1. Düşük Sıcaklık Asfalt Karışımı – Balmumu Katkılı
Dr. Thorsten Butz (Sasol Wax GmbH, Hamburg)
Sebahattin HAN (Teknomet Mühendislik, Ankara)
2. FT (Fischer-Tropsch ) Balmumu Nedir?
• Bir tür, yüksek molekül kütleli sentetik alifatik
hidrokarbondur.
• Molekül uzunluğu C40 ve C120 arasındadır. Kömür veya
doğal gazın Fischer-Tropsch sentezi ile üretilir.
• Yüksek erime sıcaklığı – katılaşma noktası min. 99°C, erime
aralığı 70-115°C
• Sert – 25°C sıcaklıkta iğne penetrasyon < 1 dmm
• Düşük viskozite - 135°C sıcaklıkta viskozitesi 12 mPas
3. FT Balmumu - Malzemenin Bitüm İçinde Çözülmesi
• FT Balmumu 115°C üzerindeki
sıcaklıklarda, bitüm içinde tamamen
ve homojen olarak karışır.
• Bitüm viskozitesini azaltır
• Yüksek-Kesmeli değirmen
karıştırıcıya gerek yoktur.
• Ayrışma veya çökelme yoktur. Hatta,
katılaşma sonrası bitüm tekrar
ısıtıldığında bile ayrışma yoktur.
• Bitümün sağlamlığı/direnci (rigidity)
artar.
4. FT Balmumu - Bitüm İçindeki İşlevi (Etkisi)
• FT Balmumu bitümün içinde
90°C ve 70°C arasında
katılaşarak, mikroskopik
boyutta çubuk şeklinde ve
düzenli aralıklarla dağılır.
• B 50/70 içinde %4 FT
Balmumu Elektron
Mikroskop ile görüntüsü
• FT Balmumu çubuk
formundaki parçalar, bitüm
içinde donatı oluşturup
bitümü kuvvetlendirir.
5. FT Balmumu - İğne Penetrasyon Üzerindeki Etkisi
Penetrasyon [dmm] 25°C sıcalıkta
Penetration at 25°C [dmm]
100
90
80
70
60
50
40
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
Percentage of Sasobit ® Balmumu oranı
70/100 bitüm içinde FT in 70/100 bitum en
6,0
6. FT Balmumu - Yumuşama Noktası Üzerindeki Etkisi
Yumuşama Point [°C]
Softening Noktası[°C]
100
90
80
70
60
50
40
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
70/100 bitüm içinde FT Balmumu oranı
Percentage Sasobit® in 70/100
5,0
6,0
8. Plent Karışımı ve Serim/Sıkıştırma Performansı
Servis oC
Plent karışım aşaması:
Karışım/Sıkıştırma oC
• >20°C karışım sıcaklığında
olabilecek azalma
• Uyum & kolay karışım
• Karışım süresinde azalma
• Enerji tasarrufu
KLASİK ASFALT
FT Balmumu MODİFİYELİ ASFALT
Serim ve sıkıştırma:
• Daha düşük sıcaklıkta çalışma
veya çalışabilme süresinde
artış
• Dumanın (atığın) azalması
• Havanın daha az etkisi
• Daha az silindir sıkıştırması
• Hızlı serim ve kaplama
10 oC
100oC
180oC
9. Karışım, Depolama, Nakliye,
Serim ve Servis Aşamasında Asfaltın Yaşlanması
7
S a s oFT Balmumu
b it ® s h ifts
Oksidasyon eğrisini
th e e n tire
o x id aaşağı u rve
tio n c çeker.
