โครงงานวศวกรรมชลประทาน

(02207499) ท 13/2558

เรอง การศกษาการลดปรมาณการรวซมของน าในดนลกรงโดยใชเบนโทไนต

A Study on Reduction of Water Seepage in Lateritic Soil by Bentonite

ดาเนนงานโดย

นาย ชวาล พรรคเจรญ

นาย ภมะ วนแรก

นาย นพนธ สายแกวราช

เสนอ

ภาควชาวศวกรรมชลประทาน

คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน มหาวทยาลยเกษตรศาสตร

วทยาเขตกาแพงแสน นครปฐม 73140

เพอความสมบรณแหงปรญญาวศวกรรมศาสตรบณฑต (วศวกรรมโยธา-ชลประทาน)

พทธศกราช 2559

ใบรบรองโครงงานวศวกรรมชลประทาน

ภาควชาวศวกรรมชลประทาน

คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน มหาวทยาลยเกษตรศาสตร

เรอง : การศกษาการลดปรมาณการรวซมของน าในดนลกรงโดยใชเบนโทไนต

A Study on Reduction of Water Seepage in Lateritic Soil by Bentonite

นามผทาโครงการ นาย ชวาล พรรคเจรญ

นาย ภมะ วนแรก

นาย นพนธ สายแกวราช

ไดพจารณาเหนชอบโดย

ประธานกรรมการ ………………………………………………………………….

(ผศ.ดร.สมชาย ดอนเจดย)

……… /……... /……...

กรรมการ ………………………………………………………………….

(ผศ.ดร.พงศธร โสภาพนธ)

……… /……... /……...

กรรมการ ………………………………………………………………….

(อ.ดร.ยทธนา ตาละลกษมณ)

……… /……... /……...

หวหนาภาควชา ฯ ………………………………………………………………….

(ผศ.นมตร เฉดฉนทพพฒน)

……… /……... /……...

I

บทคดยอ

ชอเรอง : การศกษาการลดปรมาณการรวซมของน าในดนลกรงโดยใชเบนโทไนต

A Study on Reduction of Water Seepage in Lateritic Soil by Bentonite

โดย : นาย ชวาล พรรคเจรญ

นาย ภมะ วนแรก

นาย นพนธ สายแกวราช

อาจารยทปรกษาโครงการ : …………………………………………………..

(ผศ.ดร.สมชาย ดอนเจดย)

…………..…/………..…/……………

โครงงานวศวกรรมชลประทานน ไดศกษาวธการปรงปรงคณสมบตของดนลกรงดวยการใชโซเดยมเบนโทไนต เพอลดคาการซมผานไดของน า ดนลกรงจะถกนามาผสมกบเบนโทไนตในอตราสวนตางๆ แลวนาไปบรรจในโมลทดสอบจานวน 30 โมล โดยการแบงออกเปน 10 กรณศกษาคอ นาดนกบเบนโทไนตมาผสมกนในอตราสวนต งแตรอยละ 1 ถงรอยละ 10 โดยน าหนก ผลการทดลองช ใหเหนวาการใชเบนโทไนตในการปองกนการรวซมของบอน า คออตราสวนรอยละ 3 โดยน าหนกแหง และตองใชเบนโทไนตในอตราสวนอยางนอยรอยละ 7 โดยน าหนกแหง สาหรบบอขยะ

II

ABSTRACT

Title : A Study on Reduction of Water Seepage in Lateritic Soil by Bentonite

By : Mr.Chawan Pakjarean

Mr.Peema Wanrek

Mr.Nipon Saikeawrad

Project adviser : ..........................................................

(Asst. Prof. Somchai Donjedee, D.Eng.)

............../................../...............

This irrigation project engineering has studied how improves properties of lateritic soil with the use of sodium bentonite to reduce the permeability of water. Laterite soil is mixed with bentonite in different proportions then added to the test mol for 30 mols. This study is divided into 10 cases, mixed in a ratio ranging from 1 percent to 10 percent by weight. The results indicated that the use of bentonite to prevent leakage of water is 3 percent by dry weight. And 7 percent by dry weight for the use in landfill.

III

คานยม

โครงงานวศวกรรมฉบบน สาเรจลลวงดวยดเพราะไดรบความกรณาจาก ผศ.ดร.สมชาย ดอนเจดย ประธานกรรมการทปรกษา ทไดกรณาใหคาปรกษาแนะนาในการทาโครงงานวศวกรรมชลประทานคร งน จนเปนสาเรจผล

ขอขอบคณภาควชาวศวกรรมชลประทาน ทไดอนเคราะหในการใชสถานทสาหรบการทางานทกอยาง ซงทาใหการดาเนนของโครงงานเลมน สาเรจลลวงไปดวยด

ขอขอบพระคณ อ.ดร.จระกานต ศรวชญไมตร ทไดอนเคราะหในการใชเครองมออปกรณและสถานทหองปฏบตการชลศาสตรในการทาโครงงาน ซงทาใหการดาเนนของโครงงานเลมน สาเรจลลวงไปดวยด ขอขอบคณ คณสรพล เจรญชพ ทคอยใหการชวยเหลอและคาแนะนาในการทาโครงงานซงทาใหการดาเนนของโครงงานเลมน สาเรจลลวงไปดวยด

สดทายน ประโยชนและความดท งหลาย อนพงจะไดรบจากโครงงานวศวกรรมเลมน ผจดทาขอมอบใหแก บดา มารดา และอาจารย ทกทานทไดประสทธประสาทวชาความร และความสามารถตางๆใหผจดทา จงขอกราบขอบพระคณไว ณ ทน ดวย

กรกฎาคม 2559

ผจดทา

IV

สารบญ

รายการ หนา

บทคดยอ I

ABSTRACT II

ค ำนยม III

สำรบญ IV

สำรบญตำรำง VI

สำรบญตำรำงผนวก VII

สำรบญรป VIII

สำรบญรปผนวก IX

บทท 1 บทน ำ 1

ทมำและควำมส ำคญของปญหำ 1

วตถประสงค 2

ขอบเขตกำรวจย 2

บทท 2 กำรตรวจเอกสำร 3

2.1 ดน 3

2.1.1 ควำมหมำยของดน 3

2.1.2 สวนประกอบของดน 3

2.1.3 กำรแบงประเภทของดน 4

2.1.4 ประเภทของดนตำมขนำดของเมดดน 4

2.1.5 ขนำดของเมดดน 4

2.1.6 กำรหำขนำดมวลคละของดน (Sieve Analysis) 6

2.1.7 กำรกระจำยของขนำดเมดดน 6

V

2.2 ดนลกรง 7

2.2.1 ควำมหมำยของดน 7

2.2.2 ดนลกรงในประเทศไทย 7

2.2.3 ค ำจ ำกดควำมของดนลกรง 7

2.2.4 กระบวนกำรเกดดนลกรง 8

2.3 เบนโทไนต (Bentonite) 9

2.3.1 ควำมหมำยของเบนโทไนต 9

2.4 ทฤษฏและงำนวจยทเกยวของ 11

บทท 3 อปกรณและวธกำรทดลอง 19

3.1 อปกรณ 19

3.2 วธกำรทดลอง 21

บทท 4 ผลกำรศกษำทดลอง 25

4.1 ผลกำรทดลอง 25

บทท 5 สรปผลกำรทดลอง 40

5.1 สรปผลกำรด ำเนนงำน 40

5.2 ขอเสนอแนะ 41

เอกสำรอำงอง 42

ภำคผนวก 43

ภำคผนวก ก 44

ภำคผนวก ข 56

VI

สารบญตาราง

ตารางท หนา

2.1 ชนดของดนเมดหยาบแยกตามขนาดของเมดดน 5

2.2 ชนดของดนแยกตามมาตรฐานตางๆ 5

2.3 แสดงวธทดสอบหาคาความซมน าทเหมาะสม 14 3.1 แสดงอตราสวนการผสมเบนโทไนต 22 4.1 ผลการทดลองของดนลกรงทผสมเบนโทไนตในอตราสวนตางๆ 38

VII

สารบญตารางผนวก

ตารางผนวกท หนา

1 อตราการซมของตวอยางทดลองท 1 45

2 อตราการซมของตวอยางทดลองท 2 46

3 อตราการซมของตวอยางทดลองท 3 47

4 อตราการซมของตวอยางทดลองท 4 48 5 อตราการซมของตวอยางทดลองท 5 49

6 อตราการซมของตวอยางทดลองท 6 50

7 อตราการซมของตวอยางทดลองท 7 51

8 อตราการซมของตวอยางทดลองท 8 52 9 อตราการซมของตวอยางทดลองท 9 53

10 อตราการซมของตวอยางทดลองท 10 54

11 อตราการซมของตวอยางทดลองท 11 55

VIII

สารบญรป

รปท หนา

2.1 กราฟการกระจายขนาดของเมดดน 6

2.2 เบนโทไนต 11

2.3 การไหลซมของน าผานมวลดน 12

2.4 การไหลของปรมาณน าผานมวลดน 15 3.1 ชดทดสอบแบบPermeability Test 19

3.2 โมลทดสอบ 20

3.3 เบนโทไนต 20

3.4 ดนลกรงและเบนโทไนต 21

3.5 การหาขนาดมวลคละของเมดดน 21

3.6 ดนลกรงทผสมกนแลว 22

3.7 ดนลกรงทผสมกบเบนโทไนต 23

3.8 ดนลกรงทผสมเบนโทไนตในแตละอตราสวน 23

3.9 การบรรจดนลกรงทผสมกบเบนโทไนต ลงในโมลทดสอบ 24

3.10 นาโมลทดสอบประกอบเขากบชดทดสอบแบบ Permeability Test 24 4.1 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 1% 25

