การศกษาเปรยบเทยบการใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท ในงานคอนกรตมวลเบา

นายศกดสทธ พนทว

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวศวกรรมโยธา

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร ปการศกษา 2551

A COMPARATIVE STUDY OF DIATOMITE AND

PERLITE IN LIGHTWEIGHT CONCRETE

Saksith Pantawee

A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for

the Degree of Master of Engineering in Civil Engineering

Suranaree University of Technology

Academic Year 2008

การศกษาเปรยบเทยบการใชไดอะตอมไมทและเพอรไลทในงานคอนกรตมวลเบา

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร อนมตใหนบวทยานพนธฉบบนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญามหาบณฑต คณะกรรมการสอบวทยานพนธ

(รศ. ดร.สขสนต หอพบลสข) ประธานกรรมการ (ผศ. ดร.ธรวฒน สนศร) กรรมการ (อาจารยทปรกษาวทยานพนธ) (ศ. ดร.ปรญญา จนดาประเสรฐ) กรรมการ (ผศ. ดร.มงคล จรวชรเดช) กรรมการ (อ. ดร.ทนงศกด พสาลสน) กรรมการ

(ศ. ดร.ไพโรจน สตยธรรม) (รศ. น.อ. ดร.วรพจน ขาพศ) รองอธการบดฝายวชาการ คณบดสานกวชาวศวกรรมศาสตร

ศกดสทธ พนทว : การศกษาเปรยบเทยบการใชไดอะตอมไมทและเพอรไลทในงานคอนกรตมวลเบา (A COMPARATIVE STUDY OF DIATOMITE AND PERLITE IN LIGHTWEIGHT CONCRETE) อาจารยทปรกษา : ผศ. ดร.ธรวฒน สนศร, 146 หนา การผลตคอนกรตในปจจบนไดมความเจรญกาวหนาไปอยางรวดเรว โดยมทงการพฒนา

ในดานการออกแบบ และวธการกอสราง นอกจากนยงมงานวจยและการพฒนาวสดผสมคอนกรตเพอปรบปรงในดานของคณสมบตตาง ๆ ของคอนกรตใหดขนและสามารถใชงานไดทกสภาพการใชงาน ไมวาจะเปนคอนกรตในสภาพเหลวและคอนกรตในสภาพทแขงตวแลว โดยทวไปคอนกรตมหนวยนาหนกประมาณ 2,300 ถง 2,400 kg/m3 ซงถอวามากพอสมควรททาใหโครงสรางตองสญเสยกาลงสวนหนงไปกบการรองรบนาหนกของโครงสรางเอง โดยเฉพาะในงานโครงสรางขนาดใหญ เชน อาคารสง นาหนกของตวอาคารททบถมลงมาจากชนบนสดจนถงฐานรากจะมขนาดใหญมาก ซงจะทาใหเกดปญหาในดานการออกแบบและสนเปลองคาใชจาย จากเหตผลดงกลาวจงมความจาเปนทจะตองศกษาในเรองของวสดผสมในงานคอนกรตเพอใหไดคอนกรตทมนาหนกนอยลง โดยวสดทนามาใชมกนอยางแพรหลาย สวนใหญจะเปนมวลรวมทมนาหนกเบา หรออาจเปนสารประกอบแรธาตผสมเพมทมนาหนกเบาทอยในกลมสารปอซโซลาน เชน เถาลอย ตะกรนจากเตาถลง และ ซลกาฟม เปนตน

ในงานวจยนจงไดเลอก ไดอะตอมไมท และเพอรไลท ซงจดอยในกลมสารปอซโซลาน ธรรมชาต ซงเปนสารประกอบอะลมโนซลเกตหรอสารอะลมโนฟอสเฟต จงนาจะเกดปฏกรยา ปอซโซลานไดด และสามารถทาใหคอนกรตมนาหนกเบาลงได จากงานวจยทผานมาไดมการนาปอซโซลานธรรมชาตมาประยกตใชกบงานคอนกรตมากมาย เชน ทาคอนกรตมวลเบา ใชเปนสารผสมเพมเพอลดการเกดปฏกรยาอลคาไลในคอนกรต ลดปญหาการเกดการเยม ลดการแยกตว และลดการซมผาน เปนตน โดยในงานวจยนจะนาไดอะตอมไมท และเพอรไลตมาใชแทนททราย แทนทปนซเมนต และผสมเพมตามอตราสวน เนองจากคณสมบตของไดอะตอมไมทและเพอรไลท คอ มนาหนกเบา ความหนาแนนตา และมความพรนสง เมอนาไปเปนสวนผสมในคอนกรตทาใหนาหนกของคอนกรตลดลง ดงนนถาสามารถลดหนวยนาหนกของคอนกรตใหนอยลงโดยทสามารถรบแรงอดไดในเกณฑทสามารถนาไปใชงานได จงนาจะสามารถลดคาใชจายลงไปไดมากทงทางดานคาใชจายดานฐานรากและตวอาคารเอง

สาขาวชา วศวกรรมโยธา ลายมอชอนกศกษา ปการศกษา 2551 ลายมอชออาจารยทปรกษา ลายมอชออาจารยทปรกษารวม

SAKSITH PANTAWEE : A COMPARATIVE STUDY OF DIATOMITE

AND PERLITE IN LIGHTWEIGHT CONCRETE. THESIS ADVISOR :

ASST. PROF. THEERAWAT SINSIRI, Ph.D. 146 PP.

LIGHTWEIGHT CONCRETE / NATURAL POZZOLAN / DIATOMITE / PERLITE

Nowadays the manufacturing process of concrete is growing up rapidly in

development of both design and building procedure. Besides, there has been interest

in research and development of material admixture for improving properties of

concrete and their workability for arrays of usage, not only fresh but also hardening

concrete. Generally, concrete has unit weight about 2,300 to 2,400 kg/m3 that is large

and causing concrete to lose the strength for supporting their own weight of the

building. Specially, the large constructions such as high buildings, the summary

weight from top to foundation is very high that results in problems for design and

waste of construction cost of the building. Therefore, it is important to study the

materials admixture in concrete to get the lower density concrete. Various materials

have been used and mostly are lightweight aggregates or low density mineral

admixture Pozzolan such as fly ash, blast furnace slag and silica fume.

In this research, the mineral admixtures chosen were diatomite and perlite that

are natural pozzolan and compose of aluminosilicate or aluminophosphate. These

materials have a pozzolanic reactionary, so they can reduce the density of concrete.

From the literature review, there are many applications that used natural pozzolan in

concrete such as making lightweight concrete, alkali reduction admixture and

reducing problems of bleeding, segregation and permeability. In this study, the

ค

diatomite and perlite were used for partially replacement of sand and cement and

admixed. Since diatomite and perlite have lightweight, low density and high porosity,

they could possibly be used to reduce the weight of concrete. Thus if the lightweight

concrete have a strength that are applicable for several conditions, it can ensure the

economical benefits of constructions.

School of Civil Engineering Student’s Signature Academic Year 2008 Advisor’s Signature Co-Advisor’s Signature

กตตกรรมประกาศ

ขาพเจาขอขอบพระคณบคคลและกลมบคคลตาง ๆ ทงในดานวชาการและดานการดาเนนงานวจย ดงน

ผศ. ดร.ธรวฒน สนศร อาจารยทปรกษาและอาจารยทปรกษาวทยานพนธ ทกรณาสละเวลาใหคาปรกษา คาแนะนา ดแลเอาใจใสในการศกษาของผวจยเปนอยางดมาโดยตลอด และไดสละเวลาดแลใหคาปรกษาวทยานพนธนจนสาเรจลลวงลงไดดวยด

ศ. ดร.ปรญญา จนดาประเสรฐ สาหรบการสละเวลาอนมคาของทานในการเปนทปรกษาวทยานพนธรวม และใหคาแนะนาทดยงในดานการดาเนนงานวจย

รศ. ดร.สขสนต หอพบลสข ประธานกรรมการ ทกรณาใหคาแนะนา และกาลงใจในการทาวทยานพนธ รวมถงคาแนะนาในการวางแผนการศกษาเปนอยางด

ผศ. ดร.มงคล จรวชรเดช และ อ. ดร.ทนงศกด พสาลสน กรรมการ ทมอบความรอยางมากและแนวคดในหลายดานในการวจย รวมทงคณาจารยสาขาวชาวศวกรรมโยธา ทกทาน

รศ. ดร.อานาจ อภชาตวลลภ ทกรณาใหคาแนะนา คาปรกษาในการเขยนและตรวจทานเนอหาวทยานพนธจนเสรจสมบรณ

รศ. ดร.สทธชย แสงอาทตย ทกรณาใหคาแนะนา คาปรกษาทเปนประโยชนอยางมาก ในการทาวทยานพนธ รวมถงความรในดานวชาการททานทมเทในการสอนเปนอยางมาก และคาอบรมสงสอนทด ซงเปนกาลงใจใหขาพเจามาโดยตลอด “ถาจะทา ตองทาใหได คนเกงไดตายจากโลกนไปแลว ในโลกนเหลอแตคนขยน คนทเหมาะสมแลว ถาพยายามจะเรยนได”

คณสนทร นาคโคตร คณเมธาว ศรวฒนพงศ และคณปณธาน ทนจนทก เพอนรวมเรยนระดบบณฑตศกษาทใหคาปรกษา คาแนะนา ความชวยเหลอ และกาลงใจทดมาโดยตลอด ขอขอบคณเจาหนาทสาขาวชาวศวกรรมโยธา เจาหนาทสถานวจย สานกวชาวศวกรรมศาสตร ทดแลเอาใจใสและอานวยความสะดวกอยางมากในเรองเอกสารตาง ๆ ขอบคณสถาบนวจยและพฒนา ทใหทนสนบสนนในการนาเสนอผลงานวจย รวมถงเพอนบณฑตศกษา และผมสวนรวมในงานวจยนทกทาน

ทายน ขาพเจาขอกราบขอบพระ คณพอสาเนยง–คณแมหนเกยรต พนทว ทใหการอปการะเลยงดอบรม สงเสรมการศกษา และเปนกาลงใจทดมาโดยตลอด และผทขาพเจาใหความเคารพทกทาน

ศกดสทธ พนทว

สารบญ

หนา

บทคดยอ (ภาษาไทย)........................................................................................................................ ก บทคดยอ (ภาษาองกฤษ)................................................................................................................... ข กตตกรรมประกาศ............................................................................................................................. ง สารบญ.............................................................................................................................................. จ สารบญตาราง....................................................................................................................................ซ สารบญรป......................................................................................................................................... ฐ คาอธบายสญลกษณและคายอ.......................................................................................................... ณ บทท 1 บทนา................................................................................................................................... 1 1.1 ความสาคญของปญหา.............................................................................................. 1 1.2 วตถประสงคของการศกษา....................................................................................... 3 1.3 ขอบเขตของการวจย.................................................................................................. 3 1.4 ขนตอนการดาเนนงานวจย........................................................................................ 3 1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ....................................................................................... 4 2 ปรทศนวรรณกรรมและงานวจยทเกยวของ........................................................................ 5 2.1 คอนกรตมวลเบา....................................................................................................... 5 2.1.1 ประวตการพฒนาคอนกรตมวลเบาในงานโครงสราง.................................. 5 2.1.2 การจาแนกชนดของคอนกรตมวลเบา.......................................................... 7 2.1.3 คณสมบตของคอนกรตมวลเบา................................................................. 10 2.2 ปอซโซลาน............................................................................................................. 11 2.3 ปอซโซลานธรรมชาต............................................................................................. 19 2.4 ไดอะตอมไมท......................................................................................................... 22 2.5 เพอรไลท................................................................................................................. 31 2.5.1 ลกษณะการเกดของหนเพอรไลท.............................................................. 31 2.5.2 คณสมบตทางเคมของหนเพอรไลท........................................................... 32

ช

สารบญ (ตอ)

หนา

2.5.3 คณสมบตทางฟสกสของหนเพอรไลท...................................................... 34 2.5.4 การใชประโยชน........................................................................................ 34 2.5.5 แหลงเพอรไลทในประเทศไทย................................................................. 36 2.5.6 สถานการณเพอรไลทของประเทศไทย...................................................... 36 3 วธการดาเนนงานวจย........................................................................................................ 51 3.1 การทดสอบคณสมบตพนฐานของวสดทใชในงานวจย.......................................... 51 3.1.1 การทดสอบคณสมบตของทราย................................................................ 51 3.1.2 การทดสอบคณสมบตของปนซเมนต........................................................ 52 3.1.3 การทดสอบคณสมบตของไดอะตอมไมทและเพอรไลท........................... 52 3.2 การทดสอบคณสมบตของมอรตาร......................................................................... 53 3.2.1 การทดสอบหาคาหนวยนาหนก................................................................. 53 3.2.2 การทดสอบคณสมบตดานกาลงอดของมอรตาร....................................... 53 3.2.3 สวนผสมและจานวนของกอนตวอยาง...................................................... 54 4 ผลการศกษาและวจารณผล............................................................................................... 57 4.1 ลกษณะทางกายภาพของไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และ Type 2................ 57 4.2 องคประกอบทางเคมของไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และ Type 2............... 58 4.3 ลกษณะโครงสรางระดบจลภาคของไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และเพอรไลท Type 2.............................................................................................. 59 4.4 ความเปนผลกของไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และเพอรไลท Type 2......... 61 4.5 ผลกระทบตอปรมาณนา.......................................................................................... 62 4.5.1 ผลกระทบตอปรมาณนาของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมท และเพอรไลท Type 1 เปนวสดผสม.......................................................... 62 4.5.2 ผลกระทบตอปรมาณนาของมอรตารทใชไดอะตอมไมท และเพอรไลท Type 2 เปนวสดปอซโซลานธรรมชาต.............................. 63 4.6 คณสมบตดานกาลงอด............................................................................................ 64 4.6.1 กาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมท และเพอรไลท Type 1 ในสวนผสม...........................................................64

ช

สารบญ (ตอ)

หนา

4.6.2 กาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 เปนสารปอซโซลานธรรมชาต................................................................... 67 4.7 หนวยนาหนก.......................................................................................................... 74 4.7.1 หนวยนาหนกของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมท และเพอรไลท Type 1 ในสวนผสม............................................................74 4.7.2 หนวยนาหนกของมอรตารทใชไดอะตอมไมทและ เพอรไลท Type 2 เปนสารปอซโซลานธรรมชาต...................................... 75 4.8 อตราสวนกาลง........................................................................................................ 77 4.9 การวเคราะหราคา.................................................................................................... 78 4.9.1 การเปรยบเทยบราคาของคอนกรตมวลเบาผสมไดอะตอมไมท และเพอรไลท Type 1 กบราคาคอนกรตมวลเบาในทองตลาด...................78 4.9.2 การเปรยบเทยบราคาของไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 ทใช เปนวสดปอซโซลานธรรมชาตกบคอนกรตทวไปและเถาลอย.................. 79 5 บทสรป.............................................................................................................................. 82 5.1 สรปผลงานวจย........................................................................................................82 5.1.1 ไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1 ในงานคอนกรตมวลเบา................. 82 5.1.2 ไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 ในการเปนวสดปอซโซลาน............83 5.2 ขอเสนอแนะ............................................................................................................ 84 รายการอางอง.................................................................................................................................. 86 ภาคผนวก........................................................................................................................................ 86 ภาคผนวก ก. ผลการทดสอบคณสมบตเบองตนของวสดทใชในงานวจย.............................. 90

ภาคผนวก ข. ผลการทดสอบคณสมบตเบองตนของมอรตาร................................................. 98ภาคผนวก ค. การวเคราะหราคา........................................................................................... 109ภาคผนวก ง. บทความวจยทไดรบการตพมพ...................................................................... 119

ประวตผเขยน................................................................................................................................ 146

ช

สารบญตาราง

ตารางท หนา 2.1 ชนคณภาพและชนดของคอนกรตมวลเบา แบงตาม มอก. 1505-2541.................................... 9 2.2 ขอกาหนดทางเคมของปอซโซลาน ตามมาตรฐาน ASTM C 618 (1991)............................. 13 2.3 ขอกาหนดทางเคมของปอซโซลานเพมเตม ตามมาตรฐาน ASTM C 618 (1991)................. 13 2.4 ขอกาหนดทางกายภาพ ตามมาตรฐาน ASTM C 618 (1991)................................................ 14 2.5 ขอกาหนดทางกายภาพเพมเตม ตามมาตรฐาน ASTM C 618 (1991)................................... 15 2.6 คณสมบตของเถาลอยและปอซโซลานธรรมชาต (ASTM C 618, 1991).............................. 19 2.7 การวเคราะหทางเคม และคณสมบตทวไปของเถาลอย ตะกรน ซลกาฟม ดนดานเผา และดนขาว (จนทนา สขมานนท, 2550)............................................................. 20 2.8 แสดงคณสมบตทางเคมของไดอะตอมไมทลาปาง (Kedsarin Pimraksa, 2008)....................24 2.9 องคประกอบทางเคมของไดอะตอมไมทประเทศกรซ (Fragoulisa et al., 2004)................... 27 2.10 แสดงการเปรยบเทยบคณสมบตทางเคมของไดอะตอมไมทประเทศตรกกบปนซเมนต

(Aydin and Gul, 2007).......................................................................................................... 29 2.11 องคประกอบเคมของหนเพอรไลท (สานกเหมองแรและสมปทาน, ออนไลน, 2546).......... 33 2.12 แสดงการเปรยบเทยบองคประกอบทางเคมของปนซเมนตกบเพอรไลท (จตรกร ตงอนสรณสข และคณะ, 2548).............................................................................. 33 2.13 การเปรยบเทยบคณสมบตของคอนกรตทผสมดวยเพอรไลทกบปนซเมนตผสม แบบธรรมดา (สานกเหมองแรและสมปทาน, ออนไลน, 2546)............................................ 35 2.14 แสดงองคประกอบทางเคมของ Expanded Perlite ประเทศตรก (Demirboga, Orung and Gul, 2001)......................................................................................39 2.15 คาการนาความรอนและคาความหนาแนน (Demirboga and Gul, 2003)............................... 41 2.16 คากาลงอดทอายการบม 7 และ 28 วน (Demirboga and Gul, 2003)..................................... 42 3.1 สวนผสมและจานวนกอนตวอยางมอรตารควบคม............................................................... 54 3.2 สวนผสมคอนกรตมวลเบาโดยแทนททรายดวยไดอะตอมไมทและ/หรอเพอรไลท เพอใชเปนวสดผสมในคอนกรตมวลเบา............................................................................... 54

ฌ

ฌ

สารบญตาราง (ตอ) ตารางท หนา 3.3 สวนผสมคอนกรตมวลเบาโดยแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมท และ/หรอเพอรไลท เพอใชเปนวสดผสมในคอนกรตมวลเบา............................................... 55 3.4 สวนผสมโดยแทนททรายดวยไดอะตอมไมทและ/หรอเพอรไลท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต.................................................................................... 55 3.5 สวนผสมโดยแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมทและ/หรอเพอรไลท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต.................................................................................... 56 3.6 สวนผสมโดยผสมเพมดวยไดอะตอมไมทและ/หรอเพอรไลท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต.................................................................................... 56 4.1 ผลการวเคราะหลกษณะทางกายภาพของไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และ เพอรไลท Type 2............................................................................ 57 4.2 แสดงผลการวเคราะหองคประกอบทางเคมของไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และ เพอรไลท Type 2 ดวยเครอง X-Ray Fluorescence Analysis (XRF)............................ 59 4.3 หนวยนาหนกของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมท และเพอรไลท Type 1ในสวนผสม........................................................................................ 75 4.4 หนวยนาหนกของมอรตารทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 ในสวนผสม 5, 10 และ 15% เพอใชเปนวสดปอซโซลานธรรมชาต.......................................................... 76 4.5 คาอตราสวนกาลงของมอรตารทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 ในสวนผสม 5, 10 และ 15% เพอใชเปนวสดปอซโซลานธรรมชาต.......................................................... 77 4.6 การเปรยบเทยบราคาของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1 ในสวนผสม 40% กบราคาทองตลาดทวไป.......................................................................... 78 4.7 การเปรยบเทยบราคาของคอนกรตทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 กบคอนกรตทวไปและคอนกรตผสมเถาลอย........................................................................ 80 ก.1 ผลการทดสอบองคประกอบทางเคมของ ไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และ เพอรไลท Type 2 โดย X-Ray Fluorescence (XRF)..................................................... 91 ก.2 คาความถวงจาเพาะของไดอะตอมไมท................................................................................. 92 ก.3 คาความถวงจาเพาะของเพอรไลท Type 1............................................................................. 93

ญ

สารบญตาราง (ตอ) ตารางท หนา ก.4 คาความถวงจาเพาะของเพอรไลท Type 2............................................................................. 94 ก.5 ตารางผลการทดสอบ Lazer Particle Size ของไดอะตอมไมท.............................................. 95 ก.6 ตารางผลการทดสอบ Lazer Particle Size ของเพอรไลท Type 1.......................................... 96 ก.7 ตารางผลการทดสอบ Lazer Particle Size ของเพอรไลท Type 2.......................................... 97 ข.1 ผลการทดสอบหนวยนาหนกและกาลงอดของคอนกรตมวลเบา ผสมไดอะตอมไมท โดยการแทนททราย.............................................................................. 99 ข.2 ผลการทดสอบหนวยนาหนกและกาลงอดของคอนกรตมวลเบา ผสมไดอะตอมไมท โดยการแทนทปนซเมนต......................................................................99 ข.3 ผลการทดสอบหนวยนาหนกและกาลงอดของคอนกรตมวลเบา ผสมเพอรไลท โดยการแทนททราย.................................................................................... 100 ข.4 ผลการทดสอบหนวยนาหนกและกาลงอดของคอนกรตมวลเบา ผสมเพอรไลท โดยการแทนทปนซเมนต............................................................................ 100 ข.5 ผลการทดสอบหนวยนาหนกของมอรตารผสมไดอะตอมไมท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนททราย................................................. 101 ข.6 ผลการทดสอบหนวยนาหนกของมอรตารผสมไดอะตอมไมท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนทปนซเมนต........................................ 101 ข.7 ผลการทดสอบหนวยนาหนกของมอรตารผสมไดอะตอมไมท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการผสมเพม...................................................... 102 ข.8 ผลการทดสอบหนวยนาหนกของมอรตารผสมเพอรไลท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนททราย................................................. 102 ข.9 ผลการทดสอบหนวยนาหนกของมอรตารผสมเพอรไลท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนทปนซเมนต........................................ 103 ข.10 ผลการทดสอบหนวยนาหนกของมอรตารผสมเพอรไลท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการผสมเพม...................................................... 103 ข.11 ผลการทดสอบคากาลงอดของมอรตารผสมไดอะตอมไมท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนททราย................................................. 104

ฎ

สารบญตาราง (ตอ) ตารางท หนา ข.12 ผลการทดสอบคากาลงอดของมอรตารผสมไดอะตอมไมท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนทปนซเมนต........................................ 104 ข.13 ผลการทดสอบคากาลงอดของมอรตารผสมไดอะตอมไมท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการผสมเพม...................................................... 105 ข.14 ผลการทดสอบคากาลงอดของมอรตารผสมเพอรไลท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนททราย................................................. 105 ข.15 ผลการทดสอบคากาลงอดของมอรตารผสมเพอรไลท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนทปนซเมนต........................................ 106 ข.16 ผลการทดสอบคากาลงอดของมอรตารผสมเพอรไลท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการผสมเพม...................................................... 106 ข.17 อตราสวนกาลงของมอรตารผสมไดอะตอมไมท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต.................................................................................. 107 ข.18 อตราสวนกาลงของมอรตารผสมเพอรไลท Type 2 เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต................................................................................. 108 ค.1 ราคาคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทแทนททราย 40%............................................... 110 ค.2 ราคาคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทแทนทปนซเมนต 40%...................................... 110 ค.3 ราคาคอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนททราย 40%......................................... 111 ค.4 ราคาคอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนทปนซเมนต 40%................................. 111 ค.5 ราคาคอนกรต กาลงอด 300 ksc ทอายการบม 28 วน ออกแบบตามมาตรฐาน ACI............ 112 ค.6 ราคาคอนกรต กาลงอด 300 ksc ทอายการบม 28 วน ออกแบบตามมาตรฐาน ACI และแทนทปนซเมนตดวยเถาลอย 10%............................................................................... 113 ค.7 ราคาคอนกรต กาลงอด 300 ksc ทอายการบม 28 วน ออกแบบตามมาตรฐาน ACI และแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมท 10%................................................................... 114 ค.8 ราคาคอนกรต กาลงอด 300 ksc ทอายการบม 28 วน ออกแบบตามมาตรฐาน ACI และแทนทปนซเมนตดวยเพอรไลท Type 2 10%.............................................................. 115

ฏ

สารบญตาราง (ตอ) ตารางท หนา ค.9 ราคาคอนกรต กาลงอด 300 ksc ทอายการบม 28 วน ออกแบบตามมาตรฐาน ACI และผสมเพมดวยเถาลอย 10%............................................................................................ 116 ค.10 ราคาคอนกรต กาลงอด 300 ksc ทอายการบม 28 วน ออกแบบตามมาตรฐาน ACI และผสมเพมดวยไดอะตอมไมท 10%................................................................................ 117 ค.11 ราคาคอนกรต กาลงอด 300 ksc ทอายการบม 28 วน ออกแบบตามมาตรฐาน ACI และผสมเพมดวยเพอรไลท Type 2 10%............................................................................ 118

สารบญรป

รปท หนา 2.1 ภาพถาย SEM ของเถาถานหนจากโรงไฟฟาอาเภอแมเมาะ จงหวดลาปาง (ธรวฒน สนศร, 2548).......................................................................................................... 16 2.2 ภาพถาย SEM ของเถาถานหนทมลกษณะแบบ Plerospheres (ธรวฒน สนศร, 2548).......................................................................................................... 17 2.3 ลกษณะของไดอะตอมไมท (มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคล, ออนไลน, 2543)............... 22 2.4 (ก) แสดงชนของไดอะตอมไมท (สสวท., ออนไลน, 2550)................................................. 23 2.4 (ข) ภาพถาย SEM ของไดอะตอมไมท (สสวท., ออนไลน, 2550)........................................ 23 2.5 ภาพถาย SEM ของไดอะตอมไมทจากแหลงลาปาง (Kedsarin Pimraksa, 2008).................. 24 2.6 กราฟ DTA และ TGA ของไดอะตอมไมทลาปาง (Kedsarin Pimraksa, 2008)..................... 25 2.7 ผลตภณฑมวลรวมเบา (production of lightweight aggregates, LWAs) ของ Fragoulisa et al.,(2004)................................................................................................. 26 2.8 ภาพถาย SEM ของไดอะตอมไมทจากประเทศกรซ (Fragoulisa et al., 2004)...................... 27 2.9 ความสมพนธระหวางคากาลงอดของคอนกรตกบเปอรเซนตการผสมเพม (Aydin and Gul, 2007).......................................................................................................... 30 2.10 ความสมพนธระหวางคาโมดลสยดหยนของคอนกรตกบเปอรเซนตการผสมเพม (Aydin and Gul, 2007).......................................................................................................... 30 2.11 แสดงลกษณะของหนเพอรไลท (ณรงคศกด นนทคาภรา และคณะ, ออนไลน, 2547)............................................................ 31 2.12 ความสมพนธระหวางอตราสวน Expanded Perlite กบคากาลงอด (Demirboga, Orung and Gul, 2001)..................................................................................... 40 2.13 ความสมพนธระหวางคากาลงอดกบปรมาณปนซเมนตของ EPA Concrete ทใช Expanded Perlite แทนทปนซเมนต 30% (Topcu and Isikdag, 2007).......................... 45 2.14 ความสมพนธระหวางคากาลงดงแบบผาซกกบปรมาณปนซเมนตของ EPA Concrete ทใช Expanded Perlite แทนทปนซเมนต 30% (Topcu and Isikdag, 2007).......................... 46

ฒ

สารบญรป (ตอ)

รปท หนา 2.15 ความสมพนธระหวางคากาลงอดกบปรมาณการแทนท Expanded Perlite ทใชปนซเมนตประเภท CEM I 42.5R (Topcu and Isikdag, 2007)....................................... 47 2.16 ความสมพนธระหวางคากาลงดงแบบผาซกกบปรมาณการแทนท Expanded Perlite ทใชปนซเมนตประเภท CEM I 42.5R (Topcu and Isikdag, 2007)....................................... 47 3.1 แผนผงแสดงการดาเนนงานวจย........................................................................................... 50 3.2 การทดสอบหาคาความถวงจาเพาะและคาการดดซมนาของทราย........................................ 51 3.3 การทดสอบการหาขนาดคละของทราย................................................................................. 52 3.4 การทดสอบหาคาความถวงจาเพาะของปนซเมนต................................................................ 52 3.5 การทดสอบหาคาความถวงจาเพาะและหนวยนาหนกของ ไดอะตอมไมทและเพอรไลท................................................................................................ 53 4.1 ภาพถาย SEM ของไดอะตอมไมท........................................................................................ 59 4.2 ภาพถาย SEM ของเพอรไลท Type 1.................................................................................... 60 4.3 ภาพถาย SEM ของเพอรไลท Type 2.................................................................................... 60 4.4 ผลการทดสอบ XRD ของไดอะตอมไมท............................................................................. 61 4.5 ผลการทดสอบ XRD ของเพอรไลท Type 1 และ เพอรไลท Type 2..................................... 61 4.6 ความสมพนธระหวางปรมาณนากบปรมาณไดอะตอมไมท และ/หรอเพอรไลท Type 1 ในคอนกรตมวลเบา...................................................................62 4.7 ปรมาณนาทเพมขนของมอรตารทใชไดอะตอมไมท และ/หรอเพอรไลท Type 2 เปนวสดปอซโซลานธรรมชาต................................................. 63 4.8 กราฟกาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทแทนททราย.................................... 64 4.9 กราฟกาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทแทนทปนซเมนต............................ 65 4.10 กราฟกาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนททราย............................... 65 4.11 กราฟกาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนทปนซเมนต....................... 66 4.12 กราฟแสดงการเปรยบเทยบกาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมท และเพอรไลท Type 1 ในสวนผสม ทอายการบม 28 วน...................................................... 67

ฒ

สารบญรป (ตอ)

รปท หนา 4.13 กราฟกาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนททราย.............................................................................................................. 68 4.14 กราฟกาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนทปนซเมนต...................................................................................................... 69 4.15 กราฟกาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการผสมเพม................................................................................................................... 70 4.16 กราฟกาลงอดของมอรตารทใชเพอรไลท Type 2 เปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนททราย.............................................................................................................. 71 4.17 กราฟกาลงอดของมอรตารทใชเพอรไลท Type 2 เปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนทปนซเมนต...................................................................................................... 72 4.18 กราฟกาลงอดของมอรตารทใชเพอรไลท Type 2 เปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการผสมเพม................................................................................................................... 73 4.19 แสดงการเปรยบเทยบกาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 ผสมเพมในสวนผสม 5, 10 และ 15% ทอายการบม 28, 60 และ 90 วน................................ 74 4.20 แสดงลกษณะของ Calcium Sulfoaluminate ทมลกษณะเปนแผน........................................ 76

คาอธบายสญลกษณและคายอ

มอก. = มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม AAC = Autoclave Aerate Concrete ACI = American Concrete Institute ASTM = American Society for Testing and Materials C = Portland Cement Type 1 CAH = Calcium Aluminate Hydrate CD5S = สวนผสมโดยการแทนททรายดวยไดอะตอมไมท 5% CD10S = สวนผสมโดยการแทนททรายดวยไดอะตอมไมท 10% CD15S = สวนผสมโดยการแทนททรายดวยไดอะตอมไมท 15% CD20S = สวนผสมโดยการแทนททรายดวยไดอะตอมไมท 20% CD25S = สวนผสมโดยการแทนททรายดวยไดอะตอมไมท 25% CD30S = สวนผสมโดยการแทนททรายดวยไดอะตอมไมท 30% CD40S = สวนผสมโดยการแทนททรายดวยไดอะตอมไมท 40% CLC = Cellular Lightweight Concrete CP5S = สวนผสมโดยการแทนททรายดวยเพอรไลท 5% CP10S = สวนผสมโดยการแทนททรายดวยเพอรไลท 10% CP15S = สวนผสมโดยการแทนททรายดวยเพอรไลท 15% CP20S = สวนผสมโดยการแทนททรายดวยเพอรไลท 20% CP25S = สวนผสมโดยการแทนททรายดวยเพอรไลท 25% CP30S = สวนผสมโดยการแทนททรายดวยเพอรไลท 30% CP40S = สวนผสมโดยการแทนททรายดวยเพอรไลท 40% CS = มอรตารควบคม CSD5 = สวนผสมโดยการผสมเพมดวยไดอะตอมไมท 5% CSD10 = สวนผสมโดยการผสมเพมดวยไดอะตอมไมท 10% CSD15 = สวนผสมโดยการผสมเพมดวยไดอะตอมไมท 15% CSD20 = สวนผสมโดยการผสมเพมดวยไดอะตอมไมท 20%

ด

คาอธบายสญลกษณและคายอ (ตอ) CSD25 = สวนผสมโดยการผสมเพมดวยไดอะตอมไมท 25% CSH = Calcium Silicate Hydrate CSP5 = สวนผสมโดยการผสมเพมดวยเพอรไลท 5% CSP10 = สวนผสมโดยการผสมเพมดวยเพอรไลท 10% CSP15 = สวนผสมโดยการผสมเพมดวยเพอรไลท 15% CSP20 = สวนผสมโดยการผสมเพมดวยเพอรไลท 20% CSP25 = สวนผสมโดยการผสมเพมดวยเพอรไลท 25% D = Diatomite DTA = Differential Thermal Analysis EPA = Expanded Perlite Aggregate FA = Fly Ash HPC = High-Performance Concrete LOI = Loss On Ignition LWAs = Lightweight Aggregates LWC = Lightweight Concrete P = Perlite PA = Pumice Aggregate S = Sand SD5C = สวนผสมโดยการแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมท 5% SD10C = สวนผสมโดยการแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมท 10% SD15C = สวนผสมโดยการแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมท 15% SD20C = สวนผสมโดยการแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมท 20% SD25C = สวนผสมโดยการแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมท 25% SD30C = สวนผสมโดยการแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมท 30% SD40C = สวนผสมโดยการแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมท 40% SEM = Scanning Electron Microscope SF = Silica Fume SP5C = สวนผสมโดยการแทนทปนซเมนตดวยเพอรไลท 5%

ต

คาอธบายสญลกษณและคายอ (ตอ) SP10C = สวนผสมโดยการแทนทปนซเมนตดวยเพอรไลท 10% SP15C = สวนผสมโดยการแทนทปนซเมนตดวยเพอรไลท 15% SP20C = สวนผสมโดยการแทนทปนซเมนตดวยเพอรไลท 20% SP25C = สวนผสมโดยการแทนทปนซเมนตดวยเพอรไลท 25% SP30C = สวนผสมโดยการแทนทปนซเมนตดวยเพอรไลท 30% SP40C = สวนผสมโดยการแทนทปนซเมนตดวยเพอรไลท 40% TGA = Thermal Gravity Analysis TIS = Thai Industrial Standard XRD = X-Ray Diffraction Analysis XRF = X-Ray Fluorescence

บทท 1 บทนา

1.1 ความสาคญของปญหา

การผลตคอนกรตในปจจบนไดมความเจรญกาวหนาไปอยางรวดเรว โดยมทงการพฒนาในดานการออกแบบ วธการกอสราง และวสดทใชในการกอสราง นอกจากนยงมงานวจยและการพฒนาวสดผสมคอนกรตเพอปรบปรงในดานคณสมบตตาง ๆ ของคอนกรตใหดขนและสามารถใชงานไดทกสภาพการใชงาน ไมวาจะเปนคอนกรตในสภาพเหลวและคอนกรตในสภาพทแขงตวแลว คอนกรตในงานกอสรางมสวนประกอบหลก คอ ปนซเมนตปอรตแลนด วสดมวลรวมละเอยด (สวนมากเปนทราย) วสดมวลรวมหยาบ (สวนมากเปนหนหรอกรวด) และนา ซงจะทาปฏกรยากบปนซเมนตปอรตแลนดกลายเปนซเมนตเพสตและจะยดเกาะวสดมวลรวมเขาไวดวยกนเปนคอนกรต โดยทวไปคอนกรตมหนวยนาหนกประมาณ 2,300 ถง 2,400 kg/m3 และมคากาลงอด ประมาณ 240 ksc ซงหนวยนาหนกทมากเชนนถอวามากพอสมควรททาใหโครงสรางตองสญเสยกาลงสวนหนงไปกบการรองรบนาหนกของโครงสรางเอง โดยเฉพาะในงานโครงสรางขนาดใหญ เชน อาคารสง นาหนกของตวอาคารททบถมลงมาจากชนบนสดจนถงฐานรากจะมขนาดใหญมาก ซงจะทาใหเกดปญหาในดานการออกแบบและสนเปลองคาใชจาย

