Asfalt(Bitüm) Bağlayıcılara Uygulanan Deneyler Asfalt Çimentosu(AC) Katbek Asfaltı Asfalt Emülsiyonu

Asfalt Çimentosu(AC) Esnek kaplamalarda bağlayıcı olarak kullanılan ve 40 ila 300 penetrasyon katılığa sahip bitümlü malzemelerdir. Doğal asfaltın işlenmesi veya petrolün rafine edilmesiyle elde edilir. Kullanılmaları için ya ısıtılarak doğrudan ya da uygun çözücü(benzin, gazyağı veya bakiye yağ) ile karıştırılarak ya da ufak partiküller haline parçalayıp suyla karıştırarak akıcı hale gelmesi ile sağlanır. Asfalt Çimentosu(AC) veya katı asfalt veya penetrasyon asfaltı(Pen. AC) veya kısaca ASFALT olarak adlandırılmaktadır.

Sıvı Asfaltlar Katbek Asfaltı: Katı asfaltların yüksek ısı derecelerine kadar ısıtıldıktan sonra sıvılaştırılması yerine asfalt çimentosuna(AC) benzin, gazyağı veya madeni yağ gibi çözücüler katarak elde edilen sıvı(yani likit) asfaltlardır. Asfalt Emülsiyonu: Asfalt çimentosunu(AC) çok küçük partiküller(0,1-0,5 mikron) haline parçalayıp suda kulloidal(ne tam net homojen ne de tam net heterojen) halde dağıtılması sonucu akıcı hale getirilmesiyle elde edilir.

Asfaltlara Uygulanan Deneyler Asfaltın tipine göre çeşitli deneyler uygulanmaktadır. Bu deneylerin amacı asfaltın fiziksel özelliklerini belirlemektedir. Ayrıca bazı deneyler asfaltın sınıflandırmasında da kullanılmaktadır.

Pen. AC Üzerinde Uygulanan Deneyler

Penetrasyon Katı asfaltların(Pen AC) kıvamlılıklarının tayini için uygulanır. Bu deneyde 100gr ağırlığındaki standart iğnenin 5 saniye süre ile 25°C deki asfalt numunesine batma miktarı ölçülmektedir. Her 0,1 mm batma miktarı 1 penetrasyon olmak üzere toplam batma miktarı ölçülerek asfaltın penetrasyon değeri saptanır. Bu deney ile asfaltın kıvamlılığı yani katılığı saptandığı gibi katı asfaltın sınıfına da belirlemektedir. Genel olarak; Penetrasyon arttıkça adezyon artar. Penetrasyon arttıkça viskozluk ve katılık azalır.

Penetrasyon Deney Cihazı

Video1

Yumuşama Noktası Asfaltın yumuşama ısısı izafi bir değerdir. Bu nedenle, standart kalınlık ve çapta bir yüzük içine konan asfalt numunesi üzerine standart çap ve ağırlıkta yerleştirilen bir bilye ile su içinde belirli bir hızla ısıtıldığında bilyenin ağırlıyla yüzük içindeki asfaltın belirli bir derinliğe çökmesini sağlayan ısının miktarı, asfaltın yumuşadığı ısı olarak kabul edilir.

Yumuşama Noktası Deney Cihazı

Video2

Düktilite(Sünme) Standart bir kalıp içinde şekillendirilen asfalt numunesinin(briketin) düktilite cihazı ile belirli bir ısıda belirli bir hızla çekerek sünmeye tabi tutulduğunda kopmanın olduğunu uzunluk miktarıdır. Genel Olarak; Düktilite arttıkça adezyon yeteneği artar. Düktilite arttıkça ısıya duyarlılığı azalır. Düktilite azaldıkça düşük ısılarda büzülmeler(kırılganlıklar) artar. Düktilite arttıkça çekme mukavemeti ve deformasyonu artar.

Düktilite Deney Cihazı

Video3

Isıtma Kaybı Asfalt numunesi belirli bir yüksek ısıda belirli bir süre bırakıldığında ağırlıkça kaybını tayin eden deneydir. Böylece asfaltın bünyesinde bulunan uçucu maddelerin oranı ve yaşlanmaya karşı direnci tespit edilmektedir. Yani asfaltın ısı etkisi ile sertleşme miktarı tayin edilmektedir. Genel olarak ısıtma kaybı ne kadar az ise asfaltın durabilitesi o kadar yüksektir. asfalt numunesi ısıtma kaybı testinden sonra tekrar penetrasyon ve düktilite testi uygulayarak penetrasyon ve düktilite azalması belirlenir. Bu azalma ne kadar az ise durabilite o kadar yüksek demektir.

İnce Film Halinde Isıtma Kaybı Isıtma kaybı deneyinde asfalt numunesi hacim olarak deneye tabi tutulurken bu deneyde asfalt numunesi bir tepsi içinde belirli kalınlıktaki bir film tabakası olarak deneye tabi tutulmaktadır. Dolayısıyla ısıtma kaybı deneyi asfaltın hacimce durabilitesi hakkında fikir verirken, ince bir film halinde ısıtma kaybı deneyi ise asfalt filminin durabilitesi hakkında fikir vermektedir. Her iki deneyin sonuçları aynı mantık ile yorumlanmaktadır.

