Farklı oranlardaki poliolefin polimer karışımları ve SBS kopolimerinin bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi
Yıl: 2023 Cilt: 12 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 827 - 834 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.28948/ngumuh.1167716 İndeks Tarihi: 21-07-2023
Farklı oranlardaki poliolefin polimer karışımları ve SBS kopolimerinin bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi
Öz: Bu çalışmada, farklı oranlardaki poliolefin karışımlarının (polipropilen(PP):polietilen(PE)) saf bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkisinin belirlenmesi ve SBS (stiren-butadiyen-stiren) modifiye bitümler ile karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, saf bitüm farklı oranlardaki poliolefin karışımları (PP:PE) ve ayrıca %2SBS, %4SBS ve %4PP ile modifiye edilmiştir. Polimerlerin saf bitüm üzerindeki etkilerini değerlendirmek için tüm bağlayıcıların viskozite, yumuşama noktası, penetrasyon, sıcaklık hassasiyeti ve karıştırma-sıkıştırma sıcaklık değerleri belirlenmiştir. 135°C’deki deney sonuçları, 3:1 PP:PE ve 1:3 PP:PE katkılı bitümlerin viskozitelerinin, %2SBS ve %4PP modifiye bitümlerin viskozite değerlerinden daha yüksek olduğunu göstermiştir. %4 SBS katkılı bitümün en az sıcaklık hassasiyetine ve 135°C’de en yüksek viskozite değerine sahip bağlayıcı olduğu görülmüştür. 135°C’de tüm bağlayıcıların viskozitelerinin 3 Pa s şartname kriterini aşmadıkları tespit edilmiştir. 3:1 PP:PE modifiye bitümün diğer poliolefin katkılı bitümlerden ve %2SBS modifiye bitümden daha az sıcaklık hassasiyetine sahip bağlayıcı olduğu belirlenmiştir. Sonuçlar, tüm polimer modifiye bitümler arasında %2SBS katkılı bitümün en düşük karıştırma-sıkıştırma sıcaklıklarına sahip bağlayıcı olduğunu göstermiştir.
Anahtar Kelime: Comparatively evaluation of the effects of polyolefin polymer blends in different ratios and SBS copolymer on viscosity and temperature susceptibility of bitumen
Öz: In this study, it was aimed to detect the effects of different polyolefin mixtures (polypropylene(PP): polyethylene(PE)) on the viscosity and temperature susceptibility of pure bitumen and was also aimed to comparatively evaluate with SBS (styrene-butadiene-styrene) modified bitumens. For this purpose, bitumen was modified with different polyolefin mixtures (PP:PE) and was also modified with 2%SBS, 4%SBS and 4%PP. To evaluate the effects of polymers on pure bitumen, viscosity, softening point, penetration, temperature susceptibility and mixing-compaction temperature values of all bituminous binders were detected. The test results at 135°C showed that, the viscosities of 3:1 PP:PE and 1:3 PP:PE modified bitumens were higher than the viscosities of 2%SBS and 4%PP modified bitumens. It was seen that, 4%SBS modified bitumen was the binder with the lowest temperature sensitivity and the highest viscosity at 135°C. It was detected that the viscosities of all binders at 135°C did not exceed the 3 Pa s specification criterion. It was determined that, 3:1 PP:PE modified bitumen was a binder with a lower temperature sensitivity than other polyolefin modified bitumens and 2%SBS modified bitumen. Results showed that 2%SBS modified bitumen was the binder with the lowest mixing-compaction temperatures among all of the polymer modified binders.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- D. Whiteoak, J. Read, Shell bitumen handbook. Fifth edition, London, 2003.
- A. Behnood and M. M. Gharehveran, Morphology, rheology, and physical properties of polymer-modified asphalt binders. European Polymer Journal, 112, 766 - 791,2019.https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2018.10.049.
- B. Furtana, E. Yalçın, B. V. Kök, and M. Yılmaz, Laboratory comparison of EVA based resin and SBS modified bituminous binder. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 9 (1), 358 - 365, 2020. https://doi.org/10.28948/ngumuh.561615.
- Y. Ma, H. Zhou, X. Jiang, P. Polaczyk, R. Xiao, M. Zhang and B. Huang, The utilization of waste plastics in asphalt pavements: A review. Cleaner Materials 2, 100031,2021.https://doi.org/10.1016/j.clema.2021.100031.
- T. Geçkil and C. B. İnce, Atık LDPE' nin asfaltın fiziksel ve işlenebilirlik özelliklerine etkisi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11(4), 1103 -1114,2021. https://doi.org/ 10.17714/gumusfenbil.931151.