จากเหตผลดงกลาวจงมความจาเปนทจะตองศกษาในเรองของวสดผสมในงานคอนกรตเพอใหไดคอนกรตทมนาหนกนอยลงและยงคงมกาลงอดทเหมาะสมตอการใชงาน โดยวสดทนามาใชมกนอยางแพรหลาย สวนใหญจะเปนมวลรวมทมนาหนกเบา หรออาจเปนสารประกอบ แรธาตผสมเพม (mineral admixture) ทมนาหนกเบาทอยในกลมสารปอซโซลาน (pozzolan) ตวอยางเชน เถาลอย (fly ash) ตะกรนจากเตาถลง (blast furnace slag) ซลกาฟม (silica fume) และ เถาแกลบ (rice husk ash) เปนตน ซงในปจจบนวสดปอซโซลานเขามามบทบาทเปนอยางมากในงานคอนกรต โดยมวตถประสงคในการลดตนทนการผลตคอนกรตหรอเพอปรบปรงคณสมบต บางประการของคอนกรตใหดขน เชน เพมความทนทานของคอนกรตตอสภาพการกดกรอน ชวยปรบปรงคณสมบตของคอนกรตสดเพอใหทางานไดงายขน ตามมาตรฐาน ASTM C 618 ไดใหคาจากดความของวสดปอซโซลานไววา “วสดปอซโซลานจดเปนสารประกอบอะลมโนซลเกต (alumino silicate) ทมซลกา (Si) หรอมซลกา (Si) และอลมนา (Al) เปนองคประกอบหลก

2

โดยทวไปแลววสดปอซโซลานจะไมมคณสมบตในการยดประสาน แตถาวสดปอซโซลานมความละเอยดมาก และมนาหรอความชนเพยงพอจะสามารถทาปฏกรยากบแคลเซยมไฮดรอกไซด [Ca(OH)2] ทอณหภมปกต จะไดสารประกอบทมคณสมบตในการยดประสาน” วสดปอซโซลานเมอใชผสมคอนกรตจะทาปฏกรยากบแคลเซยมไฮดรอกไซดทไดจากปฏกรยาไฮเดรชนของปนซเมนตปอรตแลนด แมวาปฏกรยาปอซโซลานจะคลายกบปฏกรยาไฮเดรชนของปนซเมนต ปอรตแลนดแตอตราการเกดปฏกรยาจะชากวา ดงนนจงสามารถใชวสดปอซโซลานเพอลดความรอนของปฏกรยาไฮเดรชนได โดยเฉพาะอยางยงในงานคอนกรตขนาดใหญหรอคอนกรตหลา และวสดปอซโซลานทมอยในเมองไทยมปรมาณคอนขางมาก และสามารถนามาใชงานได เชน เถาถานหน และเถาแกลบ และนอกจากนยงมการใชวสดปอซโซลานบางชนดทสงซอมาจากตางประเทศ เชน ซลกาฟมทมความละเอยดสงมากในการทาคอนกรตกาลงสง แตมราคาทแพงมาก (ปรญญา จนดาประเสรฐ และ ชย จตรพทกษกล, 2547)

ปอซโซลานธรรมชาต (natural pozzolan) เปนวสดปอซโซลานชนดหนงทมความนาสนใจในการศกษาการเปนวสดปอซโซลาน (pozzolanic materials) จากการจาแนกตามมาตรฐาน ASTM C 618 จดเปนปอซโซลานชนคณภาพ N (Class N) คอ ปอซโซลานจากธรรมชาตหรอปอซโซลานจากธรรมชาตทผานกระบวนการเผาแลวเพอใหไดคณสมบตตามตองการ (อนนท ปอมประสทธ, 2545) ปจจบนวสดปอซโซลานธรรมชาตสวนใหญจะผานการปรบปรง เชน กระบวนการใหความรอนในเตาเผาและบดเปนผงละเอยด ซงอาจเปนดนเผา (calcined clay) ดนดานเผา (calcined shale) และดนขาวเผา (metakaolin) (จนทนา สขมานนท, 2550) ในประเทศไทยยงมวสดปอซโซลานธรรมชาตอกสองชนดทมคณสมบตในการเปนวสดปอซโซลานเชนกน คอ ไดอะตอมไมท (diatomite) และเพอรไลท (perlite) โดยจดเปนสารประกอบอะลมโนซลเกต หรอสารอะลมโนฟอสเฟต จงนาจะเกดปฏกรยาปอซโซลานไดดและเพมกาลงใหกบคอนกรตในชวงอายปลายได อกทงยงสามารถทาใหคอนกรตมนาหนกเบาลงได เนองจากไดอะตอมไมทและเพอรไลทมคณสมบตทด คอ มนาหนกเบา ความหนาแนนตา มความพรนสง และจากการคนควารายงานวจยในตางประเทศพบวาไดมการนาไดอะตอมไมท และเพอรไลท มาประยกตใชกบงานคอนกรตมากมาย เชน นามาใชในงานคอนกรตมวลเบา ทาเปนสารผสมเพมเพอลดการเกดปฏกรยาอลคาไลในคอนกรต ลดปญหาการเยม ลดการแยกตว ชวยลดการซมผาน เพมความทนทาน และเพมกาลง เปนตน แตในประเทศไทยยงมการศกษาเรองการนาไดอะตอมไมทและเพอรไลท มาใชในงานคอนกรตไมมากนก งานวจยครงนจงไดนาไดอะตอมไมทและเพอรไลทมาใชในงานคอนกรต ซงถาสามารถลดหนวยนาหนกของคอนกรตใหนอยลง โดยทสามารถรบแรงอดไดในเกณฑทสามารถนาไปประยกตใชงานได จะสามารถลดคาใชจายในการกอสรางลงไปไดมาก

3

1.2 วตถประสงคของการศกษา เพอทดลองหาสดสวนผสมของมอรตารโดยใชไดอะตอมไมทและเพอรไลทเปนสวนผสม และทาการศกษาเปรยบเทยบกาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลทเปนสวนผสมกบมอรตารควบคม ใหไดมอรตารทมหนวยนาหนกนอยทสด และมกาลงอดมากทสดทสามารถนาไปประยกตใชในงานคอนกรตได 1.3 ขอบเขตของการวจย

การศกษาโครงการวจยไดกาหนดขอบเขตของงานวจย ประกอบดวยดงน 1.3.1 ปนซเมนต ใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 (ตราชาง) 1.3.2 ทราย ใชทรายแมนาจากจงหวดนครราชสมา คดขนาดตามมาตรฐาน ASTM C 33 1.3.3 นา ใชนาประปาจงหวดนครราชสมา 1.3.4 ศกษาการใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1 ในงานคอนกรตมวลเบาโดยการ

แทนททรายและปนซเมนต 0, 10, 20, 30 และ 40% และศกษาการใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาตประเภทสารประกอบแรธาตผสมเพม โดยการแทนททราย แทนทปนซเมนต และผสมเพม ท 0, 5, 10, 15, 20 และ 25% โดยนาหนกของวสดประสาน

1.3.5 ใชอตราสวนมอรตารควบคม ทมอตราสวนปนซเมนตตอทราย 1:2.75 1.3.6 ทาการหลอกอนตวอยางมอรตารขนาด 50×50×50 mm โดยควบคมอตราการไหลแผ

ทกอตราสวนผสมทรอยละ 105 ถง 115 1.3.7 ทดสอบเปรยบเทยบคากาลงอด (compressive strength) และคาหนวยนาหนก (unit

weight) กบมอรตารควบคม (control mortar) โดยในการศกษาการใชไดอะตอมไมทและเพอรไลทในงานคอนกรตมวลเบา บมทอาย 3, 7, 14 และ 28 วน และการศกษาสารปอซโซลานประเภทสารประกอบแรธาตผสมเพม บมทอาย 3, 7, 14, 28, 60 และ 90 วน โดยการแชนา 1.4 ขนตอนการดาเนนงานวจย

1.4.1 ทาการศกษาทฤษฎและงานวจยทเกยวของ รวมถงวธการในการทดสอบ 1.4.2 จดหาวสด อปกรณ และวางแผนดาเนนการทดสอบ 1.4.3 ทดลองหาสดสวนผสม และดาเนนการทดสอบคณสมบตเบองตนของวสดทใชผสม 1.4.4 ทาการหลอกอนตวอยางทดสอบ และดาเนนการทดสอบคณสมบตของมอรตาร 1.4.5 วเคราะหผล และสรปผลการทดสอบ 1.4.6 สรปผลการวจยและจดทารปเลมวทยานพนธ

4

1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 1.5.1 สามารถประยกตใชวสดทหาไดในประเทศ เพอใชเปนวสดผสมคอนกรตและ

นามาใชใหเกดคณคามากทสด 1.5.2 เพอพฒนาวสดผสมคอนกรตประเภทปอซโซลานธรรมชาต ใหเปนวสดผสม

คอนกรต และไดคอนกรตทมกาลงอดทเหมาะสมสามารถนาไปประยกตใชงานได 1.5.3 ไดคอนกรตทมนาหนกเบากวาคอนกรตมาตรฐาน ซงจะสามารถลดคาใชจายในการ

กอสรางได 1.5.4 ชวยลดปรมาณการผลตปนซเมนต ลดภาวะโลกรอน

บทท 2 ปรทศนวรรณกรรมและงานวจยทเกยวของ

เพอใหทราบขอมลเบองตนในการศกษาเปรยบเทยบการใชไดอะตอมไมทและเพอรไลทใน

งานคอนกรตมวลเบา จงไดทาการศกษาปรทศนวรรณกรรมและงานวจยทเกยวของในเรองคอนกรตมวลเบา ปอซโซลาน ปอซโซลานธรรมชาต ไดอะตอมไมท และเพอรไลท เพอหาความเปนไปไดในการนาวสดปอซโซลานธรรมชาตทง 2 ชนดน มาใชเปนวสดผสมมวลรวมเบาในงานคอนกรตมวลเบา และใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาตในงานคอนกรตมวลเบา ดงน 2.1 คอนกรตมวลเบา

การใชคอนกรตมวลรวมเบาสามารถลดตนทนในงานกอสรางได ไมวาจะเปนคอนกรตบลอกมวลเบา (light weight concrete block) หรอคอนกรตมวลเบาในงานโครงสราง (structural lightweight concrete) ในขณะทคอนกรตมวลเบาในงานโครงสรางอาจมราคาตอลกบาศกทสงกวาคอนกรตธรรมดาทวไป แตอาจทาใหโครงสรางมราคานอยกวา โดยสามารถลดนาหนกบรรทกตายตวและประหยดราคาคากอสรางฐานรากของอาคาร ซงเปนเหตผลพนฐานสาหรบการพจารณาการใชคอนกรตมวลเบาในงานกอสราง สวนในเรองของศกยภาพในการทางานนนจะขนอยกบการ เอาใจใสดแลอยางถกตองและเหมาะสม ระหวางราคาของคอนกรตตอปรมาตร หนวยนาหนก และคณสมบตของโครงสรางเอง คอนกรตทวไปอาจจะมราคาตอปรมาตรคอนขางตากวาคอนกรตมวลเบาแตจะสงผลใหขนาดหนาตดของโครงสรางใหญขน เพราะฉะนนอาจมความตองการสงทนอกเหนอจากคอนกรต และเหลกเสนเสรมคอนกรต ปกตคอนกรตมวลเบาอาจจะมราคาตอลกบาศกสงแตจะมนาหนกเบา จงสามารถลดนาหนกบรรทกตายตว ลดขนาดพนทหนาตด ลดปรมาณการใชเหลกเสรม ราคาคาแรง และไมแบบ ซงเปนการลดราคาคากอสรางได

2.1.1 ประวตการพฒนาคอนกรตมวลเบาในงานโครงสราง

กอน ค.ศ.1917, Hayde ไดพฒนาเตาเผา (rotary kiln) เพอเผาหนชนวนและดนเหนยว จงทาใหมการพฒนาวสดมวลรวมเบา (light weight aggregate) เพอใชเปนมวลรวมในการทาคอนกรตกาลงสงขนและมนาหนกเบา ในขณะเดยวกน Straub เปนผบกเบกในการใชเถาหนโดยใชเปนวสดมวลรวมในการผลตจนกระทงถงปจจบน ทาใหการคาผลตภณฑทไดจากเถาตะกรนไดเรมตนขนในป ค.ศ.1928 และตอมาในป ค.ศ.1948 กไดมการผลตโครงสรางคอนกรตทมคณภาพ

6

ชนแรกททามาจากหนชนวนมวลเบา ทไดจากแผนหนชนวนจาก Eastern Pennsylvania และอกทงยงมบนทกวามการใชหน Pumice ในทวปยโรปมาเปนเวลานานนบศตวรรษ รวมถงในอเมรกาตะวนตก ซงในแถบนนมหน Pumice จานวนคอนขางมาก และหางาย

กอนหนานนไดมการใชคอนกรตเสรมเหลกมวลเบาในการกอสรางเรอบรรทกทองแบนโดยบรษท Emergency Fleet Building Corp. เพอใชในชวงสงครามโลกครงท 1 โดยมการออกแบบคอนกรตดวยการใชหนชนวนเผาเปนมวลรวม ตองการใหมกาลงอด 350 ksc และมหนวยนาหนก 1,760 kg/m3 หรอนอยกวา และในระหวางป ค.ศ.1920s กไดมการกอสรางอาคารคอนกรตมวลเบา The Park Plazo Hotel ในเมอง Kansas อกทงยงมการกอสรางทางดวนยกระดบ San Francisco-Oakland Bay Bridge ซงเปนแนวทางทสาคญในการออกแบบสะพานทประหยด และระหวางสงครามโลกครงท 2 ไดมการสรางเรอคอนกรตมวลเบา 105 (105 lightweight concrete ships) เนองจากในขณะนนมการอนรกษเหลกแผนเพอเอาไวใชในสวนอน

ภายหลงสงครามโลกครงท 2 มตวแทนบรษทการเคหะแหงชาต (national housing agency) ไดทาการสารวจศกยภาพการใชคอนกรตมวลเบาในการสรางทอยอาศย ซงเปนแนวทางในการศกษาในวงกวางของคอนกรตททาจากวสดมวลรวมเบา โดยไดรบการสนบสนนจากการเคหะและสถาบนการเงนในการสรางบาน (housing and home finance agency) ในขณะเดยวกน ในป ค.ศ. 1950s กไดมการศกษาและดาเนนการในหองปฏบตการของสถาบน National Bureau of Standards และ The U.S. Bureau of Reclamation โดยการทางานของ Richart and Jensen, Washa, Wendt และคณะ เพอพจารณาคณสมบตของคอนกรตททาจากมวลรวมเบาหลายชนด และทาการศกษาเกยวกบศกยภาพของโครงสรางคอนกรตททาจากคอนกรตมวลเบาอยางถถวน จงทาใหเกดความเขาใจใหม ๆ เกยวกบโครงสรางคอนกรตทเบา ไมวาจะเปนคอสะพาน หรอ ผลตภณฑแผนพนสาเรจ

การกอสรางตอเตมหางสรรพสนคา 4 ชน ในเมอง Cleveland ประสบปญหาในการออกแบบ แตกหาทางออกไดโดยการใชคอนกรตมวลเบา เนองจากสามารถลดนาหนกบรรทกตายตว (dead load) ไดโดยไมจาเปนตองดดแปลงฐานราก และในระหวางป 1950s หลากหลายโครงสรางในประวตศาสตรไดมการออกแบบใหมการยกระดบฐานรากขน โดยการใชคอนกรตมวลเบาเพอลดนาหนกบรรทกตายตว เชน การสรางอาคาร 42 ชน Prudential Life ในเมองชคาโก โดยทาเปนพนคอนกรตมวลเบา หรอไมวาจะเปนโรงแรม Statler Hilton ในเมอง Dallas กออกแบบโดยการใชเฟรมคอนกรตมวลเบาและแผนพนแบบบาง

ตวอยางในการประยกตใชในงานโครงสรางเหลาน เปนการกระตนใหมการคนควาวจยอยางจรงจง เกยวกบคณสมบตของคอนกรตมวลเบาในหลายองคกรจากนานาประเทศ โดยไดมการเรงใหมการกอสรางโรงงานผลตมวลรวมเบา ซงในปจจบนมวลรวมทมนาหนกเบาและ

7

คณภาพของโครงสรางคอนกรต ไดกลายเปนปจจยสาคญทสดในการกอสรางอาคารทงในสหรฐอเมรกา แคนาดา และอน ๆ อกหลายประเทศ สงผลใหการกอสรางโครงสรางหลกในเขตพนทเมองหลวงของสหรฐอเมรกา และแคนาดา มการเพมขนอยางตอเนองในชวงป ค.ศ. 1960s และในอนาคตเทคโนโลยในการผลตใหม ๆ จะเปนปจจยสาคญในการผลตมวลรวมทมนาหนกเบา ซงการผลตมวลรวมโดยการใชระบบใหมนน จะตองมการทดสอบและรบรองเพอใหเกดการยอมรบในการประยกตใชงานในโครงสรางคอนกรตตอไป (ACI 213 R-87, 1999)

2.1.2 การจาแนกชนดของคอนกรตมวลเบา

1. การจาแนกคอนกรตมวลเบาตามหนวยนาหนก สามารถแยกไดดงน 1.1) คอนกรตมวลเบาชนดทาเปนฉนวน (insulating lightweight concrete) มคา

หนวยนาหนกตงแต 315 ถง 1,100 kg/m3 และมคากาลงอดทอาย 28 วน ระหวาง 7 ถง 70 ksc 1.2) คอนกรตมวลเบาชนดทาเปนโครงสราง (structural lightweight concrete)

มคาหนวยนาหนกตงแต 1,400 ถง 1,800 kg/m3 และมคากาลงอดทอาย 28 วน ไมตากวา 170 ksc 1.3) คอนกรตชนดกงมวลเบา (semi - lightweight concrete) มคาหนวยนาหนก

ตงแต 1,800 ถง 2,050 kg/m3 และมคากาลงอดไมตากวา 220 ksc โดยสวนใหญจะนามาทาเปนคอนกรตบลอกสาหรบกาแพงรว และใชเปนวสดทนไฟ

2. คอนกรตมวลเบาทใชวสดผสมเบา วสดมวลรวมเบาทใชทวไปเปนวสดผสมในคอนกรตมวลเบามลกษณะทสาคญ คอ มความพรนสง ทาใหความถวงจาเพาะมคาตา วสดผสมนแบงออกไดเปน 2 ชนด คอ วสดผสมทไดจากธรรมชาต และวสดททาเทยมขน

2.1) วสดผสมทไดจากธรรมชาต (natural aggregates) ไดแก หนพรน (pumice) และหนละลายชนดเบา (scoria) ไดจากวสดทบถมจากลาวาภเขาไฟ โดยนามาผานกระบวนการบดและจดขนาด โครงสรางภายในของหนพรนมโพรงยาวจานวนมาก และมสขาวเทาแกมนาเงน โดยมสารเจอปนเปนรอยดางสนาตาลไมเปราะงาย ดดซมนาไดมากและมการหดตวมาก มหนวยนาหนกตงแต 470 ถง 870 kg/m3 คอนกรตเบาททาจากหนพรนนจะมหนวยนาหนกประมาณ 710 ถง 1,420 kg/m3 มคากาลงอดตาประมาณ 50 ksc สวนหนละลายชนดเบานนคลายคลงกบหนพรน แตเปนลาวาทมโครงสรางภายในใหญกวา และมรปรางไมสมาเสมอมากกวา และเมอนามาทาเปนวสดผสมในคอนกรตมวลเบาจะมคณสมบตเชนเดยวกบหนพรน

2.2) วสดผสมททาเทยมขน (artificial aggregates) เปนวสดทไดจากปฏบตการทางความรอนของวสดตาง ๆ เชน เวอรมควไลท (vermiculite) ซงเปนสารประกอบอลมโนซลเกต (ไมกา) ทมนาประกอบอย หรอเปนพวก ดน ดนดาน และหนชนวนเผา ซงมชอเรยกทางการคา

8

ตาง ๆ เชน เฮยไดท (haydite) เลไลท (lelite) โซไลท (solite) และทฟฟ-ไลท (tuff – lite) หรออาจจะเปนการนาหนเพอรไลท (perlite) มาผานกระบวนการเผาทอณภมสงเพอใหเกดการขยายตว

3. คอนกรตมวลเบาทใชสารเคม ทาโดยใชผงดางโลหะ (alkaline metal) ผสม เชน ผงอลมเนยม (aluminum powder) ซงเปนสารผสมเพมชนดทาใหเกดกาซ (gas-forming admixture) ใชผงอลมเนยมประมาณ 0.005 ถง 0.02% โดยนาหนกของปนซเมนต ผงอลมเนยมทผสมลงไปทาใหเกดกาซไฮโดรเจนซงเปนผลจากการทาปฏกรยากบอลคาไลไฮดรอกไซดทอยในซเมนตเพสต ไฮโดรเจนกลายเปนฟองอากาศเลก ๆ ขนาดเสนผาศนยกลาง 0.1 ถง 1 mm อยในเนอคอนกรตทาใหคอนกรตพองตวฟขน มปรมาตรเพมขนกวาเดมหลายเทา และเมอคอนกรตแขงตวจะกลายเปนคอนกรตทมรเลก ๆ อยขางในมากมาย คอนกรตทไดเรยกวา โฟมคอนกรต (aerated or foam concrete) โฟมคอนกรตอาจผลตโดยไมมทรายผสมอยกได โฟมคอนกรตทไมมทรายผสมจะเบากวานาถงสามเทา คอ มหนวยนาหนกเพยง 200 ถง 300 kg/m3 ประโยชนใชทาฉนวนกนความรอน แตหากมทรายผสมดวยจะหนก 500 ถง 1,100 kg/m3 นอกจากนอาจมการใชผงสงกะส (zinc powder) หรอไฮโดรเจนเพอออกไซด (hydrogen peroxide) กได (วนต ชอวเชยร, 2544)

ปจจบนไดมการทาชนสวนคอนกรตมวลเบาแบบมฟองอากาศ-อบไอนา (autoclave aerated concrete) สาหรบงานกอสรางภายในประเทศไทยเพอสงเสรมอตสาหกรรมประเภทน จงมการกาหนดมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมขน โดยสานกงานมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม หรอ มอก. (Thai Industrial Standard, TIS) โดยไดมประกาศกระทรวงอตสาหกรรม ฉบบท 2411 (พ.ศ.2541) ออกตามความในมาตรา 15 แหงพระราชบญญตมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม พ.ศ.2511 เรอง กาหนดมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมชนสวนคอนกรตมวลเบาแบบมฟอง อากาศ-อบไอนา โดยรฐมนตรวาการกระทรวงอตสาหกรรม ออกประกาศกาหนดมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมชนสวนคอนกรตมวลเบาแบบมฟองอากาศ-อบไอนา มาตรฐานเลขท มอก. 1505-2541 มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมน กาหนดรายละเอยดของชนสวนคอนกรตมวลเบาแบบมฟองอากาศ-อบไอนา ซงเปนวสดกอผนงมวลเบาโดยมฟองอากาศกระจายอยางสมาเสมอภายในเนอคอนกรต และอบดวยไอนาโดยกาหนดชนคณภาพและชนด ขนาดและเกณฑความคลาดเคลอน วสดและการทา คณลกษณะทตองการ การบรรจ เครองหมายและฉลาก การเกบคอนกรตมวลเบา การชกตวอยางและเกณฑตดสน แตการทดสอบมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมนครอบคลมเฉพาะผลตภณฑชนสวนคอนกรตมวลเบาแบบมฟองอากาศกระจายอยางสมาเสมอในเนอคอนกรต และอบในเตาอบไอนา และไมเสรมเหลก เพยงเทานน

ชนสวนคอนกรตมวลเบาแบบมฟองอากาศ-อบไอนา ตามความหมายของคาทใชในมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมน เรยกวา “คอนกรตมวลเบา” หมายถง คอนกรตทมมวลเบากวา

9

คอนกรตทวไปทมขนาดเดยวกน โดยมฟองอากาศเลก ๆ แทรกกระจายในเนอคอนกรตอยางสมาเสมอ ทาใหแขงดวยการอบไอนา และไมเสรมเหลก เหมาะสาหรบใชกอผนงดวยวธกอ

คอนกรตมวลเบาตาม มอก. 1505-2541 สามารถแบงชนคณภาพและชนดของคอนกรตมวลเบาตามความตานแรงอดออกเปน 4 ชนคณภาพ และแบงตามความหนาแนนเชงปรมาตร ออกเปน 7 ชนด โดยชนคณภาพและชนดของคอนกรตมวลเบามความสมพนธกน ดงแสดงในตารางท 2.1 (มอก. 1505-2541) ตารางท 2.1 ชนคณภาพและชนดของคอนกรตมวลเบา แบงตาม มอก. 1505-2541

ความตานทานแรงอด ความหนาแนนเชงปรมาตรเฉลย ชนคณภาพ (N/mm2) ชนด

คาเฉลย คาตาสด (kg/m3) 0.4 310 ถง 400 2 2.5 2.0 0.5 410 ถง 500

0.6 510 ถง 600 4 5.0 4.0 0.7 610 ถง 700 0.8 710 ถง 800

0.7 610 ถง 700 6 7.5 6.0 0.8 710 ถง 800

0.8 710 ถง 800 8 10.0 8.0 0.9 810 ถง 900 1.0 910 ถง 1,000

จากขอมลตามมาตรฐาน มอก. 1505-2541 แสดงใหเหนวามการรบรองมาตรฐาน

ผลตภณฑอตสาหกรรมเฉพาะทเปนคอนกรตมวลเบาแบบมฟองอากาศ-อบไอนา สวนคอนกรตมวลเบา หรอคอนกรตบลอกมวลเบาชนดอนยงไมมการรบรอง อาจจะเปนผลเนองมาจากคอนกรตมวลเบาชนดอนยงไมมการศกษาอยางจรงจง แตในอนาคตอาจจะมการรบรองประเภทอนเพมขน

คอนกรตมวลเบาททาขนจากวสดผสมตาง ๆ กน จะมคาหนวยนาหนกตางกนมาก ซงอาจมหนวยนาหนกตงแต 300 ถง 1,850 kg/m3 และมคากาลงอดตงแต 3 ถง 400 ksc คากาลงอดขนอยกบหนวยนาหนกของคอนกรต ถาหนวยนาหนกสงกาลงอดกสงดวย ปรมาณของปนซเมนตทใชกมสวนตอกาลงอดของคอนกรตเชนกน กลาวคอ ถาตองการกาลงอด 210 ksc จะตองใช

10

ปนซเมนต 235 ถง 400 กโลกรมตอคอนกรตหนงลกบาศกเมตร หรอถาตองการกาลงอด 310 ksc ตองใชปนซเมนต 300 ถง 490 กโลกรมตอคอนกรตหนงลกบาศกเมตร

2.1.3 คณสมบตของคอนกรตมวลเบา

- คาการดดซมนา (absorption) คอนกรตมวลเบามคาการดดซมนามากกวาคอนกรตธรรมดา เนองจากมรพรนมากกวา

- การหดตว (shrinkage) คอนกรตมวลเบามการหดตวมากกวาคอนกรตธรรมดาประมาณ 5 ถง 40% แตคอนกรตมวลเบาทใชวสดผสมซงเปนผลตผลจาก ดนเผา ดนดาน หรอตะกรน จะหดตวนอยลง

- การคบ หรอการลา (creep) คอนกรตมวลเบาอาจลามากกวาคอนกรตธรรมดา - คาปวซองเรโช (poison ratio) ของคอนกรตมวลเบาเทากบคอนกรตธรรมดา แตคา

โมดลสยดหยน (modulus of elasticity) จะมคาประมาณ 1/2 ถง 3/4 เทา ของคอนกรตธรรมดา เมอมคากาลงอดประลยเทากน

- คอนกรตมวลเบาเกบเสยงไดดกวาคอนกรตธรรมดา แตถาดดแปลงผวหนาของคอนกรตเสยใหม แทนทจะเกบเสยง คอนกรตมวลเบานจะกลายเปนฝาสาหรบสะทอนเสยงไดสงมากเชนกน

- สมประสทธการขยายตวของคอนกรตมวลเบาประมาณ 7×10-6 ถง 14×10-6 ตอองศาเซลเซยส ซงนอยกวาคอนกรตธรรมดา

- คอนกรตมวลเบามความตานทานเพลงไหมไดดกวาคอนกรตธรรมดา (วนต ชอวเชยร, 2544)

จากขอมลของ ACI 213 R-87 (1999) และ วนต ชอวเชยร (2544) เปนทนาสงเกตวา ดนและดนเหนยว สามารถนามาเผาเพอใหเกดการขยายตวและสามารถนามาทาวสดผสมมวลรวมเบาในการทาคอนกรตมวลเบาได โดยมรายงานวจยสนบสนนในเรองนของ ศรรตน รตนจนทร (2543) ซงไดทาการศกษาเบองตนในการเตรยมวสดเพอผสมทาคอนกรตทมนาหนกเบา เพอหาความเปนไปไดในการเตรยมมวลรวมเบาจากดนทมในทองถน ศกษาโดยการนาดนไปเผาทอณหภมทเหมาะสมเพอใหขยายตว เพอใหมรพรนขนาดเลกในโครงสรางทาใหมนาหนกเบา ซงดนทนามาศกษา คอ ดนในเขตมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร 2 ชนด ไดแก ดนสแดงและดนสขาว โครงการวจยนไดศกษาสวนผสมและอณหภมในการเผาทเหมาะสม ศกษาคณสมบตเฉพาะของเมดดนเผาและทดลองเบองตนในการเตรยมคอนกรตมวลเบา จากการศกษาพบวามวลรวมเบาเตรยมไดจากสวนผสมดนแดงรอยละ 70 ถง 90 และเผาท อณหภม 1,250°C เมอดนผานกระบวนการเผาแลวพบวามการคาดดซมนาระหวางรอยละ 1.83 ถง 13.17 คาความถวงจาเพาะ

11

อมตวผวแหง มคาระหวาง 1.31 ถง 1.99 และหนวยนาหนกระหวาง 796 ถง 1,066.73 kg/m3 สวนคากาลงอดของคอนกรตมวลเบาทอายการบม 7 วน มคาเทากบ 333.66 ถง 547.6 ksc จงสามารถสรปไดวา ดนเมอผานกระบวนการเผาจะสามารถขยายตวไดจรง เมอนามาเปนวสดผสมคอนกรตทาใหคอนกรตมนาหนกเบา และมคากาลงอดทสามารถนาไปใชงานได ดงนนถาตองการเผาวสดชนดอนทไดจากธรรมชาต เพอทจะทาการศกษาการเปนวสดมวลรวมเบาจงนาจะมความเปนไปได แตตองคานงถงราคาตนทนในการผลต และความเหมาะสมตอการประยกตใชงานดวย 2.2 ปอซโซลาน

ตามรายงานของ อนนท ปอมประสทธ (2545) ไดมการบนทกไววา ปอซโซลาน เปนวสดทถกนามาใชในการกอสรางตงแตสมยโบราณกวา 2,000 ป และในปจจบนกยงเปนทนยมใชกนอย ในสมยโบราณไดนาเอาวสดพวกปอซโซลาน เชน มการนาเถาจากภเขาไฟมาผสมกบปนขาวเพอผลตเปนปนซเมนตไฮดรอลก (hydraulic cement) โดยใชปอซโซลาน 2 สวน ตอปนขาว 1 สวน มาใชในการกอสราง โดยมไขมน นม และเลอดจากสตวเปนวสดผสมเพม เพอปรบปรงประสทธภาพในการใชงาน และสงกอสรางททาจากปอซโซลานนนกยงมความคงทนมาจนถงทกวนน

มาตรฐาน ASTM C 618 ใหคาจากดความของวสดปอซโซลานไววา “วสดปอซโซลานเปนวสดทมซลกา หรอซลกาและอลมนาเปนองคประกอบหลก โดยทวไปแลววสดปอซโซลานจะไมมคณสมบตในการยดประสาน แตถาวสดปอซโซลานมความละเอยดมากและมนาหรอความชนทเพยงพอ จะสามารถทาปฏกรยากบแคลเซยมไฮดรอกไซดทอณหภมปกต ทาใหไดสารประกอบทมคณสมบตในการยดประสาน” (ปรญญา จนดาประเสรฐ และชย จาตรพทกษกล, 2547)

วสดปอซโซลาน เปนวสดทนยมใชเปนสวนผสมในปนซเมนตหรอคอนกรต โดยมวตถประสงคในการลดตนทนของคอนกรต หรอเพอปรบปรงคณสมบตบางประการของคอนกรตใหดขน เชน เพมความทนทานของคอนกรตตอสภาพการกดกรอน ชวยปรบปรงคณสมบตของคอนกรตสดเพอใหทางานไดงายขน เปนตน วสดปอซโซลานทใชในงานคอนกรตมอยหลายชนด เชน เถาถานหน ซลกาฟม เถาแกลบ นอกจากนยงวสดปอซโซลานทสามารถทาปฏกรยาคลายกบปนซเมนตได คอ ตะกรนเตาถลงเหลก ซงเปนวสดประเภทกงปอซโซลานและกงซเมนต

ในการปรบปรงคณสมบตบางอยางของคอนกรตสามารถใชวสดบางชนดผสมเพมเตมในปนซเมนตหรอคอนกรต ซงสามารถแบงไดเปน 3 ชนด คอ วสดเฉอย (inert materials) วสดซเมนต (cementing materials) และ วสดปอซโซลาน (pozzolanic materials) การปรบปรงคณสมบตของคอนกรตทขาดมวลรวมทคอนขางละเอยด ทเกดปญหาการแยกตว และไมเหมาะสมในการลาเลยงโดยการสบสงหรอการเทโดยใชทอ หรอตองการเพมการเกาะตวของคอนกรตสามารถทาไดโดยการใชวสดเฉอยจาพวก หนปนบดละเอยด ทรายละเอยด และหนฝน เปนตน การใชวสดเฉอย

12

ละเอยดผสมเพมในคอนกรตยงชวยลดการเยมนาและการตกแตงผวของคอนกรตทาไดงายขนปนซเมนตผสมทนยมใชในการกออฐและฉาบไดมาจากการบดปนเมดกบวสดเฉอย การใชวสดเฉอยละเอยดเพอแทนทปนซเมนตจะลดกาลงของคอนกรตเพราะปรมาณปนซเมนตลดลง ดงนนจงไมควรใชในงานโครงสรางของอาคารซงตองรบแรงสง

ปรญญา จนดาประเสรฐ และชย จาตรพทกษกล (2547) ยงบนทกไววา วสดซเมนตและวสดปอซโซลาน นอกจากใชปรบปรงคณสมบตของคอนกรตเชนเดยวกบการใชวสดเฉอยแลวยงทาใหคอนกรตมกาลงและความทนทานดขนดวย วสดซเมนตไดแก ปนซเมนตธรรมชาตและตะกรนเตาถลงเหลก เปนตน เนองจากวสดเหลานมคณสมบตเปนปนซเมนตในตวเองแลวยงสามารถใชทดแทนการใชปนซเมนตปอรตแลนด (Portland cement) ได ดงนนเมอทาปฏกรยาเคมจะใหสารประกอบของ CSH และ CAH เหมอนกบปฏกรยาของไตรแคลเซยมซลเกต (tricalcium silicate, C3S) และ ไดแคลเซยมซลเกต (dicalcium silicate, C2S) แตปฏกรยาทเกดขนจะชากวา และกาลงในชวงแรกจะตากวาปฏกรยาของปนซเมนตปอรตแลนด

การใชวสดปอซโซลานแทนทปนซเมนตปอรตแลนดบางสวนทาใหปรมาณ C3S, C2S, ไตรแคลเซยมอลมเนต (tricalcium aluminate, C3A) และ เตตระแคลเซยมอลมโนเฟอรไรท(tretracalcium aluminoferrite, C4AF) ในคอนกรตลดลง การทาปฏกรยาของสารซเมนตจะชาลง การคายความรอนจากปฏกรยาจะชะลอตวออกไป ปฏกรยาหลกของปนซเมนตปอรตแลนดผสมวสดปอซโซลานและนาจะเกดขนระหวาง SiO2 และ Al2O3 กบแคลเซยมไฮดรอกไซด [Ca(OH)2] ทไดจากปฏกรยาของปนซเมนตปอรตแลนดและนา ดงแสดงในสมการท 2.1 และ 2.2 เปรยบเทยบกบปนซเมนตปอรตแลนด ดงแสดงในสมการ 2.3 และ 2.4 (ปรญญา จนดาประเสรฐ, 2547)

S + CH + H CSH (2.1) A + CH + H CAH (2.2) 2C3S + 6H C3S2H3 + 3CH (2.3) 2C2S + 4H C3S2H3 + CH (2.4) วสดปอซโซลานเมอใชผสมคอนกรตจะทาปฏกรยากบแคลเซยมไฮดรอกไซดทไดจาก

ปฏกรยาไฮเดรชนของปนซเมนต และถงแมวาปฏกรยาปอซโซลานจะคลายกบปฏกรยาไฮเดรชนแตอตราการเกดปฏกรยาจะชากวา ดงนนจงสามารถใชวสดปอซโซลานเพอลดความรอนของปฏกรยาไฮเดรชนโดยเฉพาะอยางยงในงานคอนกรตขนาดใหญหรอคอนกรตหลา วสดปอซโซลานทมอยในเมองไทยมปรมาณทคอนขางมากและสามารถนามาใชงานได เชน เถาถานหนและ

ปฏกรยาปอซโซลาน

ปฏกรยาไฮเดรชน

13

เถาแกลบ นอกจากนยงมการใชวสดปอซโซลานบางชนดทสงซอมาจากตางประเทศ เชน ซลกาฟมทมความละเอยดสงมากในการทาคอนกรตกาลงสง เปนตน (ปรญญา จนดาประเสรฐ, 2547)

ตาม ASTM C 618 (1991) ไดจาแนกปอซโซลานออกเปน 3 ชนคณภาพ ไดแก 1) ชนคณภาพ N (class N) เปนปอซโซลานจากธรรมชาตหรอปอซโซลานจากธรรมชาตท

