık performans seviyesini artırarak tekerlek izine karşı direnci önemli derecede iyileştirdiği belirtilmiştir.

Difenderfer ve Hearon, 150 C yerine 110 C’de FT-parafin modifikasyonu ile hazırlanan karışımın laboratuvar numunelerinde sıcak karışıma göre %22 karot numunelerine göre %10 daha yüksek yorulma performansı verdiğini belirtmişlerdir.

Jamshidi ve diğ., FT-parafin modifikasyonunun orjinal karışımların hacimsel özelliklerini ve optimum bitüm oranını etkilemediğini düşük uygulama sıcaklığı dolayısıyla düşük yaşlanma özellikleri sunarak yüksek yorulma direnci sağladığı ve bu modifikasyon ile daha yüksek oranda geri dönüşüm malzemesinin kullanılabileceğini belirtmişlerdir.

Page 9: 28 baha vural_kok

9

Çalışmada saf bağlayıcı olarak Batman rafinerisinden elde edilen B 50/70 sınıfı bitüm kullanılmıştır. Saf bağlayıcının polimer ile modifikasyonunda Shell Bitumen şirketi tarafından üretilen ve stiren-butadien-stiren (SBS) blok kopolimer ihtiva eden KRATON D 1101 kullanılmıştır.

Çalışmada kullanılan diğer bir katkı malzemesi ılık karışım katkısı olarak kullanılan ve Sasol firmasından temin edilen organik kökenli Sasobit’tir.

Çalışmada SBS ve Sasobit katkılarının hem ayrı ayrı olarak hem de aynı karışımda birlikte kullanılmasının bağlayıcının;

yumuşama noktası, sıcaklık hassasiyeti kompleks modülü

üzerindeki etkisi belirlenmiştir.

Page 10: 28 baha vural_kok

10

1000 devir/dakika

175 C

1 saat

Page 11: 28 baha vural_kok

11

Toplam 16 kombinasyon

Page 12: 28 baha vural_kok

12

Geleneksel deney olarak saf ve modifiyeli bağlayıcıların yumuşama noktası ve penetrasyon değerleri tespit edilmiş bu değerler yardımı ile bağlayıcıların sıcaklığa karşı duyarlılıklarını belirten penetrasyon indeksleri (PI) tespit edilmiştir.

Page 13: 28 baha vural_kok

13

Dinamik kayma reometresi (DSR) deneyi, asfalt çimentosunun kompleks kayma modülü (G*) ve faz açısını (δ) belirleyerek viskoz ve elastik davranışını karakterize etmektedir. G*, tekerrür eden kayma gerilmelerinin oluşturduğu deformasyonlara karşı asfalt çimentosunun gösterdiği toplam direncin göstergesidir. Hem G* hem de δ değerleri asfalt çimentosunun sahip olduğu ısı ve yükleme hızı ile önemli ölçüde

değişmektedir

Çalışmada saf ve modifiyeli bağlayıcılara 0,1-1 Hz frekanslarda ve 50,60,70,80 oC’lerde DSR deneyi uygulanmıştır.

Dinamik kayma reometresi deneyi (DSR)

Page 14: 28 baha vural_kok

14

Şekil 1. Katkı oranı yumuşama noktası ilişkisi.

%4 FT-parafin modifiyeli bağlayıcının yumuşama noktası %4 SBS modifiyeli bağlayıcınınkinden %16,5 daha fazladır. %4 FT-parafin ve SBS modifikasyonu ile saf bağlayıcının yumuşama noktası sırası ile %38 ve %26 daha fazla çıkmıştır.

