Bitümlü Karışımlarda Sönmüş Kireç Kullanımı

Kireç, kireç taşının çeşitli derecelerde pişirilmesi sonucu elde edilen, suyla karıştırıldığında, tipine göre havada veya suda katılaşma özelliği gösteren, beyaz renkli, inorganik esaslı bir bağlayıcı madde türüdür. Tabii kireç taşı, bileşiminde kütlece en az

30

%90 oranında kalker (kalsiyum karbonat, CaCO3) bulunduran tortul bir kayaçtır (URL-6, 2017).

Literatürde bulunan birçok çalışmada sönmüş kirecin, soyulma önleyici davranış göstererek nem hasarına karşı dayanımı arttırdığı belirtilmiştir. Son zamanlarda yapılan çalışmalar, sönmüş kirecin bitümlü karışımlarda başka olumlu etkilerinin de olduğunu göstermiştir. Sönmüş kirecin bitümlü karışımlarda kullanılması ile elde edilen faydalar aşağıda gösterilmiştir (Little vd., 2006).

 Sönmüş kireç soyulmayı azaltmaktadır.

 Mineral filler gibi davranarak bağlayıcının ve karışımın rijitliğini arttırmaktadır.  Düşük ısı çatlakları oluşumuna karşı direnci arttırmaktadır.

 Oksidasyon kinetiğini ve oksidasyon ürünlerinin yapısını değiştirerek oksidasyonun zararlı etkilerini azaltmaktadır.

 Killerin plastik özelliklerini değiştirerek nem hasarına karşı dayanımı ve durabiliteyi iyileştirmektedir.

Yapılan analizler sonucu sönmüş kireç kullanımı ile bitümlü karışımlarda ton başına yaklaşık 20 dolar kazanç sağlanmakta ve kaplamanın ömründe yaklaşık yüzde 38’lik bir artış görülmektedir (Little vd., 2006).

Johansson tarafından yapılan bir çalışmada, sönmüş kireç soyulma önleyici katkı maddesi olarak kullanılmıştır. Çalışma neticesinde sönmüş kireç ilavesinin bağlayıcının erken yaşlanmasını geciktirdiği böylelikle adezyon kuvvetini arttırdığı ortaya çıkmıştır (Johansson, 1995).

Lesueur ve arkadaşlarının yaptıkları bir çalışmada, sünme testleri neticesinde sönmüş kireç ilavesi ile yüksek sıcaklıklarda stabilite artışı sağlanmıştır. Sönmüş kirecin bitümün viskozitesini arttırırken aynı zamanda suyun zararlı etkilerine karşı direncini de arttırdığını tespit edilmiştir. Bitümlü sıcak karışıma sönmüş kireç ilave edilmesi ile meydana gelen reolojik değişimler ve oksidatif sertleşme değişimleri araştırılmış ve kirecin olumlu sonuçlar sağladığı görülmüştür.Geniş kapsamlı bağlayıcı ve karışım deneyleri yapılarak, karışımın yüksek sıcaklıklardaki tekerlek izi dayanımı ve düşük sıcaklıklardaki çatlak oluşumuna karşı direnci değerlendirilmiştir. Sönmüş kirecin bitümle reaksiyona giren aktif bir kimyasal olduğu ve kireç parçacıklarının bitümün polar bileşenlerini emerek bağlayıcının viskozite değerini arttırdığı görülmüştür. Sönmüş kirecin aktif filler etkisinin bir sıcaklık duyarlılığı olduğu, yüksek sıcaklıklarda filler görevi gören kirecin en yüksek etkinliğe eriştiği, bununla birlikte yüksek sıcaklıklarda akma dayanımını arttırdığı, sıcaklık

31

düştükçe kırılganlığı azaltarak akma ile oluşan enerjinin kaplamaya dağılmasını sağladığı tespit edilmiştir (Lesueur vd., 1998).