4.2 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 2% 26

4.3 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 3 % 27

4.4 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 4 % 28

4.5 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 5% 29

4.6 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 6% 30

4.7 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 7% 31

4.8 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 8% 32

4.9 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 9% 33

4.10 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 10% 34

4.11 อตราการซมเฉลยของดนลกรงทไมผสมเบนโทไนต 35

4.12 กราฟเปรยบเทยบอตราการซมเฉลยของตวอยางทดลองทผสมเบนโทไนต ในชวง 1-10 วน 36

4.13 กราฟเปรยบเทยบอตราการซมเฉลยของตวอยางทดลองท งหมด 37

4.14 `กราฟเปรยบเทยบอตราการซมเฉลยในวนท 10 38

IX

สารบญรปผนวก

รปผนวกท หนา

1 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 1% 45

2 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 2% 46

3 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 3% 47

4 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 4% 48

5 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 5% 49

6 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 6% 50

7 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 7% 51

8 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 8% 52

9 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 9% 53

10 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 10% 54

1

บทท 1 บทนา

ทมาและความสาคญของปญหา ในการทาการเกษตร จาเปนตองใชน าในการเพาะปลก ปญหาหลกๆเกดจากการขาดแคลนน า ไมวาจะเปนปรมาณน าทไมเพยงพอ ฝนตกไมถกตองตามฤดกาล การอยนอกเขตการชลประทาน การแกปญหาอาจมหลายวธ ไมวาจะเปนการศกษาการใชน าใหมประสทธภาพ การวางแผนการใชน า แตทเกษตรกรตองทาอยแลวน น คอ การขดสระเพอใชกกเกบน า ไมวาจะเปนน าฝน น าจากการชลประทาน น าทไดจากธรรมชาต ในการขดสระเพอกกเกบน าไวใชน น ตองคานงถงคณสมบตของดน และ สภาพพ นทของสระโดยสระน าบางแหงถกขดข นโดยน าสามารถไหลเขาไดนอย แตปญหาทเกดข นมกข นอยกบคณสมบตของดน ซงไมสามารถกกเกบน าไวได ปญหาการรวซมสามารถแกไดดวยการปแผนพ นพลาสตก การเทคอนกรต การบดอด การใชสารเคม เปนตน จากขอมลของกรมพฒนาทดนระบไววาประเทศไทยมพ นททเปนดนลกรงอยประมาณ 68,765 ตารางกโลเมตร คดเปน 13.4 % ของพ นทท งหมดในประเทศไทย ซงดนลกรงสวนใหญจะพบอยในบรเวณภาคตะวนออกเฉยงเหนอ แมวาดนเหลาน จะถกจาแนกออกเปนดนทมปญหา แตดวยพ นททางการเกษตรทมอยอยางจากด ดนเหลาน จงไดถกนามาใชประโยชนในทางเกษตรกรรม อาทเชน ปลกพชไร หรอพชเศรษฐกจอนๆ นอกจากน ยงมการขดสระเกบน าเพอใชประโยชนทางการเกษตร ในความเปนจรงแลวดนลกรงมสภาพไมอมน าและไมเหมาะสมสาหรบการขดสระเกบน า แตดวยพ นททางการเกษตรทมจากด จงไมสามารถทจะหลกเลยงได จากเหตผลดงกลาว จงมความจาเปนอยางมากทจะตองหาวธการปรบปรงดนลกรงใหเหมาะสมตอการขดสระเกบน า การวจยคร งน จะเนนศกษาการปรบปรงคณสมบตของดนลกรงดวยการใชโซเดยมเบนโทไนต เพอใหคาการซมผานไดของน าลดตาลง โดยการหาอตราสวนการผสมเบนโทไนตทเหมาะสม ทจะชวยลดการซมผานไดของน า

2

วตถประสงค 1. หาอตราสวนการผสมเบนโทไนตทเหมาะสมและมประสทธภาพการใชงาน เพอลดคา

การซมผานไดของน าในดนลกรง

ขอบเขตการวจย 1. การวจยในครงนเปนการทดลองปรบปรงคณสมบตของดนลกรง เพอชวยลดอตราการ

รวซมของน าในดนลกรง

2. การวจยในครงนเปนการทดลองโดยการควบคมระดบน าใหคงทตลอดเวลา

3. การทดลองใชดนลกรงโดยไมมการบดอด

4. ดนลกรงทน ามาใชเปนดนทมขนาดเมดดนทคละกนด

3

บทท 2 การตรวจเอกสาร

2.1 ดน 2.1.1 ความหมายของดน

ดนเกดจากการกดกรอน ผพง และแตกสลายของหนตางๆ โดยธรรมชาต ท งจากอทธพลของดนฟาอากาศ อณหภม ความช น ความกดดน แรงดงดดของโลก และการเปลยนแปลงทางเคม แลวมการเคลอนยายพดพา โดยตวกลางตางๆ เชน ลม น า ธารน าแขง เปนตน นาไปตกตะกอนทบถมในทตางๆ เปนช นของดนข นมา ทาใหคณสมบตของดนในแตละช นและแตละแหงแตกตางกนไปไมเหมอนกน วศวกรไดแบงวสดทตกตะกอนทบถมกนเปนผวโลกออกเปนดนและหน ดนคอสวนทตกตะกอนและทบถมไมแนน สามารถแยกออกจากกนไดงายๆ เชน นาไปละลายน า เปนตน หนคอสวนทแขงและยดจบตวแนนมาก ไมสามารถแยกออกจากกนไดงายๆ เหมอนดน

ดงน น ความหมายของดนในทางวศวกรรมคอ วสดอะไรกตามทตกตะกอนและทบถมกนไมแนน เชน กรวด (Gravel) ทราย (Sand) ตะกอนทราย (Silt) และดนเหนยว (Clay) หรอสวนผสมของสงเหลาน ซงอาจเปนพวกทมความเชอมแนน (Cohesion) หรอไมมความเชอมแนน (Cohesion less) กได

2.1.2 สวนประกอบของดน ดนประกอบดวยเน อดนหรอเมดดนและชองวางระหวางเมดดน ซงในชองวางอาจจะเตมไปดวยน าหรออากาศ อยางใดอยางหนง หรอท งน าและอากาศปนกน ดงน นอาจกลาวไดวา ดนประกอบดวย 1. ของแขง คอ เน อดนหรอเมดดน โดยปกตจะเปนแรธาตตางๆ 2. ของเหลว ซงอยในระหวางเมดดน โดยปกตจะเปนน า 3. กาซ ซงอยในระหวางเมดดน โดยปกตจะเปนอากาศ ถาชองวางเตมไปดวยอากาศ เรยกวา ดนแหง (Dry soil) ถาชองวางเตมไปดวยน า เรยกวา ดนอมตว (Saturated soil) ถาชองวางมท งน าและอากาศ เรยกวา ดนช น หรอดนเปยก (Partially saturated soil หรอ Moist soil หรอ Wet soil) Moist soil หรอ Wet soil)

4

2.1.3 การแบงประเภทของดน

นอกจากการแบงประเภทของดนตามลกษณะการเกดแลว ดนยงสามารถแบงตามเกณฑอนๆ ไดอก เชน แบงตามขนาดของเมดดน แบงตามความเชอมแนนระหวางเมดดน เปนตน

2.1.4 ประเภทของดนตามขนาดของเมดดน

การแบงประเภทของดนตามขนาดของเมดดนสามารถแยกดนออกไดเปน 4 ประเภทไดแก กรวด ทราย ดนตะกอน และดนเหนยว โดยกรวดและทรายจดอยในกลมของดนเมดหยาบ ในขณะทดนตะกอนและ ดนเหนยวถกจดอยในกลมของดนเมดละเอยด

1. กรวด (Gravel) มลกษณะเหมอนเศษกอนหน สามารถมองเหนและแยกออกเปนเมดเดยวๆ ได ดวยตาเปลา โดยทวไปกรวดมขนาดต งแต 2 มลลเมตรจนถง 150 มลลเมตร

2. ทราย (Sand) มขนาดเลกกวากรวด สามารถมองเหนไดดวยตาเปลา ลกษณะเมดทรายจะคอนขาง กลมและมกจะมแรเฟลดสปารเปนสวนประกอบ ขนาดของเมดทรายจะมคาอยระหวาง 0.075 มลลเมตรถง 2 มลลเมตร

3. ดนตะกอน (Silt) มขนาดเลกมากประมาณ 0.002 มลลเมตรถง 0.075 มลลเมตร ดนประเภทน ไม สามารถแยกเมดไดดวยตาเปลา ลกษณะรปรางจะเปนแผนบางๆ และมกจะมแรไมกาเปนสวนประกอบ

4. ดนเหนยว (Clay) ขนาดเมดดนของดนเหนยวจะมขนาดเลกมาก (เลกกวา 0.002 มลลเมตร) จงไม สามารถมองเหนไดดวยตาเปลา เมดดนมรปรางเปนแผนบางๆ ตามลกษณะของแรดนเหนยว ลกษณะพเศษอก อยางหนงของดนเหนยวคอสามารถแสดงสภาพพลาสตกได

2.1.5 ขนาดของเมดดน ดนแตละชนดจะมขนาดของเมดดนแตกตางกน การแบงชนดของดนเบ องตนจงอาจใชขนาดของเมดดนเปนตวกาหนด ดงแสดงในตารางท 2.1 อยางไรกตามการแบงชนดของดนตามขนาดของเมดดนยงข นอยกบ มาตรฐานทใช ดงแสดงในตารางท 2.2

5

ตารางท 2.1 ชนดของดนเมดหยาบแยกตามขนาดของเมดดน ชนดของดน ขนาดของเมดดน (ม.ม.)

หน (Boulders) <300

กรวดหยาบ (Cobbles) 76-300

กรวด (Gravel) 4.75-76

ทรายหยาบ (Coarse Sand) 2-4.75

ทรายหยาบปานกลาง (Medium Sand) 0.425-2

ทรายละเอยด (Fine Sand) 0.074-0.425

ดนตะกอน (Silt) 0.002-0.074

ดนเหนยว (Clay) <0.002

ตารางท 2.2 ชนดของดนแยกตามมาตรฐานตางๆ

หมายเหต MIT คอ Miracle International Technology co. ltd AASHTO คอ American Association of State Highway and Transportation Officials FAA คอ Federal Aviation Association Unified คอ Unified Communications System

ชนดของดน ขนาดของเมดดน (ม.ม.)

