(CHLORIDE BINDING AND CHLORIDE PENETRATION OF FLY ASH ... · The objectives of this investigation...

การกกเกบคลอไรดและการแทรกซมของคลอไรดในคอนกรตทผสมเถาถานหน

ภายใตสภาวะแวดลอมทะเลเปนเวลา 15 ป

(CHLORIDE BINDING AND CHLORIDE PENETRATION OF FLY ASH CONCRETE UNDER 15-YEAR EXPOSURE IN MARINE ENVIRONMENT)

นนทรตน โยคะวฒน

อภเดช รตนดลก ณ ภเกต

โครงงานทางวศวกรรมนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวศวกรรมศาสตรบณฑต ภาควชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยบรพา ปการศกษา 2556

CHLORIDE BINDING AND CHLORIDE PENETRATION OF FLY ASH CONCRETE UNDER 15-YEAR EXPOSURE IN MARINE ENVIRONMENT

Ms. Nantarat Yokawat

Mr. Apidate Rattanadilok Na Phuket

An Engineering Project Submitted in Partial fulfillment of Requirements

For the Degree of Bachelor of Engineering

Department of Civil Engineering

Burapha University 2013

บทคดยอ

งานวจยนมวตถประสงคเพอศกษาผลของอตราสวนน าของวสดประสาน และปรมาณเถาถานหนตอการแทรกซมของคลอไรดและการกกเกบคลอไรดในคอนกรตทแชในสภาวะแวดลอมทะเลเปนเวลา 15 ป โดยใชเถาถานหนจากโรงไฟฟาแมเมาะแทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ในอตราสวนรอยละ 0, 15, 25, 35 และ 50 โดยน าหนกวสดประสาน และอตราสวนน าตอวสดประสาน (W/B) เทากบ 0.45, 0.55 และ 0.65 หลอคอนกรตขนาด 200x200x250 มม.3 หลงจากบมคอนกรตในน าประปาครบ 28 วน น าตวอยางคอนกรตไปแชทบรเวณชายหาด จงหวดชลบร จากนนไดน าตวอยางคอนกรตทดสอบการแทรกซมของคลอไรดในคอนกรตหลงแชในน าทะเลเปนเวลา 15 ป

ผลการศกษา พบวาการใชเถาถานหนแทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ในคอนกรตปรมาณทมากขน สงผลใหการแทรกซมของคลอไรดมแนวโนมลดลง และความสามารถในการกกเกบคลอไรดสงขน นอกจากนนการใชอตราสวนน าตอวสดประสานทลดลง ท าใหการแทรกซมของคลอไรดลดลงชดเจนในคอนกรตธรรมดามากกวาคอนกรตทผสมเถาถานหน

ค ำส ำคญ : เถาถานหน / สภาวะแวดลอมทะเล / การกกเกบคลอไรด / การแทรกซมคลอไรด

Abstract

The objectives of this investigation were to study the effect of W/B ratios and fly ash content on chloride penetration and chloride binding capacity of concrete under 15-year exposure marine in environment. Fly ash from Mae Moh power plant were used as a partial replacement of Portland cement type I at 0, 15, 25, 35, and 50% by weight of binder. Water to binder ratios (W/B) were varied as 0.45, 0.55 and 0.65. Concrete specimens of 200x200x250 mm3 were cast and cured in fresh water for 28 days. After that, the specimens were placed to the tidal zone of marine environment in Chonburi province. Subsequently, the specimens were tested for chloride penetration after being exposed to the tidal zone for 15 years.

The results showed that the increase of fly ash replacement of Portland cement type I in concrete reduced the chloride penetration with increased the chloride binding capacity in concrete. In addition, the decrease of W/B ratio of concrete result in decreased chloride penetration of cement concrete was higher than that of the fly ash concrete.