ผานกระบวนการเผาแลวเพอใหไดคณสมบตตามตองการ (อนนท ปอมประสทธ, 2545) 2) ชนคณภาพ F (class F) เปนเถาลอยทไดจากการเผาถานหนแอนทราไซต (anthracite)

หรอบทมนส (bituminous) โดยมปรมาณผลรวมของ SiO2, Al2O3 และFe2O3 มากกวารอยละ 70 และมคณสมบตอนตามทระบในมาตรฐาน ASTM C 618 (1991) ดงแสดงในตารางท 2.2 ถง 2.5 ซงโดยทวไปเถาลอยชนคณภาพ F มปรมาณ CaO ทตา ดงนนจงมชอเรยกอกอยางหนงวาเถาลอยแคลเซยมตา สาหรบ SiO2 มาจากแรดนเหนยวและควอรทซ เนองจากถานหนแอนทราไซตและ บทมนสมแรดนเหนยวสงจงใหเถาลอยทม SiO2 สง สาหรบวธการเกบตวอยางและการทดสอบใหเปนไปตามมาตรฐาน ASTM C 311 ตารางท 2.2 ขอกาหนดทางเคมของปอซโซลาน ตามมาตรฐาน ASTM C 618 (1991)

ชนคณภาพ ขอกาหนดทางเคม

N F C ผลรวมของซลคอนไดออกไซด (SiO2), อลมเนยมออกไซด(Al2O3), ไอรออนออกไซด (Fe2O3) ไมนอยกวารอยละ

70.0 70.0 50.0

ซลเฟอรไตรออกไซด (SO3) ไมเกนรอยละ 4.0 5.0 5.0 ปรมาณความชน, ไมเกนรอยละ 3.0 3.0 3.0 การสญเสยนาหนกเนองจากการเผา (LOI) ไมเกนรอยละ 10.0 6.0 6.0

หมายเหต 1. สารปอซโซลานชนคณภาพ N เปนสารปอซโซลานธรรมชาต 2. สามารถใชเถาลอยชนคณภาพ F ทมการสญเสยนาหนกเนองจากการเผาสงถงรอยละ 12 ได ถาม ผลของการใชงานหรอผลของการทดสอบทเชอถอได

ตารางท 2.3 ขอกาหนดทางเคมของปอซโซลานเพมเตม ตามมาตรฐาน ASTM C 618 (1991)

ชนคณภาพ ขอกาหนดทางเคมเพมเตม

N F C ปรมาณอลคาไลสงสดเมอเทยบเทา Na2O , ไมเกนรอยละ 1.5 1.5 1.5

หมายเหต ใชสาหรบระบคอนกรตทมมวลรวมทาปฏกรยาและตองใชซเมนตทมปฏกรยาอลคาไลไมเกนกาหนด

14

ตารางท 2.4 ขอกาหนดทางกายภาพ ตามมาตรฐาน ASTM C 618 (1991) ชนคณภาพ

ขอกาหนดทางกายภาพ N F C

ความละเอยด : - ปรมาณทคางแรงเบอร 325A รอนโดยใชนา, ไมเกนรอยละ ดชนกาลง เมอผสมกบปนซเมนตปอรตแลนด - ทอาย 7 วน อยางตารอยละของสวนผสมควบคม - ทอาย 28 วน อยางตารอยละของสวนผสมควบคม - ความตองการนา, สงสดรอยละของสวนผสมควบคม

34

75B 75B 115

34

75B 75B 105

34

75B 75B 105

ความคงตว (soundness)C - การขยายตวหรอหดตวออโตเคลฟ, ไมเกนรอยละ ขอกาหนดดานความสมาเสมอ D - ความหนาแนน, ตางจากคาเฉลยไมเกนรอยละ - รอยละทคางแรงเบอร 325, ตางจากคาเฉลยไมเกนรอยละ

0.8

5 5

0.8

5 5

0.8

5 5

หมายเหต A ระวงไมใหมผงละเอยดทเกาะตวกนเปนกอนคางบนแรง B เปนไปตามขอกาหนดเมอดชนกาลงทอาย 7 วน หรอ 28 วน เปนไปตามขอกาหนด C ถามสารปอซโซลานผสมเกนรอยละ 20 โดยนาหนกของสารซเมนตในคอนกรต ชนสวนทดสอบ ของการขยายตวออโตเคลฟควรมสารปอซโซลานอยรอยละของสารซเมนตตามนน D ความหนาแนน (density) และความละเอยดของตวอยางตองไมแตกตางจากคาเฉลยของสบตวอยาง ททดสอบกอนหนาหรอคาเฉลยของตวอยางกอนหนาทงหมด ถาทดสอบไมถงสบตวอยาง 3) ชนคณภาพ C (class C) เปนเถาลอยทไดจากกระบวนการเผาถานหนลกไนต (lignite)

หรอซบบ-ทมนส (subbituminous) เปนสวนใหญ โดยมปรมาณผลรวมของ SiO2, Al2O3 และ Fe2O3 มากกวารอยละ 50 มปรมาณ CaO สง และมคณสมบตอนตามทระบในมาตรฐาน ASTM C 618, (1991) เถาลอยชนดนเรยกชออกอยางหนงวาเถาลอยแคลเซยมสง สาหรบ Al2O3 มาจากแรดนเหนยว โดยทลกไนตประกอบไปดวยดนเหนยวทม Al2O3 ตา ทาใหเถาลอย Class C นอกจากม SiO2 ตาแลว ยง Al2O3 ตาดวย (ACI 232.2R-96, 2000)

เถาลอย Class C นอกจากจะมคณสมบตเปนปอซโซลานแลวยงมคณสมบตเปนสารซเมนตในตวเอง เนองจากมปรมาณ CaO สง เถาลอยแมเมาะในระยะแรกสวนใหญเปนเถาลอย CaO สง โดยมปรมาณ CaO สงถงรอยละ 40 และมความเปนสารซเมนตในตวเอง (ปรญญา จนดาประเสรฐ

15

และอนทรชย หอวจตร, 2548) แตในปจจบนเถาลอยแมเมาะมปรมาณ CaO ตาลง โดยมสารนอยประมาณรอยละ 10 (Parinya Chindaprasirt et al., 2001 and Chai Jaturapitakkul et al., 2004) ตารางท 2.5 ขอกาหนดทางกายภาพเพมเตม ตามมาตรฐาน ASTM C 618 (1991)

ชนคณภาพ ขอกาหนดทางกายภาพเพมเตม

N F C แฟคเตอรผลคณ (multiple factor) ของ LOI กบปรมาณทคางแรงเบอร 325 เมอรอนโดยใชนา, ไมเกนรอยละ

255

การหดตวแหงท 28 วน ทเพมขนของแทงตวอยางมอรตาร เมอเปรยบเทยบกบตวอยางมอรตารควบคม, ไมเกนรอยละ

0.3 0.3 0.3

ขอกาหนดดานความสมาเสมอ เมอใชสารกกกระจายฟองอากาศ ปรมาณสารกกกระจายฟอง อากาศททาใหมปรมาตรอากาศรอยละ 18 จะตองไมแตกตางจากคาเฉลยของสบตวอยางททดสอบกอนหนาหรอคาเฉลยของตวอยางกอนหนาทงหมด ถาทดสอบไมถงสบตวอยาง, ไมเกนรอยละ

20

20

20

ประสทธภาพในการควบคมปฏกรยาอลคาไลของมวลรวม การขยายตวท 14 วน เมอเปรยบเทยบกบสวนผสมควบคมททาดวยปนซเมนตอลคาไลตา, ไมเกนรอยละ

100

100

100

ประสทธภาพในการชวยตานทานสารซลเฟต วธท 1 การขยายตวของสวนผสมทดสอบ - สภาวะซลเฟตปานกลาง 6 เดอน, ไมเกนรอยละ - สภาวะซลเฟตสง 6 เดอน, ไมเกนรอยละ วธท 2 การขยายตวของสวนผสมทดสอบ - เมอเปรยบเทยบกบสวนผสมควบคมททาจากปนซเมนต ทนซลเฟตในสภาวะซลเฟต 6 เดอน, ไมเกนรอยละ

0.10 0.05

100

0.10 0.05

100

0.10 0.05

100

วสดจาพวกปอซโซลานทนามาใชประโยชนมทมาจาก 2 แหลง ซงไดแก ปอซโซลานทได

จากธรรมชาต และปอซโซลานทไดจากขบวนการผลต (artificial pozzolan) ปอซโซลานทมาจากธรรมชาต ไดแก ไดอะตอมมาเซยสเอรธ หรอไดอะตอมไมท (diatomaceous earth or diatomite)

16

เถาภเขาไฟ เปลอกหอย หนภเขาไฟ วสดเหลานเมอจะนาไปใชงานจะตองนาไปผานกระบวนการตาง ๆ กอนจงจะนาไปใชงานได เชน กระบวนการเผา การบด และการทาใหแหง เปนตน ปจจบนไดมการนาเอาปอซโซลานจากธรรมชาตไปใชประโยชนในการสรางเขอนและสะพาน เพอชวยลดความรอนทเกดขนระหวางปฏกรยาของปนซเมนตกบนา ชวยเพมความสามารถในการทนตอการกดกรอนอนเนองมาจากซลเฟต และชวยในการควบคมปฏกรยาระหวางดางกบซลกา นอกจากนยงมผลพลอยไดในการลดคาใชจายในการกอสรางอกทางหนงดวย

ปอซโซลานทไดจากกระบวนการผลต ไดแก เถาลอยทเปนผลพลอยไดจากการเผาไหม ถานหนทถกบดในการผลตกระแสไฟฟา เถาลอยประกอบดวยอนภาคทรงกลม ซงมซลกาเปนสวนประกอบทสาคญประมาณ 66 ถง 68% เถาลอยบางชนดสามารถทาปฏกรยาไดอยางรวดเรวกบ ปนขาวและดาง เกดเปนสารประกอบทมแรงยดประสาน แตเถาลอยบางชนดกสามารถทาปฏกรยากบนาและแขงตวไดเชนเดยวกน เถาถานหนโดยทวไปแลวจะมความละเอยดใกลเคยงหรอสงกวาปนซเมนตเพยงเลกนอยโดยลกษณะทวไปจะเปนรปทรงกลมมขนาดเสนผาศนยกลางตงแตเลกกวา 1 micron จนถง 0.15 mm ดงแสดงในรปท 2.1

10 mµ10 mµ

รปท 2.1 ภาพถาย SEM ของเถาถานหนจากโรงไฟฟาอาเภอแมเมาะ จงหวดลาปาง (ธรวฒน สนศร, 2548)

เถ าถ านหนทกลวงมน าหนกเบาและอาจจะลอยน าได เ รยกวา เถ าถ านหนกลวง (cenospheres) และในบางครงภายในเถาถานหนทมรพรนอาจมเถาถานหนขนาดเลก ๆ อยภายในกไดเรยกวา plerospheres ดงแสดงในรปท 2.2 ความละเอยดของเถาถานหนทไดจากการเผาถานหนจะขนอยกบ การบดถานหน ชนดของเครองบด และชนดของเตาเผา ถาถานหนละเอยดมากขนและเผาไหมอยางสมบรณในเตาเผา จะไดเถาถานหนทมความละเอยดสงและมทรงกลม แตในกรณ

17

ทเผาไหมไมสมบรณ รปรางของเถาถานหนจะไมแนนอน สาหรบเถาถานหนในประเทศไทยพบวาความละเอยดของเถาถานหนจากโรงไฟฟาทแมเมาะ ซงทดสอบโดยวธของเบลน โดยมความละเอยดอยในชวง 2,500 ถง 3,500 cm2/g (ชย จาตรพทกษกล, 2543; สรพล พฤกษานกล, 2546; Chindaprasirt, 2001 อางถงใน ปรญญา จนดาประเสรฐ, 2547)

รปท 2.2 ภาพถาย SEM ของเถาถานหนทมลกษณะแบบ Plerospheres (ธรวฒน สนศร, 2548)

การวดความละเอยดของเถาถานหนม 2 วธทนยมใชกนคอวธการรอนผานแรงเบอร 325 (ชองเปด 45 micron) กบวธวดพนทผวตอหนวยนาหนกโดยวธของเบลน ในสหรฐอเมรกาใชวธรอนผานแรงเปนวธมาตรฐานวธเดยวในการกาหนดความละเอยดของเถาถานหน กลาวคอ เถาถานหนตองมขนาดของอนภาคทรอนผานแรงเบอร 325 ไมนอยกวารอยละ 66 โดยนาหนก เถาถานหนทละเอยดขนจะมความวองไวในการทาปฏกรยาไดเรวขนและทาใหกาลงอดคอนกรตสงกวาคอนกรตทใชเถาถานหนทหยาบกวา ความวองไวในการทาปฏกรยาปอซโซลานสามารถวดไดโดยใชคาดชนกาลง (strength activity index) ดงแสดงในสมการท 2.5

ดชนกาลงของมอรตาร = (A/B)×100 (2.5) โดย A = กาลงอดของมอรตารทแทนทปนซเมนตปอรตแลนดดวยเถาถานหนรอยละ 20 B = กาลงอดของมอรตารมาตรฐานซงไมมเถาถานหนในสวนผสม มาตรฐาน ASTM C 618 ไดกาหนดคาดชนกาลงของเถาถานหนทง Class F และ Class C

ตองไมตากวารอยละ 75 ของมอรตารมาตรฐานทอาย 7 หรอ 28 วน

18

ปฏกรยาปอซโซลานจะเกดขนภายหลงปฏกรยาไฮเดรชนของปนซเมนต หลงจากปฏกรยาไฮเดรชน ซลกาและอลมนาออกไซดทอยในเถาถานหนจะทาปฏกรยากบ Ca(OH)2 ทไดจากปฏกรยาไฮเดรชนไดเปนแคลเซยมซลเกตไฮเดรตและแคลเซยมอลมเนตไฮเดรต ซงสาร ประกอบทงสองมคณสมบตในการยดประสาน ทาใหซเมนตเพสตมการยดประสานดขน และเพมความสามารถในการรบกาลงอดของคอนกรต โดยปกตแลวปฏกรยาปอซโซลานจะเกดขนอยาง ชา ๆ และตอเนองเปนเวลานาน โดยเรมเกดขนเมอมอายระหวาง 7 ถง 14 วน และมปฏกรยาไป เรอย ๆ นอกจากนปฏกรยาปอซโซลานจะเกดไดเรวขนเมอเถาถานหนมความละเอยดมากขน (ปรญญา จนดาประเสรฐ, 2547)

การใชปอซโซลานในงานคอนกรตมขอดหลายประการ ไดแก เพมความสามารถในการ เทได เพมความตานทานตอการกดกรอนของคอนกรต ลดผลกระทบจากการแยกตว ลดความรอนทเกดขนในคอนกรต ลดการหดตว ลดอตราการซมของนาผานคอนกรต และทสาคญคอเพมกาลงอดและกาลงดงประลยของคอนกรตเมอคอนกรตมอายมากขน แตทงนการใชปอซโซลานจะมขอเสยดวย คอ ทาใหอตราการพฒนากาลงอดของคอนกรตตาลงในชวงอายตน ลดความตานทานตอสภาวะการแขงตวและละลายนาสลบกนไป และทาใหตองใชสารเพมฟองอากาศมากขนเพอใหไดคอนกรตทมปรมาณฟองอากาศตามตองการในระดบเดยวกบคอนกรตทไมมเถาถานหนผสมอย (Lane and Best, 1982 อางถงใน ปรญญา จนดาประเสรฐ, 2547)

จากงานวจยทผานมาพบวาประโยชนสงสดของเถาลอยคอ การสรางเขอน ซงทเหนอยางเปนรปธรรม คอ โครงการเขอนคลองทาดาน นอกจากนนเปนการนาเถาลอยมาใชในการทาตอมอของอาคารผโดยสารทสนามบนสวรรณภม โดยใชเถาลอยแทนทปนซเมนตประมาณ 50% ทงน ผใชจะตองมความรและสามารถทดสอบคณสมบตของเถาลอยวาสามารถนามาใชงานไดจรง ๆ รวมทงการสรางทอนาเสย ซงหากนาเถาลอยเปนสวนผสมในการผลตทอนาเสย จะทาใหทอมอายการใชงานยนยาวมากกวาทอปกตหลายเทา เนองจากทอทมเถาลอยเปนสวนผสมจะมคณสมบตตานทานนาเสยไดดกวาคอนกรตธรรมดา อกทงการกอสรางในโครงการขนาดใหญหรอตกสง คอนกรตทใชควรจะมสวนผสมของเถาลอย เพอใหเนอคอนกรตลนไหลสามารถสงลาเลยงคอนกรตดวยทอขนไปตามชนตาง ๆ ของการกอสรางไดดกวาคอนกรตทวไป

ทผานมามการนาเขาเถาลอยจากตางประเทศ เนองจากคณสมบตของเถาลอยในขณะนนยงไมเปนทแนชดวามปญหาหรอไม เชน คาซลเฟอรไตรออกไซด (SO3) เมอชวงททาวจยแรก ๆ พบวามคาสงถง 12 ถง 15% ซงตามปกต จะตองไมเกน 3% จงไมแนใจวาจะสามารถนาเถาลอยมาใชได เพราะเกรงวาจะเสยงตอการกอสรางอาคารสง แตปจจบนมนใจคณภาพของเถาลอยได เนองจากคา SO3 ไมเกน 2% (จรภทร ขาญาต, 2546)

19

2.3 ปอซโซลานธรรมชาต วสดปอซโซลานธรรมชาตไดถกนามาใชหลายรอยปทแลว คาวา “ปอซโซลาน” มาจากเถาภเขาไฟของหมบานปอซซล (pozzuoli) ใกลกบเมองเนเปล ประเทศอตาล โดยในปครสตศกราช 79 เกดการระเบดของภเขาไฟวซเวยส (viesuvius) แตอยางไรกตามกอนครสตศกราช 2000 ไดมการนาเถาภเขาไฟและดนเผา มาใชในงานกอสรางมากมายท โรม กรก อนเดย และอยปต โดยโครงสรางคอนกรตผสมวสดปอซโซลานยงคงสามารถยนหยดใหเหนไดจนถงปจจบนนจงเปนหลกฐานแสดงใหเหนถงความทนทานของการใชวสดปอซโซลาน ตอมาในตอนตนศตวรรษท 20 ไดมการนาวสดปอซโซลานธรรมชาตมาใชในอเมรกาเหนอ ในโครงการกอสรางสาธารณปโภค เชน การสรางเขอน ซงการใชวสดปอซโซลานนมวตถประสงคเพอควบคมอณหภมทเพมขนในคอนกรตขนาดใหญ และเปนการเพมปรมาณวสดซเมนต นอกจากการใชวสดปอซโซลานเพอควบคมความรอนทเพมสงขนแลว วสดปอซโซลานยงชวยเพมความตานทานตอซลเฟตอกดวย วสดปอซโซลานเปนวสดชนดแรกทพบวาชวยลดการเกดปฏกรยาอลคาไล-ซลกา ในคอนกรต ปจจบนวสดปอซโซลานธรรมชาตสวนใหญจะผานการปรบปรง เชน กระบวนการใหความรอนในเตาเผาและบดเปนผงละเอยด ซงอาจเปนดนเผา (calcined clay) ดนดานเผา (calcined shale) และดนขาว (metakaolin) ซงดนขาวทกลาวถงนเปนดนเผาพเศษ ผลตโดยเอาดนเหนยวขาวลวนมาเผาทอณหภมตา หลงจากนนจงบดจนมขนาดอนภาคเฉลยประมาณ 1 ถง 2 micron ดนขาวนามาใชในงานทตองการความซมผานทตา หรอตองการกาลงทสง ดนขาวไดถกนามาใชเปนวสดผสมเพมในคอนกรตมากกวานามาแทนทปนซเมนต โดยทวไปจะใสเพมในปรมาณรอยละ 10 ของนาหนกปนซเมนต

ตารางท 2.6 คณสมบตของเถาลอยและปอซโซลานธรรมชาต (ASTM C 618, 1991)

Class F เถาลอย ซงมคณสมบตเปนปอซโซลานค

Class C เถาลอย ซงมคณสมบตเปนปอซโซลานค และวสดประสานในซเมนต Class N ปอซโซลานธรรมชาตทถกเผาหรอมลกษณะหยาบ ประกอบดวย :

Diatomaceous Earths (diatomite) Opaline Cherts และ ดนดาน Tuffs และ เถาภเขาไฟ หรอพมไซท ดนเผา รวมทงดนขาว และดนดาน

20

วสดปอซโซลานจากธรรมชาตถกจาแนกโดยมาตรฐาน ASTM C 618 โดยจาแนกเปนวสดปอซโซลาน Class N ดงตารางท 2.6 ซงไดกาหนดเกณฑในการพจารณาวสดปอซโซลานธรรมชาต สวนตารางท 2.7 แสดงผลการวเคราะหทางเคมและคณสมบตของวสดปอซโซลาน และวสด ปอซโซลานอน ๆ ทเกยวของ (จนทนา สขมานนท, 2550)

ตารางท 2.7 การวเคราะหทางเคม และคณสมบตทวไปของเถาลอย ตะกรน ซลกาฟม ดนดานเผา

และดนขาว (จนทนา สขมานนท, 2550) ปรมาณสารประกอบ (%)

สารประกอบ เถาลอย Class F

เถาลอย Class C

ตะกรนบด

ซลกาฟม

ดนดานเผา

ดนขาว

SiO2 52 35 35 90 50 53 Al2O3 23 18 12 0.4 20 43 Fe2O3 11 6 1 0.4 8 0.5 CaO 5 21 40 1.6 8 0.1 SO3 0.8 4.1 9 0.4 0.4 0.1

Na2O3 1.0 5.8 0.3 0.5 - 0.05 K2O 2.0 0.7 0.4 2.2 - 0.4

Total Na (eq. Alk) 2.2 6.3 0.6 1.9 - 0.3 Loss On Ignition (LOI) 2.8 0.5 1.0 3.0 3.0 0.7 Blaine Fineness, cm2/g 4,200 4,200 4,000 200,000 7,300 190,000

Relative Density 2.38 2.65 2.94 2.40 2.63 2.50 เมอนาดนไปผานกระบวนการเผากสามารถนามาใชเปนสดปอซโซลานธรรมชาตในงาน

กอสรางไดเชนกน ซงจากรายงานของ จนทนา สขมานนท (2550) พบวา ดนเผาสามารถเอามาใชแทนทปนซเมนตบางสวน โดยทวไปจะใชแทนทในชวงประมาณระหวาง 15 ถง 35% เพอชวยเพมความตานทานตอสารละลายซลเฟต ควบคมปฏกรยาระหวางอลคาไลกบมวลรวม และลดคาการซมผานของนา ดนเผามความถวงจาเพาะประมาณ 2.40 ถง 2.61 และมความละเอยดดวยวธเบลนประมาณ 6,500 ถง 13,500 cm2/g สวนดนดานเผามปรมาณแคลเซยม 5 ถง 10% ซงคาแคลเซยมทมอยทาใหวสดนนมคณสมบตเปนวสดประสานหรอเปนไฮดรอลคซเมนต (hydraulic cement) ในตวเอง เนองจากปรมาณของกากแคลเซยมคารบอเนตนนเผาไมสมบรณ และดนดานเผาม

21

ปรมาณโมเลกลนาในเมดดนสะสมอยจงทาใหมคาสญเสยนาหนกเนองจากการเผา (Loss On Ignition, LOI) คอนขางมาก คอ มคา LOI ประมาณ 1 ถง 5% โดยคา LOI สาหรบดนดานเผาไมไดแสดงปรมาณคารบอนเหมอนกบกรณของเถาลอย

จากงานวจยในอดตในเรองของการนาเอาปอซโซลานธรรมชาตมาใชในสวนผสมของคอนกรตของ Shannag and Shania (2003) ทศกษาความตานทานซลเฟตของคอนกรตสมรรถนะสง (sulfates resistant of high-performance concrete, HPC) โดยไดมการออกแบบสวนผสมของ HPC จานวน 5 สวนผสม แลวแชตวอยางมอรตารในสภาวะรนแรงตาง ๆ ไดแก ในสารละลายแมกนเซยมซลเฟต (magnesium sulfates, MgSO4

) และสารละลายโซเดยมซลเฟต (sodium sulfates, NaSO4) ทความเขมขน 20% และยงเปรยบเทยบการแชในนาทะเล จากทะเลแดง (Red Sea) นาจากทะเลเดดซ (Dead Sea) และนาธรรมดา โดยในแตละสภาวะไดทาการทดลองกบสวนผสมของ HPC ทง 5 สวนผสม และทาการทดสอบกาลงอด จากการวจยไดพบวา หลงจากแชตวอยางทดสอบในสารละลายซลเฟตและในนาทะเลทสภาวะตาง ๆ คอนกรตผสมซลกาฟม 15% และสารปอซโซลานธรรมชาต 15% มความสามารถในการตานทานซลเฟตไดสงทสด สาหรบ HPC ทผสมซลกาฟมและสารปอซโซลานธรรมชาต มความเหมาะสมทงในดานกาลงอดและความทนทาน โดยแนะนาใหใชกบคอนกรตในงานอตสาหกรรมทตองการกาลงและความทนทานสง สวน HPC ทมเฉพาะปนปอรตแลนดซเมนตธรรมดาประเภทท 1 นน มความทนทานตอซลเฟตและนาทะเลตา

Pekmezci and Akyz (2004) ไดทาการศกษาผลกระทบของปรมาณปอซโซลานธรรมชาต ทมตอคอนกรต ศกษาโดยการทดสอบคอนกรตทงหมด 15 สวนผสม โดยใชตวอยางคอนกรตควบคมทมปรมาณซเมนต 300, 350 และ 400 kg/m3 และไดดดแปลงสวนผสมเพอศกษาเปรยบเทยบโดยลดปรมาณซเมนตลงเปน 250, 300 และ 350 kg/m3 ของคอนกรตควบคม และไดเพมปรมาณปอซโซลานธรรมชาตเขาไปแทนทปนซเมนต 40, 50, 75 และ 100 kg/m3 และไดพบวาการเพมปรมาณสารปอซโซลานธรรมชาตทมากเกนไปจะสงผลทาใหคากาลงอดของคอนกรตลดตาลง จงควรใชในปรมาณทเหมาะสมทสดเพอใหไดกาลงอดของคอนกรตทสงทสด และ Pekmezci (2004) ยงพบอกวา ในกรณทมการลดปรมาณปนซเมนตในสวนผสม แลวแทนทดวยปอซโซลานธรรมชาตนน สงผลทาใหกาลงอดของคอนกรตมคาลดลงเชนกน เนองจากปอซโซลานธรรมชาตไมมคณสมบตในการเปนสารซเมนต (cementitious material) และเปนททราบกนดอยแลววาสารปอซโซลานธรรมชาตจะทาปฏกรยากบแคลเซยมไฮดรอกไซด ซงเกดจากผลตผลของปฏกรยา ไฮเดรชน เมอใชปรมาณซเมนตทใชในสวนผสมคอนกรตเพมขน จะสงผลใหมปรมาณแคลเซยมไฮดรอกไซดเพมขนเชนกน ในกรณนถาตองการเพมปรมาณปอซโซลานในสวนผสมกควรจะเพมปรมาณซเมนตใหมากขนดวย จงจะสงผลทาใหการใชปรมาณปอซโซลานในปรมาณท

22

มากมประสทธภาพได โดยทอตราสวนระหวาง Pozzolan ตอ Cement, (P/C) ratio ท 0.28 เหมาะสมทสดททาใหไดคอนกรตทมคากาลงอดทสงทสด

2.4 ไดอะตอมไมท ไดอะตอม (diatom) เปนพชเซลลเดยวขนาดเลกมาก มผนงเปนฝาซลกาประกบกน บาง

ชนดวายนาได บางชนดอาศยกระแสนาพดพาไป มขนาดตงแต 2 ถง 2,000 micron ขนาดใหญมนอย พบในแหลงนาทวโลกทงในนาจดและนาเคม เมอไดอะตอมตายลงเปลอกทเปนซลกาจะตกเปนตะกอนสะสมกนจานวนมหาศาลบนพนทะเลหรอพนทะเลสาบ แลวในทสดจะกลายเปน ไดอะตอมไมท (diatomite) หรอเรยกอกอยางหนงวา ดนเบา (diatomaceous earth) เพราะมลกษณะเปนดน เกดจากซากไดอะตอมในแหลงอะตอม เปนดนซย เบา เนอพรน มลกษณะคลายชอลก มปฏกรยาเชองชา และเปนตวนาความรอนทเลว ไดอะตอมไมทจะมลกษณะตาง ๆ กน ตามแตชนดของไดอะตอม ดงแสดงในรปท 2.3 (เสรวฒน สมนทรปญญา, 2538)

รปท 2.3 ลกษณะของไดอะตอมไมท (มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคล, ออนไลน, 2543)

ไดอะตอมไมทบางทอาจใชคาวา เรดโอลาเรยนเอรธ (radiolarian earth) เพราะมโครงสรางประกอบดวยโอปอของไดอะตอมและเรดโอลาเรยน มสขาวหรอสครมเปนสวนใหญ แตกอาจพบสเหลองออน สแดง หรอสนาตาลบาง (เสรวฒน สมนทรปญญา, 2538) แตบางครงกพบวา ไดอะตอมไมทเปนซากสตวขนาดเลกทเปนสงมชวตเซลลเดยว หรอเปนสาหรายเซลลเดยวทมเปลอกหมทเปนซลกา เปลอกเหลานเมอทบถมกนมาก ๆ จะสามารถคงสภาพของซากอยในชนหนไดเปนเวลานาน จนแขงตวอดกนแนนจนกลายเปนหน (สสวท., ออนไลน, 2550)

แหลงดนเบาในประเทศไทยพบอยในจงหวดลาปาง โดยจะพบเปนแหลงเลกใหญกระจดกระจายอยเปนบรเวณกวางในแองลาปาง และแองเลก ๆ ใกลเคยง ซงสวนใหญจะอยในเขตอาเภอเมองลาปาง อาเภอแมทะ และอาเภอเกาะคา นอกจากนนยงสามารถพบไดบางในบรเวณบานแมกว

23

อาเภอสบปราบ และบานทงตน ตาบลวอแกว อาเภอหางฉตร จงหวดลาปาง จากการสารวจของ กองเศรษฐธรณวทยา กรมทรพยากรธรณ บรเวณแองลาปาง สามารถประเมนปรมาณสารองของ ดนเบาไดทงหมดประมาณ 245 ลานตน (กรมทรพยากรธรณ, ออนไลน, 2548) จากรายงานของสถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย ไดมการเกบตวอยางสารวจในบรเวณ เหมองบานฟอน จงหวดลาปาง พบวาชนของไดอะตอมไมทจะทบถมยดกนแนนอยใตชนกรวดทราย ซงมระดบความลกไมตางกนมากนก ดงแสดงในรปท 2.4 (ก) และเมอนาไดอะตอมไมทไปถายภาพขยาย 350 เทา ผานกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด (Scanning Electron Microscope, SEM) ดงแสดงในรปท 2.4 (ข) แลวทาการตรวจสอบ พบวาไดอะตอมไมทมอายตงแต 25 ลานปทผานมาจนถงปจจบน และยงรายงานอกวาสามารถพบไดในชนตะกอนบรเวณทลม อาเภอศรมโหสถ จงหวดปราจนบร อกดวย (สสวท., ออนไลน, 2550)

(ก) (ข)

รปท 2.4 (ก) แสดงชนของไดอะตอมไมท (สสวท., ออนไลน, 2550)

(ข) ภาพถาย SEM ของไดอะตอมไมท (สสวท., ออนไลน, 2550)

โดยทวไปไดอะตอมไมทมประโยชนในทางดานอตสาหกรรม คอ ใชเปนสวนผสมในการทากระดาษ เพอใหเนอกระดาษแนนเนยน ทาเปนฉนวนและเปนสารทใชในการกรองไดด เชน กรองนาตาลและสารอน ๆ หรอใชขดโลหะไดดเพราะมซลกาทมอนภาคขนาดละเอยดอยภายใน (เสรวฒน สมนทรปญญา, 2538) หรอใชในอตสาหกรรม ตมกลน ทาปนขาว และเซรามก เปนตน(สสวท., ออนไลน, 2550)

ไดอะตอมไมทไมใชเพยงแตมประโยชนในดานอตสาหกรรมเพยงเทานน แตในการกอสรางกยงมการนาเอาไดอะตอมไมทมาใชประโยชนมากมาย เชน นามาใชเปนวสดผสมใน

ชนกรวดทราย

ชนไดอะตอมไมท

24

คอนกรตมวลเบา หรออฐมวลเบา เปนตน ซงจากการศกษาของ Kedrarin Pimraksa และ Prinya Chindaprasirt (2008) ไดรายงานวา ไดอะตอมไมท (ดนเบาลาปาง) จากจงหวดลาปาง ประเทศไทย มปรมาณคอนขางมากถง 100 ลานตน จงไดทดลองทาการศกษาคณสมบตของอฐมวลเบาททาจาก ไดอะตอมไมทลาปาง ปนขาว และยปซม เปนสวนผสม เนองจากไดพบวาไดอะตอมไมทจากแหลงลาปางมคณสมบตในการเปนสารปอซโซลานสามารถนามาทาอฐมวลเบาได เนองจากมสารประกอบอลมโนซลเกต โดยมปรมาณออกไซดหลก SiO2, Al2O3 และ Fe2O3 ในปรมาณทเหมาะสม และยงมความพรนสง เชนเดยวกบสารปอซโซลานธรรมชาตทวไป ดงแสดงในตารางท 2.8 และ รปท 2.5

ตารางท 2.8 แสดงคณสมบตทางเคมของไดอะตอมไมทลาปาง (Kedsarin Pimraksa, 2008)

Oxide Compositions

SiO2 Al2O3 Fe2O3 K2O Na2O CaO MgO TiO2 P2O5 SO3

(%) by mass 77.5 14.16 5.24 2.08 0.20 0.00 0.46 0.53 0.25 0.01

รปท 2.5 ภาพถาย SEM ของไดอะตอมไมทจากแหลงลาปาง (Kedsarin Pimraksa, 2008)

ไดอะตอมไมทจากแหลงลาปาง มปรมาณออกไซดหลก SiO2, Al2O3 และ Fe2O3 มคา 77.5, 14.6 และ 5.24% ตามลาดบ ซงกลาวไดวาไดอะตอมไมทนจดเปนปอซโซลานธรรมชาต Class N ตามการจาแนกตามมาตรฐาน ASTM C 618 และจากภาพถาย SEM จะเหนอนภาคทมลกษณะแบบทรงกระบอก ขนาดอนภาคเฉลย (d50) ประมาณ 32 µm มโครงสรางผนงเปนตารางคลายรวงผง ขนาดของชองประมาณ 1 µm มพนทผวทสงถง 170,000 cm2/g จงทาใหไดอะตอมไมทนมนาหนกเบาและมความพรนสง และจากกราฟ Differential Thermal Analysis (DTA) และ Thermal Gravity

1 µm 1 µm

25

Analysis (TGA) ดงแสดงในรปท 2.6 ของไดอะตอมไมทลาปางทผานกระบวนการเผาทอณหภม 500°C จะทาใหมนาหนกทเบาลง มคาการสญเสยนาหนกในชวง 450 ถง 500°C และจะคอย ๆ คงทเมออณหภมเกนกวา 500°C โดยมคาความถวงจาเพาะท 0.7

รปท 2.6 กราฟ DTA และ TGA ของไดอะตอมไมทลาปาง (Kedsarin Pimraksa, 2008)

การศกษาของ Kedsarin Pimraksa (2008) ไดนาไดอะตอมไมทมาผสมกบปนขาวรอยละ 15 และยปซมรอยละ 5 หลอตวอยางขนาด 3.5×7.5×15 cm และใชเครองอดเขาแบบทมแรงกดอดประมาณ 35 ksc บมทอณหภมหองระหวาง 27 ถง 28°C โดยแปรผนระยะเวลาการบม 3, 5, 6, 7 และ 11 วน และบมดวยตอบไอนาความดนสง (autoclave) ทความดนประมาณ 0.14 MPa อณหภม 130°C ตออก 4 ชวโมง จากผลการทดสอบพบวาสวนผสมทมปรมาณนา 50% ไดคากาลงอดสงทสด 147.8 ksc และมหนวยนาหนก 1,020 kg/m3 ทอายการบม 6 วน แตเมอวเคราะหปรมาณนาทตากวาหรอสงกวานจะใหคากาลงอดทตากวา เนองจากเปนปรมาณนาทเหมาะสมทสามารถทาใหอฐททาจากไดอะตอมไมทนมความหนาแนนมากทสด จงสงผลใหไดคากาลงอดทสงทสด

เมอพจารณาคากาลงอด และภาพถาย SEM ของอฐททาการแปรผนการเผาไดอะตอมไมททอณหภม 0, 200, 350, 500 และ 700°C พบวาอณหภมทเหมาะสมในการเผาไดอะตอมไมททสามารถทาใหไดคากาลงอดทสงทสด คอ 500°C มคากาลงอด 177.4 ksc คาหนวยนาหนก 730 kg/m3 และมโครงสราง phases ทดกวา แตเมอทาการเผาทอณภมทสงขน 700°C จะสงผลใหคากาลงอดลดลง เหลอเพยง 127.4 ksc และมโครงสราง phases ไมคอยหนาแนนเทาทควร ซงนาจะเปนผล

90

0 200 400 600 800 1,000 Temperature (deg C)

100

85

80

95

4

3

2

1

0

-1

TG Curve DTA Curve

26

เนองมาจากอณหภมในการเผาทสงเกนไปอาจจะทาใหปรมาณสารประกอบหลกบางอยางใน ไดอะตอมไมทสญเสยไปดวย อยางไรกตามในการทาอฐทมสวนผสมของไดอะตอมไมททไมไดผานการเผาเลยกสามารถทาได โดยมคากาลงอดประมาณ 147.8 ksc และมหนวยนาหนก 880 kg/m3

งานวจยในตางประเทศกมการนาไดอะตอมไมทมาใชในงานคอนกรตมวลเบาเชนกน โดยจากงานวจยของ Fragoulisa et al. (2004) ไดทาการศกษาคณสมบตของวสดผสมมวลรวมเบา (lightweight aggregates) ในคอนกรตมวลเบา ซงใชไดอะตอมไมทจากประเทศกรซเปนสวนผสมของผลตภณฑมวลรวมเบา (production of lightweight aggregates, LWAs) โดยนาไดอะตอมไมท ทมขนาดเลกกวา 100 µm และขเลอยดบ (saw dust) ขนาดประมาณ 1 mm ผสมไดอะตอมไมท 20 kg ผสมกบขเลอยดบทปรมาณ 2, 3.5 และ 5% ใชปรมาณนาตอขเลอยดบ (W/S) ≤ 0.5 จากนนปนเปนกอนกลม (pellets) ขนาด 5 ถง 20 mm ดงแสดงในรปท 2.7 แลวอบใหแหงทอณหภม 100°C เปนเวลา 24 ชวโมง แลวนาไปเผาทอณหภม 1,100°C เปนเวลา 12 ถง 15 นาท และทาการทดสอบเปรยบเทยบกบผลตภณฑมวลรวมเบา LWAs ของประเทศเดนมารกและเยอรมน

รปท 2.7 ผลตภณฑมวลรวมเบา (production of lightweight aggregates, LWAs) ของ (Fragoulisa et al.,2004)

จากผลการทดสอบ X-Ray Fluorescence (XRF) ของไดอะตอมไมทจากประเทศกรซ พบวามปรมาณออกไซดหลก SiO2, Al2O3 และ Fe2O3 รวมกนแลวมากกวา 70% ดงแสดงในตารางท 2.9 และมคา LOI ไมมากกวา 10% ซงคา LOI ทสญเสยไปนนเกดขนเนองจากการสญเสยนาเนองจากการเผา เพราะไดอะตอมไมทเกดขนจากการทบถมเปนเวลานานจงมสวนประกอบของดนเหนยวปะปนอย รวมทงผนงเซลลของไดอะตอมทประกอบดวยซลกาทมปรมาณนา (SiO2*nH2O)

27

อยดวย และจะมปรมาณมากหรอนอยนนขนอยกบรปแบบของผนงเซลล และจากการทดสอบ SEM ของไดอะตอมไมทจากประเทศกรซ พบวารปแบบของผนงเซลลทประกอบดวยซลกานนคอนขางสมบรณ มลกษณะทรงกระบอก แบบจาน หรอคลายเรอ มขนาดอยในชวงระหวาง 5 ถง 30 µm ดงแสดงในรปท 2.8

ตารางท 2.9 องคประกอบทางเคมของไดอะตอมไมทจากประเทศกรซ (Fragoulisa et al., 2004)

Component GRE-1 (%) GRE-3 (%) Na2O 1.28 0.48 K2O 2.58 1.92 CaO 1.82 1.35 MgO 1.79 1.81 MnO n.a. n.a. Fe2O3 8.08 5.90 TiO2 n.a. n.a. Al2O3 17.83 16.68 SiO2 59.52 64.04 P2O5 n.a. n.a. LOI 7.37 8.06 Total 100.27 100.20

n.a. = not analysed.