Page 15: 28 baha vural_kok

15

SBS (%)

2 3 4

FT-parafin (%)

0 65,50 69,35 70,60

2 73,75 74,30 75,65

3 78,05 80,20 82,40

4 85,75 87,45 88,20

FT-parafin (%)

2 3 4

SBS (%)

0 69,15 77,45 84,55

2 73,75 78,05 85,75

3 74,30 80,20 87,45

4 75,50 82,40 88,20

Tablo 3. Yumuşama noktası açısından FT-parafin modifikasyonu içinde SBS etkisi

Tablo 2 Yumuşama noktası açısından SBS modifikasyonu içinde FT-parafin etkisi

Page 16: 28 baha vural_kok

16

Şekil 2.Bağlayıcı tiplerinin yumuşama noktalarındaki değişim.

En yüksek dört yumuşama noktası %4 FT-parafin içeren SBS modifikasyonu ile elde edilmiştir. Sadece %4 FT-parafin modifikasyonu %4SBS+%3 FT-parafin modifikasyonundan bile daha yüksek yumuşama noktası vermiştir. Saf bağlayıcı dışında ele alınan 15 farklı kombinasyondan 11’inin yumuşama noktası %4 SBS modifiyeli bağlayıcınınkinden daha yüksek çıkmıştır.

Page 17: 28 baha vural_kok

17

y = -0.2144x2 + 1.5427x - 0.5845

R2 = 0.9839

y = -0.1595x2 + 1.842x - 0.6062

R2 = 0.9997

-1-0.5

00.5

11.5

2

2.53

3.54

4.55

0 1 2 3 4 5

Katkı oranı (%)

Pn

etra

syon

ind

isi (

PI) FT-parafin

SBS

Şekil 3.Katkı oranı PI ilişkisi.

SBS içeriğinin %2 den %4 çıkması durumunda PI değeri %24 artarken, FT-parafin modifikasyonunda bu artış %71 olmaktadır. Ayrıca SBS modifikasyonunda %4 katkı oranından sonra PI değerlerinde daha fazla artış eğilimi görülmezken, FT-parafin modifikasyonunda %4 katkı oranından sonra da PI değerlerinin artış eğilimi içinde olduğu görülmektedir.

Page 18: 28 baha vural_kok

18

Şekil.4 Bağlayıcı PI değerlerindeki değişim.

Burada da yumuşama noktası değerlerinde olduğu gibi saf bağlayıcı hariç en düşük 4 değer içinde sadece SBS modifiyeli bağlayıcılar, en yüksek 4 değer içinde ise %4 FT-parafin içeren SBS modifiyeli bağlayıcılar yer almıştır.

Page 19: 28 baha vural_kok

19

Şekil 5. 0.1 Hz 50 C’de katkı oranı-G* ilişkisi. Şekil 6 0.1 Hz 80 C katkı oranı-G* ilişkisi.

Şekil 7 1 Hz 50 C katkı oranı-G* ilişkisi. Şekil 8 1 Hz 80 C katkı oranı-G* ilişkisi.

2.05

1.75

3.33

3.12

Page 20: 28 baha vural_kok

20

Şekil 9 0,1 Hz’de modifikasyon indisinin sıcaklıkla değişimi.

%4SBS

%3SBS

%3 FT

%4 FT

%2SBS

%2 FT

Sıcaklığın artması ile FT-parafin modfikasyonunda kompleks modüllerinde meydana gelen artış oranı azalırken, %2 SBS modifikasyonunda pek fazla değişmemekte, %3 ve %4 SBS modifikasyonunda ise artmaktadır. %4 SBS modifikasyonunun saf bağlayıcıya göre kompleks modülü 0.1 Hz’de 50 C ve 80 C’de sırasıyla 3.79 ve 4.92 kat artmaktadır. %4 FT-parafin modifikasyonunda ise bu oranlar 1.86 ve 1.47 kat olmaktadır.

Page 21: 28 baha vural_kok

21

Şekil 10. 50 C bağlayıcı tipleri- G* ilişkisi.

Şekil 10. 80 C bağlayıcı tipleri- G* ilişkisi.