MIT AASHTO FAA Unified

กรวด (Gravel) 2.00 - 100 2.00 - 100 2.00 - 100 4.76 – 100

ทราย (Sand) 0.06 - 2.00 0.074 - 0.074 0.074 - 2.00 0.074 - 4.76

ดนตะกอน (Silt) 0.002 - 0.06 0.002 - 0.074 0.005 - 0.074 0.002 - 0.074

ดนเหนยว (Clay) <0.002 <0.002 <0.005 <0.002

6

2.1.6 การหาขนาดมวลคละของดน (Sieve Analysis) การหาขนาดมวลคละของดนเหมาะสาหรบดนเมดหยาบ เชน กรวด ทราย การทดสอบโดยวธน ทาไดโดยการนาดนทตองการหาขนาด นาไปในรอนตะแกรงขนาดมาตรฐาน ซงตะแกรงทใชรอนน นมหลายขนาด โดยจดใหตะแกรงขนาดใหญทสดอยขางบนและขนาดเลกสดอยขางลาง ขนาดเลกสดเปนตะแกรงเบอร 200 ซงมขนาดรตะแกรงเทากบ 0.075 มม. เมอทาการรอนผานตะแกรงเสรจแลว จะนามาชงเพอคานวณหาปรมาณดนสวนทคางหรอผานตะแกรงขนาดตางๆ เปนเปอรเซนตกบน าหนกดนท งหมดดงสมการดานลาง

เปอรเซนตของดนทคางบนตะแกรง น าหนกของดนแตละตะแกรง

น าหนกของดนท งหมด

เปอรเซนตคางสะสม หาจากผลบวกสะสมของเปอรเซนตของดนทคางบนตะแกรงทใหญกวาเปอรเซนตของดนทผานตะแกรง(%Passing หรอ %Finer หรอ %Smaller) = 100 – เปอรเซนตคางสะสม สวนเมดดนทผานตะแกรงรอนเบอร200 นามาวเคราะหวธไฮโดรมเตอรจากน นนาผลทไดไปเขยนกราฟกจะไดคาประมาณรอยละของดนเหนยวจากการทราบปรมาณรอยละของขนาดเมดดนน น

2.1.7 การกระจายของขนาดเมดดน การกระจายของขนาดเมดดน มกแสดงดวยกราฟแสดงความสมพนธระหวางขนาดเมดในสเกลลอกการทม (Logarithmic Scale) และเปอรเซนตโดยน าหนกของเมดทมขนาดเมดเลกกวาทระบ (Percent Finer) ซงเรยกวากราฟการกระจายของขนาดเมดดน (Grain Size Distribution Curve) ดงแสดงในรปท 2.1

รปท 2.1 กราฟการกระจายขนาดของเมดดน ทมา: สทธศกด (2559)

7

2.2 ดนลกรง 2.2.1 ความหมายของดน ดนลกรงเปนวสดธรรมชาตทเกดจากการผพงของหนในสภาพภมอากาศรอนหรอรอนช นมอณหภมและความช นสง และจากการศกษาของ Russel (1989) พบวาอณหภมทอบอนและมความช นสงมอทธพลตอการผพงของหนมากกวาอณหภมทเยนและมความช นตา การผพงในกระบวนการเกดดนลกรงสวนมากเปนการผพงทางเคม ซงเปนการเปลยนสภาพของแรทประกอบอยในหน หรอในตะกอนทสะสมตวอยบรเวณน น โดยอาจจะมการผพงทางกลศาสตรจากการแตกหกของหนตนกาเนดรวมดวย ดงน นดนลกรงจงมลกษณะแตกตางกนไปในแตละแหลง แตมลกษณะทวไปทเดนชด คอดนมปรมาณเหลกออกไซด (Secondary oxide of iron) และอลมนม (Aluminum) ในปรมาณสง และในบางคร งอาจจะมซลกา (Silica) แรควอทซ (Quartz) และคาโอลไนท (Kaolinite) ในปรมาณสง ลกษณะพเศษของดนลกรง คอ มคณสมบตทแขงตวไดเมอสมผสกบอากาศ

2.2.2 ดนลกรงในประเทศไทย ประเทศไทยมลกษณะภมอากาศเปนแบบรอนช น ซงสภาพภมอากาศดงกลาวเหมาะสมกบการเกดดนลกรงอยางยง จากขอมลของกรมพฒนาทดนระบวาประเทศไทยมพ นททเปนดนลกรงอยประมาณ 68,765 ตารางกโลเมตร คดเปน 13.4 % ของพ นทท งหมดในประเทศไทย ซงดนลกรงสวนมากจะพบอยในบรเวณภาคตะวนออกเฉยงเหนอ Hongsnoi (1969) พบวาดนลกรงทพบในประเทศไทยสามารถแบงออกไดเปน 2 ประเภท ตามลกษณะการเกดดงน 1. Primary Lateritic Soils คอ ดนลกรงทมเหลกออกไซดเปนสวนประกอบในปรมาณทสงและเกดอยเหนอวตถตนกาเนด เหลกทเปนองคประกอบจะไดมาจากแรเฟอรโรแมกนเซยม (Ferromagnesiam) ทมอยในหนช นลาง เหลกออกไซดจะเกดการสะสมในช นดนเนองจากการเปลยนแปลงระดบของน าใตดนในแตละฤดกาล โดยทน าฝนจะทาหนาทในการออกซไดซแรเฟอรโรแมกนเซยม เนองจากในน าฝนจะมออกซเจนและกรดอนทรยละลายอย การเกดดนลกรงประเภทน มกจะเกดเปนช นๆ จากผวดนจนถงช นของหนตนกาเนด 2. Secondary Lateritic Soils คอ ดนลกรงทเกดข นโดยการเคลอนยายมาจากแหลงหนตนกาเนด น าใตดนทไหลผานจะทาใหเหลกออกไซดทอยในดนแขงตวและยงทาใหหนาทในการออกซไดซแรเหลกทอยในบรเวณใกลเคยง ดนลกรงประเภทน โดยทวไปจะไมแบงเปนหลายๆช น เหลกออกไซดในดนประเภทน จะอยกระจดกระจายมากกวาดนลกรงประเภท Primary Lateritic Soils

2.2.3 คาจากดความของดนลกรง พจนานกรมศพทธรณวทยา ฉบบราชบณฑตยสถาน ป 2544 ไดใหความหมายไววา ดนลกรง คอดนทมการสลายตวและพฒนามาเปนระยะเวลานานภายใตสภาพภมอากาศแบบรอนช น มเหลกและอลมเนยมออกไซดในปรมาณสง อนเปนผลมาจากกระบวนการเกดลกรง (Laterization) สวนใหญมสแดง น าตาล หรอเหลอง มกพบเปนเมดลกรงและเมดกรวดผสมปนอย

8

Alexader และ Cady (1962) ไดรวบรวมงานวจยทางดานธรณสณฐานทเกยวของกบดนลกรง โดยใหความหมายไวดงน

Buchanan (1807) เปนผรเรมใชคาวา “laterite” โดยคาวา laterite มาจากรากศพทภาษาลาตนซง later แปลวา “อฐ” โดยใชเรยกดนทพบในมาลาบาร ประเทศอนเดยซงหมายถงดนทมสแดงอฐ (brick-red rock) มความแขงคลายอฐ เนองจากมเหลกผสมอยในปรมาณสง มความพรน ไมแบงช น มความออนพอทจะตดเปนแผนขนาดเทาอฐได และเมอขดพบจะแขงตวอยางรวดเรวเมอต งท งไวในอากาศ จงนยมนามาทาเปนอฐเพอใชในงานกอสราง Mallet (1883) เปนผใหคาจากดความทางเคมของดนลกรง (Laterite Soil) วาเปนดนทมสแดงตามธรรมชาต เนองจากมออกไซดของเหลกและอลมเนยมผสมอย Bauer (1898) ไดใหความหมายของดนลกรงวาหมายถงวสดทมสารประกอบของซลกาและปรมาณของอลมเนยมในรปของไฮดรอกไซดสงเมอเทยบกบปรมาณของ bauxite (แรชนดหนงเปนสารประกอบออกไซดของอะลมเนยม) Fermer (1911) ไดพฒนาการเรยกชอลกรงตามแรพ นฐานทประกอบในลกรง ซงแรพ นฐานทประกอบในลกรงไดแก เหลก อลมเนยม ไทเทเนยม และแมงกานส Lacroix (1913) ไดจาแนกชนดของลกรงตามปรมาณของไฮดรอกไซด ซงสามารถจาแนกออกเปน 3 ประเภทดงน

- True Laterite มไฮดรอกไซดเปนสวนประกอบมากกวา 90 %

- Silicate Laterite มไฮดรอกไซดเปนสวนประกอบ 50 – 90 %

- Laterite Clay มไฮดรอกไซดเปนสวนประกอบ 10 – 50 % Matin และ Doyne (1927) ไดแบงชนดของดนลกรงตามอตราสวนของซลกาตออลมนา ซงสามารถจาแนกออกเปน 3 ประเภทดงน

- True Laterite มอตราสวนของ SiO2 / Al2O3 นอยกวา 1.33

- Silicate Laterite มอตราสวนของ SiO2 / Al2O3 ระหวาง 1.33 – 2.00

- Laterite Clay มอตราสวนของ SiO2 / Al2O3 มากกวา 2.00

2.2.4 กระบวนการเกดดนลกรง กระบวนการเกดดนลกรงแบงออกเปน 3 ข นตอน 1. Decomposition เปนกระบวนทางเคมฟสกสททาใหวตถตนกาเนดดนสลายตวเปนสารประกอบออกไซดประเภทตางๆ เชน เหลกออกไซด (Fe2O3) อลมนมออกไซด (Al2O3) ซลกาออกไซด (SiO2) แมงกานสออกไซด (MnO2) แคลเซยมออกไซด (CaO) โซเดยมออกไซด (Na2O) โปแทสเซยมออกไซด (K2O) แมกนเซยมออกไซด (MgO) และอนๆทอยในรปของอนนทรยสาร

