1. ORGANİK ILIK KARIŞIM ASFALT KATKISININ
ORGANİK ILIK KARIŞIM ASFALT KATKISININ
MODİFİYELİ BAĞLAYICILARLA BİRLİKTE
MODİFİYELİ BAĞLAYICILARLA BİRLİKTE
KULLANILMASI VE KARIŞTIRMA-SIKIŞTIRMA
KULLANILMASI VE KARIŞTIRMA-SIKIŞTIRMA
SICAKLIĞI BAKIMINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ
SICAKLIĞI BAKIMINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ
Baha Vural KÖK
Baha Vural KÖK
Mehmet YILMAZ
Mehmet YILMAZ
Mustafa AKPOLAT
Mustafa AKPOLAT
1
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.
2
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
3
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.
4
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.
5
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.
7
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.
8
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.
9
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.
12
13. Dinamik kayma reometresi deneyi (DSR)
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
o
C’lerde DSR deneyi uygulanmıştır.
13
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.
14
15. Tablo 2 Yumuşama noktası açısından SBS modifikasyonu içinde FT-parafin etkisi
SBS (%)
2
FTparafin
(%)
3
4
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
Tablo 3. Yumuşama noktası açısından FT-parafin modifikasyonu içinde SBS etkisi
FT-parafin (%)
2
4
0
SBS (%)
3
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
15
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.
16
17. Pnetrasyon indisi (PI)
5
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
-0.5 0
-1
y = -0.1595x2 + 1.842x - 0.6062
FT-parafin
R2 = 0.9997
SBS
y = -0.2144x2 + 1.5427x - 0.5845
R2 = 0.9839
1
2
3
4
5
Katkı oranı (%)
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.
17
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.
18
19. 2.05
Şekil 5. 0.1 Hz 50 °C’de katkı oranı-G* ilişkisi.
1.75
Şekil 7 1 Hz 50 °C katkı oranı-G* ilişkisi.
3.33
Şekil 6 0.1 Hz 80 °C katkı oranı-G* ilişkisi.
3.12
Şekil 8 1 Hz 80 °C katkı oranı-G* ilişkisi.
19
20. %4SBS
%3SBS
%2SBS
%4 FT
%3 FT
%2 FT
Şekil 9 0,1 Hz’de modifikasyon indisinin sıcaklıkla değişimi.
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.
20
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
21
artırmaktadır.
22. FT-parafin katkısının ayrı olarak kullanılması durumunda
bağlayıcının yumuşama noktası önemli derecede artmaktadır.
modifiye
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.
22
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 karıştırmasıkıştırma 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.
24
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
25
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
26
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
0,28±0,03 Pa.s viskozitelere karşılık gelen sıcaklıklar olarak
belirlenmektedir
27
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 0,35±0,03 Pa.s viskozitelere
karşılık gelen sıcaklıklar olarak belirlenmektedir
28
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.
30
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
31
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°) =
325w −0, 0135
Sıkıştırma sıcaklığı (F°) =
300 w −0, 012
32
33. İşlenebilirlik yöntemi
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
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.
1
(3)
C=
− bT
1 + a.e
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
33
34. 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
34
35. Şekil 1 135 °C deki dönel viskozite değerleri.
Şekil 2 165 °C deki dönel viskozite değerleri.
35
36. Viskozite (Pa.s)
3
y = -0.1157x + 2.3609
R2 = 0.9918
2.5
y = -0.0953x + 1.7615
R2 = 0.9855
2
%4SBS
1.5
%3SBS
1
%2SBS
y = -0.0454x + 1.1491
R2 = 0.8166
0.5
0
0
1
2
3
4
5
Sasobit oranı (%)
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 FTparafin 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
36
konusudur.
37. Şekil 4 SBS-FT parafin bağlayıcılarının karıştırma-sıkıştırma sıcaklıkları.
Saf bağlayıcıya %2, %3 ve %4 oranında FT-parafin ilavesi karıştırmasıkıştırma 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.
37
38. Sabit Kesme Viskozitesi Deney Sonuçları
Şekil 5 Katkı oranı-viskozite ilişkisi.
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 FTparafin ilavesi deney sıcaklıklarının RV deneyindeki kadar yüksek
38
olmamasından dolayı viskoziteyi düşürmemiştir
39. Şekil 6 82 °C’de katkıların birlikte kullanımının viskoziteye etkisi.
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.
39
40. -18
-22
Şekil 7 Bağlayıcı tiplerine göre karıştırma-sıkıştırma sıcaklıklarındaki değişim.
En yüksek ve en düşük sıcaklıklara sırasıyla %4 SBS ve %4 FT-parafin
modifiyeli bağlayıcılar sahip olmuştur. %4 SBS modifikasyonuna %4 FTparafin ilavesi karıştırma-sıkıştırma sıcaklığını ortalama 18 °C
düşürmektedir. %3 SBS modifikasyonuna %4 FT-parafin ilavesi ise
karıştırma-sıkıştırma sıcaklığını ortalama 22 °C düşürmektedir
40
41. Faz açısı yöntemi deney sonuçları
Şekil 8 Bağlayıcıların faz açısı- frekans ilişkisi.
Şekil 9 Bağlayıcıların kompleks modülü- frekans ilişkisi.
41
42. Faz 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 FTparafinin 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
42
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 FTparafin, 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
43
karıştırma-sıkıştırma sıcaklıklarını 20-40 °C daha düşük vermektedir.