FT-parafin katkısı tek başına kullanıldığı zaman kompleks modülü üzerinde pek fazla bir etkiye sahip değilken SBS modifikasyonu içinde kullanılması durumunda SBS katkısının etkinliğini önemli derecede artırmaktadır.

Page 22: 28 baha vural_kok

22

FT-parafin katkısının ayrı olarak kullanılması durumunda modifiye bağlayıcının yumuşama noktası önemli derecede artmaktadır.

Isıya karşı duyarlılık bakımından da FT-parafinin ayrı kullanımı daha etkili olmaktadır. FT-parafin ile birlikte SBS kullanımı ısıya karşı duyarlılığın artması konusunda önemli bir etkisi olmamaktadır.

Kompleks modüllerinde katkı kullanımı ile meydana gelen artış SBS modifikasyonunun da çok daha fazla olmaktadır. Katkı oranının artması ile kompleks modüllerinde meydana gelen artış değişik sıcaklık ve frekanslarda SBS modifikasyonunda üstel olurken FT-parafin modifikasyonunda lineer bir ilişki söz konusudur.

Katkıların birlikte kullanılmaları durumunda benzer kompleks modülü değerlerinin farklı kombinasyonlarla elde edilebileceği belirlenmiştir. Orta sıcaklıkta SBS modifikasyonunda azaltılan her 1 birim SBS oranına karşılık bu oranla birlikte 2 birim FT-parafin kullanılması gerektiği, yüksek sıcaklıkta ise azaltılan SBS oranına karşılık performansta düşme olmaması için orta sıcaklıktakinden daha fazla FT-parafin kullanılması gerektiği tespit edilmiştir.

Page 23: 28 baha vural_kok

23

BİTÜM MODİFİKASYONUNUN KARIŞTIRMA-SIKIŞTIRMA SICAKLIĞI BAKIMINDAN

DEĞERLENDİRİLMESİ

Page 24: 28 baha vural_kok

24

Performansa dayalı olarak yüksek trafik hacimli ve yüksek hava sıcaklıklarına sahip bölgelerde düşük penetrasyonlu bitümler kullanılmaktadır. Zaten sert olan bu bitümlerin ayrıca polimerlerle modifiye edilmesi kalıcı deformasyonların önlenmesi açısından olumlu olurken dönel viskozimetre yöntemine göre çok yüksek karıştırma-sıkıştırma sıcaklığı gerektirmektedir.

Bu çalışmada striren-butadien-stiren (SBS) ve FT-parafin katkısı ile modifiye edilen bağlayıcıların karıştırma-sıkıştırma sıcaklıkları üç farklı yöntemle belirlenmiş ve SBS modifikasyonu içinde FT-parafin ilavesinin etkileri incelenmiştir.

Page 25: 28 baha vural_kok

25

Polimer modifikasyonunda bitüm içerisinde iki faz oluşmaktadır. Birincisi polimerin çözemediği asfalten fazı diğeri ise polimerin absorbe ettiği ve 10 kat hacim artışına neden olan malten fazıdır. Polimer modifikasyonu ile viskozitenin artmasından dolayı yoğun gradasyonlu karışımlarda kullanılacak bağlayıcılarda çoğunlukla çok sert olmayan bitümler polimer ile modifiye edilmektedir. Ancak taş mastik asfalt kaplamalarda viskozitesi yüksek bağlayıcılar kullanılması gerektiğinden sert bitümler de polimerler ile modifiye edilerek kullanılabilmektedir. Bu durumda da artan viskozite daha fazla karıştırma ve sıkıştırma sıcaklığı ve sıkıştırma enerjisi gerektirmektedir