9

2. Laterization เปนกระบวนการทซลกาออกไซด (SiO2) ถกชะลางออกไปเนองจากมการระบายน าทเหมาะสม แตเหลอเหลกออกไซด (Fe2O3) อลมนมออกไซด (Al2O3) ซลกาออกไซด (SiO2) แมงกานสออกไซด (MnO2) จงเกดการรวมตวกนของพวกซลกา ดางและสารประกอบออกไซด 3. Dehydration หรอ Desiccation เปนกระบวนการททาใหเกดความสญเสยความช นเปนผลทาใหเกดการแขงตวและการสญเสยความช นในสารละลายทมออกไซดของเหลกปนอยจะทาใหความเขมขนของเพมข น จนเกดการตกผลกของเหลกออกไซดในรปของ Geothite Lemonite และ Hematite กระบวนการแขงตวของลกรงทเกดจากเหลกออกไซดท ง 3 รปแบบ เคลอบอยทบนอนภาคของดน ซงสวนใหญจะอยในรปของ Hematite กระบวนการ Decomposition และ Laterization เปนกระบวนการทางเคมฟสกสทเกดข นตามธรรมชาต ททาใหเกดแรดนเหนยวในกลมของแรคาโอลไนท (Kaolinite Group) เมอเวลาผานไปซลกาและแรดนเหนยวจะถกชะลางออกไป จะเหลอแตสารประกอบออกไซดของอลมนม เชน Gibbsite หรอออกไซดของเหลก เชน Geothite หรอ Lemonite กระบวนการพดพาดงกลาวถกเรยกวา “ กระบวนการกอกาเนดลกรง (Laterization Process) ” Mohr and Van Beren (1954)

2.3 เบนโทไนต (Bentonite) 2.3.1 ความหมายของเบนโทไนต เบนโทไนตเปนแรดน (Clay Mineral) ทมคณสมบตการพองตวสง ถกต งชอจากสถานท ทมการขดข นมาใชในเชงพาณชยเปนคร งแรก คอท ฟอรดเบนทอน มลรฐไวโอมง สหรฐอเมรกา (Fort Benton, Wyoming USA) โซเดยมเบนโทไนตเมอดดซบน าแลวสามารถในการพองตวไดมาก 15-20 เทาจากปรมาตรเดม มสมบตเปนตวหลอลน และกนการแพรผาน โดยนยมใชเปนหวเจาะโคลน และใชอดหรอยาแนวขอบเขอนทานบ สาหรบแคลเซยมและแคลเซยม-แมกนเซยมเบนโทไนต มความสามารถในการพองตวไดนอยกวาโซเดยมเบนโทไนต ดงน นจงนยมใชเปนสารฟอกส หรอเปนสารดเทอรเจนตในการดดซบน ามนจากพชและสตว นอกจากน ยงมการนาไปดดแปรโดยทาปฏกรยากบกรดไดแอคตเวเตดเคลย (Activated clays) สาหรบใชเปนตวเรงปฏกรยา หรอทาปฏกรยากบโซดาไฟเปลยนจากแคลเซยมเปนโซเดยมเบนโทไนต ในทางธรณวทยา เบนโทไนต อยในตระกลของแรดน มสดสวนจานวนธาตองคประกอบทแตกตางกนไปตามแหลงทพบ ซงทาใหเกดลกษณะทางกายภาพและทางเคมทไมซ ากน สวนใหญกาเนดมาจากภเขาไฟ ในยคทางธรณวทยายคทสาม (ยคทไดโนเสารสญพนธแลว คอ ยคครตาเซยส (146 ลานป ถง 63 ลานปกอน)) หรออาจจะเปนต งแตยคทไดโนเสารยงมชวตอย คอยคจราสสค(190 ลานป ถง 146 ลานปกอน) ในทางทรพยากรธรณ แรเบนโทไนท ประกอบดวย แรมอนตมอรลโลไนท (Montmorillonite: ซลเคตทมลกษณะออน และคลายดน) เปนหลก ปะปนอยรวมกบแรธาตตางๆ

10

เชน เฟลดสปาร Feldspar, แคลไซต Calcite, ซลกา Silica, ยปซม Gypsum, ฯลฯ แรมอนตมอรลโลไนท Montmorillonite อยในกลมดนสเมคไตต Smectite ซงรวมถงแรทมคณสมบตการทางานคลายคลงกนเชน ไบเดลไลต Beidellite, ซาโปไนต Saponite, เฮคโตไรต Hectorite ลกษณะโครงสรางพ นฐานของ แรมอนตมอรลโลไนต คอมลกษณะเปนแผนหรอเกลด ขนาดเลกๆซอนกน 3 ช น มแผนกลางเปนแผนของกลมโมเลกล อลมนมไฮดรอกซลโมเลกลแปดระนาบ Octahedral Aluminum Hydroxyl อยตรงกลางระหวาง แผนของกลมโมเลกลซลคอนออกไซด โมเลกลสเหลยมปรามด Siliconoxygen Tetrahedral โดยทอะตอมของอลมเนยมบางสวน จะถกแทนทดวยอะตอมของแมกนเซยม หรออะตอมของธาตเหลก ซงจะชวยสรางประจลบ บนระนาบดานฐานของโมเลกลซลกา และจะมการสรางสมดลโดยการแลกเปลยนประจบวกกบแผนทอยตดกน ในแรมอนตมอรลโลไนทตามธรรมชาต, ประจบวกเหลาน มกจะเปนแคลเซยม,โซเดยม หรอแมกนเซยม ข นอยกบสภาพดนฟาอากาศและสภาวะแวดลอมในชวงเวลาทกอตว และลกษณะการกอตวข นของแร

ในทางเคม แรมอนตมอรลโลไนต สามารถเขยนเปนสตรโมเลกล ไดดงน : M+ + [Al2y (Mg Fe)y] Si4 O10(OH)2 • nH2O โดยท M+ หมายถงประจบวกทมาทาการแลกเปลยนประจกน อาจเปนไดท งแคลเซยม หรอ โซเดยม โครงสรางทางกายภาพของแรมอนตมอรลโลไนต Montmorillonite คอ กลมของเกลดหรอผลก ทมระนาบฐานทกวาง แตกตางกนอยในชวงความยาวท 0.2-2.0 ไมครอน (10-6 เมตร) และความหนาท 6-10 ไมครอน ซงในความเปนจรง ลกษณะและการกอตวของผลก สามารถแตกตางกนไปได ตามการกาเนด และลกษณะเฉพาะทของแหลงแร ลกษณะและคณสมบตของ Bentonite มความซบซอนและยงคอนขางมความเฉพาะตว แตกตางกนไปตามแหลงแร คณสมบตทาง “เคม-กายวภาค” คอการมขนาดของอนภาคละเอยดมาก และการมประจบวก ททาการแลกเปลยนประจไดด ทาใหสามารถนาไปประยกตใชไดดในเรองการดดซมและการเคลอนตว นอกจากน น คณสมบตเหลาน ยงกอใหเกด การนาไปใชงานแบบใหมๆ ไดอยางมากมาย หลงจากการถลงและแปรรป แหลงเบนโทไนตทสาคญของโลกอยทเมองไวโอมง (Wyoming) ประเทศสหรฐอเมรกา รองลงมาไดแก กลมประเทศอสระทแยกตวจากรสเซยมเดม (CIS) ประเทศกรซ เยอรมน ญปน และตรก โดยคดเปนรอยละ 84 ของกาลงการผลตโลกในป 1995 และจากการสารวจแหลงดนเบนโทไนตพบวามปรมาณสารองอย 1452 ลานตน ในขณะทมปรมาณการใชเฉลยอยท 9.8 ลานตนตอป ในป 1997-1998 พบวาราคาเฉลยของดนดบชนดน อยท 98 เหรยญสหรฐตอตน และเมอผานกระบวนการตางๆ แลว ราคาจะอยในชวงกวางต งแต 50 ถง 250 เหรยญสหรฐตอตน ข นอยกบสมบต ปรมาณและความตองการ สาหรบประเทศไทย เบนโทไนตน จะพบมากในอาเภอชยบาดาล จงหวดลพบร เปนชนดแคลเซยมเบนโทไนต

11

2.4 ทฤษฏและงานวจยทเกยวของ จากมาตรฐาน ASTM D 2434 – 68 มวลดนเปนวสดทมชองวางตอเนองในระหวางเมดดน ดงนนเมอมนาทมความดนตางกนระหวาง 2 จดในมวลดน กจะมการไหลของนาผานชองวางเหลานน ความสามารถทมวลดนใหนาซมผานไปไดน เรยกวา “ความซมนาของดน” (Permeability), k ถามวลดนทนาซมผานไดงาย คา k กจะสง เรามกเรยกวา “ชนดนทบนา” (Pervious Soil) ถานาซมผานไดมาก คา k ตา จะเรยกวา “ชนดนไมทบนา” (Impervious Soil) คาความซมน าของดน เปนคณสมบตทางฟสกสทสาคญ ซงเกยวของกบพฤตกรรมของดนหลายอยาง เชน การรวซมของน าทเกบกกโดยการปดกนโดยเขอนดน, ความมนคงของลาดเขอน ซงเกยวของกบแรงดนน าภายในตวเขอน, อตราการทรดตวของช นดนเกดจากน าหนกสงกอสราง, ความมนคงและปรมาณน าทไหลเขาบอทขดเพอกอสรางฐานราก, และแมกระทงปรมาณน าทสามารถสบข นมาใชไดจากการเจาะน าบาดาล การหาคาสมประสทธความซมน าไดในสนาม (Field permeability test) ทาโดยการเจาะฝงทอลงไปในดน ถาช นดนทตองการหาคาความซมไดอยเหนอระดบน าใตดน ใหใชวธสบน าลงไปในหลมเจาะ ถาช นดนอยใตระดบน าใตดน จะใชวธสบน าเขาในหรอออกจากหลมเจาะกได แลววดอตราการไหลของน าทจะรกษาระดบความดนคงทคาสมประสทธความซม การไหลซมของน าผานมวลดน เปนแบบ “Laminar Flow” ผานชองคดเค ยวระหวางเมดดน ในขณะเดยวกนแรงดนของน ากจะเสยไปเพราะแรงเสยดทานของผวเมดดน Darcy นกวทยาศาสตรชาวฝรงเศสไดเสนอกฎแหงการไหลซมไววา “ความเรวของการไหลซมของของเหลวผานตวกลางพรน (เชนมวลดน) จะเปนปฏภาคกบกบไฮดรอลคเกรเดยน (Hydraulic Gradient)”

รปท 2.2 เบนโทไนต ทมา: บรษท เทพเกษตร อตสาหกรรม จากด

12

การไหลซมของน าผานมวลดน

จาก หรอ ...สมการท 1

เมอ v = ความเรวของการไหลซม (LT-1

I = ความชนชลศาสตร = k = ความซมน าของตวกลาง ซงเปนคาคงท (LT-1) h = ความตางของระดบน า (Head Difference) L = ชวงความยาวของการซม

จากสตร v = ki จะนาไปใชในงานวเคราะหปญหาทางการไหลซมของน าผานช นดนไดเกอบทกแบบ สงสาคญคอคาคงททเปนคณสมบตเฉพาะของช นดนทเรยกวาคาความซมน า (Permeability) ซงจะข นอยกบอทธพลของสงตอไปน

1. ขนาดและรปรางของเมดดน (Grain Size and Shape) แททจรงแลวคาความซมน าควรจะข นอยกบขนาดและรปรางของชองวางระหวางเมดดนมากกวาแตคณสมบตท งสองของมวลดนมความสมพนธกนอยางใกลชด เชน ดนทมเมดเลกบางและเปนแผน ชองวางทน าซมผานกมกจะมลกษณะเชนเดยวกน Allen Hazen ไดเสนอวาในทรายและกรวด คาความซมน าจะสมพนธกบขนาดของเมดดน ดงน

K = 100 * (D10)2 ซม./วนาท ...สมการท 2

โดย D10 = ขนาดเมดเมอม 10 เปอรเซนต โดยน าหนกเปนเมดทเลกกวาทระบ (ซ.ม.)

