Uçucu Külün Yapı Malzemelerinin Mukavemeti ve Bağlayıcılığına Etkisinin Araştırılması

Dünyada yaşanılan iklim değişikli nedeniyle enerji temini gibi hafif yapı malzemelerinin kullanımına yönelik araştırmalar son yıllarda hız kazanmıştır. Tasarım uygulamalarının birçoğu iklimi de dolaylı olarak etkileyecek nitelikte olduğundan yapılan araştırmalar, fosil yakıtlara bağlı olmaksızın, düşük karbonlu bir geleceği teşvik etmeye yardımcı olacaktır. Yapı malzemelerinde aranan özellikler; ekonomiklik, dayanım, insan sağlığına ve çevreye olumsuz etkisinin bulunmamasıdır. Türkiye’de kömür yakıtlı termik santrallerde 2017 yılında 63 milyon ton linyit elektrik üretimi amacıyla tüketilmiştir. Yakılan kömürlerden elde edilen uçucu küller, depolama alanlarında depolanmakta rüzgar, yer altı ve yer üstü suyu ile taşınarak çevre ve insan sağlığını olumsuz yönde etkilemektedir. Bu çalışmada, puzolan özellik gösteren, kireç oranı yüksek ve atık malzeme nitelendiğinde Yatağan Termik Santrali uçucu külü kullanılmıştır. Standart bağlayıcı malzemeler olarak bilinen çimento, kireç ve alçı yerine kullanılabileceği düşünülen uçucu külün bağlayıcı özelliği ve malzemenin mukavemeti üzerine araştırma yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda üretilen 4x4x16 cm ebatlarındaki numunelere basınç ve eğilme deneyleri uygulanarak mekanik dayanımları belirlenmiştir. Deneyler sonucunda 4.4 nolu numunede en yüksek eğilme dayanımı 2,39 MPa, 3.1 nolu numunede en yüksek basınç dayanımı 10,03 MPa olarak bulunmuştur. Yapılan çalışmalar sonucunda puzolan özelliğe sahip uçucu küllerin bağlayıcı etkisi görülmüş ve dolgu malzemesi olarak mekanik dayanımda artış sağladığı tespit edilmiştir

IMPROVEMENT OF RHEOLOGICAL CHARACTERISTICS OF BITUMEN AND ELIMINATION OF PROBLEMS IN FLEXIBLE PAVEMENT MATERIAL FORMATION BY ADDITIVES

