Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri

Geçkil, Tacettin; İNCE, Ceren Beyza; Önal, Yunus

Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri

Tacettin GEÇKİL, (İnönü Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Malatya, Türkiye)

Yunus ÖNAL, (İnönü Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Malatya, Türkiye)

Ceren Beyza İNCE (İnönü Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Malatya, Türkiye)

Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi

6 0

Yıl: 2020 Cilt: 32 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 157 - 166 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 26-01-2021

Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri

Öz:

Bu çalışmada, atık PET ile modifiye edilmiş bir bitümün fiziksel, morfolojik ve ısıl özelliklerindeki değişimlerincelenmiştir. Çalışmada, bitüm ile PET arasında iyi bir etkileşim sağlamak amacıyla Trietanolamin (TEO) kimyasal katkısıkullanılmıştır. Bu amaçla, B 70/100 penetrasyon sınıfına sahip bitüme ilk olarak bitümün ağırlıkça %2,5 TEO ilaveedilmiştir. Daha sonra, bitüm+TEO karışımına bitümün ağırlıkça %2, 4, 6, 8 ve 10 oranlarında PET ilave edilerek modifiyebitümler elde edilmiştir. Saf ve modifiye bitümlerin özellikleri, penetrasyon, yumuşama noktası, düktilite, kütle kaybı,Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını kırınımı (XRD) deneyleri ile belirlenmiştir. Ayrıca, bitümlerin penetrasyonindeksi (PI) değerleri de belirlenmiştir. Test sonuçlarına göre; katkı miktarının artışı ile modifiye bitümlerin, saf bağlayıcıyagöre penetrasyon ve düktilite değerlerinde belirli bir yüzdeye kadar (%6 PET) düzenli bir azalma, daha sonra artış;yumuşama noktası değerlerinde ise bu yüzdeye kadar artış, daha sonra azalma meydana gelmiştir. SEM görüntüleri ve XRDgrafikleri, PET ile bitümün kimyasal bir bağ oluşturarak iyi bir etkileşim içerisine girdiğini ve karışımın homojen tek fazlı biryapı gibi davrandığını göstermiştir. Sonuç olarak, %6 PET oranında bitüm kıvamının daha sert hale geldiği ve sınıfınındeğiştiği (B 50/70), tekerlek izi direnci bakımından bu oranın uygun olduğu, ancak PI bakımından %4 PET oranının dahauygun olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelime:

Physical, Morphological and Thermal Properties of Pure Bitumen Modified with Waste Polyethylene Terephthalate (PET)

Öz:

In this study, the changes in the physical, morphological and thermal properties of a bitumen modified with waste PET were investigated. In the study, Triethanolamine (TEO) chemical contribution was used to provide a good interaction between bitumen and PET. For this purpose, 2.5% TEO by weight of bitumen was first added to bitumen having penetration class of B 70/100. Then, 2, 4, 6, 8 and 10% PET by weight of the bitumen was added to bitumen+TEO blend and modified bitumens were obtained. The properties of pure and modified bitumens were determined by penetration, softening point, ductility, mass loss, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) experiments. In addition, the penetration index (PI) values of bitumen were determined. According to the test results; with the increase in the amount of additive, there was a regular decrease in the penetration and ductility values (6% PET) of the modified bitumens compared to the pure binder, then an increase; however, in the softening point values increased up to this percentage and then decreased. SEM images and XRD graphs showed that PET and bitumen interact well by forming a chemical bond, and that the mixture acts as a homogeneous single-phase structure. As a result, it was found that the bitumen consistency became more solid and its class changed (B 50/70) at 6% PET, this ratio was suitable for permanent deformation resistance, but 4% PET was more suitable for PI.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Tunç A. Yol Malzemeleri ve Uygulamaları. Ankara: Nobel Yayın Dağıtım, 2007.
[2] Lavin PG. Asphalt Pavements. Spon Pres: London and New York, 2003.
[3] Carreau PJ, Bousmina M, Bonniot F. The Viscoelastic Properties of Polymer-Modified Asphalt. The Canadian Journal of Chemical Engineering 2000; 78 (3): 495-502.
[4] Ahmedzade P, Alataş T, Geçkil T. The Effect of Carbon Black On The Mechanical Properties of Asphalt Mixtures. Journal of Engineering and Natural Sciences 2007; 25, 179-189.
[5] Isacsson U, Lu X. Testing and Appraisal of Polymer Modified Road Bitumens-State of the Art, Materials and Structures 1995; 28, 139-159.
[6] Iqbal MH. Influence of Polymer Type and Structure on Polymer Modification of Saudi Asphalt. Master of Science Degree, King Fahd University of Petroleum & Minerals, Dhahran, Saudia Arabia, 2004.
[7] Airey GD. Rheological Properties of Styrene Butadiene Styrene Polymer Modified Road Bitumens, Fuel 2003; 82(14): 1709-1719.
[8] Kalantar Z, Karim M, Mahre, A. A review of using waste and virgin polymer in pavement, Construction and Building Materials 2012; 33: 55–62.
[9] Tayyar E, Üstün S. Geri Kazanılmış Pet’in Kullanımı, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 2009; 16(1): 53-62.
[10] Modarres A, Hamedi H. Effect of waste plastic bottles on the stiffness and fatigue properties of modified asphalt mixes, Materials and Design 2014; 61: 8–15.
[11] Moghaddam TB, Soltani M, Karim MR. Evaluation of permanent deformation characteristics of unmodified and Polyethylene Terephthalate modified asphalt mixtures using dynamic creep test, Materials and Design 2014; 53: 317– 324.
[12] Yaşmun E. Pet Lifi Katkılı Bitüm Kaplamaların Bazı Dayanım ve Dayanıklılık Özelliklerinin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Kahramanmaraş, 2009.
[13] Abdul Rahman WMNW, Abdul Wahab AF. Green Pavement Using Recycled Polyethylene Terephthalate (PET) as Partial Fine Aggregate Replacement in Modified Asphalt, Procedia Engineering 2013; 53: 124-128.
[14] Ziari H, Kaliji A, Babagoli R. Laboratory evaluation of the effect of waste plastic bottle (PET) on rutting performance of hot mix asphalt mixtures, Petroleum Science and Technology 2016; 34(9): 819-823.
[15] Denghan Z, Modarres A. Evaluating the fatigue properties of hot mix asphalt reinforced by recycled PET fibers using 4- point bending test, Construction and Building Materials 2017; 139: 384–393.
[16] Hassani A, Ganjıdoust H, Maghanaki A. Use of Plastic waste(Polyethylene terephthalate) in Asphalt Concrete Mixture as Aggregate Replacement, Waste Manage Res 2005; 23: 322-327.
[17] Leng Z, Sreeram A, Padhan R, Tan Z. Value-added application of waste PET based additives in bituminous mixtures containing high percentage of reclaimed asphalt pavement (RAP), Journal of Cleaner Production 2018; 196: 615-625.
[18] El-Naga I, Ragab M. Benefits of utilization the recycle polyethylene terephthalate waste plastic materials as a modifier to asphalt mixtures, Construction and Building Materials 2019; 219: 81–90.
[19] Ameri M, Nasr D. Properties of asphalt modified with devulcanized polyethylene terephthalate, Petroleum Science and Technology 2016; 34(16): 1424-1430.
[20] Silva J, Lucena L, Rodrigues J, Carvalho M, Costa D. Use of Micronized Polyethylene Terephthalate (Pet) Waste in Asphalt Binder, Petroleum Science and Technology 2015; 33(15-16):1508-1515.
[21] Hoxha M. The Effects of Waste Polethylene Terepthalate (PET) on Asphalt Concrete, Master Thesis, Zirve University, Gaziantep, 2014.
[22] Jasso M, Hampl R, Vacin O, Bakos D, Stastn J, Zanzotto L. Rheology of Conventional Asphalt Modified with SBS, Elvaloy and Polyphosphoric acid, Fuel Proccessing Technology 2015; 140: 172-179.
[23] Polacco G, Filippi S, Merusi F, Stastna G. A Review of the Fundmentals of Polymer-Modified Asphalts: Asphalt/Polymer İnteractions and Principles of Compatibility, Advances in Colloid and Interface Science 2015; 224: 72- 112.
[24] Bulak E. Atık Polietilen Tereftalat (PET) ‘ın Aminolizi ve Aminoliz Ürünlerinin Karakterizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi, İstanbul, 2011.
[25] Pumphrey ME, Evaluation of Performance Graded Asphalt Binder Equipment and Testing Protocol, Graduate Theses, West Virginia University, Morgantown, 2004.
[26] McGennis RB, Anderson RM, Kennedy TW, Solaimanian M. Background of Superpave Asphalt Mixture Design and Analysis, Publication No. FHWA-SA-95-003, 1995.
[27] Geçkil T. Physical, Chemical, Microstructural and Rheological Properties of Reactive Terpolymer- Modified Bitumen, Materials 2019; 12(6): 921.
[28] Koral AF. Aynı Performans Seviyesine Sahip Bağlayıcılarla Hazırlanan Bitümlü Sıcak Karışımların Kalıcı Deformasyona Karşı Dayanımlarının ve Yorulma Ömürlerinin Karşılaştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Elazığ, 2012.

APA	Geçkil T, Önal Y, İNCE C (2020). Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri. , 157 - 166.
Chicago	Geçkil Tacettin,Önal Yunus,İNCE Ceren Beyza Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri. (2020): 157 - 166.
MLA	Geçkil Tacettin,Önal Yunus,İNCE Ceren Beyza Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri. , 2020, ss.157 - 166.
AMA	Geçkil T,Önal Y,İNCE C Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri. . 2020; 157 - 166.
Vancouver	Geçkil T,Önal Y,İNCE C Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri. . 2020; 157 - 166.
IEEE	Geçkil T,Önal Y,İNCE C "Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri." , ss.157 - 166, 2020.
ISNAD	Geçkil, Tacettin vd. "Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri". (2020), 157-166.

APA	Geçkil T, Önal Y, İNCE C (2020). Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 32(1), 157 - 166.
Chicago	Geçkil Tacettin,Önal Yunus,İNCE Ceren Beyza Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 32, no.1 (2020): 157 - 166.
MLA	Geçkil Tacettin,Önal Yunus,İNCE Ceren Beyza Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol.32, no.1, 2020, ss.157 - 166.
AMA	Geçkil T,Önal Y,İNCE C Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2020; 32(1): 157 - 166.
Vancouver	Geçkil T,Önal Y,İNCE C Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2020; 32(1): 157 - 166.
IEEE	Geçkil T,Önal Y,İNCE C "Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri." Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 32, ss.157 - 166, 2020.
ISNAD	Geçkil, Tacettin vd. "Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri". Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 32/1 (2020), 157-166.