รปท 2.3 กำรไหลซมของน ำผำนมวลดน ทมา: สทธศกด (2559)

13

2. ความหนดของของเหลวทซมผาน (Viscousity of Pore Fluid) ในทางวศวกรรมโยธามกเกยวของกบน าเทาน น แตความหนดของน ากอาจเปลยนแปลงไดเนองจากอณหภม และมกจะยดถอเอาความหนดทอณหภม 20°c เปนเกณฑ เมออณหภมเพมข น ความหนดจะลดลง ทาใหน าซมผานไดงาย ดงน นคาความซมน า ณ. อณหภมตางๆ อาจมความสมพนธกนทอณหภม 20°c ดงน

...สมการท 3

โดย , เปนความหนดของน าทอณหภม 20°c และ T°c ตามลาดบ

3. ความพรนรวมของดน (E) หมายถง เปอรเซนตของสดสวนระหวางปรมาตรของสงทไมไชของแขงและปรมาตรรวมของดน สามารถหาไดจากสตรดงตอไปน

...สมการท 4

เมอ E = ความพรนของดน Vns = ปรมาตรทไมใชของแขง Vb = ปรมาตรท งหมดของดน

ถาตองการหาความสมพนธระหวางความพรนของดนท งหมด กบความหนาแนนรวมและความหนาแนนของอนภาคของดน สามารถหาไดจากสตรดงตอไปน

...สมการท 5

เมอ E = ความพรนของดน Db = ความหนาแนนรวม Ds = ความหนาแนนอนภาค

4. สดสวนของชองวาง (e) คอ อตราสวนระหวางปรมาตรของสวนทไมเปนของแขง (Vns) กบปรมาตรสวนทเปนของแขง (Vs) มสตรดงน

...สมการท 6

เมอ e = สดสวนของชองวาง Vns = ปรมาตรของสวนทไมเปนของแขง Vs = ปรมาตรสวนทเปนของแขง

14

ถาตองการหาความสมพนธระหวางสดสวนของชองวางกบความหนาแนน สามารถหาไดตามสตรดงตอไปน

...สมการท 7

เมอ e = สดสวนของชองวาง Ds = ความหนาแนนของอนภาค Db = ความหนาแนนรวม ถาตองการหาความสมพนธระหวางความพรนท งหมดกบสดสวนของชองวาง สามารถหาไดจากสตรดงตอไปน

...สมการท 8

หรอ

5. ความอมตวของมวลดน (Degree of Saturation) เมอมวลดนไมอมตว ยอมจะมฟองอากาศคอยก นชองวาง ทาใหน าไหลซมไมสะดวก ดงน นในการทดลองในหองปฏบตการจงมกใชตวอยางดนทอมตว เพอหลกเลยงอทธพลน

การทดลองหาคาความซมน าอาจทาไดหลายวธ เชน แบบความดนน าคงท (Constant head) หรอความดนน าเปลยนไป (Variable head) หรอแมแตทดสอบในสนาม ดงน นการเลอกใชวธทดลองจงมสวนสาคญ ซงพอจะแนะนาไดดงน

ตารางท 2.3 แสดงวธทดสอบหาคาความซมน าทเหมาะสม

ลกษณะดน ชวงคาความซมน า ซ.ม./วนาท วธทควรใช

ดนเหนยวคงสภาพ 10-5 – 10-9 Variable head Consolidometer

ดนทราย 10-1 – 10-4 Constant head

ดนลกรงบดอด 10-3 – 10-8 Constant head โดยใชความดนเขาชวย

ดนเหนยวบดอด 10-4 – 10-9 Constant head หรอ Consolidometer

15

การทดลองหาคาความซมน าโดยวธความดนคงท (Constant head) จากสมการ v = ki ถาพ นทหนาตดของตวอยางดนเทากบ A

ดงน น ปรมาณน าทไหลผานตวอยางดนจะเทากบ

...สมการท 9 เมอ K = คาความซมน าของตวอยางดน ซงตองการทราบ

i = ไฮโดรลคเกรเดยน =

เมอแทนคา i แลวหาคา k ในเทอมตวแปรตาง ๆ จะได

...สมการท 10

เมอ

Q = ปรมาณน าทวดระหวางการทดสอบ ,ซม.3 / วนาท

L = ความยาวของตวอยางดน , ซม.

A = พ นทหนาตดตวอยางดน , ซม.2

K = คาความซมน าของตวอยางดน

h = ความตางของระดบน า (ดงรปท 2.5 ) , ซม.

รปท 2.4 การไหลของปรมาณน าผานมวลดน ทมา: สทธศกด (2559)

16

ในกรณทใชความดนเขาชวย

…สมการท 11

เมอ h = ความตางของระดบน า , ซม. P = ความดน = น าหนกจาเพาะของน า = 9,810 นวตน/ลกบาศกเมตร

จาก

…สมการท 12

เมอ Q = ปรมาณน าทวดระหวางการทดสอบ ,ซม.3 / วนาท

L = ความยาวของตวอยางดน , ซม.

A = พ นทหนาตดตวอยางดน , ซม.2

h = ความตางของระดบน า , ซม.

K = คาความซมน าของตวอยางดน

รปท 2.5 การทดสอบความซมน าโดยวธความดนคงท ทมา: สทธศกด (2559)

17

นาสมการท 11 แทนในสมการท 12

จะได

...สมการท 13

รปท 2.6 แสดงการทดสอบความซมน าโดยวธความดนเปลยน ทมา: สทธศกด (2559)

18

จากสมการ Q = vA =kiA

พจารณาทชวงเวลาใดๆ

เมอ a, A = พ นทหนาตดของหลอดแกวและตวอยางดน ตามลาดบ, ซม.2

L = ความยาวของตวอยางดน, ซม. T = เวลาททาการทดลองปลอยใหระดบน าตกจากระดบ h1 ถงระดบ h2 , วนาท h1, h2 = ระดบน าเมอเรมจบเวลาและระดบน าเมอเวลาผานไป 0 และ T วนาท ตามลาดบ, ซม.

K = คาความซมน าของตวอยางดน

...สมการท 14

19

บทท 3 อปกรณและวธการทดลอง

3.1 อปกรณ การศกษาเพอลดปรมาณการรวซมของน าในบอดนน ทาโดยวดคาสมประสทธการซมน า อปกรณทใชในการทดลอง คอ ชดทดสอบแบบPermeability Test (รปท 3.1) ประกอบดวย ถงน า 20 ลตร ตดต งทความสง 1.20 เมตรจากชดทดสอบ ทถงน ามการตดต งลกลอย (FOAT VALVE) เพอควบคมระดบน าใหคงทอยตลอดเวลา ใชตวอยางทดสอบ (รปท 3.2) ทมเสนผานศนยกลางภายใน 3 น ว สง 25 ซ.ม. มฝาปดหว-ทายและทอสาหรบใหน าเขาและออก ตวอยางทนามาทดสอบ คอ ดนลกรง, เบนโทไนต (รปท 3.3)

รปท 3.1 ชดทดสอบแบบPermeability Test

20

รปท 3.2 โมลทดสอบ

รปท 3.3 เบนโทไนต

21

3.2 วธการทดลอง การทดลองเพอศกษาวธการลดอตราการรวซมของน าในดนลกรงมวธการดงน 1. จดเตรยมวสดทใชในการทดลอง คอ ดนลกรง และ เบนโทไนต ดงรปท 3.4

2.นาดนลกรงทเตรยมไวมาตากใหแหงเพอใหความช นในดนเรมตนมคาใกลเคยงกน

3. นาดนลกรง 1 กโลกรมมาทาการจาแนกขนาดเมดดน เปนเวลา 15 นาท เพอหาขนาดของเมดดน

โดยเลอกใชตะแกรงเบอร 1, ¼ , 10 , 18 , 40 , 100 และ 200 ดงรปท 3.5

รปท 3.4 ดนลกรงและเบนโทไนต

รปท 3.5 การหาขนาดมวลคละของเมดดน

22

4. เลอกดนลกรงทคางบนตะแกรงเบอร 10 , 40 และ 100 มาผสมใหคละกน เนองจากเปนการกระจายตวของเมดดนทคละกนด โดยนามาผสมในอตราสวน 1:1:1 ดงรปท 3.6

5. นาดนลกรงทคละกนแลวมาผสมกบเบนโทไนตในอตราสวนทตองการ ดงตารางท 3.1

ตารางท 3.1 แสดงอตราสวนการผสมเบนโทไนต

น าหนกของดนลกรง (กรม)

เปอรเซนตของเบนโทไนต (%)

น าหนกของเบนโทไนต (กรม)

