ผลของการเติมแคลเซียมคาร์บอเนตที่มีต่อการเกิดตำหนิแบบหลุมในผลิตภัณฑ์กระเบื้องมุงหลังคาดินเผาลอนกาบกล้วย

Abstract

          แคลเซียมคาร์บอเนตมีสมบัติบางประการที่น่าสนใจสำหรับนำมาใช้งานในอุตสาหกรรมกระเบื้องดินเผา แต่อาจทำให้เกิดตำหนิบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ จึงนำมาสู่การพิจารณาสมบัติของแคลเซียมคาร์บอเนตเพื่อลดการสูญเสียของผลิตภัณฑ์ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาชนิดของสารประกอบ องค์ประกอบทางเคมี ขนาดและการกระจายตัว และศักย์ซีต้าของวัตถุดิบสำหรับการผลิตกระเบื้องดินเผาลอนกาบกล้วย จากผลการศึกษาชนิดสารประกอบพบว่า ตำแหน่ง 2θ เท่ากับ 25.76°, 28.76°, 29.47°, 32.06°, 32.88°, 34.21°, 39.77° 47.24°, 49.21° และ 50.99° เป็นตำแหน่งพีคการเลี้ยวเบนของแคลเซียมคาร์บอเนตซึ่งช่วยยืนยันสาเหตุการเกิดตำหนิแบบหลุม การวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของวัตถุดิบ 4 ชนิด ได้แก่ ดินดำ ดินแดง ดินขาว และเฟลด์สปาร์ พบว่าองค์ประกอบทางเคมีเรียงจากมากไปน้อย คือ ซิลิกา อะลูมินา และฮีมาไทต์ ตามลำดับ จากการศึกษาส่วนผสมของดินที่มีปริมาณแคลเซียมคาร์บอเนตแตกต่างกัน ตั้งแต่ร้อยละ 20 โดยน้ำหนักขึ้นไป มีขนาดอนุภาคน้อยกว่า 1.01, 0.96 และ 1.09 ไมโครเมตร มีอยู่ร้อยละ 10 โดยปริมาตร ตามลำดับ และอนุภาคที่มีขนาดน้อยกว่า 7.19, 7.35 และ 9.21 ไมโครเมตร มีอยู่ร้อยละ 50 โดยปริมาตร ตามลำดับ ส่งผลให้มีขนาดอนุภาคใหญ่ขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับสูตรดินผสมจากโรงงานอุตสาหกรรม และปริมาณแคลเซียมคาร์บอเนตตั้งแต่ร้อยละ 30 โดยน้ำหนักขึ้นไป ส่งผลให้มีการกระจายขนาดอนุภาคลดลง เท่ากับ 4.42 และ 3.56 ตามลำดับ ดังนั้นการเติมสูตรผสมดินจากโรงงานอุตสาหกรรมร่วมกับแคลเซียมคาร์บอเนตร้อยละ 20 โดยน้ำหนักมีการกระจายตัวของอนุภาคดินดีที่สุด และการศึกษาค่าศักย์ซีต้า พบว่าปริมาณแคลเซียมคาร์บอเนตตั้งแต่ร้อยละ 30 โดยน้ำหนักขึ้นไป ทำให้ค่าศักย์ซีต้าลดลงแต่ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ เท่ากับ -57.8 และ -58.0 มิลลิโวลต์ ตามลำดับ อาจส่งผลให้อนุภาคของดินเกิดการรวมกลุ่มกันเป็นก้อนและสมบัติความเป็นความเหนียวของเนื้อดินลดลง            Calcium carbonate has some interesting qualities for applying in the terracotta roof tile product industry, but it could result in product defects, therefore, this studies to the consideration of calcium carbonate’s property in order to reduce the loss of products. This research purposed to study the composition, the chemical composition, the particle-size distribution, and the zeta potential of the raw materials for the production of Kab-Kluay terracotta roof tile products. According to the study of the composition, it was found that the 2θ was 25.76°, 28.76°, 29.47°, 32.06°, 32.88°, 34.21°, 39.77° 47.24°, 49.21°, and 50.99°; which are the diffraction pattern of calcium carbonate that confirm the cause of hole defect. From the analysis of the chemical composition of the 4 types of raw materials, which were ball clay, red ball clay, kaolin, and feldspar, then compose of silica, alumina, and hematite, respectively. The study of different calcium carbonate more than 20% by weight, it was found that the calcium carbonate has the size of particle less than 1.01, 0.96, and 1.09 μm have 10% by volume respectively, while the smaller size than 7.19, 7.35, and 9.21 μm having 50% by volume respectively. This results in a larger size compared to the formula used by the industrial factory and by adding 30% more of calcium carbonate by weight decreases particle diffusion by 4.42 and 3.56 respectively. Therefore, the addition formula with the best particle-size distribution was derived from the formula used by industrial factory combined with 20% by weight of calcium carbonate. Regarding the study of the zeta potential, it was found that calcium carbonate increases by 30% and 50% by weight cause a decrease of zeta potential without any significant differences at -57.8 and -58.0 mV, respectively. This may affect the clay particles agglomeration and plasticity of clay decrease.