NANOSİLİKANIN BİTÜMÜN KIVAMI, VİSKOZİTESİ VE MİKROYAPISINA ETKİLERİ

Abstract

Bu çalışmada, nanosilika katkısının bitümlerin önemli özelliklerinden olan kıvam, viskozite ve mikroyapı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla, penetrasyon sınıfı B 160/220 olan saf bitüme ağırlıkça %1, %3, %5 ve %7 oranlarında nanosilika katkısı eklenerek modifiye bitümler elde edilmiştir. Elde edilen saf ve modifiye bitümlerin fiziksel özellikleri penetrasyon, yumuşama noktası, düktilite ve dönel ince film etüvü (RTFO) testleri ile belirlenmiştir. Ayrıca, bitümlerin sıcaklığa karşı hassasiyetlerinin bir ölçüsü olarak kabul edilen penetrasyon indeksi (PI) değerleri de hesaplanmıştır. Daha sonra, bağlayıcıların yüksek sıcaklıklardaki akıcılıkları dönel viskozimetre (RV) deneyi ile, mikroyapılarında meydana gelen değişim ise taramalı elektron mikroskopu (SEM) analizi ile belirlenmiştir. Fiziksel test sonuçlarına göre, nanosilika katkısıyla bağlayıcıların sertleşerek penetrasyon sınıfının B 100/150 olarak değiştiği, %5 nanosilika oranının kritik bir oran olduğu ve bu oranda sıcaklık hassasiyetinin azaldığı görülmüştür. RV sonuçlarına göre, katkı ilavesi ile bağlayıcıların viskozite değerlerinin artış gösterdiği ve dolayısıyla karıştırma-sıkıştırma sıcaklıklarının da arttığı görülmüştür. SEM sonuçlarına göre, nanosilika ilavesiyle homojen bir bitüm-nanosilika karışımının elde edildiği görülmüştür.

In this study, the effects of nanosilica additive on consistency, viscosity and microstructure, which are important properties of bitumens, were investigated. For this purpose, modified bitumens were obtained by adding 1%, 3%, 5% and 7% nanosilica additives by weight to pure bitumen with penetration class B 160/220. The physical properties of the obtained pure and modified bitumens were determined by penetration, softening point, ductility and rolling thin film oven (RTFO) tests. In addition, penetration index (PI) values, which are considered as a measure of the sensitivity of bitumens to temperature, were also calculated. Then, the flowability of the binders at high temperatures was determined by the rotational viscometer (RV) test, and the change in their microstructure by scanning electron microscopy (SEM) analysis. According to the physical test results, it was observed that with the hardening of the binders with the nanosilica additive, the penetration class changed to B 100/150, the rate of 5% nanosilica was a critical ratio and the temperature sensitivity decreased at this rate. According to the RV results, it was observed that the viscosity values of the binders increased with the addition of additives and thus the mixingcompaction temperatures also increased. According to the SEM results, it was observed that a homogeneous bitumen-nanosilica mixture was obtained with the addition of nanosilica.