รายละเอียด

โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กที่แช่อยู่ในน้ำทะเล มักพบเจอปัญหาเหล็กเสริมเป็นสนิมและเนื้อคอนกรีตถูกกัดกร่อนจากเกลือในน้ำทะเล งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการแทนที่ปริมาณซีเมนต์ด้วยวัสดุมวลรวมที่มีความพรุนตัว มีจุดประสงค์ คือ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในการช่วยลดการกัดกร่อนของคอนกรีตจากเกลือในน้ำทะเล และศึกษากำลังของซีเมนต์เพสต์ รวมถึงศึกษาผลกระทบของขนาดคละต่อกำลังรับแรงอัด โดยเริ่มต้นจากการออกแบบส่วนผสมของซีเมนต์เพสต์ ให้มีการแทนที่ซีเมนต์ด้วยมวลรวมปริมาณ 20% และ อัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์ (Water Cement Ratio; w/c) เท่ากับ 0.35 ทำการเตรียมตัวอย่างตามอัตราส่วนนี้ โดยแบ่งเป็นการใช้มวลรวมขนาดเดียว คือ ขนาดค้างตะแกรงเบอร์ 18 ปริมาณ 20% และการใช้มวลรวมแบบขนาดคละ ประกอบด้วย ขนาดค้างตะแกรงเบอร์ 4, ค้างตะแกรงเบอร์ 8, ค้างตะแกรงเบอร์ 18 และผ่านตะแกรงเบอร์ 18 ทั้งหมด 4 ขนาด รวมเป็นปริมาณ 20% จากนั้นนำตัวอย่างที่ได้ไปแช่น้ำทะเลที่ระยะเวลา 30 วัน และ 60/90 วัน แล้วนำตัวอย่างแต่ละกรณีไปทำการทดสอบหากำลังรับแรงอัด พบว่าการแทนที่ซีเมนต์ด้วยมวลรวมที่มีความพรุนตัวในปริมาณ 20% นั้นมีแนวโน้มในการช่วยลดการกัดกร่อนจากเกลือในน้ำทะเล เนื่องจากมวลรวมนี้เข้าไปลดปริมาณซีเมนต์ที่ทำปฏิกิริยากับเกลือทะเล และยังเพิ่มวัสดุประสานที่ช่วยพัฒนากำลังของซีเมนต์เพสต์ ทำให้กำลังของซีเมนต์เพสต์เพิ่มขึ้นเมื่อระยะเวลานานขึ้น นอกจากนี้การใช้มวลรวมขนาดเดียว คือ ขนาดค้างตะแกรงเบอร์ 18 มีค่ากำลังรับแรงอัดใกล้เคียงกับการใช้มวลรวมแบบขนาดคละ

วัตถุประสงค์

ในงานโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กที่แช่อยู่ในน้ำทะเล มักพบเจอปัญหาเหล็กเสริมและเนื้อคอนกรีตถูกกัดกร่อนจากเกลือในน้ำทะเล เนื่องจากน้ำทะเลประกอบด้วยไอออนชนิดต่าง ๆ เช่น Ca2+, Na+, K+, Mg2+, SO42-, Cl- และ Fe2+รวมตัวกันเป็นเกลือหลายชนิด เมื่อซีเมนต์แช่อยู่ในน้ำทะเล จะเกิดการทำปฏิกิริยาระหว่าง Ca(OH)2 กับ MgSO4 เกิดเป็นแมกนีเซียมซิลิเกตไฮเดรต (Magnesium silicate hydrate; MSH) ทำให้มีการบวมตัว และลดการเกิดแคลเซียมซิลิเกตไฮเดรต (Calcium silicate hydrate; CSH) ทำให้ความแข็งแรงของซีเมนต์ลดลง
       งานวิจัยนี้จึงได้ศึกษาการแทนที่ปริมาณซีเมนต์ด้วยวัสดุมวลรวมที่มีความพรุนตัว เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในการช่วยลดการกัดกร่อนจากเกลือในน้ำทะเล และยังเป็นการมองเห็นความสำคัญของการใช้ทรัพยากรอย่างคุ้มค่า โดยการนำขี้เลื่อยที่เหลือจากกระบวนการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรมมาผสมกับดินลูกรังแล้วขึ้นรูปเป็นมวลรวมขนาดต่าง ๆ จากงานวิจัยของ Dhanalakshmi et.al. (2015) ได้ทดสอบคอนกรีตที่ถูกผสมด้วยสัดส่วนของดินเผา 10%, 20%, 30% และ 40% ทดแทนทราย ทำการกดเพื่อดูกำลังอัดที่ระยะเวลา 7 วัน, 14 วัน และ 28 วัน ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า ดินเหนียวที่ใช้แทนทรายบางส่วนมีผลดีต่อคุณสมบัติทางกลของคอนกรีตสมรรถนะสูงในสัดส่วนที่ไม่ควรเกิน 30% ดังนั้น ในงานวิจัยจึงใช้สัดส่วนของวัสดุมวลรวมอยู่ที่ 20%
      งานวิจัยนี้ได้นำวัสดุมวลรวมที่มีความพรุนตัวซึ่งผ่านกระบวนการอบให้ความร้อนที่ 1,000 องศาเซลเซียส จนแห้งสนิทและเกิดการเผาไหม้ของขี้เลื่อยจนหมดไป ทำให้เหลือเป็นความพรุนตัวภายในมวลรวม และเหลือซิลิกาจากดินลูกรัง ซิลิกานี้มีแนวโน้มที่จะสามารถทำปฏิกิริยากับสารประกอบในซีเมนต์จนเพิ่มปริมาณแคลเซียมซิลิเกตไฮเดรตซึ่งเป็นวัสดุประสานที่ทำให้คอนกรีตมีความแข็งแรง คณะผู้วิจัยจึงมีความสนใจที่จะพัฒนาประสิทธิภาพของซีเมนต์เพสต์ให้สามารถใช้งานได้หลากหลายมากขึ้น โดยใช้มวลรวมที่มีความพรุนตัวมาแทนที่ปริมาณซีเมนต์ในซีเมนต์เพสต์ เพื่อปรับปรุงความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนจากน้ำทะเล รวมทั้งศึกษากำลังการรับแรงอัดของซีเมนต์เพสต์เมื่อระยะเวลาผ่านไป 7 วัน, 30 วัน และ 60/90 วัน และศึกษาผลของขนาดคละที่มีต่อกำลังการรับแรงอัด

ผู้จัดทำ

ฐิตาภัทร์ โอวาทฬารพร

THITAPHAT OWATLANPORN

#นักศึกษา

สมาชิก

ณปัณญ์ สิงหพันธ์

NAPAN SINGHAPHAN

#นักศึกษา

สมาชิก

ณิชกานต์ พูลทรัพย์

NITCHAKARN POOLSAP

#นักศึกษา

สมาชิก

ทักษพร โพธิขันธ์

TAKSAPORN PHOTIKHAN

#นักศึกษา

สมาชิก

ศลิษา ไชยพุทธ

Salisa Chaiyaput

#อาจารย์

อาจารย์ที่ปรึกษา

ธนาดล คงสมบูรณ์

THANADOL KONGSOMBOON

#อาจารย์

อาจารย์ที่ปรึกษาร่วม

โหวตนวัตกรรมนี้