Rogge’nin yaptığı bir çalışmada, sönmüş kirecin bitümlü kaplama dayanımını sadece yüksek sıcaklıklarda değil aynı zamanda düşük sıcaklıklarda da olumlu yönde etkilediği tespit edilmiştir (Rogge vd., 1995).

Jones’un yaptığı bir çalışmada, sönmüş kirecin esnek kaplamanın sertleşme özelliği üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Araştırma neticesinde, %1,5 kuru ağırlık oranındaki sönmüş kirecin kaplamanın yaşlanma sertleşmesini azaltmada katkı sağlayacağı tespit edilmiştir (Jones, 1997).

Verhasselt ve Choquet tarafından yapılan bir çalışmada, sönmüş kireç kullanımı ile oksidasyon sebepli sertleşme etkilerine karsı dayanımının arttığı teşhisi yapılarak, Belçika’da, Marirmbourg ve Nemville arsındaki N5 yolunda, 15 ayrı kısımda uygulamalar yapılmıştır. Sekiz senelik çalışmaların neticesinde sönmüş kireçle modifiye edilmiş asfalt kaplamaların modifiye edilmemiş veya polimer modifiyeli bitüm kullanılmış kaplamalara oranla gösterdikleri performans artışları tespit edilmiştir (Verhasselt ve Choquet, 1993).

Mohammad ve Abadie’nin yaptıkları bir çalışmada, sönmüş kirecin polimer katkılarla birlikte kullanıldığı zaman faydalarının daha da arttığı, bu performans artışlarının yalnız başına kullanılmasına kıyasla oldukça fazla olduğu görülmüştür (Mohammad ve Abadie, 2000).

Gençtürk’ün yaptığı bir çalışmada, çimento ve sönmüş kireç katkıları filler azaltılarak %1, %1,5, %2, %3 ve %5 oranlarında, Pr plast ise karışımın %0,3 ve %0,6 oranında doğrudan agrega karışımına ilave edilerek alternatif karışımlar üretilmiştir. Optimum bitüm içeriğinde 72 adet Marshall briketi üretilmiştir. Briketlerin yarısı, tekrarlı su hasarına maruz bırakılarak koşullandırma gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarından yola çıkarak sönmüş kireç ve çimentonun aktif filler olarak kullanılabileceği, Pr plastın ise karışımı güçlendiren katkı olarak kullanılabileceği belirlenmiştir (Gençtürk, 2011).

Turan tarafından yapılan bir çalışmada, sönmüş kireç, SBS ve her iki katkının birlikte kullanıldığı karışımlar Marshall oranı yaklaşımı ile değerlendirilmiştir. Araştırmada, 100 mm ve 150 mm çaplarında Marshall briketleri üretilerek numune çapının etkisi de incelenmiştir. Çalışma neticesinde şu sonuçlara varılmıştır. Hem 150 mm hem de 100 mm çaplı numunelerde yapılan stabilite deneylerinde genel olarak modifiye edilmiş karışımlarda geleneksel karışımlara göre daha yüksek stabilite değerleri tespit edilmiştir. 150 mm çaplı numunelerde %4 sönmüş kireç modifiyeli karışımlar, 100 mm çaplı

32

örneklerde de %2 sönmüş kireç katkılı karışımlar, istisna olmuştur. Her iki numune boyutunda da %4 sönmüş kireç + %5 SBS içeren karışımların en yüksek stabilite değerleri verdiği tespit edilmiştir. 150 mm çaplı numunelerden elde edilen stabilite değerleri, 100 mm çaplı numunelerden elde edilenlere göre bütün karışım türleri için daha büyük olmuştur. %2 sönmüş kireç + %5 SBS içeren karışımlarda ortalama stabilite değerlerinin birbirine en yakın olduğu, %2 sönmüş kireç içeren karışımlarda ise en büyük stabilite farkları oluştuğu görülmüştür. Katkısız numunelerin Marshall oranı her iki numune boyutunda da en düşük çıkmıştır (Turan, 2012).