รปท 2.8 ภาพถาย SEM ของไดอะตอมไมทจากประเทศกรซ (Fragoulisa et al., 2004)

28

ตวอยาง LWAs ของประเทศกรซทผานกระบวนการเผาแลวสวนใหญจะยงคงรปรางเปนทรงกลมเชนเดม มสนาตาลแดง เนอสเปนเนอเดยวกนทงกอน แตมบางกอนทมลกษณะคลายหวกะหลาปล และจากการเผาทาให pellets บางกอนขยายตวเปนรเลก ๆ หรอมรอยแยกเลก ๆ ทผว และจากผลการทดสอบคณสมบตดานกาลงอดและความหนาแนนพบวามคณสมบตทคลายคลงกบ LWAs ของประเทศเดนมารกและเยอรมน และในบางอตราสวนทมความเหมาะสมทงขนาดและสวนผสม ผลตภณฑ LWAs ของกรซ จะไดคาความหนาแนนทสงกวาและสามารถรบแรงกดไดดกวา LWAs ของประเทศเดนมารกและเยอรมน คอ ทอตราสวนทใชไดอะตอมไมท 20 kg ปรมาณขเลอยดบ 5% อตราสวน W/S นอยกวา 0.5 สามารถรบแรงกดได 2,029 g มคาความหนาแนน 0.93 g/cm3 โดยท LWAs ของประเทศเดนมารกและเยอรมน สามารถรบแรงกดไดเพยง 580 g และ 986 g มคาความหนาแนน 0.65 g/cm3 และ 0.73 g/cm3 ตามลาดบ เมอเปรยบเทยบอตราสวนระหวางความสามารถในการรบแรงกดกบคาความหนาแนนแลวพบวา LWAs ของประเทศกรซ มคณสมบตในการรบแรงกดทดกวา LWAs ของประเทศเดนมารกและเยอรมน ทขนาดเทากน คอ ทขนาดเสนผาศนยกลาง 5 ถง 10 mm สวนคาความพรนจะมคาลดตาลงและมการกระจายตวของชองวางดกวา ลกษณะของโพรงมทงขนาดเลกแบบเหลยมคมและกลมมน คลายรวงผง มขนาดตงแต 2 ไปจนถง 500 micron และมโครงสรางทเปนแบบอสณฐาน

เมอทาการเปรยบเทยบจากงานวจยของ Pimraksa (2008) ทาใหทราบวาไดอะตอมไมทในแตละแหลงจะมรปรางและปรมาณออกไซดหลกทแตกตางกน ซงขนอยกบระยะเวลาการทบถม แหลงกาเนด และชนดของไดอะตอม ดงนนในการศกษาควรคานงถงทงลกษณะทางกายภาพและลกษณะทางเคมของไดอะตอมไมทในแตละแหลงกาเนด รวมถงอตราสวนผสมทเหมาะสมเพอใหไดมาซงคณสมบตทดของผลตภณฑทตองการ

Aydin and Gul (2007) ไดทาการศกษาผลกระทบของระยะเวลาการกอตว และคณสมบตเชงกลบางประการของคอนกรต ทเกดจากการนาวสดธรรมชาตทไดจากการระเบดของภเขาไฟมาใชในสวนผสม ศกษาเปรยบเทยบระหวางการแทนทดวยไดอะตอมไมท กบหนพมมซ โดยนาวสด 2 ชนด แทนทซเมนต 1, 2 และ 4% ใชคอนกรตควบคมทถกออกแบบโดยมาตรฐาน ACI ทมปรมาณซเมนต 300 kg/m3 คายบตวเฉลย 5 cm และเมอทาการทดสอบเปรยบเทยบคณสมบตทางเคมของไดอะตอมไมทกบปนซเมนตปอรตแลนด ประเภทท 1 ดงแสดงในตารางท 2.10 พบวา ไดอะตอมไมท มปรมาณสารประกอบหลก SiO2, Al2O3 และ Fe2O3 เมอรวมกนแลวมคามากกวารอยละ 70 โดยนาหนก ซงแสดงถงคณสมบตในการเปนวสดปอซโซลาน

29

ตารางท 2.10 แสดงการเปรยบเทยบคณสมบตทางเคมของไดอะตอมไมทประเทศตรกกบปนซเมนต (Aydin and Gul, 2007)

Component Cement (%)

Diatomite (%)

SiO2 17.69 77.14 Al2O3 3.59 1.6 Fe2O3 5.89 3.9 CaO 57.69 1.96 MgO 3.39 1.2 SO3 2.57 - K2O 0.3 - TiO2 0.2 -

จากขอมลผลการทดสอบคณสมบตเชงกลของ Aydin (2007) ดานกาลงอด และคาโมดลส

ยดหยนของคอนกรตทใชไดอะตอมไมทในสวนผสม ดงแสดงในรปท 2.9 และ 2.10 แสดงใหเหนวาเมอใชไดอะตอมไมทผสมเพมเขาไปในสวนผสม 1, 2 และ 4% จะทาใหคากาลงอดลดลงเหลอเพยง 73.5, 79.6 และ 85.7% และคาโมดลสยดหยนลดลงเหลอเพยง 90.9, 96.6 และ 98.3% ทอายการบม 28 วน ของคอนกรตควบคม ตามลาดบ แตเมอพจารณาเปรยบเทยบคากาลงอดและคาโมดลสยดหยนระหวางปรมาณการผสมเพมทงสามกบคอนกรตควบคม พบวาคากาลงอดและคาโมดลสยดหยนจะเพมสงขนเมอปรมาณไดอะตอมไมทเพมขน อกทงกาลงอดจะแปรผนตามอายการบมและมการพฒนากาลงอดทดกวาคอนกรตควบคมเมออายการบมมากขน ซงอาจจะเปนผลเนองมาจากปรมาณ SiO2 ของไดอะตอมไมท ทมอยในสวนประกอบมากถง 77.14% ททาปฏกรยาปอซโซลานกบ Ca(OH)2 ในชวงอายการบมทสงขน และยงพบอกวาการเพมปรมาณไดอะตอมไมทจะสงผลใหความตองการนาเพมมากขน และทาใหระยะเวลาการกอตวขนตนและขนปลายสงขน เนองจากไดอะตอมไมทมพนทผวมากและอนภาคคอนขางละเอยด

30

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

350

0 1 2 3 4Additive Ratio (%)

Com

pres

sive

Stre

ngth

(ks

c)

7 days14 days28 days

รปท 2.9 ความสมพนธระหวางคากาลงอดของคอนกรตกบเปอรเซนตการผสมเพม (Aydin and Gul, 2007)

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

350

0 1 2 3 4Additive Ratio (%)

Mod

ulus

of E

last

icity

(x 1

03 ksc)

7 days14 days28 days

รปท 2.10 ความสมพนธระหวางคาโมดลสยดหยนของคอนกรตกบเปอรเซนตการผสมเพม (Aydin and Gul, 2007)

31

2.5 เพอรไลท หนเพอรไลท หมายถงหนภเขาไฟเนอแกวทกชนด เมอนาไปเผาทอณหภมทเหมาะสม

ในเวลาทรวดเรวจะขยายตว มนาหนกเบา และมความพรนสง หนเพอรไลท ดงรปท 2.11 ไดแก หนภเขาไฟเนอแกว ทมลกษณะรอยแตกเปนวงซอนกนคลายกลบหวหอม และเมอถกเผาทอณหภมทเหมาะสมในเวลาทรวดเรวจะขยายตวออกไปได ตงแต 4 ถง 20 เทาของปรมาตรเดม ทาใหเปลยนสภาพเปนสารทมนาหนกเบา มความพรนสง และมลกษณะคลายหนพมมส สารทไดจากการขยายตวของหนเพอรไลทน เรยกวา “เพอรไลท” (สานกเหมองแรและสมปทาน, ออนไลน, 2546)

รปท 2.11 แสดงลกษณะของหนเพอรไลท (ณรงคศกด นนทคาภรา และคณะ, ออนไลน, 2547)

เพอรไลททพบในประเทศไทยม 3 ชนด คอ 1) สเขยวแถบแดง (banded perlite) เพอรไลทสเขยวเนอประสานอดแนน จดสขาวทวไป

คอ Feldspar เนอเดมเปน Glass แลวแปรสภาพมาเปนแถบแดง ๆ ทเรยกวา Red Devitrification Product

2) เพอรไลทสเขยว (classical perlite) เปนเพอรไลทเนออดแนนมผลกสเขยว ถาดดวยกลองขยายจะพบรอยแตกราวโคงไปโคงมา คอ Perlite Crack และยงมจดขาว Feldspar รวมอยดวย แรเพอรไลทชนดนถอวามคณภาพด ขยายตวไดสง แตอณหภมการขยายตวอาจแตกตางกน

3) เพอรไลทสขาว (pumicious perlite) ประกอบไปดวยเสนใยของแกว (glass fiber) สคอนขางขาว มรพรนสง อาจม Feldspar ปะปนอยดวยเลกนอย และมการขยายตวอยบางเลกนอย

2.5.1 ลกษณะการเกดของหนเพอรไลท เพอรไลทจดอยในประเภทหนอคนพ มเนอละเอยดเปนแกว เนองจากเกดจากการ

เยนตวอยางรวดเรวของหนหนด เปนแรองคประกอบรวมกบหนไรโอไลต ทเกดในระดบตน และม

32

การเยนตวอยางรวดเรว บรเวณทพบในประเทศไทย ไดแก จงหวดลพบร และกาญจนบร ประโยชนใชเปนสวนผสมวสดกอสรางนาหนกเบา และเปนสวนเตมเตมในอตสาหกรรมปยและอตสาหกรรมส (ณรงคศกด นนทคาภรา และคณะ, ออนไลน, 2547)

หนเพอรไลทเกดเปน Effusive Rock แทรกเขามาในชน Pumicious Tuffs ซงเขาใจวาจะมนาอยในรพรนคอนขางมาก ภายหลงจากท Magma แทรกเขามาและเยนตวเปนแกวภเขาไฟแลว นาทอยในชน Tuff จะคอย ๆ แทรกซมลงไปรวมกบแกวภเขาไฟ ซงแตเดมมนาอยเพยง 1 ถง 2% กลบเพมมากขนเปน 3 ถง 5% พรอม ๆ กบเกดการขยายตว และแตกเปนรปเปลอกของหวหอม (peritic crack) ขน สาหรบ Pumicious Perlite มลกษณะการเกดทแสดงใหเหนถงการถกความกดดนและการระเหยหนไปของ Volatile ทละลายปนอยใน Magma ขณะเคลอนตวขนมาใกลผวโลก ดวยขณะทเกดยงเปนของเหลวอย แรงดนและแรงระเหยหนของ volatile ผานชองวางทมอยอยางจากดจงเกดการรดเปนเสนใยแกวมรพรนสง แลวจงดดซบนาเขาไปในเนอ ซงเชอวาเปนปรมาณเพยงเลกนอย การขยายตวของเพอรไลทชนดนจงคอนขางตา แกวภเขาไฟมลกษณะใสไมสามารถคงตวอยไดนาน ๆ อาจเปนเพราะแรงกดเนองจากมนาหนกหนปดทบและมนาเปนตวเรงปฏกรยาบางสวนของแกวจงเปลยนเปน Feldspar กบ Quartz ขนาดเลก ๆ อยดวยกนและมกจะมสแดง เรยกวา Devitrified Glass หรอ Spherulite (กรมทรพยากรธรณ, ออนไลน, 2548)

2.5.2 คณสมบตทางเคมของหนเพอรไลท

หนเพอรไลทเปนหนภเขาไฟเนอแกว ทมสวนประกอบของออกไซดของธาตซลกาคอนขางสง ประมาณรอยละ 70 หรอมากกวา และยงมนาเปนสวนประกอบประมาณรอยละ 2 ถง 5 โดยปกตไมทาปฏกรยาทางเคมกบสารเคมอน ๆ ไดงายนก จงจดอยในจาพวกสารเฉอยตอปฏกรยาทางเคม เนอแกวของหนเพอรไลทจะมการเปลยนสภาพแกวเปนผลก (diversification) เมอระยะเวลา (อาย) ของหนเพอรไลทมากขน ดงนนหนเพอรไลททจะมคณภาพดและสามารถนาไปใชประโยชนไดนน เนอแกวจะตองไมเปลยนสภาพแกวเปนผลก ซงจะพบไดในหนภเขาไฟยคใหมประมาณยคเทอรเชยรรขนมา หรอนอยกวา 65 ลานป

เพอรไลทจะมองคประกอบหลกทางเคมคลายกบปนซเมนตปอรตแลนด และ ไดอะตอมไมท สวนประกอบทางเคมของหนเพอรไลทจะอยในรปของออกไซดของธาตตาง ๆ ซงสามารถดไดจากตารางท 2.11 ซงแสดงการเปรยบเทยบระหวางคาเฉลยของหนเพอรไลททวโลกกบของประเทศไทย จากการสารวจของสานกเหมองแรและสมปทาน เพอเปนขอมลเบองตนทางสถต ในการศกษาเพอพฒนาการใชเพอรไลทในงานอตสาหกรรม (สานกเหมองแรและสมปทาน, 2546)

33

ตารางท 2.11 องคประกอบเคมของหนเพอรไลท (สานกเหมองแรและสมปทาน, ออนไลน, 2546) องคประกอบเคม คาเฉลยหนเพอรไลท

ทวโลก ประเทศไทย SiO2 71.0 - 75.0 71.02 Al2O3 12.5 - 18.0 16.09 Fe2O3 0.50 - 1.50 0.71 FeO 0.00 - 0.10 0.73 MgO 0.10 - 0.50 0.41 CaO 0.50 - 2.00 0.58 Na2O 2.90 - 4.00 0.90 K2O 4.00 - 5.00 5.59

H2O (comb) 3.00 - 5.00 3.57 ตารางท 2.12 แสดงการเปรยบเทยบองคประกอบทางเคมของปนซเมนตกบเพอรไลท (จตร

กร ตงอนสรณสข และคณะ, 2548)

องคประกอบเคม สญลกษณ รอยละโดยนาหนก ของซเมนต

รอยละโดยนาหนก ของเพอรไลท ในประเทศไทย

CaO C 60 - 67 0.57 SiO2 S 17 - 25 71.01 Al2O3 A 3 - 8 16.07 Fe2O3 F 0.5 - 6.0 0.71 MgO M 0.1 - 4.0 0.40 Na2O N 0.1 - 1.8 0.92 K2O K 0.1 - 1.8 5.57 SO3 S 0.5 - 3.0 - FeO Fe - 0.71

H2O (comb) - - 3.57 สารประกอบอนๆ - 0.5 - 3.0 -

34

ตอมา จตรกร ตงอนสรณสข และคณะ (2548) ไดทาการศกษาองคประกอบทางเคมของเพอรไลทในประเทศไทย โดยใชวธ X-Ray Fluorescence ในการวเคราะห แลวนาองคประกอบดงกลาวไปเปรยบเทยบกบองคประกอบทางเคมของปนซเมนตปอรตแลนด ดงตารางท 2.12 เพอจะทาการศกษาคณสมบตทางเคมเบองตนของเพอรไลทและของปนซเมนตปอรตแลนดใหเปนขอมลคณสมบตเบองตนของวสดทง 2 ชนด ทสาคญใหสามารถใชเปนวตถดบทสามารถนาไปใชในงานอตสาหกรรมกอสรางได เชน นามาใชในการทาคอนกรตมวลเบาททาเปนคอนกรตฉนวน เปนตน

2.5.3 คณสมบตทางฟสกสของหนเพอรไลท หนเพอรไลทสวนใหญเนอหนมลกษณะเปนแกว มกจะมรอยแตกเปนวง ๆ ซอนกน

คลายกลบหวหอม รอยแตกนอาจจะมองเหนดวยตา หรออาจจะตองอาศยดดวยแวนขยายหรอใชกลองจลทรรศน โดยทวไปจะมสเทาออนแตอาจจะพบสดา สนาตาล หรอสเขยวได และในเนอหนมกจะมผลกแรควอทซ แรเฟลดสปาร แรไบโอไทต แรฮอรนเบลนด และมชนสวนของเศษหนชนดอนฝงตวอย มความแขงตามมาตรฐานของโมห (moh’s scale) ระหวาง 5.5 ถง 7.0 คาความถวงจาเพาะระหวาง 2.3 ถง 2.8 จดหลอมตวระหวาง 760 ถง 1,300 องศาเซลเซยส และมคาดชนการหกเหแสงอยระหวาง 1.490 ถง 1.610

2.5.4 การใชประโยชน

เพอรไลทสามารถนาไปใชประโยชนไดหลายอยาง ขนอยกบคณสมบตทางฟสกสและทางเคม สวนใหญนาไปใชในงานกอสราง เพอลดนาหนกของสงกอสราง ชวยเปนฉนวนกนความรอนและความเยน และยงสามารถเปนผนงปองกนเสยงได นอกจากนยงมการนาไปใชในงานดานตาง ๆ ตลอดจนงานทางดานเกษตร และงานดานอตสาหกรรมอน ๆ อกดวย เชน

ดานอตสาหกรรมการกอสราง มการนาเพอรไลทมาใชในดานอตสาหกรรมกอสรางประมาณ 70% ของปรมาณท

ผลตไดทงโลก เนองจากมคณสมบต คอ มนาหนกเบา ความหนาแนนตา มความพรนสง ทนไฟ และมความแขงแรง ดวยคณสมบตเดนดงกลาว เพอรไลทจงนาไปใชประโยชนในดานตาง ๆ เชน ฝาเพดาน เนองจากเพอรไลทเปนสวนประกอบของฝาเพดาน และผลตภณฑยปซมแผนเรยบบางชนด เพอรไลทเปนสวนผสมททาใหกระเบองไมเปนตวนาความรอน คลนเสยงผานทะลไมได มความหนาแนนตา และเปนวสดทนไฟ เมอนาไปผสมกบปนซเมนต จะทาใหไดคณภาพทดกวาปนซเมนตธรรมดา เมอนาไปฉาบผนงตกหรอเพดานจะทาใหปนสามารถยดตดผนงไดด แหงเรว และไมเกดรอยราว เนองจากมความยดหยนไดด และยงเปนฉนวนปองกนความรอนอกดวย

35

นอกจากนเมอนาเพอรไลทไปผสมกบปอรตแลนดซเมนตในการทาคอนกรตใชในงานกอสรางตาง ๆ จะทาใหลดนาหนกของสงกอสรางนนลงได และยงทาหนาทเปนฉนวนปองกนความรอน และปองกนการสะทอนของเสยงไดเปนอยางด คอนกรตทใชเพอรไลทผสมจะมความหนาแนนตาถง 320 kg/m3 และถามความหนาประมาณ 2 นว จะมประสทธภาพในการเปนฉนวนไดเทากบแผนฉนวนมาตรฐาน แตมความแขงแรงและคงทนกวาแผนฉนวนมาตรฐานมาก ซงไดมการทดลองและเปรยบเทยบคณสมบตของคอนกรตทผสมดวยเพอรไลทกบปนซเมนตผสมแบบธรรมดา โดยบรษทผลตเพอรไลทของประเทศญปน ดงแสดงในตารางท 2.13 (สานกเหมองแรและสมปทาน, ออนไลน, 2546)

ตารางท 2.13 การเปรยบเทยบคณสมบตของคอนกรตทผสมดวยเพอรไลทกบปนซเมนตผสม แบบธรรมดา (สานกเหมองแรและสมปทาน, ออนไลน, 2546)

Air Dry Unit Volume Weight (kg/l)

Thermal Conductivity (Kcal/mh °C)

คอนกรตผสมเพอรไลท 1.20 - 1.60 0.27 - 0.36 ปนผสมทราย 2.01 1.24

เปนฉนวน หองทตองการรกษาอณหภมทงความเยนหรอความรอนเปนพเศษ ไดมการใช

เพอรไลท อดเขาไปในชองวางระหวางผนงของหอง ซงมกจะใชเพอรไลททมความหนาแนนทนอยกวา 64 kg/m3 เชน หองเกบเครองมอทางวทยาศาสตรทตองการอณหภมภายในหองตา

เปนเครองกรอง เนองจากเพอรไลทมปรมาณออกไซดของธาตซลกาสง อาจมมากกวารอยละ 70 ม

คณสมบตเปนตวดดซมทด และยงเปนสารเฉอยตอปฏกรยาทางเคมในสภาพแวดลอมตาง ๆ จากคณสมบตดงกลาวจงสามารถนาเพอรไลทไปใชเปนตวกรองและตวดดซมทด

ดานอน ๆ นอกจากทกลาวมาแลว เพอรไลทยงสามารถนาไปใชผสมกบสทาไดทงภายในและ

ภายนอกของอาคารบานเรอน และมการนาเพอรไลทไปใชเปนตวเรงปฏกรยาทางเคม ใชเปนผงขด และผสมซเมนตใชในการฉาบผนงบอนามน

36

2.5.5 แหลงเพอรไลทในประเทศไทย แหลงเพอรไลทพบอยในบรเวณกลมหนภเขาไฟตอนกลางของประเทศ ซงจดอยใน

หนวยหนภเขาไฟลานารายณ (นคม จงอยสข และปญญา สรยะฉาย, 2530) คลมพนทประมาณ 1,200 ตารางกโลเมตร อยในเขตจงหวดลพบร และจงหวดเพชรบรณ หนวยหนภเขาไฟลานารายณประกอบดวยหนภเขาไฟชนดตาง ๆ ตงแต บะซอลต แอนดไซต ไปจนถงไรโอไลต

เพอรไลทเกดรวมกบไรโอไลต และหนเถาถานภเขาไฟ (ash-flow tuffs) โดยเกดลกษณะแบบลาวา และเกดแบบพนง โผลใหเหนเปนชนหนาตามบรเวณของภเขาไฟลานารายณโดยเฉพาะขอบดานตะวนตก เพอรไลททพบมสดา นาตาล เขยวเขม หรอเขยวออน มลกษณะเนอเปนแกว และมผลกของเฟลดสปารประมาณ 2 ถง 10% และผลกของไบโอไทตประมาณ 1 ถง 2% ชนของเพอรไลททโผลมความหนาตงแต 1 ถง 20 m วางตวคอนขางราบ และสวนมากจะวางตวอยบนหนเถาถานภเขาไฟ และถกปดทบดวยไรโอไลต

2.5.6 สถานการณเพอรไลทของประเทศไทย

ในปจจบนเพอรไลทมการผลตจากประทานบตรของ หางหนสวนจากดคลองยาง จานวน 1 แปลง เพยงแหลงเดยว ตงอยทตาบลมหาโพธ อาเภอสระโบสถ จงหวดลพบร มอตราการผลตประมาณ 2,400 ตนตอป สาหรบแรเกรดสงทเผาสาหรบทาวสดกรองคณภาพสงจะถกจาหนายใหกบโรงงานนาผลไม การปลกพชโดยไมใชดน (hydroponic) ตวเตมสาหรบปนฉาบสาเรจ และอฐทนไฟ โดยจาหนายใหกบโรงเผาทจงหวดราชบร ราคาของเพอรไลทคณภาพสงกอนการเผาท 650 บาทตอตน เมอเผาแลวราคาจะเพมขนเปน 6,000 ถง 12,000 บาทตอตน ขนอยกบคณสมบตความขาว และความหนาแนน (สานกเหมองแรและสมปทาน, ออนไลน, 2546)

ประพตร กรงพานชย (2540) ไดศกษาถงการนากากแรสงกะสและวสดพรนเบาเพอรไลท

มาผลตเปนคอนกรตมวลเบา โดยนากากแรสงกะสใชเปนวสดผสมแทนทรายและเพอรไลทเพอลดนาหนกของคอนกรต และยงไดศกษาถงองคประกอบและคณสมบตของเพอรไลทในดานตาง ๆ เชน องคประกอบหลกทางเคมของเพอรไลท โดยวธ X–Ray Fluorescence ซงพบวาองคประกอบหลกของเพอรไลททมปรมาณสง ไดแก SiO2 ซงพบในปรมาณ 70.29% สวน Al2O3 และ K2O พบในปรมาณ 13.64 และ 5.73% ตามลาดบ ดานองคประกอบรอง (trace element) ทพบในปรมาณ ไมมากนก ไดแก P2O2, MgO, CaO และยงไดศกษาถงความหนาแนนรวม (bulk density) โดยนาเพอรไลทมาบดแลวคดขนาดดวยตะแกรงมาตรฐาน เพอหาขนาดของเพอรไลททเหมาะสมตอการนามาใชเปนมวลรวมผสมคอนกรต ซงจากการทดสอบพบวา ขนาด 0.850 mm มความเหมาะสมในการใชงาน และคาความหนาแนนมคาใกลเคยงกบคาทมการใชโดยทวไป คอ 40 ถง 300 kg/m3

37

คม บวคล และรงสรรค รงสมาวงศ (2540) ไดทาการศกษาเพอหาสดสวนการผสมมอรตารมวลเบาโดยการใชเพอรไลทมาแทนททรายบางสวน เพอใหไดคณสมบตตามตองการและสามารถนามอรตารมวลเบานไปใชงานไดจรงในการผลตผนงมวลเบา โดยในการทดลองไดใชทงขนาดหยาบและขนาดละเอยดปนกน เพอรไลทในการทดสอบมหนวยนาหนกประมาณ 252 kg/m3 การทดสอบคณสมบตของมอรตารนน แบงเปน 3 สวน คอ การทดสอบหนวยนาหนก การทดสอบความสามารถเทไดโดยใชโตะการไหล และการทดสอบกาลงอด โดยกาหนดเปาหมาย คอ ดานหนวยนาหนกไมเกน 800 kg/m3 คาการไหลแผควรมากกวา 70% และกาลงอดควรจะมมากกวา 35 ksc ทอาย 7 วน ผลการวจยพบวาหนวยนาหนกจะขนอยกบปรมาณของเพอรไลททใชแทนททรายและปรมาณชองวางอากาศทแทรกในเนอมอรตาร โดยปรมาณเพอรไลททเหมาะสมทสด คอ แทนททราย 90% โดยปรมาตร ดานการไหลขนอยกบปรมาณความชนในเพอรไลทเปนหลก กลาวคอ การไหลจะดเมอปรมาณความชนในเพอรไลทอยระหวาง 90 ถง 100% สวนดานกาลงอด พบวามอรตารทใสทงสารกระจายกกฟองอากาศและสารลดนาอยางมากมคณสมบตตรงตามเปาหมายคอ คากาลงอด 37 ksc ทอายการบม 7 วน คณสมบตดานหนวยนาหนกและความสามารถเทไดนนขนกบปจจยหลายประการ แตทควรระมดระวงเปนพเศษคอปรมาณความชนในเพอรไลทและขนาดของเพอรไลททใชในการผสม

Demirboga, Orung and Gul (2001) กลาววา มวธการมากมายทใชผลตคอนกรตมวลเบา (LWC) หนงในวธนนคอ การไมใชมวลรวมละเอยด (fine aggregate) ซงเรยกวธนวา “no-fines” สวนวธอนทใชในการผลตคอนกรตมวลเบา คอ การใสสารเคมผสมเพมเพอทาใหเกดฟองอากาศภายในคอนกรต โดยทรจกกนคอ Aerated Concrete, Cellular Concrete or Gas Concrete วธทไดรบความนยมในการผลต LWC คอ การใชสวนผสมมวลเบาจากธรรมชาตหรอจากการผลต ซงสามารถหาได และสามารถใชผลตคอนกรตใหมความเหมาะสมในการใชงานไดทงหนวยนาหนกและความแขงแรง อฐมวลเบา (LWC blocks) ไดถกกาหนดใหตองมกาลงอดอยางนอยทสด ประมาณ 36 ksc หนวยนาหนก 1,680 kg/m3 โดยมาก LWC blocks ใชสาหรบทาผนง เปนฉนวนกนความรอนของหลงคาและพนของดาดฟา

จากขอมลของ Demirboga, Orung and Gul (2001) พบวาทวโลกไดมการพฒนาวสดซเมนตทสามารถใชแทนทปนซเมนตในการผลตคอนกรต เชน ซลกาฟม และเถาลอย เปนตน ซงซลกาฟมเปนผลพลอยไดจากกระบวนการผลตโลหะจาพวก Silicon สวนเถาลอยไดจากกระบวนการผลตกระแสไฟฟา ปรมาณของเถาลอยทวโลกมอยประมาณ 600 ลานตน แตมการนามาใชในงานคอนกรตเพยง 10% เทานน และเนองจากมการพฒนาทางเศรษฐกจอยางรวดเรว การใชพลงงานของประชากรโลกจงเพมมากขน ทาใหปรมาณเถาลอยเพมมากขนดวย จงทาใหเกดปญหามลวะเปนพษทางอากาศและสงแวดลอม ดงนนจงมแนวคดทจะนาวสดดงกลาวมาใชใหเกด

38

ประโยชน ซงเถาลอยและซลกาฟมสามารถใชเปนสวนผสมในคอนกรตได เนองจากมคณสมบตเปนสารปอซโซลาน

ความแขงแรงและคณสมบต อน ๆ ของคอนกรตจะขนอยกบโครงสรางขนาดเลก (microstructure) ซงโครงสรางขนาดเลกของคอนกรตขนอยกบ ชนด ปรมาณ และโครงสรางของวสดผสมอน ๆ วสดผสมของคอนกรตรวมทงมวลรวมละเอยด มวลรวมหยาบ และ Hydrated Cement Paste ทไดจากปฏกรยา Hydration or Pozzolanic กบนา โครงสรางของคอนกรตสวนใหญจะขนกบอตราการเกด ชนด หรอรปรางผลตภณฑของปฏกรยา Hydration และการกระจายตวของปฏกรยา Hydration ใน Cement Paste ซงสามารถเปลยนแปลงอตราการเกด และผลตภณฑของปฏกรยา Hydration ไดโดยใสสารผสมเพมประเภทสารเคมผสมเพม หรอสารประกอบแรธาตผสมเพม เปนตน

คอนกรตมวลเบาททาจากการใชวสดมวลรวมเบา มคณสมบตทเดนชดคอ มนาหนกเบา เปนฉนวนความรอน ตานทานการแขงตวและการละลายตวของนา และปองกนไฟ แตมขอเสยคอคณสมบตเชงกลตา อยางไรกตามขอมลในการศกษาผลกระทบของซลกาฟม (SF) และเถาลอย (FA) ตอคณสมบตของคอนกรต และตอคอนกรตทผสมวสดมวลรวมเบายงมไมเพยงพอ คณสมบตของมวลเบาชนดอนและผลกระทบของซลกาฟม และเถาลอย ตอกาลงอดของคอนกรต โดยมวลรวมเบาทใชกนสวนใหญจะเปน Expanded Clay, Expanded Perlite Aggregate (EPA) และเถาลอย ซงผานการเผาทอณหภม 1,200°C หรอมากกวา อณหภมทสงอาจมผลตอปฏกรยาปอซโซลาน ดงนนจงไดศกษาปฏกรยาปอซโซลาน ของ EPA และผลกระทบของซลกาฟม และเถาลอย ทมตอคอนกรตมวลเบา (LWAC) โดยใช EPA ผสมรวมกบ pumice aggregate (PA)

Demirboga, Orung and Gul (2001) จงไดทาการศกษาผลกระทบของ Expanded Perlite Aggregate (EPA) และสารแรธาตผสมเพมทมผลตอกาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใช Expanded Perlite แทนทหนพมมช 20, 40 และ 60% โดยเพอรไลทในการศกษานมองคประกอบทางเคม ดงแสดงในตารางท 2.14 โดยไดทาการศกษาถงผลกระทบดานกาลงอดทใชซลกาฟมและเถาลอย Class C แทนทปนซเมนตรอยละ 10, 20 และ 30 ใชสารลดนาจานวนมากรอยละ 1.5 โดยนาหนกของวสดประสาน และควบคมปรมาณซเมนตท 200 kg/m3 ใชแบบหลอทรงกระบอกขนาด 100×200 mm ควบคมคายบตวท 20±5 mm ทาการบมในแบบหลอ 1 วน และบมในนาอก 6 และ 27 วน แลวทาการทดสอบกาลงอดตามมาตรฐาน ASTM C 192

39

ตารางท 2.14 แสดงองคประกอบทางเคมของ Expanded Perlite ประเทศตรก (Demirboga, Orung and Gul, 2001)

Component PC (%) SF (%) FA (%) EPA (%) SiO2 19.8 85-95 30.6 71-75 Al2O3 5.61 1.0-3.0 14.8 - Fe2O3 3.42 0.5-1.0 5.5 12-16 CaO 62.97 0.8-1.2 36.8 0.2-0.5 MgO 1.81 1.0-2.0 2.5 - SO3 2.36 - 4.9 - C - 0.5-1.0 - -

K2O - - - - Na2O - - - 2.9-4 TiO2 - - - - LOI 0.36 0.5-1.0 2.4 -

จากการวเคราะหองคประกอบหลกของ EPA ของประเทศตรก ท Demirboga and Orung

ทาการศกษานน พบวามปรมาณสารประกอบหลก SiO2, Al2O3 และ Fe2O3 เมอรวมกนแลวมคามากกวารอยละ 70 โดยนาหนก ซงแสดงถงคณสมบตในการเปนวสดปอซโซลาน

เมอเพมปรมาณ Expanded Perlite ความหนาแนนของตวอยางทงหมดลดลงจาก 1,150 เหลอ 753 kg/m3 ทงสวนผสมทใชซลกาฟมและเถาลอย และคากาลงอดของคอนกรตมวลเบาทไมม ซลกาฟมหรอเถาลอย ในสวนผสม และใช Expanded Perlite แทนทหนพมมช 20, 40 และ 60% มคากาลงอดเพมขน 52, 85 และ 55% ทอายการบม 7 วน และมคาเพมขน 80, 84 และ 108% ทอาย 28 วน ตามลาดบ แสดงใหเหนวาเมอใช Expanded Perlite แทนทหนพมมชในปรมาณเพมขนทาใหคากาลงอดของคอนกรตมวลเบานเพมสงขนตามไปดวย ดงแสดงในรปท 2.12 เนองจากหนพมมชมลกษณะคอนขางเปราะ และโพรงอากาศภายในเนอของหนพมมช มการกระจายตวไมดเทาทควร เมอเปรยบเทยบกบเพอรไลททมขนาดเลกจงทาใหเกดการกระจายตวทดกวา แตวสดทงสองมคณสมบตเหมอนกน คอ มนาหนกเบา และมความพรนสง

40

0 20 40 60Expanded Perlite Aggregate Ratio (%)

7 days28 days

0.