- P. Ahmedzade, The investigation and comparison effects of SBS and SBS with new reactive terpolymer on the rheological properties of bitumen, Construction and Building Materials 38, 285–291, 2013. http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.07.090.
- D. Jubinville, E. Esmizadeh, S. Saikrishnan, C. Tzoganakis, T. Mekonnen, A comprehensive review of global production and recycling methods of polyolefin (PO) based products and their post-recycling applications. Sustainable Materials and Technologies, 25, e00188, 2020. https://doi.org/10.1016/ j.susmat.2020.e00188 .
- R. O. Ebewele, Polymer Science and Technology. CRC Press LLC, New York, 2000.
- G. D. Airey, Rheological properties of styrene butadiene styrene polymer modified road bitumens. Fuel, 82, 1709 -1719, 2003. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(03)00146-7 .
- G. Polacco, S. Filippi, F. Merusi, G. Stastna, A review of the fundamentals of polymer-modified asphalts: Asphalt/polymer interactions and principles of compatibility. Advances in Colloid and Interface Science, 224, 72-112, 2015. http://dx.doi.org/ 10.1016/j.cis.2015.07.010 .
- Q. Zhang, T. Wang, W. Fan, Y. Ying, Y. Wu, Evaluation of the properties of bitumen modified by SBS copolymers with different styrene–butadiene structure, Journal of Applied Polymer Science, 40398, 1-7, 2014, https://doi.org/10.1002/app.40398 .
- L.B. Canto, G.L. Mantovani, E.R. deAzevedo, T.J. Bonagamba, E. Hage and L.A. Pessan, Molecular characterization of styrene-butadiene-styrene block copolymers (SBS) by GPC, NMR, and FTIR. Polymer Bulletin,57,513–524,2006, https://doi.org/10.1007/s00289-006-0577-4.
- KRATON™ D1192 A Polymer, Kraton data documan. K0017 Europe 2/24/2022, https://kraton.com/products/ KRATON_D_SBS_SBS_OE.php. 07.02.2023.
- J.G. Drobny, Handbook of Thermoplastic Elastomers. Second Edition, Elsevier, 2014.
- P. Ahmedzade, A. Fainleib, T. Günay and O. Grigoryeva, Geri dönüştürülmüş atık polipropilenin bitümlü bağlayıcılarda kullanılması. İMO Teknik Dergi, 7497-7513, Yazı 456, 2016.
- İ. Bektaş, E. Yalçın, Ö. E. Yamaç and M. Yılmaz, İki farklı düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) plastik atığın bitüm modifikasyonunda kullanımı. Fırat Üniversitesi Müh. Bil. Dergisi, 33(1), 339-346, 2021. https://doi.org/10.35234/fumbd.868039.
- M. R. Kakar, P. Mikhailenko, Z. Piao, M. Bueno and L. Poulikakos, Analysis of waste polyethylene (PE) and its by-products in asphalt binder. Construction and Building Materials, 280, 122492, 2021. https://doi.org/ 10.1016/j.conbuildmat.2021.122492.
- A. Eckstein, J. Suhm, C. Friedrich, R.D. Maier, J. Sassmannshausen, M. Bochmann and R. Mulhaupt, Determination of plateau moduli and entanglement molecular weights of ısotactic, syndiotactic, and atactic polypropylenes synthesized with metallocene catalysts. Macromolecules, 31, 1335-1340, 1998. https://doi.org/10.1021/ma971270d
- X.M. Zhang, S. Elkoun, A. Ajji, M.A. Huneault, Oriented structure and anisotropy properties of polymer blown films: HDPE, LLDPE and LDPE. Polymer 45, 217–229,2004. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2003.10.057.
- S. Ho, R. Church, K. Klassen, B. Law, D. MacLeod, and L. Zanzotto, Study of recycled polyethylene materials as asphalt modifiers. Canadian Journal of Civil Engineering,33,968–981,2006. https://doi.org/10.1139/L06-044.
- X. Zhao, M. U. Rahman, T. Dissanayaka, F. Gharagheizi, C. Lacerda, S. Senadheera, R. C. Hedden and G. F. Christopher, Rheological behavior of a low crystallinity polyolefin-modified asphalt binder for flexible pavements. Case Studies in Construction Materials 15, e00640, 2021. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2021.e00640.
