กำลังอัดและกำลังยึดเหนี่ยวของจีโอพอลิเมอร์คอนกรีตจากเถ้าถ่านหิน
Compressive and Bond Strengths of Fly Ash-Based Geopolymer Concrete
Keywords:
จีโอพอลิเมอร์คอนกรีต , เถ้าถ่านหิน , กำลังอัด , กำลังยึดเหนี่ยว , ความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์, สมการคำนวณแรงยึดเหนี่ยวAbstract
งานวิจัยนี้ทำการศึกษาผลของความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ต่อกำลังอัดของจีโอพอลิเมอร์คอนกรีตจากเถ้าถ่านหิน และกำลังยึดเหนี่ยวระหว่างเหล็กข้ออ้อยกับจีโอพอลิเมอร์คอนกรีตจากเถ้าถ่านหิน ทำการเตรียมจีโอพอลิเมอร์คอนกรีตจากเถ้าถ่านหินแม่เมาะ โซเดียมซิลิเกต (Na2SiO3) และ โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) โดยใช้ความเข้มข้นของสารละลาย โซเดียมไฮดรอกไซด์ เท่ากับ 8, 10, 12 และ 14 โมลาร์ กำหนดอัตราส่วนของ Si/Al คงที่เท่ากับ 1.98 หลังจากหล่อตัวอย่างทดสอบแกะแบบ และ บ่มตัวอย่างทดสอบในอากาศที่อุณหภูมิห้อง ทดสอบกำลังอัดที่ 7, 14, 28 และ 60 วัน นอกจากนั้นได้ทดสอบกำลังยึดเหนี่ยว (ใช้เหล็กข้ออ้อยเส้นผ่าศูนย์กลาง 12, 16 และ 20 มม. เกรด SD 30) ที่อายุ 28 วัน ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า กำลังอัดของจีโอพอลิเมอร์คอนกรีตมีค่าเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่เพิ่มขึ้น และมีการพัฒนากำลังอัดในอัตราที่สูงในช่วง 14 วันแรก หลังจากนั้นกำลังอัดมีอัตราการเพิ่มลดลง อย่างไรก็ตามในกลุ่มที่ใช้สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ เข้มข้น 14 โมลาร์ มีอัตราการเพิ่มของกำลังอัดสูงกว่ากลุ่มที่ใช้สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่มีความเข้มข้นต่ำ ส่วนกำลังยึดเหนี่ยวระหว่างจีโอพอลิเมอร์คอนกรีตกับเหล็ก มีค่าเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่เพิ่มขึ้น แต่กลับมีค่าต่ำลงเล็กน้อยที่ความเข้มข้น 14 โมลาร์ ในการศึกษาครั้งนี้สามารถหาสมการเพื่อคำนวณกำลังยึดเหนี่ยวเมื่อใช้เหล็กข้ออ้อยคือ u Geo = 2.50 √(f 'c) I D โดยค่ากำลังยึดเหนี่ยวที่ได้จากสมการนี้มีค่าสูงกว่าสมการของ ว.ส.ท. ประมาณร้อยละ 10 This research, the effect of sodium hydroxide (NaOH) concentrations on compressive and bond strengths of geopolymer concretes were studied. The geopolymer concrete were prepared from Mae Moh fly ash with sodium silicate (Na2SiO3) and sodium hydroxide (NaOH) solutions. The concentration of NaOH was varied at 8, 10, 12, and 14 molar and the Si/Al ratio was kept constant at 1.98. The concrete specimens were air-cured at room temperature and the compressive strength was tested at the ages of 7, 14, 28 and 60 days. In addition, the bond strength of geopolymer concrete (using deformed bar of 12, 16, and 20-mm in diameter, grade SD 30) was investigated at 28-day. The results showed that the compressive strength of geopolymer concrete significantly increased with the increase in concentration of NaOH. In the first 14-day curing, a dramatically increasing of compressive strength was found and then it showed gradually increased after 14 days. However, the geopolymer concrete with a high concentration of NaOH (14 molar) continuously gained strength (up to 60 days) faster than those of low concentration of NaOH. Besides, bond strength of geopolymer concrete also increase with NaOH concentration but they were found to decrease when the NaOH concentration was up to 14 molar. The equation of bond strength of deformed bar in geopolymer concrete u Geo = 2.50 (f 'c) I D was used to calculate the results which higher than that of EIT recommendation about 10%.References
ปริญญา จินดาประเสริฐ, ถนัดกิจ ชารีรัตน์, วราภรณ์ คุณาวนากิจ และอนุชาติ ลื้อนันต์ศักดิ์ศิริ. (2548). การศึกษาเบื้องต้นการผลิตจีโอพอลิเมอร์จากเถ้าลอยแม่เมาะ. การประชุมวิชาการคอนกรีตประจำปี ครั้งที่ 1, ระยอง : หน้า 13-18.
ปริญญา จินดาประเสริฐ และชัย จาตุรพิทักษ์กุล. (2551). ปูนซีเมนต์ ปอซโซลาน และคอนกรีต. พิมพ์ครั้งที่ 5. สมาคมคอนกรีตไทย : หน้า 197-199.
เธียรศักดิ์ กลับประสิทธิ์, สมิตร ส่งพิริยะกิจ และชัย จาตุรพิทักษ์กุล. (2549). การศึกษากำลังอัดของจีโอพอลิเมอร์เพสต์ที่ทำจากเถ้าแกลบเปลือกไม้ผสมเถ้าถ่านหิน. การประชุมวิชาการคอนกรีตประจำปีครั้งที่ 2, อุดรธานี : หน้า MAT 53-58.
นัฐวุฒิ ทิพย์โยธา, เกรียงศักดิ์ แก้วกุลชัย, สถาพร โภคา และวิวัฒน์ พัวทัศนานนท์. (2552). แรงยึดเหนี่ยวของเหล็กเสริมในคอนกรีตมวลเบาแบบเซลลูล่า. การประชุมวิชาการวิศวกรรมโยธาแห่งชาติครั้งที่ 14, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี : หน้า 1685-1691.
มาตรฐาน ว.ส.ท.1007-34, (2537). มาตรฐานสำหรับอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก โดยวิธีหน่วยแรงใช้งาน. กรุงเทพฯ : วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย.
ASTM C234-91a. (2000). Standard Test Method for Comparing Concretes on the Basis of the Bond Developed with Reinforcing Steel. Annual Books of ASTM Standards V. 04.01 Philadelphia.
ASTM C618. (2000). Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete. Annual Books of ASTM Stan- dards V. 04.01 Philadelphia.
Chindaprasirt, P., Chalee, W., Jaturapitakkul, C., and Rattanasak, U. (2009). Comparative study on the characteristics of fly ash and bottom ash geo- polymers. Waste Management 29, (2) : pp 539-543.
Davidovits, J., (1999). Chemistry of geopolymer system, Terminology. In Proceeding of Second International Conference Geopolymer’99, France. : pp 9–39.
Klabprasit, T., Jaturapitakkul, C., Chalee, W., Chindaprasirt P. and Songpiriyakij, S. (2008). Influence of Si/ Al ratio on Compressive Strength of Rice Husk–Bark Ashes and Fly Ash-based Geopolymer Paste. The 3rd ACF international conference ACF/VCA, Rex Hotel, Ho Chi Minh City, Vietnam: pp 151-157.
