Klinoptilolit ile hazırlanan bitümlü karışımların Marshall karışım tasarımının değerlendirilmesi

Year 2018, Volume: 24 Issue: 3, 426 - 432, 29.06.2018

İsmail Çağrı Görkem

Abstract

Günümüzde,
otoyol ağlarına duyulan ihtiyacın artmasıyla birlikte asfalt üretimi de
artmaktadır. Ancak, asfalt üretiminin doğaya zararlı etkilerinden dolayı
araştırmacılar çevreye duyarlı, üretim maliyetlerini azaltan ve özellikleri
bakımından en az geleneksel ASFALT ile aynı performansa sahip yeni asfalt
türleri keşfetmeye çalışmaktadırlar. Ilık karışım asfalt (IKA) kullanımının
asıl amacı emisyonları azaltmak ve farklı mekanizmalarla karıştırma ve
sıkıştırma sıcaklıklarını düşürerek işlenebilirliği arttırmaktır. IKA’daki son
gelişmeler organik ticari mumlar olarak Sasobit®, Asphaltan B® ile sentetik
zeolitler olarak Advera® WMA ve Aspha-min® gibi bitüme pozitif etkileri olan
katkıların kullanımına olan ilgiyi teşvik etmektedir. Türkiye’de 50 milyar
tonun üzerinde yüksek kaliteli doğal zeolit rezervi bulunmaktadır. Bu da, doğal
zeolitin ılık karışım asfalt üretiminde kullanılabileceği anlamına gelmektedir.
Bu çalışmada, klinoptilolit tipi doğal zeolitin ılık karışım asfalt katkısı
olarak değerlendirilmesi hedeflenmektedir. Bitüm örnekleri 50/70 penetrasyon
sınıfı saf bitüm ile beş farklı içerikteki klinoptilolit karıştırılarak
hazırlanmıştır. Her bir örnek için üretim sıcaklık ve süreleri belirlendikten
sonra, geleneksel bitüm deneyleri ile özellikleri değerlendirilmiştir. Karıştırma
ve sıkıştırma sıcaklıklarında meydana gelen düşüş ile birlikte, klinoptilolit
örneklerinin mekanik davranış özellikleri belirlenmiştir. Çalışmada elde edilen
bulgular, kontrol numuneleri ile karşılaştırılmıştır.

Keywords

Ilık karışım asfalt, Doğal zeolit, Klinoptilolit, Köpüklendirme

Evaluation of Marshall mix design of bituminous mixtures prepared with clinoptilolite

Abstract

Today,
the production of asphalt has increased with the increase in demand for highway
network. However, due to harmful effects of asphalt production on the nature,
researchers have tried to explore new kinds of asphalt that are
environmentally-conscious, cost lower production and that exhibit at least the
same performance of conventional ASPHALT in terms of properties. The main
objective of using warm mix asphalt (WMA) is to reduce emissions and improve
the workability by lowering the mixing and compaction temperatures of ASPHALT
through different mechanisms. Recent advances in WMA have spurred interests in
the use of organic commercial waxes such as Sasobit®, Asphaltan B® as well as
synthetic zeolite such as Advera® WMA and Aspha-min® as additives in bitumen to
achieve certain positive effects. There are over 50 billion tons of high
quality natural zeolite reserves in Turkey. This means that natural zeolite can
be utilized in the production of warm mix asphalt. This study targets the
evaluation of clinoptilolite type natural zeolite as a warm mix additive. The
bitumen samples have been produced by mixing 50/70 penetration grade base
bitumen with clinoptilolite at five different contents. After determining the
production temperature and time related to each sample, the properties have
been evaluated by conventional bitumen tests. The impact of the reduction of
mixing and compaction temperatures on the mechanical behavior of asphalt
concrete samples involving clinoptilolite has also been determined and compared
with the control samples.

Keywords

Warm mix asphalt, Natural zeolite, Clinoptilolite, Foaming

References

• Kim H, Lee SJ, Amirkhanian SN. “Rheology of warm mix asphalt binders with aged binders”. Construction and Building Materials, 25(1), 183-189, 2011.
• Newcomb D. "An introduction to warm mix asphalt". National Asphalt Pavement Association, Lanham, Maryland, USA, 2006.
• Hurley G, Prowell B. “Evaluation of Aspha-Min® for use in Warm Mix Asphalt”. National Center for Asphalt Technology, Auburn, USA, Scientific Report, 05-04, 2005.
• Hurley GC, Brian D, Prowell BD. "Evaluation of Sasobit for Use in Warm Mix Asphalt". National Center for Asphalt Technology, Auburn, USA, Scientific Report, 05-06, 2005.
• Vaitkus A, Cygas D, Laurinavicius A, Perveneckas Z. “Analysis and evaluation of possibilities for the use of warm mix asphalt in Lithuania”. The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering, 4(2), 80-86, 2009.
• Keith MP. Warm Mix Asphalt Technology; a Comparative Study of Evotherm (TM) and Conventional Hot Mix Asphalt. MSc Thesis, Dalhousie University, Halifax, Nova Scotia, Canada, 2009.
• Altan A, Altan O, Alcicek A, Nalbant M, Akbas Y. “Utilizaiton of natural zeolite in poultry”. Ege Journal of Agricultural Research, 35, 9-16, 1998.
• Grace Co. “Zeolite Structure”. http://www.grace.com/EngineeredMaterials/MaterialSciences/Zeolites/ZeoliteStructure.aspx (14.05.2016).
• The Mineral and Locality Database. “Clinoptilolite”. http://www.mindat.org/min-1082.html (05.08.2016.
• Devlet Planlama Teşkilatı. “Lületaşı-Tabakalı Sepiyolit-Atapulgit (Paligorksit), Grafit, Mika, Barit, Talk, Alunit, Zeolit Diğer Endüstri Mineralleri Çalışma Grubu Raporu”. Ankara, Türkiye, 2421, 2001.
• Köksaldı V. Gördes ve Yenikent Zeolitlerinin Temel Tarımsal Özellikleri ve Bitki Yetiştirme Ortamı Olarak Kullanım Olanakları. Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi, Ankara, Türkiye, 1999.
• American Association of State Highway and Transportation Officials “Standard Method of Test for Viscosity Determination of Asphalt Binder Using Rotational Viscometer”. Washington,DC, USA, D4402M, 2013.
• Wu S, Cong P, Yu J, Luo X, Mo L. “Experimental investigation of related properties of asphalt binders containing various flame retardants”. Fuel, 85(9), 1298-1304, 2006.
• Ahmedzade P, Alatas T, Geckil T. “Use of carbon black as filler in asphalt concrete”. Technical Journal of the Chamber of Civil Engineers, 19(4), 4493-4507, 2008.
• Chadboum BA, Skok EL, Newcomb DE, Crow BL, Spindler S. “The effect of voids in mineral aggregate (VMA) on hot-mix asphalt pavements”. Minnesota DOT, USA, Scientific Report, MN/RC-200-13, 1999.