20.

40.

60.

80.

100.

120.

140.

Com

pres

sive

Stre

ngth

(ks

c)

รปท 2.12 ความสมพนธระหวางอตราสวน Expanded Perlite กบคากาลงอด

(Demirboga, Orung and Gul, 2001)

สวนการพฒนากาลงอดของคอนกรตมวลเบาทมซลกาฟมอยในสวนผสม 10 ถง 20% มปรมาณการแทนท Expanded Perlite ท 10, 20 และ 40 % คากาลงอดทอายการบม 7 และ 28 วน มคาสงขน แตเมอเพมปรมาณเพอรไลท 60% ใชซลกาฟมแทนทปนซเมนต 20% จะทาใหคากาลงอดลดลง เนองจากปรมาณการแทนทเพอรไลททมากเกนไปทาใหปรมาณนาในการทาปฏกรยาไมเพยงพอเพราะเพอรไลทมคาการดดซมนาทสง อกทงในการเพมปรมาณซลกาฟมทมากเกนไปกทาใหความตองการนาเพมมากขนดวยเพราะซลกาฟมมความละเอยดมากจงมพนทผวทตองการนามากเชนกน และลกษณะการเกดปฏกรยาปอซโซลานจะคลายกบการเกดปฏกรยาทวไป คอเมอมซลกาฟมในสวนผสมคอนกรตเบา จะสงผลใหคากาลงอดของคอนกรตทอาย 7 วน มคาลดลงแตจะคอย ๆ เพมสงขนเมออายการบมมากขน

ตอมาในป ค.ศ. 2003 Demirboga and Gul ยงไดนาเสนอถงผลกระทบของสารผสมเพมตอคณสมบตดานการนาความรอนของคอนกรตทใช Perlite ในสวนผสม เนองจากในงานคอนกรตสวนใหญจะใหความสาคญในเรองของผลกระทบของสารผสมเพมและกาลงของคอนกรตเทานน จงใหความสาคญในการศกษานวา พฤตกรรมทเกยวของกบอณภมกมความสาคญตอคอนกรตเชนกน โดยเฉพาะอยางยงในเรองความสมพนธของคอนกรตทตองออกแบบใหมการนาความรอนทตา ซงการนาความรอนของคอนกรตจะเพมขนเมอปรมาณความชนเพมขน เนองจากนามคา การนาความรอน (thermal conductivity) ถง 5 เทา ของอากาศ และเปนทแนนอนวาเมอมความชนหรอนาเขาไปแทนทชองวางอากาศในคอนกรตจะสงผลใหการนาความรอนเพมมากขน และ

41

Demirboga (2003) ยงไดนาเสนอรายงานวจยของ Steiger and Hurd ทไดรายงานวา ถาหนวยนาหนกของคอนกรตเพมขนเนองจากการดดซม 1% จะสงผลใหการนาความรอนเพมขน 5%

การนาความรอนนอกจากจะขนอยกบชองวาง และปรมาณความชนแลวยงขนอยกบความสามารถในการนาความรอนของมวลรวมอกดวย Demirboga จงไดลองทาการศกษาอกครง โดยใชอตราสวนผสมเดม คอใช Expanded Perlite แทนทหนพมมช 20, 40 และ 60% ใชซลกาฟมและเถาลอย Class C แทนทปนซเมนต 10, 20 และ 30% ใชสารลดนาจานวนมาก 1.5% โดยนาหนกของวสดประสาน ควบคมปรมาณซเมนตท 200 kg/m3 ทดสอบโดยใชแบบหลอทรงกระบอกขนาด 100×200 mm ควบคมคายบตวท 20±5 mm ทาการบมในแบบหลอ 1 วน และบมในนาตอ 6 และ 27 วน แลวทาการทดสอบกาลงอดตามมาตรฐาน ASTM C 192 สวนเพอรไลททใชในการวจย ครงนเปนเพอรไลทจากแหลงเดมทมองคประกอบทางเคม ดงแสดงในตารางท 2.14

จากการทดสอบตวอยางทดสอบการนาความรอน ดงแสดงในตารางท 2.15 โดยใชเครองทดสอบ QTM 500 device ซงเปนผลตภณฑของบรษท Kyoto Electronics Manufacturing Co.,Ltd.,ประเทศญปน ทมชวงการวด 0.0116 ถง 6 W/mK ±5% สามารถควบคมความรอนอยในชวงระหวาง 100 ถง 1,000°C ทดสอบกบกอนตวอยางทมขนาด 100W×80L×40 mm ใชเวลาในการใหความรอน 100 ถง 120 วนาท ตารางท 2.15 คาการนาความรอนและคาความหนาแนน (Demirboga and Gul, 2003)

Content Silica Fume (%) Fly Ash (%) EPAC groups 0 10 20 30 10 20 30

Thermal conductivity (W/mK)

0.1797 0.1720 0.1552 0.1558 0.1676 0.1643 0.1472

Reduction (-) or increment (+) (%)

0 -4 -14 -13 -7 -9 -18

Density (kg/m3) 522 509 493 485 511 498 483 จากการทดสอบพบวาคอนกรตมวลเบาผสม Expanded Perlite ทมซลกาฟม หรอเถาลอย ในสวนผสม ทาใหคาการนาความรอนลดลง เปนเหตผลเนองมาจากความหนาแนนของตวอยางทลดลงเนองจากการเพมขนของปรมาณการแทนทของซลกาฟม และเถาลอย โดยเมอใชซลกาฟม แทนทปนซเมนต 10, 20 และ 30% สงผลใหคาการนาความรอนลดลง 4, 14 และ 13% และในทานองเดยวกนเมอใชเถาลอยแทนทปนซเมนต 10, 20 และ 30% คาการนาความรอนลดลง 7, 9 และ

42

18% ของตวอยางควบคม ตามลาดบ และในการแทนทดวยเถาลอย ทการแทนท 10 และ 30% ทาใหคาการนาความรอนลดลงไดมากกวาการแทนทดวย Silica Fume และยงพบอกวาคาการนาความรอนยงขนอยกบความหนาแนนของคอนกรตอกดวย กลาวคอ เมอความหนาแนนของคอนกรตเพมมากขนจะสงผลใหคาการนาความรอนของคอนกรตเพมสงขนดวย

จากขอมลผลการทดสอบคากาลงอดของคอนกรตมวลเบาทม Expanded Perlite ในสวนผสม ดงแสดงในตารางท 2.16 พบวาคอนกรตทมซลกาฟม แทนทปนซเมนตในสวนผสม สงผลใหคากาลงอดลดลง 12, 19 และ 29% ทอายการบม 7 วน และคากาลงอดเพมสงขน 9, 13 และ 4% ทอายการบม 28 วน ตามลาดบ และคาการนาความรอนกเพมสงขนดวย ซงเปนผลเนองมาจากการทาปฏกรยาปอซโซลานของ Silica Fume ทสามารถทาใหชองวางเลก ๆ ของคอนกรตลดลง (filler effect) เมออายการบมมากขน สวนคอนกรตมวลเบาผสม Expanded Perlite และมเถาลอย แทนทปนซเมนต 10% คากาลงอดลดลงทอายการบม 7 วน แตคากาลงอดทอายการบม 28 วน มคาเพมสงขน และคาการนาความรอนกเพมสงขนดวย สวนทเปอรเซนตการแทนท 20 และ 30% ทงทอายการบม 7 และ 28 วน คากาลงอดมคาลดลง และคาการนาความรอนลดลง ซงอาจเปนผลเนองมาจากเถาลอยตองการระยะเวลาในการบมเพอทาปฏกรยาปอซโซลานทนานกวา (long curing period) ของซลกาฟม

ตารางท 2.16 คากาลงอดทอายการบม 7 และ 28 วน (Demirboga and Gul, 2003)

Content Silica Fume (%) Fly Ash (%) EPAC groups 0 10 20 30 10 20 30

7-Days compressive strength (ksc) 28.13 24.87 22.83 19.98 21.10 19.88 18.04 Reduction (-) or increment (+) (%) 0 -12 -19 -29 -25 -29 -36 28-Days compressive strength (ksc) 44.24 48.32 49.95 45.87 45.06 37.41 32.21 Reduction (-) or increment (+) (%) 0 +9 +13 +4 +2 -15 -27

จากงานวจยของ Demirboga (2003) ทาใหสามารถสรปไดวา คอนกรตมวลเบาทม

สวนผสมของเพอรไลทสามารถทาใหการนาความรอนลดลง การนาความรอนขนอยกบปรมาณชองวาง ปรมาณความชน และความสามารถในการนาความรอนของมวลรวม ซงความหนาแนนของคอนกรตทเพมมากขนจะสงผลใหคาการนาความรอนของคอนกรตเพมสงขนดวย

Topcu and Isikdag (2007) ไดตระหนกถงประโยชนของ Expand Perlite Aggregate (EPA) วา เปนไดทงฉนวนกนความรอนและเสยง และยงเปนวสดทมนาหนกเบา ซงเปนทแนนอนวาจะ

43

สามารถทาใหประหยดคากอสรางได และ Topcu ไดกลาวถงการศกษาของ Gunning (1994) ทไดรายงานวา Perlite สามารถเผาใหขยายตวได 15 ถง 20 เทา เมอทาการเผาทอณหภม 900 ถง 1,100°C และ Topcu ยงไดกลาวถงการกอสรางอาคารสงทไดรบผลกระทบจากแผนดนไหว (earth quake) ซงสวนหนงเปนผลกระทบเนองจากคอนกรตมหนวยนาหนกมาก และจากการศกษาของ Topcu ในรายงานวจยของ Durmus (1985) พบวาการใช Expanded Perlite ในคอนกรต เปนวธการหนงทสามารถลดความเสยหายทเกดขนเนองจากแผนดนไหวไดเนองจากมความเบา

ในการใช Expanded Perlite ในคอนกรต สามารถทาไดโดยการแทนทสวนผสมละเอยด การแปรผนปรมาณการแทนทจะขนอยกบความตองการกาลงอด และเมอเปรยบเทยบกบกรรมวธในการผลตปนซเมนต เพอรไลทสามารถเผาและบดใหละเอยดไดงายกวาปนซเมนต โดย Perlite จะถกเผาเพอใหเกดการขยายตวทอณหภม 900 ถง 1,100°C ในขณะท Portland Cement เผาทอณหภม 1,400 ถง 1,500°C ซงเปนทแนนอนวาเพอรไลทใชพลงงานในการผลตทนอยกวา ถงแมวาในการเพม Expanded Perlite ในสวนผสมของคอนกรตจะทาใหกาลงอดของคอนกรตลดลงในชวงอายตน แตกาลงของคอนกรตทมสวนผสมของ Expanded Perlite กสามารถพฒนากาลงอดใหเพมสงขนไดคลายคลงกบปอซโซลานทวไป เมออายการบมมากขน และยงมขอไดเปรยบคอ มหนวยนาหนกทเบากวา อกทงยงมความตานทานตอการ แชแขง-ละลายตว (freezing-thawing) ของโครงสางคอนกรตทอยในสภาพอากาศหนาวหรอในหองเยนไดดอกดวย

ในป ค.ศ.2007 Topcu and Isikdag จงไดทาการศกษาคณสมบตของคอนกรตมวลเบาทใช Expanded Perlite เปนมวลรวมในสวนผสม ปรมาณออกไซดหลกของ Expanded Perlite ทใชในการศกษา มสวนประกอบของ SiO2 ประมาณ 70 ถง 75% และม Al2O3 ประมาณ 12 ถง 16% ใชปนซเมนต 2 ชนด คอ CEM II 32.5R และ CEM I 42.5R ควบคมปรมาณซเมนตท 300, 350 และ 400 kg/m3 และแทนทปนซเมนตดวย EPA ทเปอรเซนตการแทนท 0, 15, 30, 45 และ 60% ทาการทดสอบพฤตกรรมทงคอนกรตทอยในสภาพคอนกรตสดและคอนกรตทแขงตวแลว หลอแทงตวอยางลกบาศกขนาด 150×150×150 mm และทรงกระบอกขนาดเสนผาศนยกลาง 150 mm สง 300 mm ควบคมอตราสวนนาตอซเมนตท 0.5 ใชหนทมขนาดโตสด 3.15 mm ปรมาณทรายและหนในสวนผสมคงทเทากบ 2,600 และ 2,700 kg/m3 ตามลาดบ ทาการบมตวอยางในนาทอายการบม 28 วน อณหภมในการบม 23±1°C หลงจากนนทาการทดสอบพฤตกรรมการรบแรงอดและการรบแรงดงของคอนกรตทม Expanded Perlite ในสวนผสม เปรยบเทยบกบคอนกรตควบคม จากการศกษาพบวา EPA Concrete มคากาลงอดและคากาลงดงเพมสงขนเมอปรมาณปนซเมนตและคณภาพของปนซเมนตสงขน ซงแสดงใหเหนวามความจาเปนอยางยงทจะตองคานงถงปรมาณ คณภาพ และชนดของปนซเมนต เพอใหไดมาซงความสามารถในการทางานทด แตอยางไรกตาม ปรมาณและคณภาพของปนซเมนตทสงขนนนสงผลให Vebe Time และหนวย

44

นาหนกเพมสงขน คาการยบตวลดตาลง และถงแมวาการเพมปรมาณ Expanded Perlite จะสงผลใหกาลงอดและกาลงดงของคอนกรตลดตาลง แตเปนทนาสงเกตวาในการเพมปรมาณการแทนท Expanded Perlite ในอตราสวนทตา ยงคงสามารถทาใหกาลงของคอนกรตอยในเกณฑทสามารถรบได ถาไมคานงถงกาลงของคอนกรตทสญเสยไปบางสวน คาหนวยนาหนกของคอนกรตจากการออกแบบสวนผสม อยระหวาง 1,800 ถง 2,400 kg/m3 โดยทหนวยนาหนกของคอนกรตสด (fresh concrete) ทใชปนซเมนตชนด CEM II 32.5R ในปรมาณ 350 และ 400 kg/m3 มคาหนวยนาหนกเพมขน 4.72 และ 8.89% เมอเปรยบเทยบกบการใชปนซเมนตชนดเดยวกนทปรมาณ 300 kg/m3 ตามลาดบ ในขณะท EPA Concrete ทใชปนซเมนตชนด CEM I 42.5R ในปรมาณ 350 และ 400 kg/m3 มคาหนวยนาหนกเพมขนมากกวา คอมหนวยนาหนกเพมขน 4.78 และ 10.87% เมอเปรยบเทยบกบการใชปนซเมนตชนดเดยวกนทปรมาณ 300 kg/m3 ตามลาดบ ซงแสดงใหเหนวาหนวยนาหนกของคอนกรตขนอยกบปรมาณและคณภาพของปนซเมนตทเพมสงขนดวย ความสามารถเทไดของคอนกรตเปนคณสมบตทสามารถบงบอกถงคณภาพของคอนกรต ซงเปนทนาสงเกตวา Vebe Time ของคอนกรตมคาเพมขนเมอปรมาณปนซเมนตเพมขน โดยมคาอยระหวาง 3.4 ถง 3.85 เมอใชปนซเมนตชนด CEM II 32.5R ทปรมาณ 350 และ 400 kg/m3 ซงมคาเพมขน 5.88 และ 8.82% เมอเปรยบเทยบกบการใชปนซเมนตชนดเดยวกนทปรมาณ 300 kg/m3

ตามลาดบ สวนในการใชปนซเมนตชนด CEM I 42.5R ทปรมาณ 350 และ 400 kg/m3 มคา Vebe Time เพมขน 5.71 และ 8.57% เมอเปรยบเทยบกบการใชปนซเมนตชนดเดยวกนทปรมาณ 300 kg/m3 ตามลาดบ และเมอเปรยบเทยบปนซเมนตทงสองชนด พบวา Vebe Time ของ CEM II 32.5R มคานอยกวา CEM I 42.5R ประมาณ 2.75% สวนการทดสอบการไหลแผ (flow table) และคาการยบตว (slump) พบวาคาการยบตวของ EPA Concrete มคาอยระหวาง 100 ถง 130 mm สวนผสมทมหนวยนาหนกตามคาการยบตวสงกวา เนองจากภายในเนอคอนกรตมรพรนมากกวา โดยทคาการยบตวทใช CEM II 32.5R และ CEM I 42.5R ทปรมาณ 400 kg/m3 มคาการยบตวลดลง 7.69 และ 0.09% ตามลาดบ และมคาการไหลแผอยท 310 และ 360 mm เมอเปรยบเทยบกบ EPA Concrete ทใชปรมาณซเมนต 300 kg/m3 สรปไดวาคาการยบตวของ EPA concrete ทใช CEM II 32.5R มคาสงกวา CEM I 42.5R เนองจากมคณภาพทดกวาหรอมความละเอยดมากกวา เมอพจารณาเฉพาะผลการทดสอบคากาลงอดและคากาลงดงแบบผาซกของ EPA Concrete ทมปรมาณ Perlite 30% พบวามคากาลงลดลงอยางมากเมอเทยบกบคอนกรตควบคมทมปรมาณซเมนตเทากน โดยทคากาลงอดและกาลงดงแบบผาซกทนอยทสดทปรมาณปนซเมนต 300 kg/m3 มคาเทากบ 112.13 และ 9.00 ksc และมคามากทสดเมอใชปรมาณปนซเมนต 400 kg/m3 มคาเทากบ 265.04 และ 23.45 ksc ตามลาดบ ดงแสดงในรปท 2.13 และ 2.14

45

100

150

200

250

300

350

400

300 350 400Cement Content (kg/m3)

Com

pres

sive

Stre

ngth

(ks

c)

CEM II 32.5R-CyCEM II 32.5R-CubCEM I 42.5R-CyCEM I 42.5R-Cub

รปท 2.13 ความสมพนธระหวางคากาลงอดกบปรมาณปนซเมนตของ EPA Concrete ทใช Expanded Perlite แทนทปนซเมนต 30% (Topcu and Isikdag, 2007)

คากาลงอดของคอนกรตทมปรมาณ EPA 30% มคาอยทระหวาง 112.13 และ 336.39 ksc

ซงขนอยกบปรมาณและชนดของปนซเมนต รวมทงลกษณะรปรางของกอนตวอยางดวย โดยทคากาลงอดมคาเพมขน 20 และ 30% ทปรมาณปนซเมนต 350 และ 400 kg/m3 เมอเทยบกบปรมาณปนซเมนต 300 kg/m3ตามลาดบ โดยทแทงตวอยางทรงกระบอก มคากาลงอดนอยกวาแทงตวอยางทรงลกบาศก 30% และคากาลงดงแบบผาซกมคาเพมสงขนเมอปรมาณปนซเมนตเพมขน โดยมคาอยท 9.17 และ 23.45 ksc ซงเพมขน 13 และ 22% ทปรมาณปนซเมนต 350 และ 400 kg/m3 เมอเปรยบเทยบกบปรมาณปนซเมนตท 300 kg/m3 ตามลาดบ และยงพบอกวาการใชปนซเมนต CEM II 32.5R ใหคากาลงดงแบบผาซกทนอยกวา CEM I 42.5R อย 8%

46

5

10

15

20

25

30

35

300 350 400Cement Content (kg/m3)

Split

ting

Ten

sile

Stre

ngth

(ks

c) CEM II 32.5R-CyCEM II 32.5R-CubCEM I 42.5R-CyCEM I 42.5R-Cub

รปท 2.14 ความสมพนธระหวางคากาลงดงแบบผาซกกบปรมาณปนซเมนตของ EPA Concrete ทใช Expanded Perlite แทนทปนซเมนต 30% (Topcu and Isikdag, 2007)

EPA concrete ทใชปนซเมนตชนด CEM I 42.5R ทมปรมาณปนซเมนต 300, 350 และ 400

kg/m3 และใชเพอรไลท แทนทปนซเมนต 0, 15, 30, 45 และ 60% ดงแสดงในรปท 2.15 และ 2.16 พบวามคากาลงอดและคากาลงดงแบบผาซกตาสด 152.91 และ 15.29 ksc ทปรมาณปนซเมนต 300 kg/m3 และมคามากทสด 377.17 และ 35.68 ksc เมอใชปรมาณปนซเมนต 400 kg/m3 ตามลาดบ ดงนนคากาลงอดทเหมาะสมสาหรบการผลต EPA Concrete คอแทนทดวย EPA ทปรมาณ 15 และ 30% ทปรมาณปนซเมนต 300 และ 400 kg/m3 ตามลาดบ สวนการใช EPA ทปรมาณ 60% แมวาจะทาใหเกดผลกระทบในเชงลบทงดานกาลงอดและกาลงดงแบบผาซก แตยงเปนผลดในเรองคณสมบตในการเปนคอนกรตมวลเบา

47

100

150

200

250

300

350

400

0 15 30 45 60EPA Content (%)

Com

pres

sive

Stre

ngth

(ks

c) 300350400300350400

รปท 2.15 ความสมพนธระหวางคากาลงอดกบปรมาณการแทนท Expanded Perlite ทใช ปนซเมนตประเภท CEM I 42.5R (Topcu and Isikdag, 2007)

10

15

20

25

30

35

40

0 15 30 45 60EPA Content (%)

Split

ing

Ten

sile

Stre

ngth

(ks

c) 300350400300350400

รปท 2.16 ความสมพนธระหวางคากาลงดงแบบผาซกกบปรมาณการแทนท Expanded Perlite ทใช ปนซเมนตประเภท CEM I 42.5R (Topcu and Isikdag, 2007) จากการพจารณาผลการวจยของ Topcu (2007) สามารถสรปไดวา กาลงของ EPA Concrete

ขนอยกบคณภาพของปนซเมนต ชนดของปนซเมนต และเปอรเซนตการแทนทดวย EPA และในการใช EPA ในคอนกรตจะสงผลใหทงกาลงดงและกาลงอดลดลง แตจะเกดผลดในดานคณสมบต

48

ของการเปนคอนกรตมวลเบา ยงไปกวานนยงไดคอนกรตทมหนวยนาหนกทนอยทสด โดยใชปนซเมนตชนด CEM II 32.5R ทปรมาณ EPA 30% สวนอตราสวนทเหมาะสมตอการประยกตใชงานคอนกรตมวลเบา คอ การใช EPA ทปรมาณ 15 และ 30% โดยใชปนซเมนตชนด CEM I 42.5Rในปรมาณ 350 และ 400 kg/m3 ถงแมวากาลงอดและกาลงดงแบบผาซกของคอนกรตทสงขนนนจะขนอยกบปรมาณและคณภาพของปนซเมนต แตกไมไดทาใหคาความสามารถเทไดดขน โดยสงเกตจากคาการทดสอบ Flow Table Test และ Slump Test ทลดลง และคา Vebe Time ทเพมขน ทปรมาณปนซเมนตเทากน แตคาหนวยนาหนกของคอนกรตจะแปรผนโดยตรงกบการเพมปรมาณและคณภาพปนซเมนต และสามารถกลาวสรปไดวา Expanded Perlite สามารถใชเปนสวนผสมละเอยดได แตตองใชในปรมาณทเหมาะสมเพอใหไดมาซงคณสมบตของคอนกรตมวลเบาทด 2.6 สรปปรทศนวรรณกรรมและงานวจยทเกยวของ ปอซโซลาน การใชปอซโซลานในงานคอนกรตมขอดหลายประการ เชน เพมความสามารถในการเทได เพมความตานทานตอการกดกรอนของคอนกรต ลดผลกระทบจากการแยกตว ลดความรอนทเกดขนในคอนกรต ลดการหดตว และลดอตราการซมของนาผานคอนกรต ถงแมวาอตราการพฒนากาลงอดของคอนกรตตาลงในชวงอายตน แตสามารถเพมกาลงอดและกาลงดงประลยของคอนกรตเมอคอนกรตมอายมากขน ดงนนจงมความเหมาะสมตอการนามาประยกตใชในงานคอนกรตมวลเบา ไดอะตอมไมท แหลงของไดอะตอมไมทในประเทศไทยพบมากในจงหวดลาปาง โดยมปรมาณสารองของไดอะตอมไมททงหมดประมาณ 245 ลานตน ไดอะตอมไมทลาปางทงทผาน และไมไดผานกระบวนการเผา สามารถนามาทาอฐมวลเบาไดจงสามารถนามาใชเปนวสดผสมในคอนกรตมวลเบาไดเชนกน และถงแมวาไดอะตอมไมทจะไมไดผานกระบวนการเผา แตกยงมคณสมบตทด คอ มความเบา และมรพรนสง และยงมองคประกอบเคมทแสดงถงความเปนวสดปอซโซลานธรรมชาต ดงนนจงมความเหมาะสมทงการนามาใชเปนวสดผสมมวลรวมเบาในคอนกรตมวลเบา และใชเปนวสดปอซโซลานในคอนกรต

ไดอะตอมไมทในแตละแหลงจะมรปรางและปรมาณออกไซดหลกทแตกตางกน ซงขนอยกบระยะเวลาการทบถม แหลงกาเนด และชนดของไดอะตอม ดงนนในการศกษาควรคานงถงทงลกษณะทางกายภาพและลกษณะทางเคมของไดอะตอมไมทในแตละแหลงกาเนด

49

การเพมปรมาณไดอะตอมไมททาใหมความตองการปรมาณนาในสวนผสมเพมมากขน และทาใหระยะเวลาการกอตวขนตนและขนปลายสงขน เนองจากไดอะตอมไมทมพนทผวมากและอนภาคคอนขางละเอยด ซงจะสงผลโดยตรงตอคากาลงอดของคอนกรต ดงนนจงควรคานงถงปรมาณทเหมาะสม เพอใหไดคอนกรตทมคากาลงอดทสงทสด เพอรไลท คอนกรตทมเพอรไลทในสวนผสม มความเปนฉนวนกนความรอนและเสยง และยงทาใหคอนกรตมนาหนกเบาลง ซงเปนทแนนอนวาจะสามารถทาใหประหยดคากอสรางได อตราการผลตเพอรไลท ประมาณ 2,400 ตนตอป ราคาของเพอรไลทคณภาพสงกอนการเผาท 650 บาทตอตน เมอเผาแลวราคาจะเพมขนเปน 6,000 ถง 12,000 บาทตอตน ปรมาณการแทนทเพอรไลทในสวนผสมทมากเกนไปจะทาใหปรมาณนาในการทาปฏกรยาไมเพยงพอเนองจากเพอรไลทมคาการดดซมนาทสง การใชเพอรไลทในคอนกรตจะสงผลใหกาลงอดลดลง แตยงคงสามารถทาใหคากาลงอดของคอนกรตมวลเบาอยในเกณฑทสามารถนาไปใชงานได และยงเกดผลดในดานคณสมบตของการเปนคอนกรตมวลเบา ถาไมคานงถงกาลงของคอนกรตทสญเสยไปบางสวน แตถาตองการปรบปรงคณภาพของคอนกรตใหดขนกตองคานงถง คณภาพ ชนด และปรมาณของปนซเมนตอกดวย ลกษณะการเกดปฏกรยาของเพอรไลทจะคลายกบปฏกรยาของวสดปอซโซลานทวไป คอ คากาลงอดในชวงตนมคาลดลง แตจะคอย ๆ เพมสงขนเมออายการบมมากขน

คอนกรตมวลเบาทมสวนผสมของเพอรไลทสามารถทาใหการนาความรอนลดลง การนาความรอนขนอยกบปรมาณชองวาง ปรมาณความชน และความสามารถในการนาความรอนของมวลรวม

บทท 3 วธการดาเนนงานวจย

ในการศกษาวจยเปรยบเทยบการใชไดอะตอมไมทและเพอรไลทในงานคอนกรตมวลเบา

ทาการแบงการศกษาออกเปน 2 สวน ดงน 1) การทดสอบคณสมบตพนฐานของวสดทใชในการวจย 2) การทดสอบคณสมบตของมอรตาร

รปท 3.1 แผนผงแสดงการดาเนนงานวจย

การศกษาเปรยบเทยบการใชไดอะตอมไมทและเพอรไลทในงานคอนกรตมวลเบา A COMPARATIVE STUDY OF DIATOMITE AND PERLITE IN LIGHTWEIGHT CONCRETE

การทดสอบคณสมบต ของวสดทใชในการวจย

ทราย (sand)

ไดอะตอมไมท และ เพอรไลท

(diatomite and perlite)

ซเมนต (cement)

ทดสอบหาคาความถวงจาเพาะ

ทดสอบหาหนวยนาหนก

ทดสอบหาคาความ

ถวงจาเพาะ

ทดสอบหาคาความ

ถวงจาเพาะ

การทดสอบคณสมบต ของมอรตาร

ทดสอบหา หนวยนาหนก

ทดสอบหา คากาลงอด

ทดสอบหา ขนาดคละ

ทดสอบหาคา หนวยนาหนก

ทดสอบหาคา ความละเอยด

51

3.1 การทดสอบคณสมบตพนฐานของวสดทใชในงานวจย 3.1.1 การทดสอบคณสมบตของทราย

1) การทดสอบหาความถวงจาเพาะและการดดซมนาของทราย จดประสงคการทดสอบ เพอหาคาความถวงจาเพาะในสภาพตาง ๆ ของมวลรวม

ละเอยดโดยเฉพาะในสภาพอมตวผวแหง (saturated surface dry) และเปอรเซนตการดดซมนา (absorption) ของมวลรวมละเอยด และนาคาไปออกแบบสวนผสมมอรตาร ซงคาความถวงจาเพาะน จะหาคาไดจากความสมพนธของอตราสวนระหวางมวลรวมตอนาหนกของนาทมปรมาตรเทามวลรวม โดยทวไปคาความถวงจาเพาะของมวลรวมละเอยดจะมคาอยระหวาง 2.4 ถง3.0 และโดยทวไปจะใชคาความถวงจาเพาะในสภาพอมตวผวแหง ซงเปนสภาพทไมดดซมนาและไมคายนา สวนคาการดดซมนาบงบอกถงความสามารถในการดดซมนาไว ทดสอบตามมาตรฐาน ASTM C 128 (2001) รปการทดสอบดงแสดงในรปท 3.2

รปท 3.2 การทดสอบหาคาความถวงจาเพาะและคาการดดซมนาของทราย

2) การทดสอบหาขนาดคละของทราย จดประสงคการทดสอบ เพอหาการกระจายตวและสวนคละของทราย สวนคละของ

มวลรวมจะมผลตอความสามารถเทได และแตละกอนของมวลรวมละเอยดจะตองถกหอหมดวยซเมนตเพสตไมวามวลรวมนนจะมขนาดใหญหรอเลกกตาม ในการทดสอบใชวธการตะแกรงรอนใหไดตามมาตรฐาน ASTM C 136 (2001) ดงแสดงในรปท 3.3

3) การทดสอบหาคาหนวยนาหนกของทราย จดประสงคการทดสอบ เพอใหสามารถหาคาหนวยนาหนกของทรายได และนา

คาทไดมาออกแบบสวนผสมของมอรตารตามมาตรฐาน ASTM C 29 (2001)

52

รปท 3.3 การทดสอบการหาขนาดคละของทราย

3.1.2 การทดสอบคณสมบตของปนซเมนต จดประสงคการทดสอบ เพอหาคาความถวงจาเพาะของปนซเมนต ในการวจยนใช

ปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ซงมคาความถวงจาเพาะประมาณ 3.15 สามารถทดสอบไดตามมาตรฐาน ASTM C 188 (2001) รปการทดสอบดงแสดงในรปท 3.4

รปท 3.4 การทดสอบหาคาความถวงจาเพาะของปนซเมนต

3.1.3 การทดสอบคณสมบตของไดอะตอมไมทและเพอรไลท 1) การทดสอบหาความถวงจาเพาะของไดอะตอมไมทและเพอรไลท เพอหาคาความถวงจาเพาะของไดอะตอมไมทและเพอรไลท สามารถวดไดโดยการ

ทดสอบเชนเดยวกบทราย ตามมาตรฐาน ASTM C 128 (2001) รปการทดสอบดงแสดงในรปท 3.5

53

รปท 3.5 การทดสอบหาคาความถวงจาเพาะและหนวยนาหนกของไดอะตอมไมทและเพอรไลท 2) การทดสอบหาคาหนวยนาหนกของไดอะตอมไมท และเพอรไลท จดประสงคการทดสอบ เพอหาคาหนวยนาหนกของไดอะตอมไมทและเพอรไลท

โดยทาการทดสอบเชนเดยวกบทราย ตามมาตรฐาน ASTM C 29 (2001) ดงแสดงในรปท 3.5 3) การทดสอบหาคาความละเอยดของไดอะตอมไมทและเพอรไลท จดประสงคการทดสอบ เพอหาคาความละเอยดของไดอะตอมไมทและเพอรไลท

โดยวดจากปรมาณทคางบนตะแกรงเบอร 325 ทดสอบตามมาตรฐาน ASTM C 618 (1991) 3.2 การทดสอบคณสมบตของมอรตาร

3.2.1 การทดสอบหาคาหนวยนาหนก จดประสงคการทดสอบ เพอหาหนวยนาหนกของมอรตารทใชไดอะตอมไมทและ

เพอรไลทเปนสวนผสม แลวเปรยบเทยบกบกอนตวอยางมอรตารควบคม ทอายการบม 7 วน ตามมาตรฐาน ASTM C 138 (2001)

3.2.2 การทดสอบคณสมบตดานกาลงอดของมอรตาร จดประสงคการทดสอบ เพอหาคากาลงอดของมอรตาร ซงเปนคณสมบตทสาคญ

ของมอรตารไดเปนอยางด และเพอหาคากาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลทเปนสวนผสม แลวเปรยบเทยบกบกอนตวอยางมอรตารควบคม โดยจะทาการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM C 109 (2001)

54

3.2.3 สวนผสมและจานวนของกอนตวอยาง กอนตวอยางทใชในการทดสอบ รวมทงสน (ทง perlite และ diatomite) 750 ตวอยาง โดยแยกตามลกษณะการผสม ดงน

1) กอนตวอยางมอรตารควบคม (control mortar) ตารางท 3.1 สวนผสมและจานวนกอนตวอยางมอรตารควบคม

ลาดบท อายการบม

(วน) อตราสวน (C:S) อตราสวน (C:S)

(%) จานวนกอนตวอยาง

(กอน) 1 3 1 : 2.75 100 : 100 3 2 7 1 : 2.75 100 : 100 3 3 14 1 : 2.75 100 : 100 3 4 28 1 : 2.75 100 : 100 3 5 60 1 : 2.75 100 : 100 3 6 90 1 : 2.75 100 : 100 3

รวม 18

2) สวนผสมคอนกรตมวลเบาโดยแทนททรายดวยไดอะตอมไมทและ/หรอ เพอรไลท เพอใชเปนวสดผสมในคอนกรตมวลเบา

ตารางท 3.2 สวนผสมคอนกรตมวลเบาโดยแทนททรายดวยไดอะตอมไมทและ/หรอเพอรไลท

เพอใชเปนวสดผสมในคอนกรตมวลเบา จานวนของกอนตวอยาง ทอายการบมตาง ๆ (กอน) ลาดบท อตราสวน

(C:S:D, P)

อตราสวน (C:S:D, P)

(%) 3 วน

7 วน

14 วน

28 วน

จานวนกอน

ตวอยาง (กอน)

1 1 : 2.475 : 0.275 100 : 90 : 10 6 6 6 6 24 2 1 : 2.200 : 0.550 100 : 80 : 20 6 6 6 6 24 3 1 : 1.925 : 0.825 100 : 70 : 30 6 6 6 6 24 4 1 : 1.650 : 1.100 100 : 60 : 40 6 6 6 6 24

รวม 96

55

3) สวนผสมคอนกรตมวลเบาโดยแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมทและ/หรอ เพอรไลท เพอใชเปนวสดผสมในคอนกรตมวลเบา

ตารางท 3.3 สวนผสมคอนกรตมวลเบาโดยแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมทและ/หรอเพอรไลท

เพอใชเปนวสดผสมในคอนกรตมวลเบา จานวนของกอนตวอยาง ทอายการบมตาง ๆ (กอน)

ลาดบท อตราสวน (C:S:D, P)

อตราสวน (C:S:D, P)

(%) 3 วน

7 วน

14 วน

28 วน

จานวนกอน

ตวอยาง (กอน)

1 0.90 : 2.75 : 0.10 90 : 100 : 10 6 6 6 6 24 2 0.80 : 2.75 : 0.20 80 : 100 : 20 6 6 6 6 24 3 0.70 : 2.75 : 0.30 70 : 100 : 30 6 6 6 6 24 4 0.60 : 2.75 : 0.40 60 : 100 : 40 6 6 6 6 24

รวม 96

4) สวนผสมโดยแทนททรายดวยไดอะตอมไมทและ/หรอเพอรไลท เพอใชเปนสาร

ปอซโซลานธรรมชาต ตารางท 3.4 สวนผสมโดยแทนททรายดวยไดอะตอมไมทและ/หรอเพอรไลท เพอใชเปนสาร

ปอซโซลานธรรมชาต จานวนของกอนตวอยาง ทอายการบมตาง ๆ (กอน) ลาดบท อตราสวน

(C:S:D, P)

อตราสวน (C:S:D, P)

(%) 3 วน

7 วน

14 วน

28 วน

60 วน

90 วน

จานวนกอน

ตวอยาง (กอน)