6000 1 % 60

6000 2 % 120

6000 3 % 180

6000 4 % 240

6000 5 % 300

6000 6 % 360

6000 7% 420

6000 8 % 480

6000 9 % 540

6000 10 % 600

รปท 3.6 ดนลกรงทผสมกนแลว

23

6. นาดนลกรง 6 กโลกรมทคละกนแลวมาผสมกบเบนโทไนต ดงรปท 3.7

7. ทาการแบงตวอยางทดลอง เพอใหไดโมลทดสอบทมคณลกษณะเหมอนกน 3 ตวอยาง ดงรปท 3.8

รปท 3.7 ดนลกรงทผสมกบเบนโทไนต

รปท 3.8 ดนลกรงทผสมเบนโทไนตในแตละอตราสวน

24

8. นาดนลกรงทผสมกบเบนโทไนตจนคละ และดนลกรงทไมผสมเบนโทไนต บรรจในโมลทดสอบ ดงรปท 3.9

9. นาตวอยางทดสอบท งหมด เขาประกอบกบชดทดสอบแบบ Permeability Test จากน นเปดน าใหไหลผานโมลทดสอบ 24 ชวโมง เพอใหตวอยางทดสอบอมตวดวยน า และทาการวดอตราการซมทกๆ 24 ชวโมง โดยใชระยะเวลา 10 นาทในการวดอตราการซม ดงรปท 3.10

รปท 3.9 การบรรจดนลกรงทผสมกบเบนโทไนต ลงในโมลทดสอบ

รปท 3.10 นาโมลทดสอบประกอบเขากบชดทดสอบแบบ Permeability Test

25

บทท 4 ผลการศกษาทดลอง

4.1 ผลการทดลอง จากการศกษาทดลองทไดทาการศกษาความสามารถของเบนโทไนตในการลดอตราการซมผานของน า โดยการหาอตราการซมของน าทซมผานตวอยางทดลองท ง 10 ตวอยาง โดยทาการวดอตราการซมผานของน าในแตละตวอยางทดลองทกๆ 24 ชวโมง ไดผลดงตอไปน

รปท 4.1 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 1% จากกราฟท 4.1 พบวาเมอเรมเปดน าใหไหลเขาสระบบ อตราการซมของน าในดนลกรงผสมเบนโทไนต 1% มอตราการซมสง และมคาลดลงเรอยๆ โดยวนท 1 พบวามอตราการซมเฉลย 0.0136 เซนตเมตร/วนาทและวนท 10 พบวามอตราการซมเฉลย 0.0023 เซนตเมตร/วนาท

0.00000

0.00200

0.00400

0.00600

0.00800

0.01000

0.01200

0.01400

0.01600

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

26

จากกราฟท 4.2 พบวาเมอเรมเปดน าใหไหลเขาสระบบ อตราการซมของน าในดนลกรงผสมเบนโทไนต 2% มอตราการซมสง และมคาลดลงเรอยๆ โดยวนท 1 พบวามอตราการซมเฉลย 0.0058 เซนตเมตร/วนาท และวนท 10 พบวามอตราการซมเฉลย 0.0009 เซนตเมตร/วนาท

รปท 4.2 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 2%

0.00000

0.00100

0.00200

0.00300

0.00400

0.00500

0.00600

0.00700

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

27

จากกราฟท 4.3 พบวาเมอเรมเปดน าใหไหลเขาสระบบ อตราการซมของน าในดนลกรงผสมเบนโทไนต 3% มอตราการซมสง และมคาลดลงเรอยๆ โดยวนท 1 พบวามอตราการซมเฉลย 0.0054 เซนตเมตร/วนาท และวนท 10 พบวามอตราการซมเฉลย 0.0002 เซนตเมตร/วนาท

รปท 4.3 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 3 %

0.00000

0.00100

0.00200

0.00300

0.00400

0.00500

0.00600

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

28

จากกราฟท 4.4 พบวาเมอเรมเปดน าใหไหลเขาสระบบ อตราการซมของน าในดนลกรงผสมเบนโทไนต 4% มอตราการซมสง และมคาลดลงเรอยๆ โดยวนท 1 พบวามอตราการซมเฉลย 0.00076 เซนตเมตร/วนาท และวนท 10 พบวามอตราการซมเฉลย 0.00013 เซนตเมตร/วนาท

รปท 4.4 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 4 %

0.00000

0.00010

0.00020

0.00030

0.00040

0.00050

0.00060

0.00070

0.00080

0.00090

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

29

จากกราฟท 4.5 พบวาเมอเรมเปดน าใหไหลเขาสระบบ อตราการซมของน าในดนลกรงผสมเบนโทไนต 5% มอตราการซมสง และมคาลดลงเรอยๆ โดยวนท 1 พบวามอตราการซมเฉลย 0.00055 เซนตเมตร/วนาท และวนท 10 พบวามอตราการซมเฉลย 0.00013 เซนตเมตร/วนาท

รปท 4.5 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 5%

0.00000

0.00010

0.00020

0.00030

0.00040

0.00050

0.00060

0.00070

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

30

จากกราฟท 4.6 พบวาเมอเรมเปดน าใหไหลเขาสระบบ อตราการซมของน าในดนลกรงผสมเบนโทไนต 6% มอตราการซมสง และมคาลดลงเรอยๆ โดยวนท 1 พบวามอตราการซมเฉลย 0.0025 เซนตเมตร/วนาท และวนท 10 พบวามอตราการซมเฉลย 0.000033 เซนตเมตร/วนาท

รปท 4.6 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 6%

0.00000

0.00005

0.00010

0.00015

0.00020

0.00025

0.00030

0.00035

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

31

จากกราฟท 4.7 พบวาเมอเรมเปดน าใหไหลเขาสระบบ อตราการซมของน าในดนลกรงผสมเบนโทไนต 7% มอตราการซมสง และมคาลดลงเรอยๆ โดยวนท 1 พบวามอตราการซมเฉลย 0.000667 เซนตเมตร/วนาท และวนท 10 พบวาไมมอตราการซม

รปท 4.7 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 7%

0.00000

0.00010

0.00020

0.00030

0.00040

0.00050

0.00060

0.00070

0.00080

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

32

จากกราฟท 4.8 พบวาเมอเรมเปดน าใหไหลเขาสระบบ อตราการซมของน าในดนลกรงผสมเบนโทไนต 8% มอตราการซมสง และมคาลดลงเรอยๆ โดยวนท 1 พบวามอตราการซมเฉลย 0.000267 เซนตเมตร/วนาท และวนท 10 พบวาไมมอตราการซม

รปท 4.8 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 8%

0.00000

0.00005

0.00010

0.00015

0.00020

0.00025

0.00030

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

33

จากกราฟท 4.9 พบวาเมอเรมเปดน าใหไหลเขาสระบบ อตราการซมของน าในดนลกรงผสมเบนโทไนต 9% มอตราการซมสง และมคาลดลงเรอยๆ โดยวนท 1 พบวามอตราการซมเฉลย 0.00045 เซนตเมตร/วนาท และวนท 10 พบวาไมมอตราการซม

รปท 4.9 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 9%

0.00000

0.00005

0.00010

0.00015

0.00020

0.00025

0.00030

0.00035

0.00040

0.00045

0.00050

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

34

จากกราฟท 4.10 พบวาเมอเรมเปดน าใหไหลเขาสระบบ อตราการซมของน าในดนลกรงผสมเบนโทไนต 10% มอตราการซมสง และมคาลดลงเรอยๆ โดยวนท 1 พบวามอตราการซมเฉลย 0.000325 เซนตเมตร/วนาท และวนท 10 พบวาไมมอตราการซม

รปท 4.10 อตราการซมเฉลยของดนลกรงผสมเบนโทไนต 10%

0.00000

0.00005

0.00010

0.00015

0.00020

0.00025

0.00030

0.00035

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

35

จากกราฟท 4.11 พบวาเมอเรมเปดน าใหไหลเขาสระบบ อตราการซมของน าในดนลกรงทไมผสมเบนโทไนต มอตราการซมสง และมคาอตราการซมลดลงอยางชาๆ โดยวนท 1 พบวามอตราการซมเฉลย 0.02 เซนตเมตร/วนาท และวนท 23 พบวามอตราการซมเฉลย 0.012 เซนตเมตร/วนาท

นาคาเฉลยของตวอยางทดลองทผสมเบนโทไนตท งหมดมาสรางเปนกราฟเปรยบเทยบอตราการซมเฉลยในชวง 1-10 วน ดงรปท 4.12 และนาคาเฉลยของตวอยางทดลองทผสมเบนโทไนตท งหมดมาเปรยบเทยบกบตวอยางทดลองทไมผสมเบนโทไนต ดงรปท 4.13

รปท 4.11 อตราการซมเฉลยของดนลกรงทไมผสมเบนโทไนต

0.00000

0.00500

0.01000

0.01500

0.02000

0.02500

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

36

จากรปท 4.12 อตราการซมเฉลยของดนทผสมเบนโทไนต 1% มคาอตราการซมสงทสดและอตราการซมเฉลยของดนทผสมเบนโทไนต 10% มคาอตราการซมตาทสด โดยมคาเทากบ 1.39x10-7 เซนตเมตร/วนาท และไมมอตราการซม ตามลาดบ

รปท 4.12 กราฟเปรยบเทยบอตราการซมเฉลยของตวอยางทดลองทผสมเบนโทไนต ในชวง 1-10 วน

37

จากรปท 4.13 คาอตราการซมเฉลยของดนลกรงทไมผสมเบนโทไนต มคาอตราการซมสงมากเมอเทยบกบดนลกรงทมการผสมเบนโทไนต โดยมคาเทากบ 7.63 x 10-7 เซนตเมตร/วนาท โดยในชวง 5 วนแรก มคาอตราการซมสงและลดลงอยางรวดเรว เมอเขาวนท 6 อตราการซมกเพมข นอยางรวดเรว จนเขาวนท 10 อตราการซมกไมเพมข นอก และเรมมคาลดลงอยางชาๆ แมจะผานไป 23 วน กยงสามารถวดคาอตราการซมได จากรปท 4.13 แสดงใหเหนวา คาอตราการซมเฉลยของดนลกรงทไมผสมเบนโทไนต มคาสงมากเมอเทยบกบดนลกรงทผสมเบนโทไนต โดยดนลกรงทผสมเบนโทไนต มคาอตราการซมทลดลงและคงทในเวลาอนรวดเรว ตางจากดนลกรงทไมผสมเบนโทไนต ซงมคาอตราการซมทลดลงอยางชาๆ และใชระยะเวลานานกวาทคาอตราการซมจะเรมคงท