Page 26: 28 baha vural_kok

26

Asfalt enstitüsünün ileri sürdüğü prosedür modifiye bağlayıcıların karıştırma-sıkıştırma sıcaklıklarını, bağlayıcıya zarar verecek derecede yüksek olarak belirlemektedir. Bu bakımdan modifiye bağlayıcıların karıştırma-sıkıştırma sıcaklıkları mevcut yöntemler de ele alınarak yeniden değerlendirilmiş ve laboratuvarda agregaların tatmin edici bir şekilde kaplanmasını ve asfaltın bozulmasına neden olmadan uygun laboratuvar sıkıştırmasını sağlayacak sıcaklıkların belirlenmesi üzerine çalışmalar yapılmıştır. Çalışmalar sonucunda yüksek kesme hızlı viskozite, sabit kesme viskozitesi, sıfır kesme viskozitesi, faz açısı, karışım işlenebilirliği ve karışım kaplanma testi olmak üzere modifiye bağlayıcılar için 6 farklı yöntem önerilmiştir

Page 27: 28 baha vural_kok

27

Yüksek kesme hızlı viskozite yönteminde 120-180 C arasında bağlayıcının dönel viskozimetrede farklı kesme hızlarındaki viskoziteleri tespit edilmekte ve elde edilen veriye uydurulan eğri sayesinde 490 1/s kesme hızındaki viskoziteler belirlenmektedir.

Daha sonra logaritmik ölçekte sıcaklığa karşı çizilen viskozite grafiğinden karıştırma ve sıkıştırma sıcaklığı sırasıyla 0,17 0,02 Pa.s ve 0,280,03 Pa.s viskozitelere karşılık gelen sıcaklıklar olarak belirlenmektedir

Page 28: 28 baha vural_kok

28

Test 500 mikron açıklığa sahip 25 mm’lik paralel plaklarla yapılmaktadır. 500 Pa gerilme seviyesinden sonra modifiye bağlayıcıların viskozitesinde önemli bir değişikliğin olmadığının tespit edilmesinden dolayı, testte 500 Pa sabit gerilme seviyesinde 76, 82 ve 88 C’lerde viskoziteler tespit edilmekte ve logaritmik ölçekte sıcaklığa karşı çizilen viskozite grafiğinden karıştırma ve sıkıştırma sıcaklığı sırasıyla 0,17 0,02 Pa.s ve 0,350,03 Pa.s viskozitelere karşılık gelen sıcaklıklar olarak belirlenmektedir

Page 29: 28 baha vural_kok

29

Page 30: 28 baha vural_kok

30

Karışımların yoğurmalı sıkıştırıcıdaki düşey basınç kesme oranı çok düşük olduğundan bağlayıcının dönel viskozimetrede çok düşük kesme hızındaki viskozitesi tespit edilmektedir. Bu şekilde bağlayıcıların düşük hızlı viskozite verileri ile yoğurmalı sıkıştırıcıdaki boşluk oranları arasında da yüksek bir korelasyonun olduğu tespit edilmiştir. Karıştırma–sıkıştırma sıcaklıklarının belirlenmesinde 120 , 135 ve 165 C’lerde farklı kesme hızlarındaki viskoziteler tespit edilmekte, verilere uydurulan eğriler sayesinde her bir sıcaklıkta 0,001 1/s kesme hızındaki viskoziteler belirlenmektedir. Daha sonra logaritmik ölçekte sıcaklığa karşı çizilen viskozite grafiğinden karıştırma ve sıkıştırma sıcaklığı sırasıyla 3,0 Pa.s ve 6,0 Pa.s viskozitelere karşılık gelen sıcaklıklar olarak belirlenmektedir.

Bu yöntem kesme hızı 6,8 1/s olan yöntemden yaklaşık 35-40 C daha düşük karıştırma–sıkıştırma sıcaklığı vermektedir.