1 1 : 2.6125 : 0.1375 100 : 95 : 5 6 6 6 6 6 6 36 2 1 : 2.4750 : 0.2750 100 : 90 : 10 6 6 6 6 6 6 36 3 1 : 2.3375 : 0.4125 100 : 80 : 15 6 6 6 6 6 6 36 4 1 : 2.2000 : 0.5500 100 : 80 : 20 6 6 6 6 6 6 36 5 1 : 2.0625 : 0.6875 100 : 75 : 25 6 6 6 6 6 6 36 รวม 180

56

5) สวนผสมโดยแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมทและ/หรอเพอรไลท เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต

ตารางท 3.5 สวนผสมโดยแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมทและ/หรอเพอรไลท เพอใชเปนสาร

ปอซโซลานธรรมชาต จานวนของกอนตวอยาง ทอายการบมตาง ๆ (กอน)

ลาดบท อตราสวน (C:S:D, P)

อตราสวน (C:S:D, P)

(%) 3 วน

7 วน

14 วน

28 วน

60 วน

90 วน

จานวนกอน

ตวอยาง (กอน)

1 0.95 : 2.75 : 0.05 95 : 100 : 5 6 6 6 6 6 6 36 2 0.90 : 2.75 : 0.10 90 : 100 : 10 6 6 6 6 6 6 36 3 0.85 : 2.75 : 0.15 85 : 100 : 15 6 6 6 6 6 6 36 4 0.80 : 2.75 : 0.20 80 : 100 : 20 6 6 6 6 6 6 36 5 0.75 : 2.75 : 0.25 75 : 100 : 25 6 6 6 6 6 6 36 รวม 180

6) สวนผสมโดยผสมเพมดวยไดอะตอมไมทและ/หรอเพอรไลท เพอใชเปนสาร

ปอซโซลานธรรมชาต ตารางท 3.6 สวนผสมโดยผสมเพมดวยไดอะตอมไมทและ /หรอเพอรไลทเพอใชเปนสาร

ปอซโซลานธรรมชาต จานวนของกอนตวอยาง ทอายการบมตาง ๆ (กอน)

ลาดบท อตราสวน (C:S:D, P)

อตราสวน (C:S:D, P)

(%) 3 วน

7 วน

14 วน

28 วน

60 วน

90 วน

จานวนกอน

ตวอยาง (กอน)

1 1 : 2.75 : 0.05 100 : 100 : 5 6 6 6 6 6 6 36 2 1 : 2.75 : 0.10 100 : 100 : 10 6 6 6 6 6 6 36 3 1 : 2.75 : 0.15 100 : 100 : 15 6 6 6 6 6 6 36 4 1 : 2.75 : 0.20 100 : 100 : 20 6 6 6 6 6 6 36 5 1 : 2.75 : 0.25 100 : 100 : 25 6 6 6 6 6 6 36 รวม 180

บทท 4 ผลการศกษาและวจารณผล

ในบทนเปนการนาเสนอผลการศกษาคณสมบตพนฐานของวสดทใชในงานวจย และ

ผลการศกษาคณสมบตดานกาลงอด และคาหนวยนาหนกของมอรตารทใชไดอะตอมไมทและ เพอรไลทในสวนผสม โดยใชเปอรเซนตการแทนทหรอเปอรเซนตการผสมเพมทแตกตางกน ทงทใชเปนวสดผสมมวลรวมเบา และวสดแรธาตผสมเพม โดยใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1 ในสวนผสมมอรตารมวลเบา และใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 ในสวนผสมมอรตารเพอวเคราะหความเปนวสดปอซโซลาน และนาผลการศกษาเปรยบเทยบกบมอรตารควบคม ทอายการบมตาง ๆ 4.1 ลกษณะทางกายภาพของไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และ Type 2 จากการเปรยบเทยบคณสมบตทางกายภาพของไดอะตอมไมทและเพอรไลทกบปนซเมนตและทราย ดงแสดงในตารางท 4.1 พบวาไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และ เพอรไลท Type 2มความถวงจาเพาะและหนวยนาหนกตากวาปนซเมนต และทราย โดยมคาความถวงจาเพาะประมาณ 0.62, 0.16 และ 0.29 เทาของปนซเมนต และเทากบ 0.73, 0.19 และ 0.33 เทาของทราย ตามลาดบ โดยทไดอะตอมไมทมคาความถวงจาเพาะนอยทสด และเพอรไลท Type 1 มคาความถวงจาเพาะนอยกวาเพอรไลท Type 2 จากผลการทดสอบแสดงใหเหนวาในการนาสารปอซโซลานธรรมชาตทงสามชนดนไปใชในสวนผสม สามารถทาใหหนวยนาหนกของมอรตารลดลง เนองจากเพอรไลทมนาหนกเบา และมความพรนสง ตารางท 4.1 ผลการวเคราะหลกษณะทางกายภาพของไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และ

เพอรไลท Type 2

Portland

Cement Type 1 Sand Diatomite Perlite

Type 1 Perlite Type 2

Specific Gravity 3.15 2.70 1.96 0.50 0.92 Dry Unit Weight (kg/m3) 1,450 1,584 530-820 160-205 120-150

Median Particle Size (µm) 11.24 - 7.46 77.68 28.80

58

จากผลการทดสอบ Laser Particle Size ดงแสดงในตารางท 4.1 พบวาไดอะตอมไมท มขนาดอนภาคเฉลย Median Particle Size (d50) เทากบ 7.46 micron ซงเลกกวาปนซเมนตทมขนาด d50 เทากบ 11.24 micron อย 0.66 เทา แสดงใหเหนถงความสามารถในการแทรกเขาไปในชองวางของซเมนตเพสตทาใหมความหนาแนนเพมขนได สวนเพอรไลท Type 1 และ เพอรไลท Type 2 มขนาดอนภาค d50 เทากบ 77.68 และ 28.20 micron ซงใหญกวาปนซเมนต 6.91 และ 2.56 เทา ตามลาดบ แสดงใหเหนถงความสามารถในการลดนาหนกของมอรตารลงได เนองจากมขนาดทใหญกวาแตมความถวงจาเพาะทนอยกวา 4.2 องคประกอบทางเคมของไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และ Type 2

ผลการทดสอบองคประกอบทางเคมของปนซเมนต ไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และเพอรไลท Type 2 ดวยเครอง X-Ray Fluorescence Analysis (XRF) ดงแสดงในตารางท 4.2 พบวา

1) ไดอะตอมไมท มปรมาณสารประกอบหลก SiO2+Al2O3+Fe2O3 = 93.42% ปรมาณ SO3

= 386 ppm คาการสญเสยเนองจากความรอน (LOI) 8.11% และมเปอรเซนตผานตะแกรงเบอร 325ประมาณ 87.3% ดงนนจงสามารถกลาวไดวาไดอะตอมไมททไมไดผานกระบวนการเผานจดเปนวสดปอซโซลาน Class N ตามระบในมาตรฐาน ASTM C 618 (2001) ซงกาหนดใหปรมาณสารประกอบหลก SiO2+Al2O3+Fe2O3 ตองมคามากกวา 70% คา LOI ไมมากกวา 10% คา SO3ไมมากกวา 4% และเปอรเซนตผานตะแกรงเบอร 325 (ชองเปด 45 micron) ไมนอยกวา 66%

2) เพอรไลท Type 1 มปรมาณสารประกอบหลก SiO2+Al2O3+Fe2O3 = 88.01% ปรมาณ SO3 = 251 ppm และมคาการสญเสยเนองจากความรอน 1.02%

3) เพอรไลท Type 2 มปรมาณสารประกอบหลก SiO2+Al2O3+Fe2O3 = 84.63% ปรมาณ SO3 = 358 ppm คาการสญเสยเนองจากความรอน 1.25% และมเปอรเซนตผานตะแกรงเบอร 325 ประมาณ 82.5%

เพอรไลท Type 1 และ Type 2 มปรมาณสารประกอบหลกใกลเคยงกน ดงนนจงสามารถกลาวไดวาเพอรไลททผานกระบวนการเผาแลวจดเปนวสดปอซโซลานไดทง Class N และ Class F ตามระบในมาตรฐาน ASTM C 618 (2001) ซงกาหนดใหปรมาณสารประกอบหลกดงกลาวตองมคามากกวา 70% และมคา LOI ไมมากกวา 10 และ 6% คา SO3 ไมมากกวา 4% ตามลาดบ และควรมเปอรเซนตผานตะแกรงเบอร 325 ไมนอยกวา 66%

จากผลการทดสอบขางตนแสดงใหเหนวาไดอะตอมไมททไมไดผานกระบวนการเผา และเพอรไลททงสองชนดทผานการเผาแลว สามารถนามาใชเปนวสดปอซโซลานธรรมชาตได เนองจากมองคประกอบหลกทางเคมตามมาตรฐานกาหนด

59

ตารางท 4.2 แสดงผลการวเคราะหองคประกอบทางเคมของไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และ เพอรไลท Type 2 ดวยเครอง X-Ray Fluorescence Analysis (XRF)

Chemical Portland Cement Diatomite Perlite Perlite Composition (%) Type 1* Type 1 Type 2

SiO2 17-25 68.27 75.16 71.32 Al2O3 3-8 9.93 10.46 10.73 Fe2O3 0.5-6.0 15.22 2.39 2.58 CaO 60-67 0.80 1.60 1.86 K2O 0.1-1.8 1.65 9.46 8.35 MgO 0.1-4.0 - - - N2O 0.1-1.8 - - - SO3 0.5-3.0 386 ppm 251 ppm 358 ppm

Loss on Ignition (LOI) 0.1-3.0 8.11 1.02 1.25 หมายเหต : * ขอมลจาก ปรญญา จนดาประเสรฐ และชยจาตรพทกษกล (2547) 4.3 ลกษณะโครงสรางระดบจลภาคของไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และ

เพอรไลท Type 2 การวเคราะหลกษณะโครงสรางระดบจลภาคของไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และ

เพอรไลท Type 2 โดยทาการทดสอบดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด (Scanning Electron Microscope, SEM) ดงแสดงในรปท 4.1 ถง 4.3

รปท 4.1 ภาพถาย SEM ของไดอะตอมไมท

60

พบวาไดอะตอมไมททไมไดผานกระบวนการเผาหรอบด มลกษณะอนภาคเปนแทงทรงกระบอกกลวง มผนงลกษณะเปนโครงขายทคอนขางสมบรณและเปนระเบยบคลายรวงผง มความพรนสง ขนาดอนภาคประมาณ 5 ถง 25 micron ดงแสดงในรปท 4.1

จากรปท 4.2 และ 4.3 พบวา เพอรไลท Type 1 มขนาดอนภาคประมาณ 60 ถง 300 micron สวนเพอรไลท Type 2 มขนาดอนภาคประมาณ 15 ถง 35 micron จากภาพถาย SEM แสดงใหเหนถงลกษณะของเพอรไลททงสองชนดทคลายกนคอ มลกษณะอนภาคแบบกลวงกลม เปราะ มลกษณะเปนโครงขาย บางอนภาคมลกษณะคลายเปลอกไข และมความพรนสงเนองจากผานกระบวนการเผาเพอใหเกดการขยายตว

จากลกษณะอนภาคของ Natural Pozzolan ทงสามชนดดงกลาว เมอนามาใชเปนสารผสมในคอนกรตจงสามารถทาใหคอนกรตมนาหนกทลงเบาได แตเนองจากความพรนทสงนทาใหความตองการปรมาณนาในสวนผสมเพมขน

รปท 4.2 ภาพถาย SEM ของเพอรไลท Type 1

รปท 4.3 ภาพถาย SEM ของเพอรไลท Type 2

61

4.4 ความเปนผลกของไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และเพอรไลท Type 2 จากผลการทดสอบความเปนผลกของไดอะตอมไมท และเพอรไลท โดยวธ X-Ray Diffraction Analysis (XRD) พบวาเพอรไลท Type 1 และ Type 2 มลกษณะคลายกนคอ มลกษณะไมเปนผลกหรอมรปรางอสณฐาน (glassy phase or amorphous) สวน XRD ของไดอะตอมไมทเมอเปรยบเทยบกบสารตงตนทเปน Zeolite พบวาไดอะตอมไมทมลกษณะความเปนผลก (crystalline) ของ Quartz ปะปนอย แตแนวโนมสวนใหญมลกษณะเปนกงอสณฐาน ดงแสดงในรปท 4.4 และ 4.5 ซงความเปนอสณฐานนสามารถบงบอกไดถงความวองไวในการทาปฏกรยาปอซโซลาน (pozzolanic reaction) และเพอรไลทจะมความวองไวในการทาปฏกรยาไดดกวาไดอะตอมไมท โดยเมอเปรยบเทยบกบผล XRD ของเถาแกลบดา เรองความทนทานของคอนกรตผสมเถาแกลบดาจากโรงสขาว ของ บรฉตร ฉตรวระ และ ทวสณห คงทรพย (2545) พบวามลกษณะคลายกน ซงสามารถสรปไดวา ความไมเปนผลกสามารถบงบอกถงแนวโนมความสามารถในการทาปฏกรยาได

Quartz

Quartz Quartz Quartz Quartz

สารตงตน Zeolite Quartz

รปท 4.4 ผลการทดสอบ XRD ของไดอะตอมไมท

Perlite Type 2

Perlite Type 1

รปท 4.5 ผลการทดสอบ XRD ของเพอรไลท Type 1 และ เพอรไลท Type 2

62

4.5 ผลกระทบตอปรมาณนา 4.5.1 ผลกระทบตอปรมาณนาของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท

Type 1 ในสวนผสม ปรมาณการเพมขนทงของไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1 จะสงผลกระทบ

โดยตรงตอการเพมปรมาณนา เนองจากในการวจยนมการควบคมปรมาณนาทสามารถทาใหคอนกรตมวลเบามคาการไหลแผ 105 ถง 115% สวนผสมทงทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1 โดยการแทนททรายทาใหมความตองการปรมาณนามากกวาการแทนทดวยซเมนต เนองจากปรมาณทรายในสวนผสมมถง 2.75 เทาของปรมาณซเมนต ดงแสดงในรปท 4.6

0102030405060708090

100110

0 10 20 30 40

Quantity of Natural Pozzolan (%)

Water

Conte

nt (%

of bi

nder)

50

CDSSDCCPSSPC

รปท 4.6 ความสมพนธระหวางปรมาณนากบปรมาณไดอะตอมไมทและ/หรอเพอรไลท Type 1 ในคอนกรตมวลเบา

คอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนททรายและปนซเมนตจะมความ

ตองการปรมาณนาเพมขนประมาณ 20 และ 12.50% ทกปรมาณการแทนท 10% สวนการแทนททรายและปนซเมนตดวยไดอะตอมไมทจะมความตองการปรมาณนาเพมขน 4.55 และ 3.75% ทกปรมาณการแทนท 10% เมอเปรยบเทยบกบคาปรมาณนาของมอรตารควบคม ตามลาดบ การใชเพอรไลท Type 1 ในคอนกรตมวลเบามการเพมขนของปรมาณนามากกวาการใชไดอะตอมไมท เนองจากเพอรไลท Type 1 มความพรนสงกวา และมคาความถวงจาเพาะตากวา ถงแมวาการเพมขนของปรมาณนาจะสงผลดตอความสามารถเทได แตจะมผลเสยโดยตรงตอกาลงอด เนองจากคาปรมาณนาตอวสดประสาน (water/binder, W/B) ทเพมขนจะทาใหกาลงอดลดลง

63

4.5.2 ผลกระทบตอปรมาณนาของมอรตารทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 เปนวสดปอซโซลานธรรมชาต การใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 เปนวสดปอซโซลานธรรมชาต สงผล

กระทบโดยตรงตอความตองการปรมาณนาในสวนผสมเชนเดยวกบการใชในคอนกรตมวลเบา เมอทาการแทนททราย แทนทปนซเมนต และผสมเพมดวยไดอะตอมไมท ทก 5% จะสงผลให มความตองการปรมาณนาเพมขนประมาณ 5.88, 3.88 และ 1.88% แตการใชเพอรไลท Type 2 ในสวนผสมจะตองการปรมาณนามากกวา โดยมคาปรมาณนาเพมขนทกปรมาณการแทนท 5% ประมาณ 32.28, 17.88 และ 15.48% เมอเปรยบเทยบกบคาปรมาณนาของมอรตารควบคม ตามลาดบ ดงแสดงในรปท 4.7

0102030405060708090

100110

0 5 10 15 20 25 30

Quantity of Natural Pozzolan (%)

Water

Conte

nt (%

of bi

nder)

CDS SDC CSDCPS CSP SPC

รปท 4.7 ปรมาณนาทเพมขนของมอรตารทใชไดอะตอมไมทและ/หรอเพอรไลท Type 2 เปนวสดปอซโซลานธรรมชาต

การแทนทดวยเพอรไลท Type 2 มความตองการนามากกวาไดอะตอมไมท และการ

แทนททรายมความตองการปรมาณนามากทสด แมวาไดอะตอมไมทจะมอนภาคเฉลยทละเอยดกวาแตเพอรไลท Type 2 มความพรนมากกวา หนวยนาหนกนอยกวา และมความถวงจาเพาะตากวา ดงนนในการนาไปประยกตใชควรคานงถงอตราสวน W/B ทเพมขนดวย เพราะปรมาณนาทเพมขนจะสงผลกระทบโดยตรงตอกาลงอด ถาใชไดอะตอมไมทหรอเพอรไลท Type 2 ในสวนผสม เพอเปนสารปอซโซลานธรรมชาตในปรมาณมากเกนไปจะทาใหคากาลงอดลดลงตามไปดวย

64

4.6 คณสมบตดานกาลงอด การทดสอบกาลงอดของคอนกรตทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1 ในสวนผสม สามารถแยกวเคราะหได ดงน

4.6.1 กาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1 ในสวนผสม 1) กาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทแทนททราย

จากรปท 4.8 พบวากาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทแทนททรายมคาลดลงตามปรมาณทรายทเพมขน อยางไรกตามการพฒนากาลงอดกมแนวโนมทสงขนคลายกบมอรตารควบคมตามอายการบม คากาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทแทนททรายมคาสงทสด 218 ksc และมคานอยทสด 100 ksc เมอใชไดอะตอมไมทแทนททราย 10 และ 40% ซงมคาลดลง 40.42 และ 72.58% ของมอรตารควบคม ทอายการบม 28 วน ตามลาดบ

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 5 10 15 20 25 30

Curing Time (Days)

Comp

ressiv

e Stre

ngth (

ksc)

CS CD10S CD20SCD30S CD40S

รปท 4.8 กราฟกาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทแทนททราย

2) กาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทแทนทปนซเมนต

กาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทแทนทปนซเมนตมลกษณะคลายคลงกบการแทนทดวยทราย โดยมคาลดลงตามปรมาณการแทนทปนซเมนตทเพมขน อยางไรกตามการพฒนากาลงอดกมแนวโนมทสงขนคลายกบมอรตารควบคมตามอายการบม คากาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทแทนทปนซเมนตมคาสงทสด 283 ksc และมคานอยทสด 102 ksc เมอใชไดอะตอมไมทแทนทปนซเมนต 10 และ 40% ซงมคาลดลง 22.64 และ 72.08% ของมอรตารควบคม ทอายการบม 28 วน ตามลาดบ ดงแสดงในรปท 4.9

65

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 5 10 15 20 25 30

Curing Time (Days)

Comp

ressiv

e Stre

ngth (

ksc)

CS SD10C SD20CSD30C SD40C

รปท 4.9 กราฟกาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทแทนทปนซเมนต

3) กาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนททราย

กาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนททรายมลกษณะคลายคลงกบการแทนททรายดวยไดอะตอมไมท โดยมคาลดลงตามปรมาณการแทนททราย ทเพมขน แตมคากาลงอดทนอยกวาการแทนททรายดวยไดอะตอมไมท แตอยางไรกตามการพฒนากาลงอดกมแนวโนมทสงขนคลายกบมอรตารควบคมตามอายการบม ดงแสดงในรปท 4.10

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 5 10 15 20 25 30

Curing Time (Days)

Comp

ressiv

e Stre

ngth (

ksc)

CS CP10S CP20SCP30S CP40S

รปท 4.10 กราฟกาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนททราย

66

คากาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนททรายมคาสงทสด 216 ksc และมคานอยทสด 73 ksc เมอใชเพอรไลท Type 1 แทนททราย 10 และ 40% ซงมคาลดลง 40.99 และ 80.03% ของมอรตารควบคม ทอายการบม 28 วน ตามลาดบ

4) กาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนทปนซเมนต จากรปท 4.11 พบวากาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนท

ปนซเมนตมลกษณะคลายคลงกบการแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมท โดยมคาลดลงตามปรมาณการแทนทปนซเมนตท เพมขน แตมคากาลงอดทมากกวาการแทนทปนซเมนตดวย ไดอะตอมไมท อยางไรกตามการพฒนากาลงอดกมแนวโนมทสงขนคลายกบมอรตารควบคมตามอายการบม คากาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนทปนซเมนตมคาสงทสด 299 ksc และมคานอยทสด 108 ksc เมอใชเพอรไลท Type 1 แทนทปนซเมนต 10 และ 40% ซงมคาลดลง 18.30 และ 70.54% ของมอรตารควบคม ทอายการบม 28 วน ตามลาดบ

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 5 10 15 20 25 30

Curing Time (Days)

Comp

ressiv

e Stre

ngth (

ksc)

CS SP10C SP20CSP30C SP40C

รปท 4.11 กราฟกาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนทปนซเมนต

เมอพจารณากาลงอดทอาย 28 วน ของคอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1เปรยบเทยบกบไดอะตอมไมท พบวาการแทนททรายดวยเพอรไลท Type 1 ใหคากาลงอดตากวา ไดอะตอมไมท 0.95 และ 27.17% ทเปอรเซนตการแทนท 10 และ 40% ตามลาดบ แตการแทนทปนซเมนตพบวาการแทนทดวยเพอรไลท Type 1 ใหคา กาลงอดทสงกวาไดอะตอมไมท โดยในการแทนทดวยเพอรไลท Type 1 ใหคากาลงอดสงกวาไดอะตอมไมท 5.60 และ 27.17% ทเปอรเซนตการแทนท 10 และ 40% ตามลาดบ ดงแสดงในรปท 4.12

67

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

CDS SDC CPS SPCReplacing

Comp

ressiv

e Stre

ngth (

ksc)

0% replaced 10% replaced 20% replaced30% replaced 40% replaced

รปท 4.12 กราฟแสดงการเปรยบเทยบกาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมท และเพอรไลท Type 1 ในสวนผสม ทอายการบม 28 วน

ในการพจารณาคากาลงอดของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทและ

เพอรไลท Type 1 ในสวนผสม ยงมปจจยอนทควรคานงถงดวย เชน คาหนวยนาหนก ทตองคานงถงเพอตองการคอนกรตมวลเบาทมคากาลงอดสงและมหนวยนาหนกตา เหมาะสมตอการประยกตใชงาน

4.6.2 กาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 เปนสารปอซโซลานธรรมชาต 1) กาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทเปนสารปอซโซลานธรรมชาตโดยการ

แทนททราย จากรปท 4.13 พบวาคากาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทเปนสาร

ปอซโซลานธรรมชาต ประเภทสารประกอบแรธาตผสมเพมโดยการแทนททราย มคาลดลงตามปรมาณการแทนททรายทเพมขน การพฒนากาลงอดกมแนวโนมทสงขนตามอายการบมคลายกบมอรตารควบคม คากาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทแทนททราย 5% มคาสงทสด 262 และ 320 ksc ซงมคาลดลง 40.42 และ 72.58% และเมอใชไดอะตอมไมทแทนททราย 25% มคานอยทสด 153 และ 210 ksc ซงมคาลดลง 40.42 และ 72.58% ของมอรตารควบคม ทอายการบม 28 และ 90 วน ตามลาดบ

68

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Curing Time (Days)

Comp

ressiv

e Stre

ngth (

ksc)

CS CD5S CD10SCD15S CD20S CD25S

รปท 4.13 กราฟกาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนททราย

2) กาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทเปนสารปอซโซลานธรรมชาตโดยการ

แทนทปนซเมนต คากาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทเปนสารปอซโซลานธรรมชาต

ประเภทสารประกอบแรธาตผสมเพมโดยการแทนทปนซเมนต มคาลดลงตามปรมาณการแทนทปนซเมนตทเพมขน การพฒนากาลงอดกมแนวโนมทสงขนตามอายการบมคลายกบมอรตารควบคม คากาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทแทนทปนซเมนต 5% มคาสงทสด 337 และ 394 ksc มคาลดลง 7.92 และ 3.38% ซงมคาลดลงทนอยกวาการแทนททราย และเมอใช ไดอะตอมไมทแทนทปนซเมนต 25% มคากาลงอดนอยทสด 135 และ 221 ksc มคาลดลง 62.98 และ 45.90% ของมอรตารควบคม ทอายการบม 28 และ 90 วน ตามลาดบ ดงแสดงในรปท 4.14

69

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Curing Time (Days)

Comp

ressiv

e Stre

ngth (

ksc)

CS SD5C SD10CSD15C SD20C SD25C

รปท 4.14 กราฟกาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนทปนซเมนต

3) กาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทเปนสารปอซโซลานธรรมชาตโดยการ

ผสมเพม คากาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทเปนสารปอซโซลานธรรมชาต

ประเภทสารประกอบแรธาตผสมเพมโดยการผสมเพม มคาลดลงตามปรมาณการผสมเพมทเพมขน แตกาลงอดลดลงนอยทสดเมอเปรยบเทยบกบการแทนททรายและแทนทปนซเมนต สวนการพฒนากาลงอดมแนวโนมทสงขนตามอายการบมคลายกบมอรตารควบคม คากาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทผสมเพม 10% รบกาลงอดไดดทสด 273 และ 401 ksc มคาลดลง 25.44 และ 1.69% และเมอใชไดอะตอมไมทผสมเพม 15% มคากาลงอด 261 และ 386 ksc มคาลดลง 28.67 และ 5.38% ของมอรตารควบคม ทอายการบม 28 และ 90 วน ตามลาดบ ดงแสดงในรปท 4.15

70

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Curing Time (Days)

Comp

ressiv

e Stre

ngth (

ksc)

CS CSD5 CSD10CSD15 CSD20 CSD25

รปท 4.15 กราฟกาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการผสมเพม

4) กาลงอดของมอรตารทใชเพอรไลท Type 2 เปนสารปอซโซลานธรรมชาต

โดยการแทนททราย จากรปท 4.16 พบวาคากาลงอดของมอรตารทใชเพอรไลท Type 2 เปนสาร

ปอซโซลานธรรมชาต ประเภทสารประกอบแรธาตผสมเพมโดยการแทนททราย มคาลดลงตามปรมาณการแทนททรายทเพมขน การพฒนากาลงอดมแนวโนมทสงขนตามอายการบมคลายกบมอรตารควบคม คากาลงอดของมอรตารทใชเพอรไลท Type 2 แทนททราย 5% มคากาลงอดทใกลเคยงกบมอรตารควบคม โดยมคาสงทสด 279 และ 401 ksc ซงมคาลดลงเพยง 23.55 และ 1.70% ทอายการบม 28 และ 90 วน ตามลาดบ แตทอาย 60 วน มคากาลงอดเพมสงกวามอรตารควบคม โดยมคากาลงอดประมาณ 393 ksc ซงสงกวามอรตารควบคม 0.36%

71

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Curing Time (Days)

Comp

ressiv

e Stre

ngth

(ksc)

CS CP5S CP10SCP15S CP20S CP25S

รปท 4.16 กราฟกาลงอดของมอรตารทใชเพอรไลท Type 2 เปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนททราย

5) กาลงอดของมอรตารทใชเพอรไลท Type 2 เปนสารปอซโซลานธรรมชาต

โดยการแทนทปนซเมนต คากาลงอดของมอรตารทใชเพอรไลท Type 2 เปนสารปอซโซลานธรรมชาต

ประเภทสารประกอบแรธาตผสมเพมโดยการแทนทปนซเมนต มคาลดลงตามปรมาณการแทนทปนซเมนตทเพมขน การพฒนากาลงอดกมแนวโนมทสงขนตามอายการบมคลายกบมอรตารควบคม คากาลงอดของมอรตารทใชเพอรไลท Type 2 แทนทปนซเมนต 5% มคาลดลงนอยมากเมอเปรยบเทยบกบการแทนททราย ทเปอรเซนตการแทนทเทากน โดยมคาสงทสด 365 และ 381 ksc มคาลดลง 0.17 และ 6.57% และเมอใชเพอรไลท Type 2 แทนทปนซเมนต 25% มคากาลงอดนอยทสด 179 และ 250 ksc มคาลดลง 51.15 และ 38.88% ของมอรตารควบคม ทอายการบม 28 และ 90 วน ตามลาดบ ดงแสดงในรปท 4.17

72

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Curing Time (Days)

Comp

ressiv

e Stre

ngth

(ksc)

CS SP5C SP10CSP15C SP20C SP25C

รปท 4.17 กราฟกาลงอดของมอรตารทใชเพอรไลท Type 2 เปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนทปนซเมนต

6) กาลงอดของมอรตารทใชเพอรไลท Type 2 เปนสารปอซโซลานธรรมชาต

โดยการผสมเพม คากาลงอดของมอรตารทใชเพอรไลท Type 2 เปนสารปอซโซลานธรรมชาต

ประเภทสารประกอบแรธาตผสมเพมโดยการผสมเพม มคาลดลงทปรมาณการผสมเพม 20 และ 25% แตกาลงอดทเปอรเซนตการผสมเพม 5, 10 และ 15% มคาลดลงนอยมากหรอมคาเพมมากกวามอรตารควบคมในบางชวงอายการบม โดยเปอรเซนตการผสมเพม 5% มคากาลงอด 342, 405 และ 437 ksc มคาลดลง 6.43 และมคาเพมขน 3.54 และ 7.14% สวนการใชเพอรไลท Type 2 ผสมเพม 10% มคากาลงอด 300, 423 และ 473 ksc มคาลดลง 17.92 และมคาเพมสงขน 8.04 และ 15.89% ของมอรตารควบคม ทอายการบม 28, 60 และ 90 วน ตามลาดบ อยางไรกตามการใชเพอรไลท Type 2 ผสมเพม 15% คากาลงอดมคาลดลงนอยมากหรอใกลเคยงกบมอรตารควบคมเมออายการบมมากขน โดยมคากาลงอด 263, 377 และ 401 ksc มคาลดลง 28.05, 3.74 และ 1.71% ของมอรตารควบคม ทอายการบม 28, 60 และ 90 วน ตามลาดบ ดงแสดงในรปท 4.18

73

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Curing Time (Days)

Comp

ressiv

e Stre

ngth

(ksc)

CS CSP5 CSP10CSP15 CSP20 CSP25

รปท 4.18 กราฟกาลงอดของมอรตารทใชเพอรไลท Type 2 เปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการผสมเพม เมอพจารณาเปรยบเทยบกาลงอดของวสดปอซโซลานธรรมชาตทง 2 ชนด เพอใชเปนสาร

ปอซโซลานธรรมชาต ประเภทสารประกอบแรธาตผสมเพม ทเปอรเซนตการผสมเพม 5, 10 และ 15% ทอายการบม 28, 60 และ 90 วน ดงแสดงในรปท 4.19 พบวาการพฒนากาลงอดในชวงอายการบมมากขนของมอรตารทผสมเพอรไลท Type 2 ท 5 และ 10% มคากาลงอดสงกวามอรตาร ทผสมดวยไดอะตอมไมทและมอรตารควบคม โดยทการผสมเพม 5% มคากาลงอด 405 และ 437 ksc เมอเปรยบเทยบกบมอรตารทผสมเพมดวยไดอะตอมไมททเปอรเซนตการผสมเพมเดยวกนทมคากาลงอด 334 และ 352 ksc พบวามคามากกวา 21.18 และ 24.44% และมคามากกวามอรตารควบคม ทมคากาลงอด 391 และ 408 ksc อย 3.54 และ 7.14% ทอายการบม 60 และ 90 วน ตามลาดบ สวนการใชเพอรไลท Type 2 ผสมเพม 10% มคากาลงอด 423 และ 473 ksc เมอเปรยบเทยบกบมอรตารทผสมเพมดวยไดอะตอมไมททเปอรเซนตการผสมเพมเดยวกนทมคากาลงอด 380 และ 347 ksc พบวามคามากกวา 11.24 และ 36.25% และมคามากกวามอรตารควบคม 8.04 และ 15.89% ทอายการบม 60 และ 90 วน ตามลาดบ

ในการใชเพอรไลท Type 2 เปนสารปอซโซลานธรรมชาต ประเภทสารประกอบแรธาตผสมเพม มประสทธภาพมากกวาไดอะตอมไมท และไดรบคากาลงอดทสงกวามอรตารควบคม แตควรใชในปรมาณทเหมาะสม คอ ทเปอรเซนตการผสมเพม 5 ถง 10% เพอใหเกดประสทธภาพในการพฒนากาลงอดมากทสด อยางไรกตามการใชไดอะตอมไมทในสวนผสมทเปอรเซนตการผสม

74

เพม 5 ถง 10% สามารถทาได และมประสทธภาพใกลเคยงกบมอรตารควบคม แตการพฒนากาลงชากวา เพอรไลท Type 2 จงตองการอายการบมมากขน เพราะจากการสงเกตขอมลผลการทดสอบพบวา มแนวโนมในการพฒนากาลงอดทเพมสงขนเรอย ๆ

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

28 60 90Curing Time (Days)

Comp

ressiv

e Stre

ngth (

ksc)

CS CSD5 CSD10 CSD15CSP5 CSP10 CSP15

รปท 4.19 แสดงการเปรยบเทยบกาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 ผสมเพมในสวนผสม 5, 10 และ 15% ทอายการบม 28, 60 และ 90 วน

4.7 หนวยนาหนก 4.7.1 หนวยนาหนกของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1

ในสวนผสม คาหนวยนาหนกของคอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนทในสวนผสม ทงการแทนททรายและปนซเมนตมคาตากวาการใชไดอะตอมไมท เนองจากเพอรไลท Type 1 มความพรนมากกวา และมคาความถวงจาเพาะตากวาไดอะตอมไมท คาหนวยนาหนกทมคาตาสดทเปอรเซนตการแทนททราย 40% มคาหนวยนาหนก 1,115 kg/m3 ซงมคาตากวามอรตารทแทนททรายดวยไดอะตอมไมท 38.59% ทเปอรเซนตการแทนทเทากน และมคาตากวามอรตารควบคม 94.96% สวนการแทนทซเมนตดวยเพอรไลท Type 1 มคาหนวยนาหนกตาทสดทปรมาณการแทนท 40% เชนกน โดยมคาหนวยนาหนก 1,640 kg/m3 ซงมคาตากวามอรตารทแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมท 14.28% ทเปอรเซนตการแทนทเทากน และมคาตากวามอรตารควบคม 25.53%

75

ตารางท 4.3 หนวยนาหนกของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมท และเพอรไลท Type 1 ในสวนผสม

Unit Weight (kg/m3) Curing Time (Days) 3 7 14 28

CS 2,180 2,195 2,000 2,205 CD10S 2,055 2,075 2,115 2,125 CD20S 1,965 1,980 2,000 2,015 CD30S 1,830 1,860 1,870 1,890 CD40S 1,745 1,800 1,810 1,820 SD10C 2,045 2,050 2,115 2,135 SD20C 1,960 1,975 2,040 2,070 SD30C 1,895 1,900 1,945 1,995 SD40C 1,810 1,815 1,875 1,915 CP10S 1,820 1,825 1,825 1,830 CP20S 1,505 1,545 1,565 1,595 CP30S 1,215 1,270 1,345 1,395 CP40S 1,035 1,055 1,100 1,115 SP10C 1,980 2,035 2,040 2,050 SP20C 1,800 1,840 1,880 1,865 SP30C 1,675 1,710 1,730 1,755 SP40C 1,530 1,535 1,570 1,640

หมายเหต หนวยนาหนกททดสอบเปนหนวยนาหนกแหงในอากาศ (air dry unit weight) 4.7.2 หนวยนาหนกของมอรตารทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 เปนสาร

ปอซโซลานธรรมชาต จากตารางท 4.4 พบวาคาหนวยนาหนกเพมขนตามอายการบม สรปไดวาปรมาณของไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 ทผสมเพม 5, 10 และ 15% มการพฒนาโครงสรางจากปฏกรยาปอซโซลานภายในเนอของมอรตารทาใหโครงสรางของมอรตารแนนขนหรอทเรยกกนวา Filler Effect คลายกบมอรตารควบคม จงสงผลใหมคากาลงอดมคาเพมสงขนทอายการบมมากขน

76

ตารางท 4.4 หนวยนาหนกของมอรตารทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 ในสวนผสม 5, 10 และ 15% เพอใชเปนวสดปอซโซลานธรรมชาต

Unit Weight (kg/m3) Curing Time (Days)

3 7 14 28 60 90 CS 2,180 2,195 2,200 2,205 2,240 2,280

CSD5 2,125 2,125 2,125 2,135 2,150 2,150 CSD10 1,980 2,050 2,070 2,100 2,130 2,140 CSD15 1,955 2,020 2,050 2,080 2,105 2,110 CSP5 2,135 2,160 2,160 2,165 2,180 2,190 CSP10 2,080 2,080 2,090 2,115 2,150 2,155 CSP15 2,030 2,055 2,060 2,060 2,110 2,110

อยางไรกตาม ในการใชเพอรไลท Type 2 ในปรมาณมากเกนไปจะสงผลใหคา

หนวยนาหนกบางอตราสวนมคาลดลงทอายการบม 90 วน ดงแสดงในตารางท ข.5 ถง ข.10 ซงเปนสาเหตเนองจากปรมาณทมากจนเกนไปทาใหการเกดปฏกรยาปอซโซลานกบ Ca(OH2) เกดขนไมสมบรณ หรออาจเกดปฏกรยามากเกนไปทาใหมอรตารเกดการขยายตวและเกดชองวางทนาสามารถแทรกซมผานได จนทาให Calcium Sulfoaluminate แทรกซมออกมาได ดงแสดงในรปท 4.20 (ก) และ (ข) ทาใหหนวยนาหนกลดลง สงผลใหการพฒนากาลงลดตาลงดวย

(ก) (ข)

รปท 4.20 แสดงลกษณะของ Calcium Sulfoaluminate ทมลกษณะเปนแผน

77

เมอมชองวางในโครงสรางของมอรตาร Ca(OH2) จะขยายเขาสชองวางและจะหยดเมอไมมชองวางเหลออย และยงเปนสารประกอบททาใหซเมนตเพสตมความคงทนลดลงเนองจากเปนสารทละลายไดและถกชะลาง (leach) ออกมาไดงาย นอกจากนการใหกาลงของ Ca(OH2) คอนขางตาเมอเปรยบเทยบกบกาลงทไดจากแคลเซยมซลเกตไฮเดรต (CSH) และเมอไมมชองวางเหลออย Ettringite จะพยายามดนสวนทอยรอบ ๆ ออก เกดแรงดนในเนอซเมนตเพสตทแขงตวแลว ทาใหซเมนตเพสตขยายตวและแตกราว เมออออนของซลเฟตหมด Ettringite จะทาปฏกรยาและเปลยนเปน Calcium Sulfoaluminate ทมลกษณะเปนแผน (ปรญญา จนดาประเสรฐ, 2547)

4.8 อตราสวนกาลง

โดยปกตแลวปฏกรยาปอซโซลานจะเกดขนอยางชา ๆ และตอเนองเปนเวลานาน โดยเรมเกดขนเมอมอายระหวาง 7 ถง 14 วน และมปฏกรยาไปเรอย ๆ (ปรญญา จนดาประเสรฐ, 2547) คาอตราสวนกาลงเปนคาทสามารถบงบอกถงความวองไวในการทาปฏกรยาปอซโซลาน จากผลการทดสอบดงแสดงในตารางท 4.5 พบวามอรตารทผสมไดอะตอมไมทมคาอตราสวนกาลงทอายการบม 28 วน เทากบ 0.79 และ 0.75 และเพอรไลท Type 2 มคาเทากบ 0.94 และ 0.82 ทเปอรเซนตการผสมเพม 5 และ 10% ตามลาดบ ซงถอวาปอซโซลานทงสองชนดมอตราสวนกาลงใกลเคยงเกณฑมาตรฐานทไดกาหนดคาอตราสวนกาลง หรอทเรยกตาม ASTM C 618 วา “คาดชนกาลง” ตองไมตากวารอยละ 75 ของมอรตารควบคมทอายการบม 7 หรอ 28 วน และสรปไดวา เพอรไลท Type 2 มความวองไวในการทาปฏกรยาปอซโซลานไดดกวาไดอะตอมไมท เนองจากมความเปนอสณฐานมากกวา ดงไดแสดงไวในรปท 4.4 และ 4.5

ตารางท 4.5 คาอตราสวนกาลงของมอรตารทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 ในสวนผสม

5, 10 และ 15% เพอใชเปนวสดปอซโซลานธรรมชาต Curing Time (Days) CS CSD5 CSD10 CSD15 CSP5 CSP10 CSP15

7 1.00 0.79 0.75 0.71 0.85 0.71 0.68 28 1.00 0.79 0.75 0.71 0.94 0.82 0.72

78

4.9 การวเคราะหราคา 4.9.1 การเปรยบเทยบราคาของคอนกรตมวลเบาผสมไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1

กบราคาคอนกรตมวลเบาในทองตลาด จากตารางการเปรยบเทยบราคาของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทและ เพอรไลท Type 1 ในสวนผสม 40% กบราคาทองตลาดทวไป ดงแสดงในตารางท 4.6 พบวาคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทแทนทปนซเมนต 40% (D40C SUT Block) มราคา 28.95 บาทตอกอน ซงมราคาตากวาคอนกรตมวลเบาทขายในทองตลาด 3.05 ถง 4.65 บาทตอกอน เนองจากมการลดปรมาณปนซเมนตในการผลตลง แตอยางไรกตาม D40C SUT Block ยงมนาหนกตอกอน ทมากกวาคอนกรตมวลเบาตามทองตลาด โดยมนาหนก 22.98 kg/กอน ซงมากกวานาหนกตอกอนของคอนกรตมวลเบาตามทองตลาด 3.5 ถง 15.5 kg/กอน แตเมอพจารณาในเรองของกาลงอด พบวา D40C SUT Block มคามากกวาประมาณ 20 ถง 70 ksc ซงเปนทนาสงเกตวา ถาตองการคากาลงอดทใกลเคยงกบคอนกรตมวลเบาตามทองตลาดจะทาใหนาหนกตอกอนของ D40C SUT Block ลดลง ตารางท 4.6 การเปรยบเทยบราคาของคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1

ในสวนผสม 40% กบราคาทองตลาดทวไป ผลตภณฑ นาหนก/กอน* นาหนก/ลบ.ม. กาลงอด ราคา/กอน ราคา/ตร.ม.