Daha az yaşlanma
d o w n w ard s
Yaşlanma,
A g in g a fte r 8
8 yıl kullanım ’sonrasıe
ye a rs s e rvic
4
3
2
1
----------------------------------
5
------------------------
Yaşlanma indeksix ,
A g in g in d e
a / o
6
0
A g in g d uYaşlanma, e,
rin g sto ra g
depolama, nakliye,lica tio n
tra n s p o rta tio n a n d a p p uygulama
100°C üzerindeki
F O R E V E R Y 1 0 o C /5 0 °F
A B V E 1 0 0 O C /2 1 2 °F
HerO10°CAsıcaklık, artışı,
THE R TE O F
asfaltınA T IO N O F
O X ID oksidasyonunu
A S P Hiki T D O U B L E S
A L kat arttırır
A g in g Yaşlanma, in g
d u rin g m ix
karışım sırasında
2
4
6
A gYaş, yıllar
e , ye a rs
8
10
12
10. FT Balmumu - Asfalt Sıkıştırmadaki Etkisi
Taş Mastik Asfalt 0/11 S; 70/100 bitüm
C om
Mukavemeti e *Nm+
Sıkışma pa c tio n re s is ta ncD D [N m ]
40,0
3 ,0
35,0
2 ,5
30,0
25,0
2 ,0
20,0
1 ,5
15,0
1 ,0
10,0
0 ,5
5,0
(Marşal pe c im e n) [%
Boşluk(M a rs ha ll snumunesi) ]*+%+
vo ids
3 ,5
45,0
1
S
(S )
a
b
e
D
d
d: Marşal numune yüksekliği
a,b: Çekme katsayısı
(herbir karışıma bağlı olarak değişir)
S: Marşal vuruş sayısı
D: Sıkışma mukavemeti
0 ,0
0,0
0 ,0
0 ,5
1 ,0
1 ,5
2 ,0
2 ,5
3 ,0
3 ,5
4 ,0
4 ,5
Sasobit *ağırlıkça %+
S a s o bit [wt.% ]
TMA 0/11 için Sıkışma mukavemeti ve boşluk miktarı
(Veri kaynağı: Asphalt Laboratory A. J. Hinrichsen; Değerlendirme raporu No. 9801 part II “FT Balmumu ürünün
bitüm ve asflat özellikleri üzerindeki akışkanlık geliştirmesi değerlendirmesi”, Hamburg, 1998)
12. Asfalt Sıcaklığına Bağlı Olarak Sıkıştırma
150
140
85°C sıcaklıkta dahi sıkıştırma 2,5% arttı
Sıcaklık [ °C ]
130
2,285
2,28
2,27
2,27
2,26
120
2,350
2,300
2,250
2,23
100
2,200
85
80
2,15
79
78
2,150
70
66
60
60
2,100
40
2,050
20
2,000
1,975
0
1,950
0
1
2
3
4
5
6
Silindirleme sayısı (rolling cycle number)
7
8
Yoğunluk [ g/ cm³ ]
160
13. Tekerlek- izi derinliği [mm]
FT Balmumu - Tekerlek İzi Üzerindeki Etkisi
Devir (cycles)
Taş Mastik Asfalt 0/11S
(çelik tekerlek ve 50°C sıcaklıkta test)
14. FT Balmumu – Düşük Sıcaklık Performansı Etkisi
Fraass Kırılma Noktası
FT Balmumunun, Fraass Kırılma Noktası üzerinde hiçbir etkisi yoktur.
Buna karşın, muhtemelen test metodunun belirsizliğinden
kaynaklanan, çok az artma ve azalma tesbit edilmiştir.
ASPHALTA Test ve Araştırma Topluluğu, Berlin, Report No 806099:
T e st M e th o d
S a so b it (% w t.)
0 .0
S often in g p oint
(R & B )
P en etration /2 5 C
F raass p oin t
[ C]
[m m /1 0]
[ C]
1 .5
3 .0
4 .5
48
52
76
96
71
48
42
37
-7 .5
-7 .5
-6 .5
-7 .5
15. FT Balmumu Düşük-sıcaklık Performansı Etkisi
Asfalt Soğuma Testi (Prof. Arand/Renken)
Asfalt numunesi 10 K/saat oranında soğutmaya sokulur. Soğuma sonucu
numunede büzülme olur. Numune boyu sabit tutulduğundan dolayı, numune
üzerinde çekme mukavemeti oluşur ve sonunda numune kırılır. Oluşan
maksimum çekme-mukavemeti ve kırılma-sıcaklığı kaydedilir.
Karşılaştırmalar, arazide düşük sıcaklık çatlaması
oluşmasının, laboratuvardaki oluşumdan en az 10°C daha aşağıda olduğunu
göstermiştir.