Page 31: 28 baha vural_kok

31

Bu yöntemde 1 mm açıklık ve 25 mm çapa sahip paralel plaklar arasındaki bağlayıcıya 0,001 – 100 rad/s frekans aralığında ve 50-60-70-80 C’lerde dinamik kesme deneyi uygulanmaktadır. Deney şekil değiştirme kontrollü yapılmakta ve şekil değiştirme %12’de tutulmaktadır. Farklı sıcaklıklarda elde edilen veriler faz açılarının kararlılık gösterdiği 80 C referans sıcaklığına dönüştürülmekte ve yatay eksende dinamik kesme frekansı düşey eksende faz açısı grafiği çizilmektedir

Page 32: 28 baha vural_kok

32

Faz açısının 90 – 85 arası tam viskoz davranıştan viskoelastik davranışa geçişi temsil ettiği dolayısıyla bu aralığın bağlayıcıların reolojik karekterlerini ayırt etmede uygun olduğu belirtilmiş ve bu yöntemde karıştırma-sıkıştırma sıcaklığını tespit etmek için frekansa karşı çizilen faz açısı grafiğinden 86 faz açısına karşılık gelen frekans (w) tespit edilmektedir. Yöntem karıştırma ve sıkıştırma sıcaklıklarını sırasıyla formül 1 ve 2 ile tespit etmektedir.

Karıştırma sıcaklığı (F) =

Sıkıştırma sıcaklığı (F) =

0135,0325 w

012,0300 w

Page 33: 28 baha vural_kok

33

İşlenebilirlik yönteminde geniş ve tork ölçebilen bir karıştırıcıya 180 C’de konulan 20 kg ağırlığındaki karışımın 120 C’ye kadar soğuması esnasında karıştırma direncine gösterdiği tork belirlenmektedir. Tork işlenebilirlik ile ters orantılıdır. İşlenebilirlik ile sıcaklık arasındaki ilişki kullanılarak karışımın kolaylıkla işlenebileceği sıcaklık aralığı tespit edilmektedir. Agreganın boyut ve yüzey özelliklerini dikkate alması avantaj iken yeni ekipman gerektirmesi ve zaman alması dezavantaj olarak belirtilmektedir

İşlenebilirlikİşlenebilirlik yöntemi yöntemi

Karışım kaplanma yönteminde, arazideki harman tipi plent ve sürekli tip plentlerdeki karışımı temsil edecek laboratuvar tipi karıştırıcılarda modifiyesiz karışım için dört farlı sıcaklıkta karıştırma yapılarak agregaların bağlayıcı ile kaplanması formül 3 ile tespit edilmektedir.

(3)

Burada C, herhangi bir T sıcaklığındaki kaplanma oranı, a ve b regresyon katsayılarıdır. Yapılan çalışmalarda viskoziteye göre tespit edilen karıştırma sıcaklıklarında modifiyesiz karışımın yatay ve düşey çalışan mikserlerdeki kaplanma oranı sırasıyla %98 ve %89 olarak belirlenmiştir. Daha sonra regresyon modelinden bu kaplama yüzdelerini veren sıcaklıklar modifiyeli karışımlar için tespit edilmektedir

bTeaC

.1

1

Page 34: 28 baha vural_kok

34

Dönel Viskozimetre Deney Sonuçları Dönel Viskozimetre Deney Sonuçları

Dönel vizkozimetre (RV) deneyi, bitümlü bağlayıcıların yüksek sıcaklıktaki akışkanlık karakteristiklerini belirlemek amacıyla uygulanmaktadır. Deneyde, bağlayıcı içerisinde 20 dev/dk. hızla dönen bir milin, dönmeye karşı gösterdiği direnç ile viskozite değerleri elde edilmektedir. Bu yöntemde 135°C ve 165°C’de belirlenen viskozitelerin logaritmik ölçekte birleştirilmesi ile elde edilen doğrudan, karışımların karıştırma-sıkıştırma sıcaklıları sırasıyla 0,17 ± 0,02 Pa.s ve 0,28 ± 0,03 Pa.s viskozitelere karşılık gelen sıcaklıklar olarak tespit edilmektedir. Bu yöntemde ayrıca bağlayıcıların pompalanabilmesi bakımından 135°C’deki viskozite değerlerinin 3 Pa.s’yi (3000 cP) aşmaması önerilmektedir

Page 35: 28 baha vural_kok

35

Şekil 1 135 C deki dönel viskozite değerleri.