(kg) (kg/m3) (ksc) (บาท) (บาท) CLC Sepur Block 19.35 1,610 ≥ 50 33.60 282 AAC P-CAC Block 7.45 - 10.90 620 - 910 30 - 50 31.20 260 AAC C-QON Block ≈ 8.5 ≈ 700 30 - 80 32.00 266 D40S SUT Block 21.85 1,819 100 45.81 382 D40C SUT Block 23.00 1,916 102 28.95 241 P40S SUT Block 13.40 1,117 73 54.84 455 P40C SUT Block 19.70 1,642 108 39.23 327

หมายเหต : * = คอนกรตมวลเบาขนาด 0.20×0.60×0.10 m D40S SUT Block = SUT คอนกรตมวลเบาทผลตจากการใชไดอะตอมไมทแทนททราย 40% D40C SUT Block = SUT คอนกรตมวลเบาทผลตจากการใชไดอะตอมไมทแทนทปนซเมนต 40%

P40S SUT Block = SUT คอนกรตมวลเบาทผลตจากการใชเพอรไลท Type 1 แทนททราย 40% P40C SUT Block = SUT คอนกรตมวลเบาทผลตจากการใชเพอรไลท Type 1 แทนทปนซเมนต 40%

79

สาหรบการผลตคอนกรตมวลเบาโดยการใชเพอรไลท Type 1 แทนททราย 40% (P40S SUT Block) ทาใหนาหนกตอกอนมคาตาทสด 13.40 kg/กอน และมคากาลงอด 73 ksc ซงถอวาใกลเคยงกบคอนกรตมวลเบาตามทองตลาดมากทสด แตเมอพจารณาถงราคาตอกอนยงถอวาแพงกวามาก สวนการผลตคอนกรตมวลเบาโดยการใชเพอรไลท Type 1 แทนทปนซเมนต 40% (P40C SUT Block) มราคา 39.23 บาทตอกอน ซงถอวาใกลเคยงกบคอนกรตมวลเบาตามทองตลาดมากทสด แตยงมความเปนไปไดในการลดนาหนกตอกอนลงเนองจากยงมกาลงอดทสงกวาคอนกรตมวลเบาตามทองตลาดคอนขางมาก

ถงแมวาการผลตคอนกรตมวลเบาโดยการใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1 มราคา และนาหนกตอกอนทสงกวาคอนกรตมวลเบาตามทองตลาด แตยงมความเปนไปไดในการลดนาหนกและราคา เนองจากยงมกาลงอดทสงกวา ดงนนในการผลตอาจทาการเพมปรมาณในการแทนทมากขนเพอลดนาหนกตอกอนลง แตจะทาใหกาลงอดลดลงดวยเพราะในการเพมปรมาณ ไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1 ในสวนผสมทาใหกาลงอดลดลงตามอตราสวน อยางไรกตามในการผลตคอนกรตมวลเบาโดยการใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1 ยงมความเปนไปได โดยอาจมการปรบสดสวนในการผสมใหเหมาะสมมากยงขนทง นาหนก กาลงอด และราคา ตอกอน เพอใหมความเหมาะสมตอการประยกตใชงานตอไป

4.9.2 การเปรยบเทยบราคาของไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 ทใชเปนวสด

ปอซโซลานธรรมชาตกบคอนกรตทวไปและเถาลอย จากการเปรยบเทยบราคาโดยการลองคานวณการใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท

Type 2 เปนวสดปอซโซลานธรรมชาตกบคอนกรตทวไป (C300cy) และเถาลอย ดงตารางท 4.6 พบวาทงการใชเถาลอย ไดอะตอมไมท และเพอรไลท Type 2 ผสมเพมในสวนผสมดวยการผสมเพม 10% โดยไมมการลดปรมาณปนซเมนตลง (FA10+, D10+, P10+) ทาใหราคาคอนกรตตอลกบาศกเมตร เพมขน 11.55, 93.50 และ 453.11 บาท ตามลาดบ เนองจากเปนการผสมเพม (ดตารางท ค.10 ถง ค.11 ประกอบ) จงทาใหอตราสวนตาง ๆ ตอคอนกรต 1 ลกบาศกเมตร ทงปนซเมนต ทราย และหน ลดลงตามไปดวย จงสามารถลดปรมาณการใชปนซเมนตไดเพยง 6.31, 6.76 และ 14.41 กโลกรม คดเปนราคาปนซเมนต ทลดลง 18.92, 20.28 และ 43.24 บาทตอคอนกรต 1 ลกบาศกเมตร และสามารถลดหนวยนาหนกของคอนกรตลงได 4, 7 และ 55 kg/m3 ตามลาดบ

เปนทนาสงเกตวาเหตใดราคาคอนกรตตอ 1 ลกบาศกเมตร เมอใชวสดปอซโซลาน ทงเถาลอย ไดอะตอมไมท และเพอรไลท Type 2 ผสมเพมในสวนผสมโดยไมมการแทนทปนซเมนตจงมราคาเพมขน ผวจยจงไดทาการทดลองคานวณราคาของคอนกรตทใชเถาลอย ไดอะตอมไมท และเพอรไลท Type 2 แทนทปนซเมนต 10% (FA10C, D10C, P10C) จากผลการ

80

คานวณพบวาทง FA10C, D10C และ P10C สามารถลดปรมาณการใชปนซเมนตได 36.40 กโลกรม คดเปนราคาปนซเมนตทลดลง 109.20 บาทตอคอนกรต 1 ลกบาศกเมตร และสามารถลดหนวยนาหนกของคอนกรตลงได 51, 54 และ 111 kg/m3 ตามลาดบ (ตารางท 4.6) อยางไรกตามเมอเปรยบเทยบกบ C300cy พบวาทง D10C และ P10C นน สงผลใหราคาตนทนคอนกรตตอ 1 ลกบาศกเมตร เพมขน 7.76 บาท และเพอรไลท Type 2 สงถง 387.40 บาท แต FA10C มราคาตนทนลดลง 75.40 บาทตอคอนกรต 1 ลกบาศกเมตร เนองจากเถาลอยมราคาเพยง 1,000 บาทตอตน ในขณะท ไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 มราคาถง 3,300 และ 14,000 บาทตอตน ตามลาดบ ดงนนจงสามารถสรปไดวาการใชเถาลอยในสวนผสมทจะสามารถทาใหลดราคาคากอสรางไดนนจะตองผสมเขาไปโดยการแทนทปนซเมนตเพยงเทานน แตจะสงผลใหกาลงอดในชวงแรกมคาลดลง และเหมาะสมกบคอนกรตทเทในปรมาณมาก ๆ ทไมตองการกาลงอดในชวงอายตนทสง ตารางท 4.7 การเปรยบเทยบราคาของคอนกรตทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 กบ

คอนกรตทวไปและคอนกรตผสมเถาลอย ผลตางของ

ปรมาณ ราคา ราคา หนวย ปรมาณ ซเมนต

ราคา ซเมนต

ราคา คอนกรต

หนวย นาหนก

ซเมนต ซเมนต คอนกรต นาหนก รายการ

(kg/m3) (บาท/m3 (บาท/m3) (kg/m3) (kg/m3) (บาท/m3) (บาท/m3) (kg/m3) C300cy 364.00 1,092.00 1,439.76 2,328 - - - - FA10C 327.60 982.80 1,364.37 2,277 -36.40 -109.20 -75.39 -51 D10C 327.60 982.80 1,447.53 2,274 -36.40 -109.20 +7.77 -54 P10C 327.60 982.80 1,827.16 2,217 -36.40 -109.20 +387.40 -111 FA10+ 357.69 1,073.08 1,451.31 2,324 -6.31 -18.92 +11.55 -4 D10+ 357.24 1,071.72 1,533.26 2,321 -6.76 -20.28 +93.50 -7 P10+ 349.59 1,048.76 1,892.87 2,273 -14.41 -43.24 +453.11 -55 หมายเหต : C300cy = คอนกรตทวไปทมกาลงอด 300 ksc ทอาย 28 วน (ออกแบบตามมาตรฐาน ACI)

FA10C = คอนกรตทใชเถาลอยแทนทปนซเมนต 10% (เพอเปรยบเทยบ แตไมระบกาลงอด) D10C = คอนกรตทใชไดอะตอมไมทแทนทปนซเมนต 10% กาลงอด 210 ksc ทอาย 28 วน P10C = คอนกรตทใชเพอรไลท Type 2 แทนทปนซเมนต 10% กาลงอด 210 ksc ทอาย 28 วน FA10+ = คอนกรตทวไปทมกาลงอด 300 ksc ทอาย 28 วน และผสมเพมดวยเถาลอย 10% D10+ = คอนกรตทวไปทมกาลงอด 300 ksc ทอาย 28 วน และผสมเพมดวยไดอะตอมไมท 10% P10+ = คอนกรตทวไปทมกาลงอด 300 ksc ทอาย 28 วน และผสมเพมดวยเพอรไลท Type 2 10%

81

การแทนทปนซเมนตดวยเพอรไลท Type 2 10% ทสงผลใหคาหนวยนาหนกลดลงไดถง 111 kg/m3 นน เปนผลดในดานการลดหนวยนาหนก แตราคาตนทนการผลตคอนขางสงกวาคอนกรตทวไปมาก และถามองถงประโยชนดานการลดปรมาณการผลตปนซเมนตลงนน ทกสดสวนผสมทมการนาวสดปอซโซลานทกชนดแทนทปนซเมนตในสวนผสมทเทากนสามารถลดปรมาณการผลตปนซเมนตลงไดเทากน แตถาทาการนาวสดปอซโซลานผสมเพมเขาไปโดยยงคงทปรมาณปนซเมนตตอปรมาตรเทาเดมนนจะทาใหราคาคอนกรตตอลกบาศกเมตรสงขน และยงสามารถสรปไดวาวสดทมความเบาสามารถลดปรมาณปนซเมนตในสวนผสมไดมากกวาวสดทมนาหนกมากกวา เพราะขนอยกบนาหนกตอปรมาตรของวสดปอซโซลานทนามาผสม

ในการนาวสดปอซโซลานทกชนดมาใชในสวนผสมคอนกรต สามารถลดปรมาณการผลตปนซเมนตลงได สวนในการนาไปประยกตใชงานนนควรคานงถงความเหมาะสมในเรองของความตองการทจะพยายามลดนาหนกของคอนกรต ลดหนวยนาหนกของคอนกรต หรอตองการประหยดราคาคากอสราง

บทท 5 บทสรป

การศกษาเปรยบเทยบการใชไดอะตอมไมทและเพอรไลทในงานคอนกรตมวลเบา สามารถสรปได 2 ลกษณะ คอ ความเปนไปไดในการใชไดอะตอมไมทและเพอรไลทเปนวสดผสมมวลรวมเบาในงานคอนกรตมวลเบา และความเปนไปไดในการนามาใชเปนปอซโซลานธรรมชาต ประเภทสารประกอบแรธาตผสมเพม โดยมขอสรป ดงน 5.1 สรปผลงานวจย

5.1.1 ไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1 ในงานคอนกรตมวลเบา การใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1 ในสวนผสมของคอนกรตมวลเบา

สงผลมความตองการปรมาณนาเพมขน จงสงผลใหคากาลงอดคาลดลงเมอปรมาณการแทนทเพมขน การพฒนากาลงอดมคาสงขนตามอายการบม และจากคณสมบตทเบา มรพรนสง สามารถลดหนวยนาหนกของคอนกรตใหเบาลงได

1) ไดอะตอมไมทในงานคอนกรตมวลเบา 1.1) คอนกรตมวลเบาทมการแทนททรายและปนซเมนตดวยไดอะตอมไมท

จะมความตองการปรมาณนาเพมขน 4.55 และ 3.75% ทกปรมาณการแทนท 10% 1.2) การแทนททราย 40% มคาหนวยนาหนกตาทสด 1,820 kg/m3 มคากาลง

อด 100 ksc ทอายการบม 28 วน 1.3) ไดอะตอมไมทสามารถนามาผลตคอนกรตมวลเบาโดยการแทนท

ปนซเมนตได และทาใหประหยดมากทสด ทการแทนทปนซเมนต 40% มคาหนวยนาหนกตาทสด 1,915 kg/m3 มคากาลงอด 102 ksc ทอายการบม 28 วน

1.4) คอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทแทนทปนซเมนต 40% (D40C SUT Block) มราคา 28.95 บาทตอกอน ซงมราคาตากวาคอนกรตมวลเบาทขายในทองตลาด 3.05 ถง 4.65 บาทตอกอน เนองจากมการลดปรมาณปนซเมนตในการผลตลง มนาหนก 23.0 kg/กอน ซงมากกวานาหนกตอกอนของคอนกรตมวลเบาตามทองตลาด 3.5 ถง 15.5 kg/กอน แตคากาลงอดมคามากกวาประมาณ 20 ถง 70 ksc

83

2) เพอรไลท Type 1 ในงานคอนกรตมวลเบา 2.1) คอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนททรายและปนซเมนตจะม

ความตองการปรมาณนาเพมขนประมาณ 20.00 และ 12.50% ทกปรมาณการแทนท 10% 2.2) การใชเพอรไลท Type 1 ในงานคอนกรตมวลเบา ทการแทนททราย 40%

มคาหนวยนาหนกตาทสด 1,115 kg/m3 มคากาลงอด 73 ksc ทอายการบม 28 วน 2.3) เพอรไลท Type 1 สามารถนามาผลตคอนกรตมวลเบาโดยการแทนท

ปนซเมนตได และทาใหประหยดมากทสด ทการแทนทปนซเมนต 40% มคาหนวยนาหนกตาทสด 1,640 kg/m3 มคากาลงอด 108 ksc ทอายการบม 28 วน

2.4) คอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนททราย 40% (P40S SUT Block) มนาหนกตอกอนตาทสด 13.4 kg/กอน และมคากาลงอด 73 ksc ซงมคาหนวยนาหนกและคากาลงอดใกลเคยงกบคอนกรตมวลเบาตามทองตลาด แตราคาตอกอนแพงกวามาก สวนการแทนทปนซเมนต 40% (P40C SUT Block) มราคา 39.23 บาทตอกอน ซงถอวามราคาใกลเคยงกบคอนกรตมวลเบาตามทองตลาดมากทสด แตยงมความเปนไปไดในการลดนาหนกตอกอนลงเนองจากยงมกาลงอดทสงกวาคอนกรตมวลเบาตามทองตลาดคอนขางมาก 5.1.2 ไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 ในการเปนวสดปอซโซลาน

ผลรวมองคประกอบหลกทางเคม SiO2, Al2O3 และ Fe2O3 ของไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 2 แสดงถงคณสมบตการเปนวสดปอซโซลาน ปรมาณการแทนทเพมขนจะทาใหมความตองการนาในสวนผสมมากขน อตราสวน W/B เพมขน สงผลใหคากาลงอดลดลง แตการพฒนากาลงอดมคาสงขนตามอายการบม ปรมาณทเหมาะสมสามารถทาใหไดกาลงอดทสงทสด และจากคณสมบตทเบา มรพรนสง ทาใหลดหนวยนาหนกของคอนกรตใหเบาลงสามารถลดคาใชจายในการกอสรางได

1) ไดอะตอมไมทในการเปนวสดปอซโซลาน การแทนททราย แทนทปนซเมนต และผสมเพมดวยไดอะตอมไมททก 5% จะ

สงผลใหมความตองการปรมาณนาเพมขนประมาณ 5.88, 3.88 และ 1.88% ตามลาดบ คากาลงอดของมอรตารทใชไดอะตอมไมทผสมเพม 10% มคากาลงอดลดลง 25.44 และ 1.69% ของมอรตารควบคม ทอายการบม 28 และ 90 วน ตามลาดบ และทปรมาณการผสมเพม 5 ถง 10% คอคาทเหมาะสมทสามารถทาใหกาลงอดสงสด โดยมคา Strength Activity Index ทอายการบม 28 วน อยในเกณฑกาหนด

84

2) เพอรไลท Type 2 ในการเปนวสดปอซโซลาน เพอรไลท Type 2 มคณสมบตทแตกตางจากไดอะตอมไมท คอ มลกษณะไม

เปนผลก หรอมรปรางอสณฐาน มความวองไวในการทาปฏกรยาไดดกวาไดอะตอมไมท การแทนททราย แทนทปนซเมนต และผสมเพมดวยเพอรไลท Type 2 ทก 5% จะสงผลใหมความตองการปรมาณนาเพมขนประมาณ 32.28, 17.88 และ 15.48% ตามลาดบ คากาลงอดทเปอรเซนตการผสมเพม 5, 10 และ 15% มคาลดลงนอยมากหรอมคาเพมมากกวามอรตารควบคมในบางชวงอายการบม โดยเปอรเซนตการผสมเพม 5% มคากาลงอดลดลง 6.43 และมคาเพมขน 3.54 และ 7.14% สวนการผสมเพม 10% มคากาลงอดลดลง 17.92 และมคาเพมสงขน 8.04 และ 15.89% ของมอรตารควบคม ทอายการบม 28, 60 และ 90 วน ตามลาดบ ปรมาณการผสมเพม 5 ถง 15% คอคาทเหมาะสมทสามารถทาใหกาลงอดสงสด โดยมคา Strength Activity Index ทอายการบม 28 วน อยในเกณฑกาหนด

ทงการใชไดอะตอมไมท และเพอรไลทผสมเพม 10% โดยไมลดปรมาณปนซเมนตทาใหราคาคอนกรตตอ 1 ลกบาศกเมตรเพมขน เนองจากเปนการผสมเพม จงทาใหอตราสวน ปนซเมนต ทราย และหน ลดลงตามไปดวย จงสามารถลดปรมาณการใชปนซเมนตไดเพยงเลกนอย แตถาตองการลดราคากอสรางลงจะตองใชสารปอซโซลานโดยการแทนทปนซเมนตหรอแทนทมวลรวม และถามองถงประโยชนดานการลดปรมาณการผลตปนซเมนตลง ทกสดสวนผสมทมการนาวสดปอซโซลานทกชนดแทนทปนซเมนตสามารถลดปรมาณการผลตปนซเมนตลงได แตในการประยกตใชงานควรคานงถงความเหมาะสมในเรองของความตองการทจะพยายามลดนาหนกของคอนกรต ลดหนวยนาหนกของคอนกรต หรอตองการประหยดราคาคากอสราง 5.2 ขอเสนอแนะ การใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1 ในการทาคอนกรตมวลเบามวธการทงายกวาการผลตคอนกรตทมขายอยตามทองตลาด เนองจากสามารถผสมและหลอเปนกอนไดโดยไมตองใชเทคโนโลยในการผลตมากนก แตถาตองการผลตเพอจาหนายในปรมาณมาก ๆ อาจมการเรงกาลงอดใหเรวขน โดยการบมดวยไอนาทความกดดนสงเกน 100°C (high pressure steam curing) โดยใช Autoclave อณหภมทใชอยในชวง 160 ถง 210°C ทความดน 6 ถง 20 atm จะไดคอนกรตมวลเบาทมกาลงอดทอาย 1 วน เทยบเทากบคอนกรตมวลเบาทอาย 28 วน (ชชวาล เศรษฐบตร, 2551) เพอเปนการเพมปรมาณในการผลตได สวนในเรองของราคาทแพงกวาคอนกรตมวลเบาตามทองตลาดนน ยงมความเปนไปไดในการลดนาหนกตอกอนลง เนองจากยงมกาลงอดทสงกวาคอนกรตมวลเบาตามทองตลาดคอนขางมาก และจะเปนการลดตนทนในการผลตลงไดอกดวย

85

การศกษาการฉาบคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1 ในสวนผสม กเปนเรองทนาศกษา เนองจากคอนกรตมวลเบาตามทองตลาดโดยทวไปมวธการฉาบคอนขางยาก และจะตองใชปนฉาบเฉพาะคอนกรตมวลเบาของยหอนน ซงอาจมความเปนไปไดวาคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทและเพอรไลท Type 1 อาจใชปนฉาบธรรมดาทสามารถผสมขนเองโดยใชปนซเมนตผสมทวไป

แมวาการใชไดอะตอมไมทในสวนผสมจะมคากาลงอดไมสงเทาเพอรไลท แตเมอพจารณาถงความเปนไปไดในการนาสารปอซโซลานธรรมชาตทงสองชนดนมาใชรวมกนในสวนผสมเดยวนาจะมความเปนไปได เนองจากไดอะตอมไมทมอนภาคทละเอยดมากกวา จงนาจะแทรกเขาในชองวางไดดขนมากกวาการใชเพอรไลทเพยงอยางเดยว

ในงานวจยครงนเปนเพยงการศกษาเบองตนในการนาไดอะตอมไมทและเพอรไลทมาประยกตใชในงานคอนกรตมวลเบาเทานน ขอมลในการศกษาหรออางองในเรองนมยงไมมากพอ เพราะเปนวสดใหมทตองทาการศกษาอกมาก การศกษาความเปนไปไดในการนาไปประยกตใชในงานคอนกรตมวลเบาโครงสราง (structural lightweight concrete) กเปนสงทนาสนใจ แตในการปรบปรงคณภาพของคอนกรตทมสวนผสมของไดอะตอมไมทและเพอรไลทใหไดคณภาพทด และมความเหมาะสมตอการประยกตใชงานนน ควรตองคานงถงปรมาณนาทใชในการผสม เนองจากเปนวสดทมความเบา และมรพรนสง จงมความตองการนาในปรมาณมากในสวนผสมจงสงผลใหการพฒนากาลงอดไมมากเทาทควร ดงนนในการศกษาครงตอไปจงควรมการศกษาในเรองผลกระทบของการนาสารลดนาจานวนมาก หรอซลกาฟมมาใชปรบปรงคณภาพรวมดวย ซงจะทาใหไดกาลงอดทสงขน เพอประโยชนในการประยกตใชในงานโครงสรางตอไป

ภาคผนวก ก

ผลการทดสอบคณสมบตเบองตนของวสดทใชในงานวจย

91

ตารางท ก.1 ผลการทดสอบองคประกอบทางเคมของ ไดอะตอมไมท เพอรไลท Type 1 และ เพอรไลท Type 2 โดย X-Ray Fluorescence (XRF)

Concentration Analyte Diatomite Perlite Type 1 Perlite Type 2

H2O 3.000 - 4.000 Wt % Al2O3 9.927 10.455 10.733 Wt % SiO2 68.266 75.162 71.316 Wt % SO3 386 251 258 ppm K2O 1.645 9.462 8.346 Wt % CaO 0.803 1.602 1.858 Wt % TiO2 0.680 0.518 0.583 Wt % Mn 331 892 722 ppm

Fe2O3 15.216 2.385 2.581 Wt % Cu 244 124 100 ppm Zn 138 100 125 ppm As 206 31 30 ppm Rb 319 359 377 ppm Sr 257 346 235 ppm Ba 0.097 0.166 0.153 Wt % Sn 25 - - ppm Pb 344 - - ppm La - 184 - ppm

Loss on Ignition (LOI) 8.11 1.02 1.25 Wt % % Passing No. 325 87.3 - 82.5 Wt %

92

ตารางท ก.2 คาความถวงจาเพาะของไดอะตอมไมท

SPECIFIC GRAVITY TEST

Sample Diatomite Source หจก.เกษมปนมารลและปนขาว เลขท 105/4 หม 3 ต.ขนโขลน อ.พระพทธบาท จ.สระบร18120 โทร.036-266520

Determination No. 1 2 Temperature (t) °C 30 30 Density of Water (d t ) g/ml 0.9957 0.9957 Wt. Dry Sample (A) g 100.00 100.00 Wt. Pycnometer + Water + Sample (W1) g 1,482.50 1,481.50 Wt. Pycnometer + Water (W2) g 1,433.00 1,433.00

1.980 1.942 1.972 1.933

Apparent Sp.Gr. (t/t °C) GA (t / t °C) = A / (A + W2 -W1) GA (4 / 4 °C) = d t GA (t / t °C) / 1.00 GA (23 / 23 °C) = d t GA (t / t °C) / 0.9975

1.977 1.938 Average GA (4 / 4 °C) = 1.953 Average GA (23 / 23 °C) = 1.957

Remarks : ASTM C 128 – 93 This test method covers the determination of apparent specific gravity, 23/23 °C (73.4/73.4°F) Density of water = 0.9975 at temperature 23 °C

93

ตารางท ก.3 คาความถวงจาเพาะของเพอรไลท Type 1

SPECIFIC GRAVITY TEST

Sample : Perlite Type 1 Source : The Quick Cote Product Co., LTD จ.นครปฐม

Determination No. 1 2 Temperature (t) °C 30 30 Density of Water (d t ) g/ml 0.9957 0.9957 Wt. Dry Sample (A) g 70.00 72.00 Wt. Pycnometer + Water + Sample (W1) g 1,361.00 1,366.00 Wt. Pycnometer + Water (W2) g 1,433.00 1,433.00

0.493 0.518 0.491 0.516

Apparent Sp.Gr. (t/t °C) GA (t / t °C) = A / (A + W2 -W1) GA (4 / 4 °C) = d t GA (t / t °C) / 1.00 GA (23 / 23 °C) = d t GA (t / t °C) / 0.9975

0.492 0.517 Average GA (4 / 4 °C) = 0.503 Average GA (23 / 23 °C) = 0.505

Remarks : ASTM C 128 – 93 This test method covers the determination of apparent specific gravity, 23/23 °C (73.4/73.4°F) Density of water = 0.9975 at temperature 23 °C

94

ตารางท ก.4 คาความถวงจาเพาะของเพอรไลท Type 2

SPECIFIC GRAVITY TEST

Sample : Perlite Type 2 Source : The Quick Cote Product Co., LTD จ.นครปฐม

Determination No. 1 2 Temperature (t) °C 32 32 Density of Water (d t ) g/ml 0.9951 0.9951 Wt. Dry Sample (A) g 75.00 75.00 Wt. Pycnometer + Water + Sample (W1) g 1,428.50 1,426.50 Wt. Pycnometer + Water (W2) g 1,433.50 1,433.50

0.938 0.915 0.933 0.910

Apparent Sp.Gr. (t/t °C) GA (t / t °C) = A / (A + W2 -W1) GA (4 / 4 °C) = d t GA (t / t °C) / 1.00 GA (23 / 23 °C) = d t GA (t / t °C) / 0.9975

0.935 0.912 Average GA (4 / 4 °C) = 0.922 Average GA (23 / 23 °C) = 0.924

Remarks : ASTM C 128 – 93 This test method covers the determination of apparent specific gravity, 23/23 °C (73.4/73.4°F) Density of water = 0.9975 at temperature 23 °C

95

ตารางท ก.5 ตารางผลการทดสอบ Lazer Particle Size ของไดอะตอมไมท

Result: Histogram Table

I

D: LightZFile: CIVIL diatomite eolite Run No: 20 Measured: 3/10/107 10:12PM

Rec. No: 20 Analy sed: 3/10/107 10:12PMPath: C:\SIZERS\DATA\ Source: Analy sed

Range: 300RF mm Beam: 2.40 mm Sampler: MS17 Obs': 19.8 %Presentation: 3OHD Analy sis: Poly disperse Residual: 0.527 %Modif ications: None

Conc. = 0.0115 %Vol Density = 1.000 g/cm 3 S.S.A.= 2.3502 m 2/gDistribution: Volume D[4, 3] = 12.62 um D[3, 2] = 2.55 umD(v , 0.1) = 1.26 um D(v , 0.5) = 7.46 um D(v , 0.9) = 31.89 umSpan = 4.108E+00 Unif ormity = 1.245E+00

Size(um)

Volume Size(um)

Volume Size(um)

Volume Size(um)

VolumeUnder %

0.055 0.00 0.061 0.00 0.067 0.00 0.074 0.00 0.082 0.01 0.090 0.01 0.099 0.02 0.109 0.04 0.121 0.07 0.133 0.11 0.147 0.18 0.162 0.27 0.178 0.41 0.196 0.59 0.217 0.84 0.239 1.15 0.263 1.53 0.290 1.97 0.320 2.45 0.353 2.96 0.389 3.47 0.429 3.99 0.473 4.50 0.522 5.01 0.576 5.52

Under % 0.635 6.00 0.700 6.47 0.772 6.94 0.851 7.44 0.938 7.99 1.03 8.58 1.14 9.25 1.26 10.00 1.39 10.86 1.53 11.87 1.69 13.02 1.86 14.34 2.05 15.85 2.26 17.56 2.49 19.47 2.75 21.56 3.03 23.82 3.34 26.25 3.69 28.81 4.07 31.51 4.48 34.31 4.94 37.21 5.45 40.18 6.01 43.21 6.63 46.28

Under % 7.31 49.37 8.06 52.47 8.89 55.56 9.80 58.63 10.81 61.66 11.91 64.64 13.14 67.57 14.49 70.43 15.97 73.22 17.62 75.91 19.42 78.50 21.42 81.00 23.62 83.39 26.04 85.66 28.72 87.83 31.66 89.86 34.92 91.75 38.50 93.46 42.45 94.99 46.81 96.31 51.62 97.42 56.92 98.30 62.76 98.97 69.21 99.45 76.32 99.76

Under % 84.15 99.96 92.79 100.00 102.3 100.00 112.8 100.00 124.4 100.00 137.2 100.00 151.3 100.00 166.8 100.00 183.9 100.00 202.8 100.00 223.6 100.00 246.6 100.00 271.9 100.00 299.8 100.00 330.6 100.00 364.6 100.00 402.0 100.00 443.3 100.00 488.8 100.00 539.0 100.00 594.3 100.00 655.4 100.00 722.7 100.00 796.9 100.00 878.7 100.00

Particle Diameter (µm.)

Volume (%)

0

10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1.0 10.0 100.0 1000.0

96

ตารางท ก.6 ตารางผลการทดสอบ Lazer Particle Size ของเพอรไลท Type 1

Result: Histogram Table

I

D: perlitety pe3ile: CIVIL Perlite Type 1 Run No: 3 Measured: 3/10/107 9:28PM

F Rec. No: 3 Analy sed: 3/10/107 9:28PMPath: C:\SIZERS\DATA\ Source: Analy sed

Range: 300RF mm Beam: 2.40 mm Sampler: MS17 Obs': 15.8 %Presentation: 3OHD Analy sis: Poly disperse Residual: 0.515 %Modif ications: None

Conc. = 0.0637 %Vol Density = 1.000 g/cm 3 S.S.A.= 0.2934 m 2/gDistribution: Volume D[4, 3] = 201.65 um D[3, 2] = 20.45 umD(v , 0.1) = 15.67 um D(v , 0.5) = 77.68 um D(v , 0.9) = 595.04 umSpan = 7.458E+00 Unif ormity = 2.125E+00

Size(um)

Volume Size(um)

Volume Size(um)

Volume Size(um)

VolumeUnder %

0.055 0.00 0.061 0.00 0.067 0.00 0.074 0.00 0.082 0.00 0.090 0.00 0.099 0.00 0.109 0.00 0.121 0.00 0.133 0.00 0.147 0.00 0.162 0.00 0.178 0.01 0.196 0.02 0.217 0.03 0.239 0.06 0.263 0.10 0.290 0.15 0.320 0.22 0.353 0.29 0.389 0.35 0.429 0.42 0.473 0.48 0.522 0.54 0.576 0.59

Under % 0.635 0.64 0.700 0.68 0.772 0.71 0.851 0.75 0.938 0.79 1.03 0.82 1.14 0.86 1.26 0.91 1.39 0.96 1.53 1.02 1.69 1.09 1.86 1.16 2.05 1.25 2.26 1.34 2.49 1.45 2.75 1.57 3.03 1.70 3.34 1.86 3.69 2.04 4.07 2.24 4.48 2.47 4.94 2.74 5.45 3.05 6.01 3.40 6.63 3.80

Under % 7.31 4.25 8.06 4.75 8.89 5.32 9.80 5.95 10.81 6.64 11.91 7.41 13.14 8.25 14.49 9.18 15.97 10.22 17.62 11.36 19.42 12.64 21.42 14.07 23.62 15.67 26.04 17.47 28.72 19.49 31.66 21.74 34.92 24.24 38.50 26.98 42.45 29.95 46.81 33.10 51.62 36.39 56.92 39.75 62.76 43.10 69.21 46.36 76.32 49.46

Under % 84.15 52.35 92.79 54.98 102.3 57.34 112.8 59.43 124.4 61.25 137.2 62.82 151.3 64.18 166.8 65.38 183.9 66.48 202.8 67.51 223.6 68.55 246.6 69.63 271.9 70.76 299.8 72.03 330.6 73.59 364.6 75.51 402.0 77.77 443.3 80.39 488.8 83.34 539.0 86.58 594.3 89.96 655.4 93.34 722.7 96.44 796.9 98.62 878.7 100.00

Particle Diameter (µm.)