Maksimum ısıdan
Asfalt karışımı - Bağlayıcı
SMA 0/11 S : B 50/70
SMA 0/11 S : B 50/70 + 3 % FT Balmumu
Gussaphalt 0/ 11 : B 30/45
Gussaphalt 0/ 11 : B 30/45+ 3 % FT Balmumu
Gussaphalt 0/ 11 : PmB 45
Gussaphalt 0/ 11 : PmB 45+ 3 % FT Balmumu
kaynaklı gerilme stresi
[N/mm2]
4,4
4,5
6,0
5,9
6,8
7,0
Kopma Sıcaklık
[°C]
-25,0
-24,5
-26,5
-25,5
-30,0
-30,0
18. FT Balmumu Modifiyeli Bitüm - SmB
Avrupa normu, bitümü DIN EN 12591 standardı ile tanımlar. (European norm)
Penetrasyon değeri, sınıflandırma derecesi amacıyla kullanılır.
birim
70/100
SmB 45
50/70
SmB 35
30/45
SmB 25
Penetrasyon @ 25°C
1/10 mm
70-100
35-55
50-70
30-50
30-45
20-35
Yumuşama Noktası
°C
43-49
70-80
48-54
75-85
53-59
80-90
Parlama Noktası
Min. °C
230
230
230
230
240
240
Fraass kırılma noktası
Max. °C
-10
-10
-8
-8
-5
-5
19. Ağır Yük - Kaplamalar Havaalanı ve Limanlar için Kullanım
• Ağır yük altındaki kaplamaların
tasarımındaki birincil koşul,
deformasyona karşı direnç.
• Binder tabakası, deformasyona
yol açan kuvvet darbelerini
karşılamaya çalışır.
• FT-Balmumu kullanımı binder
tabakasını güçlendirir
W ea rin g c o u rs e
B in d e r c o u rs e
B a s e c o u rse
m ax .
τ
20. Ağır Yük - Kaplamalar Havaalanı ve Limanlar için Kullanım
21. Ağır Yük - Kaplamalar Havaalanı ve Limanlar İçin Kullanım
22. FT Balmumu - PmB ile birlikte kullanımı
PmB kullanımı:
• Özellikle çok yoğun trafik altında, PmB’lerin modiye olmamış bitüme göre
üstünlüklerini kanıtlamıştır,.
• Avrupa ulaşım endüstrisi trafik yoğunluğundaki artış, daha fazla yük-taşımayı ve bu
da çok sert PmB uygulamalarına neden oluyor.
PmB çelişkisi:
• PmB üretimindeki yüksek sıcaklık ihtiyacı vardır, ki bu da daha fazla buharlaşma
yaratır ve polimer özelliklerinde bozulmaya sebep olabilir. Ayrıca plent karışımındaki
sıcaklık artışı bitüm yaşlanmasını arttırır.
Çözüm (PmB + FT Balmumu):
• FT Balmumu katkı maddesi olarak kullanılabilir. (1-1.5%) gibi düşük oranlar ile düşük
sıcaklıklardaki çalışma iyileştirilir.
• SmB ve PmB’nin “gerçek” kombinasyonu, PmB’den oluşan elastik özellikler ile
SmB’den oluşan düşük PEN ve yüksek Yumuşama-Noktası özelliklerini birleştirir.
23. FT Balmumu - Avantajları
• Bitüm akışkanlığında artış (viskozitede azalma)
–
–
–
–
–
–
–
Çalışabilme özelliğinde gelişme
Kolay sıkıştırma ve daha iyi stabilite
Sıkıştırma süresinde artış imkanı
Nakliye süresi/mesafesinde artış imkanı
Daha uzun çalışma mevsimi
El ile sermenin mümkün olması
Üretim sıcaklığında azalma ve enerji tasarrufu
• Enerji tasarrufu, daha az gaz/duman çıkışı (özellikle kapalı
alanlarda mastik-asfalt uygulamaları için)
• Serme/sıkıştırma süresinde azalma ve işgücü tasarrufu
• Oksidasyonda azalma, kaplama ömrünün uzaması
24. FT Balmumu - Avantajları
• Deformasyon direncinde gelişme
– Konteyner sahalarında
– Otobüs duraklarında
– Endüstriyel yollarda
– Havaalanlarında
– Çok kullanılan yollarda
– Yoğun trafik taşıyan her tür yollarda
25. Sonuç
• FT Balmumu ile deformasyona dirençli + düşük
sıcaklıklarda serme/sıkıştırma + kaplamada stabilite
ile yol ömründe artış sağlanır.
• Ağır yük tipi kaplamalarda, modifiye edici katkı olarak
FT Balmumu kullanımına özen verilmeli.
• FT Balmumu ürünü kendine has viskozite azalması +
donatı oluşturma niteliklerinden dolayı, asfalt dizayn
mühendisinin yeni ve çok yönlü yardımcısı olur.