Isıtma Kaybı Deney Cihazı

Parlama Noktası Isıtılan asfaltın hangi ısıda parlayacağının belirlenmesidir. Parlama noktası (veya ısısı) ısınan asfalt buharının alev temasında geçici olarak parladığı fakat yanmaya başlamadığı en düşük ısıdır. Bu deneyin amacı, şantiyede asfaltı yapmadan hangi ısıya kadar emniyetle ısınabileceğinin tespit edilmesidir.

Parlama Noktası Deney Cihazı

Video4

Leke deneyi Petrolün damıtılması sırasında “cracking” uygulanıp uygulanmadığının tespit edilmesinin tayin eden deneyidir. Termal asfaltlar, daha çok benzin elde etmek amacıyla ham petrolün kimyasal değişikliğe uğratılması(cracking) ile elde edilir. Normal distire asfaltlara nazaran daha düşük durabiltesi olduğundan dolayı kullanılması sakıncalıdır. Bu deney ile craking deneyi yapılmış olup olmadığı ve yapılmışsa ne kadar yapıldığı belirlenmeye çalışılır.

Çözünürlük Asfalt bünyesinde bulunan mineral maddelerin miktarının tayini için yapılan bu deneyde asfalt numunesi belirli bir çözücü içine konur ve asfaltın çözülme miktarı belirlenir. Çünkü asfaltın bünyesinde mineral maddeler çözücü içinde çözülmeyecektir. Asfalt en az %99 oranında çözülmeli yani asfaltın içinde en fazla %1 oranında mineral maddeler olmalıdır.

Özgül ağırlık Karışım hesaplarını için asfaltın özgür ağırlı bilinmelidir. Asfaltların özgül ağırlıkları elde edildikleri petrole bağlı olarak 25 C de 0,97 ila 1,05 arasında değişir. Yüksek penetrasyonlu asfaltların özgül ağırlıkları genellikle düşük penetrasyonlu asfaltlara nazaran daha azdır. Bu deney piknometre(özel cam kap) boş iken, piknometre su ile tamamen dolu iken, sadece piknometre+asfalt numunesi iken, piknometre+asfalt numunesi+su ile tamamen dolu iken çok hassas tartılarak aşağıdaki formül ile asfalt özgül ağırlığı tayin edilir.

Bir örnek

Katbek Asfalt Uygulanan Deneyleri

Distilasyon (damıtma): Sıvı asfalt standart bir balon içine konularak belirli bir ısıtma hızı ile 360 C kadar ısıtılıp daha sonra yoğunlaştırarak(damıtılma) elde edilen belirli sıcaklıktaki fraksiyonlarının toplam hacme göre yüzdelerinin saptanmasıdır. Zira distilasyon sırasında değişik ısılarda değişik hacimlerde kalıntı kalacaktır. Eğer 360 C deki kalıntı miktarı ne kadar çoksa katbek asfaltın o kadar iyi olduğunu göstermektedir.

Distilasyon Deney Cihazı

Diğer Deneyler Su yüzdesi: Sıvı asfalt içindeki su yüzdesinin tayin edilmesidir. Zira katbek asfaltta su yüzdesinin hiç veya son derece az olması gerekir. Yüzme: SC sınıfı(yani yavaş kür olan) katbek asfaltlar penetrasyon testi için çok yumuşak ve viskosite testi için ise çok katı olduğundan kıvamlılığının tayini bu deney ile yapılmaktadır. Bunun için yüzük içine sıvı asfalt numunesi konur ve belirli bi sıcaklıktaki suyun içine bırakıldıktan sonra suyun standart yüzükteki asfaltı iterek suyun yüzükten içeri girme(veya asfaltın suda yüzmesi) süresi bu deneyin değerini verir. Bu süre ne kadar uzun ise katbek asfalt o kadar kıvamlı(yani katı) demektir.

Asfalt Emülsiyonlarına Uygulanan Deneyler Çökme: asfalt emülsiyonun 5 gün süre ile bekletilmesi sonunda katı asfaltın ağırlıkça çöken kısmı yüzdesinin tayin edilmesidir. Stabilite: asfalt emülsiyonun depolanma sırasında homojen bir dispersiyon olarak kalabilme yeteneğinin belirlenmesidir. Kesilme: asfalt emülsiyon içerisine belirli bir miktar da katılan katkıların(emülsiyer) etkisi ile asfaltın sudan ayrışmasının tayin edilmesidir.

Asfalt Emülsiyonlarına Uygulanan Deneyler Örtme kabiliyeti: Agregayı örtebilme(adezyon) yeteneği bu suya karşı soyulma direncinin saptanmasıdır. Elek deneyi: standart bir elekten süzdürülen asfalt emülsiyonunun elek üstünde kalan kısmının ağırlıkça yüzdesinin tayinidir. Çimento ile katıştırma: Emülsiyon asfaltın çimento ile karıştırılarak kesilme miktarının saptanmasıdır. Kül yüzdesi: asfaltın emülsiyondan ayrıldıktan sonra yakılarak elde edilen kalıntının(yani külün) orijinal asfalt ağırlığına oranın saptanmasıdır.