Şekil 2 165 C deki dönel viskozite değerleri.

Page 36: 28 baha vural_kok

36

y = -0.1157x + 2.3609R2 = 0.9918

y = -0.0953x + 1.7615R2 = 0.9855

y = -0.0454x + 1.1491R2 = 0.8166

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 1 2 3 4 5

Sasobit oranı (%)

Vis

kozi

te (

Pa.

s)

%4SBS

%3SBS

%2SBS

Şekil 3 135 C’de SBS modifikasyonunda FT-parafin etkisi.

Sadece SBS modifikasyonu viskoziteyi artırırken ve sadece FT-parafin modifikasyonu viskoziteyi düşürürken, SBS ile beraber FT-parafin kullanımında, FT-parafin daha etkin rol üstlenerek viskozitenin düşmesine neden olmaktadır. %2, %3 ve %4 SBS modifikasyonunda aynı zamanda FT-parafin kullanılması durumunda, FT-parafin oranının artması ile beraber viskozite lineer bir şekilde azalmaktadır. Şekildeki doğruların eğimleri büyükten küçüğe doğru sırasıyla %4 SBS, %3 SBS ve %2 SBS doğrularına aittir. %4 SBS eğrisinde eğimin fazla olması, FT-parafinin yüksek oranda SBS modifikasyonunda viskoziteyi düşürme üzerinde daha etkili olduğuna işaret etmektedir. Benzer eğilim 165 C’deki viskoziteler içinde söz konusudur.

Page 37: 28 baha vural_kok

37

Saf bağlayıcıya %2, %3 ve %4 oranında FT-parafin ilavesi karıştırma-sıkıştırma sıcaklıklarını ortalama 4,2 C, 5,7 C ve 7,2 C düşürmektedir. Saf bağlayıcıya %2, %3 ve %4 oranında SBS ilavesi karıştırma-sıkıştırma sıcaklıklarını ortalama 15,8 C, 25,6 C ve 33 C artırmaktadır.

Şekil 4 SBS-FT parafin bağlayıcılarının karıştırma-sıkıştırma sıcaklıkları.

Page 38: 28 baha vural_kok

38

Sabit Kesme Viskozitesi Deney SonuçlarıSabit Kesme Viskozitesi Deney Sonuçları

SBS modifikasyonunda katkı oranı ile birlikte bütün sıcaklıklarda viskozite artmaktadır. %4 SBS ilavesi saf bağlayıcının viskozitesini bütün sıcaklıklarda ortalama 4,8 kat artırmaktadır. FT-parafin modifikasyonunda %4 FT-parafin ilavesi viskoziteyi 76, 82, 88 C’de sırasıyla %63, %30 ve %24 artırmaktadır. Bu artışlar SBS modifikasyonundaki değerler yanında çok düşük olmasına karşın dönel viskozimetre deneyinde olduğu gibi FT-parafin ilavesi deney sıcaklıklarının RV deneyindeki kadar yüksek olmamasından dolayı viskoziteyi düşürmemiştir

Şekil 5 Katkı oranı-viskozite ilişkisi.

Page 39: 28 baha vural_kok

39

RV deneyinde SBS ile beraber FT-parafin kullanımı viskoziteyi düşürürken daha düşük sıcaklıkta (82 C) yapılan bu deney yönteminde FT-parafin, SBS modifiyeli bağlayıcıların viskozitesini düşürememekte ancak çok fazla artmasına engel olmaktadır. Sıcaklığın artması ile birlikte RV deneyine göre FT-parafinin SBS modifiyeli bağlayıcıların viskozitesini azaltma üzerindeki etkisi belirgin hale gelmektedir.

Şekil 6 82 C’de katkıların birlikte kullanımının viskoziteye etkisi.