Volume (%)

0

10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1.0 10.0 100.0 1000.0

97

ตารางท ก.7 ตารางผลการทดสอบ Lazer Particle Size ของเพอรไลท Type 2

Result: Histogram Table

I

D: perlitety pe4ile: CIVIL Perlite Type 2 Run No: 5 Measured: 3/10/107 9:37PM

F Rec. No: 5 Analy sed: 3/10/107 9:37PMPath: C:\SIZERS\DATA\ Source: Analy sed

Range: 300RF mm Beam: 2.40 mm Sampler: MS17 Obs': 15.0 %Presentation: 3OHD Analy sis: Poly disperse Residual: 0.467 %Modif ications: None

Conc. = 0.0250 %Vol Density = 1.000 g/cm 3 S.S.A.= 0.7711 m 2/gDistribution: Volume D[4, 3] = 32.30 um D[3, 2] = 7.78 umD(v , 0.1) = 6.03 um D(v , 0.5) = 28.80 um D(v , 0.9) = 63.78 umSpan = 2.005E+00 Unif ormity = 6.142E-01

Size(um)

Volume Size(um)

Volume Size(um)

Volume Size(um)

VolumeUnder %

0.055 0.00 0.061 0.00 0.067 0.00 0.074 0.00 0.082 0.00 0.090 0.00 0.099 0.01 0.109 0.01 0.121 0.02 0.133 0.03 0.147 0.05 0.162 0.08 0.178 0.12 0.196 0.18 0.217 0.26 0.239 0.36 0.263 0.49 0.290 0.63 0.320 0.79 0.353 0.94 0.389 1.09 0.429 1.24 0.473 1.37 0.522 1.50 0.576 1.62

Under % 0.635 1.73 0.700 1.83 0.772 1.92 0.851 2.03 0.938 2.14 1.03 2.26 1.14 2.40 1.26 2.55 1.39 2.73 1.53 2.92 1.69 3.14 1.86 3.39 2.05 3.66 2.26 3.97 2.49 4.32 2.75 4.71 3.03 5.15 3.34 5.63 3.69 6.18 4.07 6.78 4.48 7.46 4.94 8.21 5.45 9.05 6.01 9.98 6.63 11.00

Under % 7.31 12.14 8.06 13.39 8.89 14.78 9.80 16.32 10.81 18.03 11.91 19.93 13.14 22.05 14.49 24.42 15.97 27.07 17.62 30.02 19.42 33.30 21.42 36.93 23.62 40.90 26.04 45.22 28.72 49.86 31.66 54.77 34.92 59.96 38.50 65.43 42.45 70.94 46.81 76.22 51.62 81.15 56.92 85.59 62.76 89.42 69.21 92.69 76.32 95.36

Under % 84.15 97.42 92.79 99.05 102.3 99.96 112.8 100.00 124.4 100.00 137.2 100.00 151.3 100.00 166.8 100.00 183.9 100.00 202.8 100.00 223.6 100.00 246.6 100.00 271.9 100.00 299.8 100.00 330.6 100.00 364.6 100.00 402.0 100.00 443.3 100.00 488.8 100.00 539.0 100.00 594.3 100.00 655.4 100.00 722.7 100.00 796.9 100.00 878.7 100.00

Particle Diameter (µm.)

Volume (%)

0

10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1.0 10.0 100.0 1000.0

ภาคผนวก ข

ผลการทดสอบคณสมบตเบองตนของมอรตาร

99

ตารางท ข.1 ผลการทดสอบหนวยนาหนกและกาลงอดของคอนกรตมวลเบาผสมไดอะตอมไมท โดยการแทนททราย

Unit Weight (kg/m3) Compressive Strength (ksc) Sample Curing Time (Days)

3 7 14 28 3 7 14 28 CS 2,180 2,195 2,200 2,205 244 283 338 366

CD10S 2,055 2,075 2,115 2,125 114 141 197 218 CD20S 1,965 1,980 2,000 2,015 56 95 124 183 CD30S 1,830 1,860 1,875 1,890 43 67 100 141 CD40S 1,745 1,800 1,810 1,819 30 47 77 100

ตารางท ข.2 ผลการทดสอบหนวยนาหนกและกาลงอดของคอนกรตมวลเบาผสมไดอะตอมไมท

โดยการแทนทปนซเมนต Unit Weight (kg/m3) Compressive Strength (ksc)

Sample Curing Time (Days) 3 7 14 28 3 7 14 28

CS 2,180 2,195 2,200 2,205 244 283 338 366 SD10C 2,045 2,050 2,115 2,135 143 201 225 283 SD20C 1,960 1,975 2,040 2,070 91 136 153 187 SD30C 1,895 1,900 1,945 1,995 48 78 100 120 SD40C 1,810 1,815 1,875 1,915 28 51 83 102

100

ตารางท ข.3 ผลการทดสอบหนวยนาหนกและกาลงอดของคอนกรตมวลเบาผสมเพอรไลท โดยการแทนททราย

Unit Weight (kg/m3) Compressive Strength (ksc) Sample Curing Time (Days)

3 7 14 28 3 7 14 28 CS 2,180 2,195 2,200 2,205 244 283 338 366

CP10S 1,820 1,825 1,825 1,830 142 164 189 216 CP20S 1,510 1,545 1,565 1,595 56 79 120 132 CP30S 1,215 1,270 1,345 1,395 34 55 102 117 CP40S 1,035 1,055 1,100 1,115 29 39 53 73

ตารางท ข.4 ผลการทดสอบหนวยนาหนกและกาลงอดของคอนกรตมวลเบาผสมเพอรไลท

โดยการแทนทปนซเมนต Unit Weight (kg/m3) Compressive Strength (ksc)

Sample Curing Time (Days) 3 7 14 28 3 7 14 28

CS 2,180 2,195 2,200 2,205 244 283 338 366 SP10C 1,980 2,035 2,040 2,050 172 215 244 299 SP20C 1,780 1,840 1,860 1,865 85 126 180 207 SP30C 1,675 1,715 1,730 1,755 67 101 129 147 SP40C 1,530 1,535 1,570 1,640 30 59 69 108

101

ตารางท ข.5 ผลการทดสอบหนวยนาหนกของมอรตารผสมไดอะตอมไมทเพอใชเปนสาร ปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนททราย

Unit Weight (kg/m3) Sample Curing Time (Days)

3 7 14 28 60 90 CS 2,180 2,195 2,200 2,205 2,240 2,280

CD5S 2,130 2,145 2,145 2,170 2,200 2,210 CD10S 2,120 2,100 2,120 2,125 2,140 2,180 CD15S 2,015 2,025 2,035 2,085 2,100 2,110 CD20S 1,970 1,980 2,000 2,015 2,050 2,055 CD25S 1,885 1,905 1,945 1,970 1,985 2,000

ตารางท ข.6 ผลการทดสอบหนวยนาหนกของมอรตารผสมไดอะตอมไมทเพอใชเปนสาร

ปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนทปนซเมนต Unit Weight (kg/m3)

Sample Curing Time (Days) 3 7 14 28 60 90

CS 2,180 2,195 2,200 2,205 2,240 2,280 SD5C 2,115 2,135 2,160 2,185 2,220 2,260 SD10C 2,085 2,090 2,145 2,165 2,175 2,210 SD15C 2,010 2,025 2,082 2,120 2,130 2,160 SD20C 1,980 1,985 2,050 2,075 2,100 2,135 SD25C 1,900 1,920 1,960 1,995 2,005 2,030

102

ตารางท ข.7 ผลการทดสอบหนวยนาหนกของมอรตารผสมไดอะตอมไมทเพอใชเปนสาร ปอซโซลานธรรมชาต โดยการผสมเพม

Unit Weight (kg/m3) Sample Curing Time (Days)

3 7 14 28 60 90 CS 2,180 2,195 2,200 2,205 2,240 2,280

CSD5 2,125 2,125 2,125 2,135 2,150 2,150 CSD10 1,980 2,050 2,070 2,100 2,130 2,135 CSD15 1,955 2,015 2,050 2,080 2,105 2,110 CSD20 1,935 2,000 2,005 2,045 2,060 2,065 CSD25 1,925 1,950 1,965 2,010 2,025 2,045

ตารางท ข.8 ผลการทดสอบหนวยนาหนกของมอรตารผสมเพอรไลทเพอใชเปนสารปอซโซลาน

ธรรมชาต โดยการแทนททราย Unit Weight (kg/m3)

Sample Curing Time (Days) 3 7 14 28 60 90

CS 2,180 2,195 2,200 2,205 2,240 2,280 CP5S 2040 2,045 2,065 2,095 2,120 2,100 CP10S 1,895 1,925 1,925 1,960 1,980 1,960 CP15S 1,765 1,780 1,780 1,815 1,870 1,835 CP20S 1,670 1,680 1,685 1,720 1,760 1,725 CP25S 1,560 1,580 1,610 1,635 1,670 1,660

103

ตารางท ข.9 ผลการทดสอบหนวยนาหนกของมอรตารผสมเพอรไลทเพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนทปนซเมนต

Unit Weight (kg/m3) Sample Curing Time (Days)

3 7 14 28 60 90 CS 2,180 2,195 2,200 2,205 2,240 2,280

SP5C 2,120 2,145 2,165 2,175 2,145 2,165 SP10C 2,085 2,100 2,105 2,105 2,125 2,125 SP15C 2,025 2,055 2,060 2,075 2,095 2,080 SP20C 1,960 2,000 2,015 2,030 2,035 2,025 SP25C 1,920 1,955 1,980 1,990 1,980 1,970

ตารางท ข.10 ผลการทดสอบหนวยนาหนกของมอรตารผสมเพอรไลทเพอใชเปนสารปอซโซลาน

ธรรมชาต โดยการผสมเพม Unit Weight (kg/m3)

Sample Curing Time (Days) 3 7 14 28 60 90

CS 2,180 2,195 2,200 2,205 2,240 2,280 CSP5 2,135 2,160 2,160 2,165 2,180 2,190 CSP10 2,080 2,080 2,090 2,115 2,150 2,155 CSP15 2,030 2,055 2,060 2,060 2,110 2,111 CSP20 1,990 2,020 2,040 2,045 2,060 2,045 CSP25 1,940 1,965 1,975 1,995 2,040 2,020

104

ตารางท ข.11 ผลการทดสอบคากาลงอดของมอรตารผสมไดอะตอมไมทเพอใช เปนสาร ปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนททราย

Compressive Strength (ksc) Sample Curing Time (Days)

3 7 14 28 60 90 CS 244 283 338 366 391 408

CD5S 158 199 240 262 308 320 CD10S 114 140 197 218 254 291 CD15S 82 112 152 206 236 247 CD20S 56 95 124 183 211 232 CD25S 51 84 120 153 180 210

ตารางท ข.12 ผลการทดสอบคากาลงอดของมอรตารผสมไดอะตอมไมทเพอใช เปนสาร

ปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนทปนซเมนต Compressive Strength (ksc)

Sample Curing Time (Days) 3 7 14 28 60 90

CS 244 283 338 366 391 408 SD5C 180 242 274 337 379 394 SD10C 143 201 225 283 300 333 SD15C 100 146 168 213 257 274 SD20C 91 136 153 187 242 265 SD25C 59 99 121 135 191 221

105

ตารางท ข.13 ผลการทดสอบคากาลงอดของมอรตารผสมไดอะตอมไมทเพอใช เปนสาร ปอซโซลานธรรมชาต โดยการผสมเพม

Compressive Strength (ksc) Sample Curing Time (Days)

3 7 14 28 60 90 CS 244 283 338 366 391 408

CSD5 199 225 282 290 334 352 CSD10 148 212 249 273 380 401 CSD15 119 202 243 261 347 386 CSD20 108 157 210 225 268 279 CSD25 87 136 154 170 255 275

ตารางท ข.14 ผลการทดสอบคากาลงอดของมอรตารผสมเพอรไลทเพอใชเปนสารปอซโซลาน

ธรรมชาต โดยการแทนททราย Compressive Strength (ksc)

Sample Curing Time (Days) 3 7 14 28 60 90

CS 244 283 338 366 391 408 CP5S 152 186 214 279 393 401 CP10S 98 134 165 196 337 338 CP15S 69 85 120 152 262 286 CP20S 44 65 91 133 222 240 CP25S 33 61 76 100 188 214

106

ตารางท ข.15 ผลการทดสอบคากาลงอดของมอรตารผสมเพอรไลทเพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต โดยการแทนทปนซเมนต

Compressive Strength (ksc) Sample Curing Time (Days)

3 7 14 28 60 90 CS 244 283 338 366 391 408

SP5C 159 238 305 365 367 381 SP10C 137 225 255 302 319 361 SP15C 109 156 198 277 290 321 SP20C 99 134 184 215 251 295 SP25C 74 93 145 179 231 250

ตารางท ข.16 ผลการทดสอบคากาลงอดของมอรตารผสมเพอรไลทเพอใชเปนสารปอซโซลาน

ธรรมชาต โดยการผสมเพม Compressive Strength (ksc)

Sample Curing Time (Days) 3 7 14 28 60 90

CS 244 283 338 366 391 408 CSP5 208 241 283 342 405 437 CSP10 159 201 248 300 423 473 CSP15 145 193 223 263 377 401 CSP20 127 163 196 234 347 350 CSP25 109 132 173 221 336 337

107

ตารางท ข.17 อตราสวนกาลงของมอรตารผสมไดอะตอมไมทเพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต

Sample Strength Ratio 7 Days 28 Days

CS 1.00 1.00 CD5S 0.70 0.72 CD10S 0.50 0.60 CD15S 0.40 0.56 CD20S 0.34 0.50 CD25S 0.30 0.42 SD5C 0.85 0.92 SD10C 0.71 0.77 SD15C 0.51 0.58 SD20C 0.48 0.51 SD25C 0.35 0.37 CSD5 0.79 0.79 CSD10 0.75 0.75 CSD15 0.71 0.71 CSD20 0.55 0.61 CSD25 0.48 0.46

108

ตารางท ข.18 อตราสวนกาลงของมอรตารผสมเพอรไลท Type 2 เพอใชเปนสารปอซโซลานธรรมชาต

Sample Strength Ratio 7 Days 28 Days

CS 1 1 CP5S 0.66 0.76 CP10S 0.47 0.54 CP15S 0.30 0.42 CP20S 0.23 0.36 CP25S 0.21 0.27 SP5C 0.84 1.00 SP10C 0.79 0.83 SP15C 0.55 0.76 SP20C 0.47 0.59 SP25C 0.33 0.49 CSP5 0.85 0.94 CSP10 0.71 0.82 CSP15 0.68 0.72 CSP20 0.57 0.64 CSP25 0.47 0.60

ภาคผนวก ค

การวเคราะหราคา

110

ตารางท ค.1 ราคาคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทแทนททราย 40%

รายการ นาหนก ถ.พ. ปรมาตร นาหนก ทปรมาตร เทากน

ราคา ตอถง

ราคา ตอกก.

ราคา ตอกอน

(kg) (m3) (kg) (บาท) (บาท) (บาท) นา 0.41 1.00 0.00041 2.641 - 0.005 0.00205 ปนซเมนต 1.00 3.15 0.00032 6.442 150 3.00 19.33 ทราย 1.55 2.70 0.00057 9.985 - 0.31 3.10 ไดอะตอมไมท 1.10 1.96 0.00056 7.086 66 3.30 23.38 รวม 0.00186 26.154 ราคาตนทนรวม 45.81

ตารางท ค.2 ราคาคอนกรตมวลเบาทใชไดอะตอมไมทแทนทปนซเมนต 40%

รายการ นาหนก ถ.พ. ปรมาตร นาหนก ทปรมาตร เทากน

ราคา ตอถง

ราคา ตอกก.

ราคา ตอกอน

(kg) (m3) (kg) (บาท) (บาท) (บาท) นา 0.23 1.00 0.00023 1.705 - 0.005 0.00117 ปนซเมนต 0.60 3.15 0.00019 4.371 150 3.00 13.11 ทราย 2.75 2.70 0.00102 20.036 - 0.31 6.22 ไดอะตอมไมท 0.40 1.96 0.00020 2.914 66 3.30 9.62 รวม 0.00164 29.026 ราคาตนทนรวม 28.95

111

ตารางท ค.3 ราคาคอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนททราย 40%

รายการ นาหนก ถ.พ. ปรมาตร นาหนก ทปรมาตร เทากน

ราคา ตอถง

ราคา ตอกก.

ราคา ตอกอน

(kg) (m3) (kg) (บาท) (บาท) (บาท) นา 1.04 1.00 0.00104 3.021 - 0.005 0.0052 ปนซเมนต 1.00 3.15 0.00032 2.904 150 3.00 8.71 ทราย 1.55 2.70 0.00057 4.502 - 0.31 1.40 ไดอะตอมไมท 1.10 0.50 0.00220 3.195 140 14.00 44.73 รวม 0.00413 13.622 ราคาตนทนรวม 54.84

ตารางท ค.4 ราคาคอนกรตมวลเบาทใชเพอรไลท Type 1 แทนทปนซเมนต 40%

รายการ นาหนก ถ.พ. ปรมาตร นาหนก ทปรมาตร เทากน

ราคา ตอถง

ราคา ตอกก.

ราคา ตอกอน

(kg) (m3) (kg) (บาท) (บาท) (บาท) นา 0.52 1.00 0.00052 2.452 - 0.005 0.00258 ปนซเมนต 0.60 3.15 0.00019 2.851 150 3.00 8.55 ทราย 2.75 2.70 0.00102 13.069 - 0.31 4.06 ไดอะตอมไมท 0.40 0.50 0.00080 1.901 140 14.00 26.61 รวม 0.00252 20.274 ราคาตนทนรวม 39.23

112

ตารางท ค.5 ราคาคอนกรต กาลงอด 300 ksc ทอายการบม 28 วน ออกแบบตามมาตรฐาน ACI

รายการ นาหนก ถ.พ. ปรมาตร ราคา ตอถง

ราคา ตอกก.

ราคา ตอลบ.ม

ราคา

(kg) (m3) (บาท) (บาท) (บาท) (บาท)

นา 200 1.00 0.200 - - 5 1.00

ปนซเมนต (50 kg/ถง) 364 3.15 0.116 150 3 - 1,092.00

หน 992 2.70 0.367 - - 580 213.10

ปรมาตรฟองอากาศ - - 0.020 - - - - ปรมาตรทงหมด (ยกเวนทราย)

- - 0.703 - - - -

ทราย 772 2.60 0.297 - - 450 133.67

ปรมาตรรวม - - 1 - - - -

นาหนกรวม 2328

ราคาตนทนรวม - - - - - - 1,439.76

113

ตารางท ค.6 ราคาคอนกรต กาลงอด 300 ksc ทอายการบม 28 วน ออกแบบตามมาตรฐาน ACI และแทนทปนซเมนตดวยเถาลอย 10%

รายการ นาหนก ถ.พ. ปรมาตร ราคา ตอถง

ราคา ตอกก.

ราคา ตอลบ.ม ราคา

(kg) (m3) (บาท) (บาท) (บาท) (บาท)

นา 200 1.00 0.200 - - 5 1.00

ปนซเมนต (50 kg/ถง) 327.6 3.15 0.104 150 3.00 - 982.80

เถาลอย 992 2.70 0.367 - - 580 213.10

หน 36.40 2.10 0.017 - 1.00 - 36.40

ปรมาตรฟองอากาศ - - 0.020 - - - - ปรมาตรทงหมด (ยกเวนทราย)

- - 0.709 - - - -

ทราย 757 2.60 0.291 - - 450 131.07

ปรมาตรรวม - - 1 - - - -

นาหนกรวม 2277 - - - - - -

ราคาตนทนรวม - - - - - - 1,364.36

114

ตารางท ค.7 ราคาคอนกรต กาลงอด 300 ksc ทอายการบม 28 วน ออกแบบตามมาตรฐาน ACI และแทนทปนซเมนตดวยไดอะตอมไมท 10%

รายการ นาหนก ถ.พ. ปรมาตร ราคา ตอถง

ราคา ตอกก.

ราคา ตอลบ.ม ราคา

(kg) (m3) (บาท) (บาท) (บาท) (บาท)

นา 200 1.00 0.200 - - 5 1.00

ปนซเมนต (50 kg/ถง) 327.6 3.15 0.104 150 3.00 - 982.80 ไดอะตอมไมท (20 kg/ถง) 36.40 1.96 0.019 66 3.30 - 120.12

หน 992 2.70 0.367 - - 580 213.10

ปรมาตรฟองอากาศ - - 0.020 - - - - ปรมาตรทงหมด (ยกเวนทราย)

- - 0.710 - - - -

ทราย 754 2.60 0.290 - - 450 130.51

ปรมาตรรวม - - 1 - - - -

นาหนกรวม 2274 - - - - - -

ราคาตนทนรวม - - - - - - 1,447.53

115

ตารางท ค.8 ราคาคอนกรต กาลงอด 300 ksc ทอายการบม 28 วน ออกแบบตามมาตรฐาน ACI และแทนทปนซเมนตดวยเพอรไลท Type 2 10%

รายการ นาหนก ถ.พ. ปรมาตร ราคา ตอถง

ราคา ตอกก.

ราคา ตอลบ.ม ราคา

(kg) (m3) (บาท) (บาท) (บาท) (บาท)

นา 200 1.00 0.200 - - 5 1.00

ปนซเมนต (50 kg/ถง) 327.6 3.15 0.104 150 3.00 - 982.80 เพอรไลท Type 2 (10 kg/ถง) 36.40 0.90 0.040 - 14.00 - 509.60

หน 992 2.70 0.367 - - 580 213.10

ปรมาตรฟองอากาศ - - 0.020 - - - - ปรมาตรทงหมด (ยกเวนทราย)

- - 0.732 - - - -

ทราย 697 2.60 0.268 - - 450 120.67

ปรมาตรรวม - - 1 - - - -

นาหนกรวม 2217 - - - - - -

ราคาตนทนรวม - - - - - - 1,827.16

116

ตารางท ค.9 ราคาคอนกรต กาลงอด 300 ksc ทอายการบม 28 วน ออกแบบตามมาตรฐาน ACI และผสมเพมดวยเถาลอย 10%

รายการ นาหนก ถ.พ. ปรมาตร ปรมาตร ปรบแก

นาหนก ปรบแก

ราคา ตอถง

ราคา ตอกก.

ราคา ตอลบ.ม

ราคาเดม ราคาใหม

(kg) (m3) (m3) (kg) (บาท) (บาท) (บาท) (บาท) (บาท)

นา 200 1.00 0.2000 0.197 196.53 - - 5 1.00 0.98

ปนซเมนต (50 kg/ถง) 364 3.15 0.1156 0.114 357.69 150 3.00 - 1,092.00 1,073.08

หน 992 2.70 0.3674 0.361 974.81 - - 580 213.10 209.47

ปรมาตรฟองอากาศ - - 0.0200 0.020 - - - - - - ปรมาตรทงหมด (ยกเวนทราย)

- - 0.7030 0.691 - - - - - -

ทราย 772 2.60 0.2970 0.292 758.91 - - 450 133.67 131.39

เถาลอย 36.40 2.10 0.0173 0.017 36.40 - 1.00 - - 36.40

ปรมาตรรวม - - 1.0173 1.0 - - - - - -

นาหนกรวม 2,328 - - - 2,324.35 - - - - -

ราคาตนทนรวม - - - - - - - - 1,439.76 1,451.31

117

ตารางท ค.10 ราคาคอนกรต กาลงอด 300 ksc ทอายการบม 28 วน ออกแบบตามมาตรฐาน ACI และผสมเพมดวยไดอะตอมไมท 10%

รายการ นาหนก ถ.พ. ปรมาตร ปรมาตร ปรบแก

นาหนก ปรบแก

ราคา ตอถง

ราคา ตอกก.

ราคา ตอลบ.ม

ราคาเดม ราคาใหม

(kg) (m3) (m3) (kg) (บาท) (บาท) (บาท) (บาท) (บาท)

นา 200 1.00 0.2000 0.196 196.29 - - 5 1.00 0.98

ปนซเมนต (50 kg/ถง) 364 3.15 0.1156 0.113 357.24 150 3.00 - 1,092.00 1,071.72

หน 992 2.70 0.3674 0.361 973.58 - - 580 213.10 209.21

ปรมาตรฟองอากาศ - - 0.0200 0.020 - - - - - ปรมาตรทงหมด (ยกเวนทราย)

- - 0.7030 0.690 - - - - -

ทราย 772 2.60 0.2970 0.292 757.95 - - 450 133.67 131.23

ไดอะตอมไมท 36.40 1.96 0.0186 0.018 36.40 66 3.30 - - 120.12

ปรมาตรรวม - - 1.0186 1.000 - - - - - -

นาหนกรวม 2,328 - - - 2,321.46

ราคาตนทนรวม - - - - - - 1,439.76 1,533.26

118

ตารางท ค.11 ราคาคอนกรต กาลงอด 300 ksc ทอายการบม 28 วน ออกแบบตามมาตรฐาน ACI และผสมเพมดวยเพอรไลท Type 2 10%

รายการ นาหนก ถ.พ. ปรมาตร ปรมาตร ปรบแก

นาหนก ปรบแก

ราคา ตอถง

ราคา ตอกก.

ราคา ตอลบ.ม

ราคาเดม ราคาใหม

(kg) (m3) (m3) (kg) (บาท) (บาท) (บาท) (บาท) (บาท)

นา 200 1.00 0.2000 0.192 192.08 - - 5 1.00 0.96

ปนซเมนต (50 kg/ถง) 364 3.15 0.1156 0.111 349.59 150 3.00 - 1,092.00 1,048.76

หน 992 2.70 0.3674 0.353 952.72 - - 580 213.10 204.98

ปรมาตรฟองอากาศ - - 0.0200 0.019 - - - - - ปรมาตรทงหมด (ยกเวนทราย)

- - 0.7030 0.676 - - - - -

ทราย 772 2.60 0.2970 0.286 741.71 - - 450 133.67 128.58

เพอรไลท Type 2 36.40 0.90 0.0396 0.038 36.40 - 14.00 - - 509.60

ปรมาตรรวม - - 1.0396 1 - - - - - -

นาหนกรวม 2,328 - - - 2,272.50

ราคาตนทนรวม - - - - - - 1,439.76 1,892.87

ภาคผนวก ง

บทความวจยทไดรบการตพมพ

110

รายการอางอง กรมทรพยากรธรณ. (2548). เพอรไลท. [ออนไลน]. ไดจาก: http://www.dmr.go.th/Interest /Data

/TI2dataD.htm. คม บวคล และรงสรรค รงสมาวงศ. (2540). การพฒนามอรตารมวลเบาโดยการใชเพอรไลท.

เอกสารงานวจย. ภาควชาวศวกรรมโยธา. จฬาลงกรณมหาวทยาลย. กรงเทพฯ. จนทนา สขมานนท. (2550). INSEE Concrete Handbook. พมพครงท 2. กรงเทพฯ: บรษท เซอร

ตส เพรส จากด. จตรกร ตงอนสรณสข และคณะ. (2548). ผลกระทบของเพอรไลทตอการซมผานอากาศ และ

ปรมาณชองวางอากาศภายในซเมนตมอรตาร. ปรญญานพนธ. สาขาวชาวศวกรรมโยธา. มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร.

จรภทร ขาญาต. (2546). เทคโนโลยไทย. Engineering Today. 1 (3): 17. ชชวาล เศรษฐบตร. (2536). คอนกรตเทคโนโลย. บรษท ผลตภณฑและวตถกอสราง จากด ชชวาล เศรษฐบตร. (2551). ปนซเมนตและการประยกตใชงาน. บรษทเอสซจ ซเมนต จากด ใน

ธรกจซเมนต เครอซเมนตไทย (SCG CEMENT). ณรงคศกด นนทคาภรา และคณะ. (2547). หนอคน.[ออนไลน]. ไดจาก: http://www.soil.civil

.rmut.ac.th /rock/index1.html. ธรวฒน สนศร, ชย จาตรพทกษกล และปรญญา จนดาประเสรฐ. (2548). ผลกระทบของขนาด

อนภาคและรปรางเถาถานหนตอความพรนและการซมผานอากาศของเพสต. การประชมวชาการคอนกรตประจาป ครงท 1. (หนา CON22-CON29). กรงเทพฯ. สมาคมคอนกรตไทย.

บรฉตร ฉตรวระ และ ทวสณห คงทรพย. (2545). ความทนทานของคอนกรตผสมเถาแกลบดาจากโรงสขาว. วารสารวจยและพฒนา มจธ. ปท 25 ฉบบท 4 (ตลาคม-ธนวาคม).

ประพตร กรงพานชย. (2540). การนากากแรสงกะสและวสดพรนเบาเพอรไลทมาผลตเปนคอนกรตเบา. กรงเทพฯ: มหาวทยาลยเกษตรศาสตร.

ปรญญา จนดาประเสรฐ และชย จาตรพทกษกล. (2547). ปนซเมนต ปอซโซลาน และคอนกรต.กรงเทพฯ: สมาคมคอนกรตไทย.

87

ปรญญา จนดาประเสรฐ และอนทรชย หอวจตร. (2548). ปนซเมนตปอรตแลนดผสมเถาลอย แมเมาะ. สานกงานเทคโนโลยเพอชนบท คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน.

มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคล. (2543). ฟสกสราชมงคล ศพทชวะ. [ออนไลน]. ไดจาก: http://www.electron.rmutphysics.com/bio-glossary.

มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม. (2541). ชนสวนคอนกรตมวลเบาแบบมฟองอากาศ–อบไอนา. ประกาศกระทรวงอตสาหกรรม. ฉบบท 2411 (พ.ศ. 2541). สานกงานมาตรฐานผลตภณฑ อตสาหกรรม. กระทรวงอตสาหกรรม. (มอก.1505-2541.)

วนต ชอวเชยร. (2544). คอนกรตเทคโนโลย. พมพครงท 9. กรงเทพฯ. ศรรตน รตนจนทร. (2543). การศกษาเบองตนในการเตรยมวสดเพอผสมทาคอนกรตทมนาหนก

เบาจากดนทมอยในทองถน. รายงานการวจย มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร. สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย [สสวท.]. (2550). ซากดกดาบรรพ.

[ออนไลน]. ไดจาก: http://www.ipst.ac.th/science/index.shtml. สานกเหมองแรและสมปทาน กลมวศวกรรมและความปลอดภย. (2546). เพอรไลท.[ออนไลน].

ไดจาก: http://www.dpim.go.th/ppr/title.php?tid=000001074149948. เสรวฒน สมนทรปญญา. (2538). โลกและหน. พมพครงท 1. กรงเทพฯ: สานกพมพ สรวทยาสาสน. อนนท ปอมประสทธ. (2545). กรมวทยาศาสตรบรการ ศนยความรวทยาศาสตรและเทคโนโลย.

ปอซโซลาน. [ออนไลน]. ไดจาก: http://www.dss.go.th/dssweb/st-articles/files/pep_11 _2545_pozzalan.pdf.

Aydin, A.C. and Gul, R. (2007). Influence of Volcanic Originated Natural Materials as Additives on The Setting Time and Some Mechanical Properties of Concrete. Construction and Building Materials. 21. p.1277-1281.

American Concrete Institute. (1999). Guide for Structural Lightweight Aggregate Concrete. ACI Manual of Concrete Practice. (ACI 213 R-87, Reapproved 1999)

American Concrete Institute. (2000). State of The Art Report on High-Strength Concrete. ACI Manual of Concrete Practice. Part 2. Michigan. (ACI 363 R-92, Reapproved 1997)

American Concrete Institute. (2000). Use of Fly Ash in Concrete. ACI Manual of Concrete Practice. Part 1. Michigan. (ACI 232.2 R-96)

American Society for Testing and Materials. (1991). Standard Specification for Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use as a Mineral Admixture in Portland Cement Concrete. Annual Book of ASTM Standards Vol.04.02. (ASTM C 618-91).

88

American Society for Testing and Materials. (1998). Standard Test Methods for Sampling and Testing Fly Ash or Natural Pozzolans for Use as a Mineral Admixture in Portland-Cement Concrete. Annual Book of ASTM Standards Vol.04.02. (ASTM C 311-98).

American Society for Testing and Materials. (2001). Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2-in. or [50-mm] Cube Specimens). Annual Book of ASTM Standards. Vol.04.01. (ASTM C 109/ C 109 M-99).

American Society for Testing and Materials. (2001). Standard Test Method for Density, Relative Density (Specific Gravity), and Absorption of Fine Aggregates. Annual Book of ASTM Standards Vol.04.02. (ASTM C 128-97).

American Society for Testing and Materials. (2001). Standard Test Method for Density (Unit Weight), Yield, and Air Content (Gravimetric) of Concrete. Annual Book of ASTM Standards. Vol.04.01. (ASTM C 138/ C 138 M-01a).

American Society for Testing and Materials. (2001). Standard Test Methods for Fineness of Hydraulic Cement by Air-Permeability Apparatus. Annual Book of ASTM Standards. Vol.04.02. (ASTM C 204).

American Society for Testing and Materials. (2001). Standard Test Method for Organic Impurities in Fine Aggregates for Concrete. Annual Book of ASTM Standards Vol.04.02. (ASTM C 40-99).

American Society for Testing and Materials. (2001). Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates. Annual Book of ASTM Standards Vol.04.02. (ASTM C 136-96a).

American Society for Testing and Materials. (2001). Standard Test Method for Time of Setting of Hydraulic Cement by Vicat Needle. Annual Book of ASTM Standards. Vol.04.01. (ASTM C 204).

American Society for Testing and Materials. (2001). Standard Test Method for Unit Weight and Voids in Aggregates. Annual Book of ASTM Standards. Vol.04.02. (ASTM C 29/ C 29 M-97a).

Pekmezci, B.Y. and Akyu¨z, S. (2004). Optimum Usage of A Natural Pozzolan for The Maximum Compressive Strength of Concrete. Cement and Concrete Research. 34. p.2175-2179.

89

Fragoulisa, D., Stamatakisb, M.G., Chaniotakisa E. and Columbusb, G. (2004). Characterization of Lightweight Aggregates Produced with Diatomite Rocks Originating From Greece. Materials Characterization. 53. p.307-316.

Topcu, I.B. and Isikdag, B. (2007). Effect of Expanded Perlite Aggregate on The Properties of Lightweight Concrete. Journal of Materials Processing Technology PROTEC-11355; No. of Pages 5.

Kedsarin Pimraksa and Prinya Chindaprasirt. (2008). Lightweight Bricks Made of Diatomaceous Earth, Lime and Gypsum. Ceramics International. CERI-2954; No of Pages 8.

Shannag, M.J. and Shania, H.A. (2003). Sulfates Resistant of High-performance Concrete. Cement and Concrete Composites 25:363-369.

Demirboga, R. and Gul, R. (2003). Thermal conductivity and compressive strength of expanded perlite aggregate concrete with mineral admixtures. Energy and Buildings. 35. p.1155-1159.

Demirboga, R., Orung, I. and Gul, R. (2001). Effects of Expanded Perlite Aggregate and Mineral Admixtures on The Compressive Strength of Low-Density Concretes. Cement and Concrete Research. 31. p.1627-1632.

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

ประวตผเขยน

นายศกดสทธ พนทว เกดวนศกร ท 13 สงหาคม 2519 ทอาเภอเมอง จงหวดรอยเอด เรมการศกษาระดบประถมศกษา ทโรงเรยนเทศบาลวดบรพาภราม จงหวดรอยเอด ศกษาระดบมธยมศกษาปท 1 ถง 3 ทโรงเรยนรอยเอดวทยาลย ศกษาระดบประกาศนยบตรวชาชพ แผนกวชาสถาปตยกรรม ทสถาบนเทคโนโลยราชมงคล วทยาเขตภาคตะวนออกเฉยงเหนอ นครราชสมา ศกษาระดบประกาศนยบตรวชาชพชนสง แผนกวชาโยธา ทโรงเรยนเทคโนโลยชางกลพาณชยการ นครราชสมา และเมอป พ.ศ. 2546 สาเรจการศกษาระดบปรญญาตร ภาควชาวศวกรรมโยธา คณะวชาวศวกรรมศาสตร สถาบนเทคโนโลยราชมงคล วทยาเขตภาคตะวนออกเฉยงเหนอ นครราชสมา (มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลอสาน นครราชสมา ในปจจบน) กอนศกษาในระดบปรญญาตร ปฏบตหนาทเจาหนาทหองปฏบตการทดสอบคอนกรต และหองปฏบตการโครงสราง ภายหลงจบปรญญาตรปฏบตหนาทสอน ณ ภาควชาวศวกรรมโยธา คณะวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลอสาน นครราชสมา ในวฒปรญญาตร ดงนน เพอเปนการพฒนาตนเองทงในดานความร ความสามารถ ในดานการสอน และแนวความคดรเรมใหม ๆ ในดานงานวจย จงเกดแรงจงใจเขาศกษาตอในระดบปรญญาโท สาขาวชาวศวกรรมโยธา สานกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร ในป พ.ศ. 2550 ในระหวางการศกษาไดมบทความวจยตพมพภายในประเทศ 4 บทความ และบทความวจยตพมพตางประเทศ 1 บทความ ดงปรากฏในภาคผนวก ง.