Mühendislikte genis uygulama alanı bulan bitümlü malzemeler reolojik özellikleri ve termal dirençleri ile tercih edilmektedir. Esnek kaplamaların gerek stabilite gerekse performans yönünden üstün nitelikli, daha uzun ömürlü,bakım–onarım maliyeti ve gereksiniminin daha az olması arzulanmaktadır. Bu nedenle de esnek kaplamaların esas elemanlarından biri olan bitüm modifiye edilerek esnek kaplamaların performansları arttırılmaya çalısılmaktadır. Yol üst yapılarında en çok kullanılan esnek kaplamalar baslıca bitümlü baglayıcı ve agregadan meydana gelmektedir. Esnek kaplamaların niteligini belirleyen en önemli etken ise kaplamayı meydana getiren bitümlü baglayıcı ve agrega malzemelerin özelligidir. Son yıllarda, yol üst yapılarında adezyon eksikligi, tekerlek izi olusumu, çatlamalar ve soyulmalar gibi deformasyonlardan kaynaklanan sorunlar sıkça görülmektedir. Bu nedenle esnek kaplamalarda çok sık karsılasılan kusurların giderilmesinde modifiye bitüm kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Çalısmada katkı maddeleri ilave ederek bitümün modifiye edilmesi ve bu katkı maddelerinin bitümün reolojik özelliklerine etkisinin incelenmesi amaçlanmıstır. Katkı maddeleri olarak ise termoset grubu polimerlerden epoksi reçinesi, fenolformaldehit, termoplastik grubu polimerlerden ticari adıyla teflon olarak bilinen politetrafloretilen (PTFE) ve Mg abietat bilesigi kullanılmıstır. Bu katkı maddelerinin bitümün reolojisi üzerine etkileri ise viskozite,penetrasyon, yumusama noktası, dinamik kesme reometresi (DSR), fark taramalı kalorimetre (DSC), döner ince film halinde ısıtma deneyi (RTFOT),basınçlı oksidasyon deneyi (PAV), asfalt çubuk egilme deneyi (BBR) ve yüzey enerjisi deneyi ile belirlenmistir. Modifiye edilmis bitümün agrega ile karıstırılarak olusturulan sıkıstırılmamıs karısımlara Nicholson soyulma deneyi uygulanarak adezyon performansları incelenmistir. Ayrıca, orjinal ve modifiye edilmis bitümler ile Marshall yöntemiyle hazırlanan karısımların stabiliteleri belirlenmistir. Deneysel çalısmalar sonunda katkıların bitümün reolojik özelliklerini gelistirdigi tespit edilmistir. Kütlece %2'lik epoksi reçine katkısı bitümün viskozitesini artırmıs, adezyon özelliklerini gelistirmis ve tekerlek izi, yorulma çatlakları, soyulma direncini ve stabiliteyi artırmıstır. Benzer sekilde kütlece %2'lik fenolformaldehit reçine katkısı bitümün viskozitesini artırmıs, adezyon özelliklerini gelistirmis ve tekerlek izi, yorulma çatlakları, soyulma direncini ve stabiliteyi artırmıstır. Kütlece %3'lük PTFE katkısı bitümün viskozitesini artırmıs, tekerlek izi ve yorulma çatlaklarına direnci artırmıstır. Mg abietat bilesigi ise bitümün adezyonunu gelistirerek soyulma direncini artırmıstır.Bituminous materials which are widespreadly used in engineering are prefered for their rheological properties and thermal resistances. Flexible pavements are expected to be qualified in performance and stability, cost efficient in upkeeprepairing. Hence, the bitumen which is one of the main compounds of flexible pavements has been modified to increase the performances of flexible pavements. Flexible pavements that are used in the top layer of the roads are formed from bituminous binders and aggregates. It is the material properties of the bituminous binders and the aggregates that determine the quality of the flexible pavements. Problems related to the deformations such as adhesion in the top layers of the roads, formation of rutting, crackings and peelings are common in the recent years. Thus modified bitumen usage is spreading in order to eliminate the defects in flexible pavements. In this study, the modification of the bitumen with additives and the effects of the additives on the rheologic characteristics of the bitumen was studied. Epoxy resin which is a thermosetting group polymer, phenolformaldehyde, polytetrafluoroethylene which is a thermoplastic group polymer and known as teflon commercially and Mg abietate were used as additives. The effects of these additives on the rheology of the bitumens were tested by viscosity, penetration, softening point, dynamic shear rheometer (DSR), differential scanning calorimeter (DSC), rolling thin film oven test (RTFOT), pressure ageing vessel (PAV), bending beam rheometer (BBR) and surface energy test. Adhesion performances of the uncompacted modified bitumens and aggregate mixture were tested by Nicholson peeling test. In addition original and modified bitumens and mixtures made with Marshall method were tested for stability. It is found from the tests that the additives improve the rheologic characteristics of the bitumen. 2% of epoxy resin by mass had increased the viscosity of the bitumen, had improved the adhesion characteristics, had decreased the rutting and fatique cracks and increased the stripping resistivity and stability. In the similar method, 2% of phenolformaldehyde resin by mass had increased the viscosity of the bitumen, had improved the adhesion characteristics, had decreased the rutting and fatique cracks and increased the stripping resistivity and stability. 3% of PTFE by mass had increased the viscosity and the resistance to fatique cracks and rutting of the bitumen. Synthesized Mg abietate mixture had increased the stripping resistivty of the bitumen by increasing the adhesion

Effects of Boron Phosphate Additive on Ceramics with Anorthite Phase

In this study, the anorthite phase was chosen as a ceramic type that can withstand thermal shock. First, boron phosphate was synthesised, boron phosphate was calcined at 1000°C and characterized by XRD and chemical analyzes. On the other hand, in the phase diagram, the most suitable eutectic points covering the anorthite phase (CaO, Al2O3 , SiO2) and at the lowest temperature at which anorthite can form are selected. 6 mixtures were prepared using wollastonite, kaolinite and calcite. The 6 mixtures prepared were separated into two equal parts and the second parts were added of BPO4 10%. The mixtures were pressed at the same pressure and cooked under the same conditions and at the same heating rate in the electric oven at 1050, 1100, 1150 and 1200°C. DTA and TGA analyzes were applied to the samples before sintering, and XRD analyzes were applied to the sintered samples. According to the test results, the addition of the synthesized BPO4 has shown that the anorthite phases are formed at temperatures well below the theoretical formation temperatures without swelling