Khodaii ve arkadaşları tarafından yapılan bir çalışmada, nem hasarına karşı etkinliği sıcak karışım asfaltlarda kanıtlanan sönmüş kirecin, ılık karışım asfaltlarda kullanıldığı zaman nasıl etki edeceği araştırılmıştır. Çalışmada yüzde 0-2 arasında değişen oranlarda sönmüş kireç kullanılmıştır. Çalışma neticesinde sürekli gradasyona sahip ılık asfalt karışımlarda kireç oranının artmasıyla nem hasarına karşı direnç artmıştır. Fakat süreksiz gradasyona sahip ılık karışım asfaltlardın bir kısmında minimum yüzde 80 olan çekme direnci limitinin sağlanmadığı görülmüştür (Khodaii vd., 2012).

Hesami ve arkadaşları tarafından yapılan bir çalışmada, iki farklı agrega, kireç taşı ve granit, iki farklı ılık asfalt katkısı, sasobit ve asphamin ve soyulma önleyici katkı maddesi olarak sönmüş kireç kullanılmıştır. Agrega ile bitüm arasındaki adezyon bağ kuvvet mekanizması serbest yüzey enerjisi metodu kullanılarak belirlenmiştir. Serbest yüzey enerjisi metoduna göre sönmüş kireç, bitümlü bağlayıcının ıslatabilirliğini arttırarak agrega ile bağlayıcı arasındaki adezyon bağ kuvvetini iyileştirmiştir. Sönmüş kireç modifiyeli asfalt karışımların serbest yüzey enerjileri, modifiye edilmemiş karışımlardan daha düşük çıkmıştır, böylelikle soyulma direnci artmıştır (Hesami vd., 2013).

Kim ve arkadaşları tarafından yapılan bir çalışmada, atık lastik modifiyeli karışımlara sönmüş kireç ilave edilerek nem hassasiyetine karşı dayanımı araştırılmıştır. Çalışma neticesinde sönmüş kireç katkılı karışımların nem hassasiyetinde kayda değer iyileştirmeler görülmüştür (Kim, S. vd., 2014).

Shafiei ve Namin’in yaptıkları bir çalışmada, farklı oranlarda sönmüş kireç ilave edilen iki farklı gradasyondaki taş mastik asfalt karışımların mekanik özellikleri araştırılmıştır. Optimum oranda sönmüş kireç içeren iki farklı gradasyondaki taş mastik asfalt karışımların tekerlek izine karşı dirençleri artmıştır. Sönmüş kirecin viskozite ve sertlikte kayda değer bir etkisi görülmemiştir. Çalışma sonucunda ilave kirecin miktarının ve

33

karıştırma metodunun taş mastik asfalt karışımının performansında önemli bir etkisinin olduğu görülmüştür (Shafiei ve Namin, 2014).

Kakade ve arkadaşlarının yaptıkları bir çalışmada, sönmüş kireç modifikasyonunda ıslak ve kuru olmak üzere iki farklı metot kullanılarak hazırlanan karışımların yorulma dayanımları, gerilme kontrollü yorulma kirişi yöntemi ile incelenmiştir. Kuru yöntemde %1,5 oranında sönmüş kireç filler olarak kullanılmıştır. Islak yöntemde bağlayıcının %30’u oranında kireç 160 oC’de 20 dakika süreyle yüksek devirde bir mikser yardımıyla bitümle karıştırılmıştır. Kireç ilavesinde her iki yöntem de genel olarak kaplamanın yorulma ömrünü arttırmıştır. Kaplamaların kalınlığı arttıkça yorulma ömürleri artmıştır. Kalın kaplamalarda, ıslak yöntem ile hazırlanan karışımların yorulma ömürleri kuru yöntemle hazırlanan karışımlara oranla daha yüksek çıkmıştır. Daha ince kaplamalarda kuru yöntemle hazırlanan karışımların yorulma ömürleri ıslak yöntemle hazırlanan karışımlara göre daha yüksek çıkmıştır (Kakade vd., 2016).