- İ. Gökalp, H.M. Çetin, Y. Özinal, H. Gündoğan, V.E. Uz, Polimer modifiye bitüm modifikasyonuna etki eden parametreler üzerine bir literatür araştırması, Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi,8(2),954-964,2019. https://doi.org/ 10.28948/ngumuh.479148.
- ASTM-D5, Standard Test Method for Penetration of Bituminous Materials, West Conshohocken, 2006.
- ASTM-D36, Standard Test Method for Softening Point of Bitumen (Ring-and-Ball Apparatus), West Conshohocken, 2006.
- ASTM-D-4402. Standard Test Method for Viscosity Determination of Asphalt at Elevated Temperatures Using a Rotational Viscometer, 2002.
- J. P. Zaniewski and M. E. Pumphrey, Evaluation of performance graded asphalt binder equipment and testing protocol, West Virginia, Technical Report, April 2004.
- D. Lesueur, The colloidal structure of bitumen: Consequences on the rheology and on the mechanisms of bitumen modification. Advances in Colloid and Interface Science145,42–82,2009. https://doi.org/10.1016/ j.cis.2008.08.011.
- A. Schaur, S.H. Unterberger, R. Lackner, Impact of molecular structure of PP on thermo-rheological properties of polymer-modified bitumen. Construction and Building Materials, 287, 122981, 2021. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122981.
- T. McNally, Polymer Modified Bitumen, Properties and characterisation. Woodhead Publishing Limited, Canada, 2011.
| APA | ATASAĞUN N (2023). Farklı oranlardaki poliolefin polimer karışımları ve SBS kopolimerinin bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi. , 827 - 834. 10.28948/ngumuh.1167716 |
| Chicago | ATASAĞUN NESLIHAN Farklı oranlardaki poliolefin polimer karışımları ve SBS kopolimerinin bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi. (2023): 827 - 834. 10.28948/ngumuh.1167716 |
| MLA | ATASAĞUN NESLIHAN Farklı oranlardaki poliolefin polimer karışımları ve SBS kopolimerinin bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi. , 2023, ss.827 - 834. 10.28948/ngumuh.1167716 |
| AMA | ATASAĞUN N Farklı oranlardaki poliolefin polimer karışımları ve SBS kopolimerinin bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi. . 2023; 827 - 834. 10.28948/ngumuh.1167716 |
| Vancouver | ATASAĞUN N Farklı oranlardaki poliolefin polimer karışımları ve SBS kopolimerinin bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi. . 2023; 827 - 834. 10.28948/ngumuh.1167716 |
| IEEE | ATASAĞUN N "Farklı oranlardaki poliolefin polimer karışımları ve SBS kopolimerinin bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi." , ss.827 - 834, 2023. 10.28948/ngumuh.1167716 |
| ISNAD | ATASAĞUN, NESLIHAN. "Farklı oranlardaki poliolefin polimer karışımları ve SBS kopolimerinin bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi". (2023), 827-834. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1167716 |
| APA | ATASAĞUN N (2023). Farklı oranlardaki poliolefin polimer karışımları ve SBS kopolimerinin bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 12(3), 827 - 834. 10.28948/ngumuh.1167716 |
| Chicago | ATASAĞUN NESLIHAN Farklı oranlardaki poliolefin polimer karışımları ve SBS kopolimerinin bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 12, no.3 (2023): 827 - 834. 10.28948/ngumuh.1167716 |
| MLA | ATASAĞUN NESLIHAN Farklı oranlardaki poliolefin polimer karışımları ve SBS kopolimerinin bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol.12, no.3, 2023, ss.827 - 834. 10.28948/ngumuh.1167716 |
| AMA | ATASAĞUN N Farklı oranlardaki poliolefin polimer karışımları ve SBS kopolimerinin bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2023; 12(3): 827 - 834. 10.28948/ngumuh.1167716 |
| Vancouver | ATASAĞUN N Farklı oranlardaki poliolefin polimer karışımları ve SBS kopolimerinin bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2023; 12(3): 827 - 834. 10.28948/ngumuh.1167716 |
| IEEE | ATASAĞUN N "Farklı oranlardaki poliolefin polimer karışımları ve SBS kopolimerinin bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi." Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 12, ss.827 - 834, 2023. 10.28948/ngumuh.1167716 |
| ISNAD | ATASAĞUN, NESLIHAN. "Farklı oranlardaki poliolefin polimer karışımları ve SBS kopolimerinin bitümün viskozitesine ve sıcaklık hassasiyetine etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi". Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 12/3 (2023), 827-834. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1167716 |