Page 40: 28 baha vural_kok

40

En yüksek ve en düşük sıcaklıklara sırasıyla %4 SBS ve %4 FT-parafin modifiyeli bağlayıcılar sahip olmuştur. %4 SBS modifikasyonuna %4 FT-parafin ilavesi karıştırma-sıkıştırma sıcaklığını ortalama 18 C düşürmektedir. %3 SBS modifikasyonuna %4 FT-parafin ilavesi ise karıştırma-sıkıştırma sıcaklığını ortalama 22 C düşürmektedir

Şekil 7 Bağlayıcı tiplerine göre karıştırma-sıkıştırma sıcaklıklarındaki değişim.

-18

-22

Page 41: 28 baha vural_kok

41

Şekil 8 Bağlayıcıların faz açısı- frekans ilişkisi.

Faz açısı yöntemi deney sonuçlarıFaz açısı yöntemi deney sonuçları

Şekil 9 Bağlayıcıların kompleks modülü- frekans ilişkisi.

Page 42: 28 baha vural_kok

42

Faz açısı yöntemi deney sonuçlarıFaz açısı yöntemi deney sonuçları

En düşük faz açısı değerine %4 SBS ve %4 FT-parafinin beraber kullanıldığı bağlayıcı, en yüksek faz açısı değerine ise sadece %3 FT-parafinin kullanıldığı bağlayıcı sahip olmuştur. Deneye tabi tutulan toplam 16 farklı kombinasyondaki bağlayıcılardan 8 tanesi 86 C faz açısını görürken 8 tanesi daha sonra tek frekans (0,01 rad/s) değerinde bile esnek davranış sergileyerek bu faz açısı değerine gelmemiştir.

Frekans rad/s(86 C faz açısında)

Sıcaklıklar C

Karıştırma Sıkıştırma

0 - 0 13,44 156,1 143,8

0 - 2 5,75 158,5 145,4

0 - 3 5,09 158,8 145,6

0 - 4 3,15 160,0 146,6

2 - 0 4,4 159,2 145,9

2 - 2 1,25 162,2 148,4

2 - 3 1,25 162,2 148,4

3 - 0 0,800 163,3 149,3

3 - 2 0,858 163,1 149,2

Page 43: 28 baha vural_kok

43

Dönel viskozimetrede sadece SBS modifikasyonunda karışımların viskozite değerleri katkı oranının artması ile birlikte üstel bir şekilde artarken sadece FT-parafin modifikasyonunda lineer bir şekilde azalmaktadır. Ancak viskozitelerin dönel viskozimetreye göre daha düşük sıcaklıkta tespit edildiği sabit kesme viskozitesi yönteminde sadece FT-parafin modifikasyonunda da azda olsa katkı oranı ile birlikte artış olmaktadır.

Katkıların aynı karışım içinde birlikte kullanılmaları durumunda FT-parafin, SBS modifikasyonunun viskozitesini üstel bir şekilde artırmasına engel olarak bu artışı doğrusal bir hale getirmekte ve karıştırma-sıkıştırma sıcaklıklarını önemli ölçüde düşürmektedir.

çok fazla elastik özellik sergileyecek bağlayıcıların karıştırma-sıkıştırma sıcaklıklarının faz açısı yöntemi ile belirlenmesinin güç olduğu tespit edilmiştir.

Sabit kesme viskozitesi yöntemi, sadece FT-parafin modifiyeli bağlayıcıların karıştırma-sıkıştırma sıcaklıklarını dönel viskozimetre yöntemine göre yaklaşık 20 C, sadece SBS ve SBS+ FT-parafin modifiyeli bağlayıcıların karıştırma-sıkıştırma sıcaklıklarını 20-40 C daha düşük vermektedir.

Page 44: 28 baha vural_kok

44

TeşekkürlerTeşekkürler

Teşekkürler

Teşekkürler