รปท 4.13 กราฟเปรยบเทยบอตราการซมเฉลยของตวอยางทดลองท งหมด

38

จากกราฟท 4.14 แสดงคาสมประสทธการซมผานไดของน าในวนท 10 ของตวอยางทดลองท งหมด จากกราฟช ใหเหนวา คาสมประสทธการซมผานจะลดลงเมอปรมาณของเบนโทไนตเพมข น ดงตารางท 4.1

ตารางท 4.1 ผลการทดลองของดนลกรงทผสมเบนโทไนตในอตราสวนตางๆ

อตราสวนผสม คาสมประสทธการซมผานของน า,K

(เซนตเมตร/วน) เบนโทไนต 1 % 7.93 x 10-6 เบนโทไนต 2 % 3.13 x 10-6 เบนโทไนต 3 % 7.97 x 10-7 เบนโทไนต 4 % 4.67 x 10-7 เบนโทไนต 5 % 4.67 x 10-7 เบนโทไนต 6 % 1.17 x 10-7 เบนโทไนต 7 % 0 เบนโทไนต 8 % 0 เบนโทไนต 9 % 0 เบนโทไนต 10 % 0

รปท 4.14 กราฟเปรยบเทยบอตราการซมเฉลยในวนท 10

39

จากกราฟขอมลการทดลองท งหมดจะเหนวาในชวง 4 วนแรก คาอตราการซมจะไมคงท เนองจากดนในกระบอกยงไมมการจดเรยงตวทดและอากาศทแทรกตวอยในชองวางระหวางเมดดน อนเปนอปสรรคในการซมผานของน า ทาใหอตราการซมมคาลดลง และสาเหตทคาอตราการซมมคาเพมข น เกดจากอากาศทกระจายอยภายในเมดดนหลดออกไปกบน า ทาใหน าสามารถซมผานไดงายและทาใหอตราการซมมคาเพมข น ในชวงวนท 5 ถงวนท 10 คาอตราการซมจะลดลงเรอยๆ จนคาอตราการซมเรมคงท

40

บทท 5 สรปผลการทดลอง

5.1 สรปผลการดาเนนงาน การศกษาวจยคร งน ไดทาการศกษาวธการปรบปรงคณสมบตของดนลกรงดวยการใชโซเดยมเบนโทไนต เพอหาอตราสวนผสมเบนโทไนตทเหมาะสม เพอเปนขอมลการนาไปใชประโยชนจากการรวซมของบอน าและบอขยะ

การศกษาไดนาดนลกรงมาผสมกบเบนโทไนตในอตราสวนรอยละ 1,2,3,4,5,6,7,8,9 และ10 โดยน าหนกแหง การทดลองช ใหเหนวา หากเพมปรมาณรอยละของเบนโทไนต จะทาใหอตราการซมผานไดของน าลดลง โดยเมอเวลาผานไป 10 วน อตราการซมจะมคาคอนขางคงท โดยอตราการซมของดนลกรงกบเบนโทไนตรอยละ 1 มคาเทากบ 7.93x10-6 เซนตมตร/วนาท ดนลกรงกบเบนโทไนตรอยละ 2 มคาเทากบ 3.13x10-6 เซนตมตร/วนาท ดนลกรงกบเบนโทไนตรอยละ 3 มคาเทากบ 7.97x10-7 เซนตมตร/วนาท ดนลกรงกบเบนโทไนตรอยละ 4 มคาเทากบ 4.67x10-7 เซนตมตร/วนาท ดนลกรงกบเบนโทไนตรอยละ 5 มคาเทากบ 4.67x10-7 เซนตมตร/วนาท ดนลกรงกบเบนโทไนตรอยละ 6 มคาเทากบ 1.17x10-7 เซนตมตร/วนาท และพบวาไมมอตราการซม เมอผสมเบนโทไนตในอตราสวนรอยละ 7-10 โดยน าหนกแหง

จากขอมลกองสารวจและจาแนกดน พ.ศ. 2545 กาหนดใหช นดนกนซมสาหรบการกอสรางบอน า มคาสมประสทธการซมผานไดของน าตากวา 1x10-6 เซนตมตร/วนาท การทดลองช ใหเหนวา การใชเบนโทไนตในการปองกนการรวซมของบอน า ตองใชเบนโทไนตอยางนอยในอตราสวนรอยละ 3 โดยน าหนกแหง และจากขอมลกรมควบคมมลพษ พ.ศ. 2541 กาหนดคาสมประสทธการซมผานไดของน าตากวา 1x10-7 เซนตมตร/วนาท สาหรบบอขยะ การทดลองช ใหเหนวา การใชเบนโทไนตในการปองกนการรวซมของบอขยะ ตองใชเบนโทไนตในอตราสวนรอยละ 7 ข นไป

41

5.2 ขอเสนอแนะ 1. ควรเปลยนขนาดของเมดดน โดยใชดนทมขนาดของเมดดนทคละกนไมดมาทดลอง เพอ เปรยบเทยบผลการทดลองกบดนทมขนาดเมดดนคละกนด 2. ควรศกษาผลการทดลองโดยใชดนทไดรบการบดอด ในการทดลองคร งน เปนการทดลองโดยใชดนทไมไดบดอด เนองจากขอจากดของเวลา 3. ในการทดลองควรจะทาการปรบเปลยนความสงของถงน าในชดทดสอบแบบ Permeability Test 4. ควรศกษาวสดชนดอนๆ ทชวยลดอตราการซมผานไดของน า เนองจากเบนโทไนตทใชในการทดลองหาซ อไดยาก

42

เอกสารอางอง

AMCOL International (Thailand) Ltd. (2550). แรเบนโทไนตคออะไร. Retrieved กรกฎาคม 18, 2559, from http://www.amcolmineralsasia.com/APPLICATIONS-PRODUCTS/Construction

คณะกรรมการกาหนดมาตรการอนรกษดนและน า และการจดการทดน. (1984). การจดการดนลกรง. กรงเทพมหานคร: กรมพฒนาทดน กระทรวงเกษตรและสหกรณ.

บรษท เทพเกษตร อตสาหกรรม จากด. (2554). โซเดยมเบนโทไนตกบอตสาหกรรม. Retrieved มถนายน 3, 2559, from http://www.siliconclay.com/sodiumbentonite.html

ผศ.ดร.สทธศกด ศรลมพ, รศ.ดร.วรากร ไมเรยง, และรศ.ประทป ดวงเดอน. (n.d.). การหาขนาดเมดดน. Retrieved กรกฎาคม 10, 2559, from http://www.gerd.eng.ku.ac.th/Cai/Ch06/ch006.htm

ผศ.ดร.สทธศกด ศรลมพ และคณะ. (n.d.). Soil Permeability Test. Retrieved กรกฎาคม 10, 2559, from http://www.gerd.eng.ku.ac.th/Cai/Ch11/ch011.htm

พจนานกรมศพทธรณวทยา ฉบบราชบณฑตยสถาน. (2544). ดนลกรง. กรงเทพมหานคร: อรณการพมพ.

สถาพร ควจตรจาร. (2546). ทดลองปฐพกลศาสตร. กรงเทพมหานคร: ไลบราร นาย พบลชชง.

อ.ดร.สรนทร ลมปนาท. (2544). ประโยชนของเบนโทไนต. Retrieved กรกฎาคม 12, 2559, from http://www.material.chula.ac.th/RADIO45/June/radio6-2.htm

43

ภาคผนวก

44

ภาคผนวก ก ตารางและกราฟอตราการซมของตวอยางทดลองแตละกระบอก

45

ตารางภาคผนวกท 1 อตราการซมของตวอยางทดลองท 1

เวลา ตวอยางทดลองท 1

อตราการซม (เซนตเมตร/วน) (วน) กระบอกท 1 กระบอกท 2 กระบอกท 3 คาเฉลย 1 0.0133 0.0137 0.0137 0.0136 2 0.0064 0.0111 0.0104 0.0093 3 0.0069 0.0109 0.0089 0.0089 4 0.0016 0.0062 0.0056 0.0044 5 0.0010 0.0057 0.0042 0.0037 10 0.0010 0.0028 0.0031 0.0023

รปภาคผนวกท 1 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 1%

0.0000

0.0020

0.0040

0.0060

0.0080

0.0100

0.0120

0.0140

0.0160

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

กระบอกท 1

กระบอกท 2

กระบอกท 3

46

ตารางภาคผนวกท 2 อตราการซมของตวอยางทดลองท 2

เวลา ตวอยางทดลองท 2

อตราการซม (เซนตเมตร/วน) (วน) กระบอกท 1 กระบอกท 2 กระบอกท 3 คาเฉลย 1 0.0097 0.0036 0.0040 0.0058 2 0.0083 0.0029 0.0026 0.0046 3 0.0054 0.0023 0.0016 0.0031 4 0.0038 0.0012 0.0005 0.0018 5 0.0036 0.0005 0.0002 0.0014 10 0.0027 0.0000 0.0000 0.0009

0.0000

0.0020

0.0040

0.0060

0.0080

0.0100

0.0120

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

กระบอกท 1

กระบอกท 2

กระบอกท 3

รปภาคผนวกท 2 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 2%

47

ตารางภาคผนวกท 3 อตราการซมของตวอยางทดลองท 3

เวลา ตวอยางทดลองท 3

อตราการซม (เซนตเมตร/วน) (วน) กระบอกท 1 กระบอกท 2 กระบอกท 3 คาเฉลย 1 0.0035 0.0100 0.0027 0.0054 2 0.0019 0.0029 0.0057 0.0035 3 0.0032 0.0015 0.0024 0.0024 4 0.0011 0.0009 0.0007 0.0009 5 0.0012 0.0000 0.0011 0.0008 6 0.0010 0.0005 0.0007 0.0007 7 0.001 0.000 0.001 0.001 8 0.001 0.000 0.001 0.000 9 0.001 0.000 0.001 0.001 10 0.000 0.000 0.000 0.000

