การศึกษาสมบัติความคงทนของวัสดุจีโอพอลิเมอร์จากเถ้าก้นเตา

A Study on Durability of Bottom Ash Geopolymer

Abstract

บทความวิจัยนี้ได้เสนอการศึกษาคุณสมบัติความคงทนของจีโอพอลิเมอร์จากเถ้าก้นเตา โดยเตรียมจีโอพอลิเมอร์จากเถ้าก้นเตา โดยเตรียมจีโอพอลิเมอร์จากเถ้ากันเตาที่ทำปฏิกิริยากับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ ความเข้มข้น 10 โมลาร์ และศึกษาผลการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนโดยน้ำหนักของโซเดียมซิลิเกตต่อโซเดียมไฮดรอกไซด์เท่ากับ 1, 1.5, 2, และ 3 ทำการบ่มจีโอพอลิเมอร์ที่อุณหภูมิ 65 °C เป็นเวลา 48 ชั่วโมง หลังจากนั้นบ่มตัวอย่างในอากาศ และทดสอบกำลังอัดจีโอพอลิเมอร์มอร์ต้าร์ที่อายุ 14, 30 และ 90 วัน ในการศึกษาคุณสมบัติด้านความคงทนของจีโอพอลิเมอร์มอร์ต้าร์ ได้ทำการทดสอบกำลังหลังจากแช่ตัวอย่างในสารละลายโซเดียมซัลเฟตและแมกนีเซียมซัลเฟตเข้มข้นร้อยละ 5 เป็นเวลา 90 วัน นอกจากนี้ที่อายุตัวอย่าง 48 ชั่วโมง ได้ทำการศึกษาหมู่ฟังก์ชันของสารประกอบซิลิกา Si-O (stretching) โดยเทคนิค Infrared spectroscopy (IR) ที่ช่วงความถี่ 1200-950 cm-1 และโครงสร้างทางจุลภาคของตัวอย่างจีโอพอลิเมอร์ โดยใช้เทคนิค Scanning electron microscopy (SEM) จากการศึกษาพบว่า อัตราส่วนโซเดียมซิลิเกตต่อโซเดียมไฮดรอกไซด์เท่ากับ 3 ให้กำลังอัดของจีโอพอลิเมอร์มอร์ต้าที่อายุ 90 วัน สูงสุดโดยมีค่าเท่ากับ 35 เมกะปาสคาล และนอกจากนั้นยังพบว่า จีโอพอลิเมอร์มอร์ต้าร์ที่แช่ในสารละลายโซเดียมซัลเฟตและแมกนีเซียมซัลเฟตเป็นเวลา 90 วัน มีกำลังอัดต่ำกว่ากลุ่มที่บ่มในอากาศที่อายุทดสอบเดียวกัน ตลอดจนตัวอย่างที่แช่ในสารละลายแมกนีเซียมซัลเฟตมีการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรของจีโอพอลิเมอร์มอร์ต้าร์ค่อนข้างชัดเจน This paper presents a study on the durability of bottom ash geopolymer. The geopolymer was prepared from bottom ash with sodium silicate (Na2SiO3) and 10 M sodium hydroxide (NaOH) solutions. The mass ratio of Na2SiO3: NaOH was varied at 1, 1.5, 2, and 3. The samples were cured at 65 °C for 48 hours. Compressive strength of geopolymer curing at ambient temperature was performed at the age of 14, 30 and 90 days. Durability was presented as strength test of samples curing under 5% sodium sulfate (Na2SO4) and magnesium sulfate (MgSO4) solutions at 90 days. In addition, the functional group characterization of silica compound, Si-O (stretching), was studied by Infrared Spectrometer (FT-IR) at frequency of 1200-950 cm-1, and the microstructural study was carried out by scanning electron microscope (SEM). The results showed that using of Na2SiO3: NaOH of 3 gave the compressive strength of 35 MPa at 90 days. After 90 days curing in 5% Na2SO4 and 5% MgSO4 solutions, samples in 5% MgSO4 were lowered in compressive strength and obviously changed in volume.