0.0000

0.0020

0.0040

0.0060

0.0080

0.0100

0.0120

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

กระบอกท 1

กระบอกท 2

กระบอกท 3

รปภาคผนวกท 3 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 3%

48

ตารางภาคผนวกท 4 อตราการซมของตวอยางทดลองท 4

เวลา ตวอยางทดลองท 4

อตราการซม (เซนตเมตร/วน) (วน) กระบอกท 1 กระบอกท 2 กระบอกท 3 คาเฉลย 1 6.67E-04 8.17E-04 7.83E-04 7.56E-04 2 4.50E-04 1.17E-03 9.50E-04 8.56E-04 3 5.33E-04 9.83E-04 5.17E-04 6.78E-04 4 2.17E-04 3.00E-04 4.17E-04 3.11E-04 5 2.17E-04 2.67E-04 3.00E-04 2.61E-04 10 0.00E+00 6.67E-05 3.33E-04 1.33E-04

0.0000

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

0.0010

0.0012

0.0014

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

กระบอกท 1

กระบอกท 2

กระบอกท 3

รปภาคผนวกท 4 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 4%

49

ตารางภาคผนวกท 5 อตราการซมของตวอยางทดลองท 5

เวลา ตวอยางทดลองท 5

อตราการซม (เซนตเมตร/วน) (วน) กระบอกท 1 กระบอกท 2 กระบอกท 3 คาเฉลย 1 5.67E-04 5.67E-04 5.17E-04 5.50E-04 2 5.83E-04 5.00E-04 4.17E-04 5.00E-04 3 4.67E-04 9.17E-04 3.83E-04 5.89E-04 4 5.33E-04 6.67E-04 3.83E-04 5.28E-04 5 3.83E-04 5.83E-04 1.17E-04 3.61E-04 10 1.17E-04 2.83E-04 0.00E+00 1.33E-04

0.0000

0.0001

0.0002

0.0003

0.0004

0.0005

0.0006

0.0007

0.0008

0.0009

0.0010

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

กระบอกท 1

กระบอกท 2

กระบอกท 3

รปภาคผนวกท 5 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 5%

50

ตารางภาคผนวกท 6 อตราการซมของตวอยางทดลองท 6

เวลา ตวอยางทดลองท 6

อตราการซม (เซนตเมตร/วน) (วน) กระบอกท 1 กระบอกท 2 กระบอกท 3 คาเฉลย 1 2.67E-04 2.33E-04 2.50E-04 2 3.83E-04 2.50E-04 3.17E-04 3 2.67E-04 3.33E-05 1.50E-04 4 1.67E-05 3.33E-05 2.50E-05 5 1.67E-05 1.67E-05 1.67E-05 10 3.33E-05 3.33E-05 3.33E-05

0.0000

0.0001

0.0001

0.0002

0.0002

0.0003

0.0003

0.0004

0.0004

0.0005

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

กระบอกท 1

กระบอกท 2

รปภาคผนวกท 6 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 6%

51

ตารางภาคผนวกท 7 อตราการซมของตวอยางทดลองท 7

เวลา ตวอยางทดลองท 7

อตราการซม (เซนตเมตร/วน) (วน) กระบอกท 1 กระบอกท 2 กระบอกท 3 คาเฉลย 1 5.17E-04 8.17E-04 6.67E-04 2 4.83E-04 3.17E-04 4.00E-04 3 3.50E-04 3.33E-05 1.92E-04 4 3.17E-04 5.00E-04 4.08E-04 5 1.83E-04 4.17E-04 3.00E-04 10 0.00 0.00 0.00

0.0000

0.0001

0.0002

0.0003

0.0004

0.0005

0.0006

0.0007

0.0008

0.0009

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

กระบอกท 1

กระบอกท 3

รปภาคผนวกท 7 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 7%

52

ตารางภาคผนวกท 8 อตราการซมของตวอยางทดลองท 8

เวลา ตวอยางทดลองท 8

อตราการซม (เซนตเมตร/วน) (วน) กระบอกท 1 กระบอกท 2 กระบอกท 3 คาเฉลย 1 2.67E-04 2.67E-04 2.67E-04 2 2.17E-04 3.00E-04 2.58E-04 3 1.83E-04 2.67E-04 2.25E-04 4 1.83E-04 1.50E-04 1.67E-04 5 1.50E-04 8.33E-05 1.17E-04 10 0.00 0.00 0.00

0.0000

0.0001

0.0001

0.0002

0.0002

0.0003

0.0003

0.0004

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

กระบอกท 2

กระบอกท 3

รปภาคผนวกท 8 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 8%

53

ตารางภาคผนวกท 9 อตราการซมของตวอยางทดลองท 9

เวลา ตวอยางทดลองท 9

อตราการซม (เซนตเมตร/วน) (วน) กระบอกท 1 กระบอกท 2 กระบอกท 3 คาเฉลย 1 7.00E-04 3.83E-04 2.67E-04 4.50E-04 2 4.17E-04 1.00E-04 2.50E-04 2.56E-04 3 3.33E-05 2.00E-04 2.33E-04 1.56E-04 4 0.00E+00 1.17E-04 2.00E-04 1.06E-04 5 0.00E+00 3.33E-05 1.83E-04 7.22E-05 10 0.00 0.00 0.00 0.00

0.0000

0.0001

0.0002

0.0003

0.0004

0.0005

0.0006

0.0007

0.0008

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

กระบอกท 1

กระบอกท 2

กระบอกท 3

รปภาคผนวกท 9 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 9%

54

ตารางภาคผนวกท 10 อตราการซมของตวอยางทดลองท 10

เวลา ตวอยางทดลองท 10

อตราการซม (เซนตเมตร/วน) (วน) กระบอกท 1 กระบอกท 2 กระบอกท 3 คาเฉลย 1 2.83E-04 3.67E-04 3.25E-04 2 6.67E-05 2.00E-04 1.33E-04 3 1.00E-04 8.33E-05 9.17E-05 4 1.67E-05 1.00E-04 5.83E-05 5 1.67E-05 6.67E-05 4.17E-05 10 0.00 0.00 0.00

0.0000

0.0001

0.0001

0.0002

0.0002

0.0003

0.0003

0.0004

0.0004

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

กระบอกท 1

กระบอกท 2

รปภาคผนวกท 10 กราฟอตราการซมของดนลกรงผสมเบนโทไนต 10%

55

ตารางภาคผนวกท 11 อตราการซมของตวอยางทดลองท 11

เวลา ตวอยางทดลองท 11

อตราการซม (เซนตเมตร/วน) (วน) กระบอกท 1 กระบอกท 2 กระบอกท 3 คาเฉลย 1 2.16E-02 2.14E-02 1.69E-02 2.00E-02 2 2.08E-02 2.04E-02 1.67E-02 1.93E-02 3 1.31E-02 1.19E-02 1.03E-02 1.18E-02 4 9.75E-03 8.42E-03 7.97E-03 8.71E-03 5 8.55E-03 6.68E-03 7.78E-03 7.67E-03 6 1.01E-02 9.55E-03 9.58E-03 9.73E-03 7 1.27E-02 1.12E-02 1.11E-02 1.17E-02 8 1.84E-02 1.43E-02 1.21E-02 1.50E-02 9 2.65E-02 2.02E-02 1.49E-02 2.05E-02 23 1.34E-02 1.10E-02 1.28E-02 1.24E-02

0.0000

0.0050

0.0100

0.0150

0.0200

0.0250

0.0300

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

สมปร

ะสทธ

การซ

มของ

น า (เ

ซนตเ

มตร/

วนาท

)

เวลาสะสม (วน)

กระบอกท 1

กระบอกท 2

กระบอกท 3

รปภาคผนวกท 11 กราฟอตราการซมของดนลกรงทไมผสมเบนโทไนต

56

ภาคผนวก ข การคานวณหาคาสมประสทธการซมผานของน า (K)

57

วธการคานวณหาคาสมประสทธการซมผานของน า (K)

จากสตร

เมอ

K = คาความซมน าของตวอยางดน , ซม./วนาท

Q = ปรมาณน าทวดระหวางการทดสอบ , ซม.3 / วนาท

L = ความยาวของตวอยางดน , ซม.

A = พ นทหนาตดตวอยางดน , ซม.2

h = ความตางของระดบน า , ซม.

1. คานวณหาอตราการไหล (Q) ซม.3 / วนาท โดยนาน าทไดจากการทดลองมาชงหาน าหนก แลวหารดวยชวงเวลาททดสอบ ในทน คอ 10 นาทหรอ 600 วนาท

2. วดความยาวของกระบอกทดสอบ (L) เทากบ 25 ซม. 3. คานวณหาพ นทหนาตดของกระบอกทดสอบ (A ) จาก 2 = (22/7)*(4.352)2 = 59.53

ซม2 4. หาความตางของระดบน า (h) 120 ซม.

58

วนท Q (มม./วนาท หรอ ซม.3/วนาท)

Q เฉลย สปส.การซมผานของน า (K)

กระบอกท 1 กระบอกท 2 กระบอกท 3 (ซม./วนาท) 1 0.00346667 0.01000000 0.00271667 0.005394 1.888E-05 2 0.00185000 0.00290000 0.00570000 0.003483 1.21913E-05 3 0.00323333 0.00145000 0.00241667 0.002367 8.28311E-06 4 0.00113333 0.00090000 0.00073333 0.000922 3.22769E-06 5 0.00121667 0.00000000 0.00106667 0.000761 2.66382E-06 6 0.00096667 0.00051667 0.00071667 0.000733 2.5666E-06 7 0.00055000 0.00048333 0.00063333 0.000556 1.94439E-06 8 0.00050000 0.00025000 0.00058333 0.000444 1.55551E-06 9 0.00065000 0.00043333 0.00066667 0.000583 2.04161E-06 10 0.00028333 0.00016667 0.00023333 0.000228 7.97201E-07

ตวอยางการคานวณของดนลกรงผสมเบนโทไนตรอยละ 3 โดยน าหนกแหง

จาก

Qเฉลย วนท 10 = 0.000228 ซม.3 / วนาท

L = 25 ซม.

A = 59.53 ซม2

h = 120 ซม.

เซนตเมตร/วนาท