Key word : Fly ash / Marine environment / Chloride binding / Chloride penetration

กตตกรรมประกาศ

การจดท าปรญญานพนธเรอง “การกกเกบคลอไรดและการแทรกซมของคลอไรดใน

คอนกรตทผสมเถาถานหนภายใตสภาวะแวดลอมทะเลเปนเวลา 15 ป” ในครงนสามารถส าเรจ

ลลวงไปไดดวยด ตองขอขอบพระคณผชวยศาสตราจารย ดร. วเชยร ชาล อาจารยทปรกษาปรญญา

นพนธ และอาจารยประจ าภาควชาวศวกรรมโยธาทกทานทใหความร ค าปรกษา และแนะน าในสง

ตางๆ ทเปนประโยชน ท าใหสามารถจดท าปรญญานพนธจนส าเรจสมบรณ นอกจากนยงมบคคล

อกหลายทานทไมไดกลาวถง ทมสวนชวยเหลอในการจดท าปรญญานพนธครงน คณะผวจ ย

ขอขอบพระคณเปนอยางยง และขอขอบพระคณ โรงพยาบาลสมเดจพระบรมราชเทว ณ ศรราชา

จงหวดชลบร ทไดอนเคราะหสถานทในการแชตวอยาง

คณะผวจยขอพระขอบคณภาควชาวศวกรรมโยธา ทไดเออเฟอสถานทท าการทดลอง

เครองมอและอปกรณในการท าปรญญานพนธ ซงท าใหการจดท าปรญญานพนธนส าเรจลลวงไป

ไดดวยด

สดทายนคณะผวจยหวงวา ปรญญานพนธเลมน จะเกดประโยชนแกการแกไขปญหาของ

โครงสรางคอนกรตเสรมเหลกบรเวณชายฝงทะเลในดานความคงทนของคอนกรต และความคมคา

ในการใชองคอาคาร

นนทรตน โยคะวฒน

อภเดช รตนดลก ณ ภเกต

สารบญ หนา

บทคดยอ กตตกรรมประกาศ สารบญ ก สารบญตาราง ค สารบญรปภาพ ง บทท 1 บทน า 1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา 1 1.2 วตถประสงคของโครงงาน 2 1.3 ขอบเขตการศกษา 3 1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 3 บทท 2 ทฤษฏและงานวจยทเกยวของ 2.1 คณสมบตและหนาทของคอนกรต 4 2.2 คอนกรตส าหรบสงแวดลอมทะเล 6 2.3 เกลอคลอไรดในคอนกรต 7 2.4 ผลกระทบของคลอไรดของคอนกรตเสรมเหลก 9 2.5 กลไกการท าลายของสภาวะแวดลอมทะเลตอคอนกรตเสรมเหลก 10 2.6 การกดกรอนเนองจากคลอไรด 13 2.7 การกดกรอนเนองจากซลเฟต 18 2.8 วสดปอซโซลาน 21 2.9 ปฏกรยาปอซโซลาน 21 2.10 เถาถานหน 22 2.11 การใชเถาถานหนในงานคอนกรต 30 2.12 ผลดของการใชเถาถานหน 33 2.13 คณสมบตของซเมนตผสมเถาถานหน 34 2.14 งานวจยทเกยวของกบการกดกรอนของนาทะเลตอคอนกรต 36บทท 3 วธการศกษา 3.1 วสดทใชทดลอง 43

สารบญ (ตอ) หนา

3.2 เครองมอและอปกรณทใชในการทดลอง 43 3.3 วธการทดสอบและเตรยมตวอยาง เมอ 15 ปทแลว 47 3.4 วธการทดสอบหาปรมาณคลอไรดในคอนกรตทแชในนาทะเล 15 ป 51บทท 4 ผลการทดสอบและวเคราะหผล 4.1 คณสมบตวสดทใชในการผสมคอนกรตตวอยางในการวจย 62 4.2 คณสมบตของน าทะเลทแชตวอยาง 66 4.3 สภาพผวของคอนกรตทแชในน าทะเล เปนเวลา 15 ป 67 4.4 ปรมาณคลอไรดทงหมดในคอนกรตทผสมเถาถานหนหลงแชในน าทะเล 69 เปนระยะเวลา 15 ป 4.5 ความสามารถในการกกเกบคลอไรดในคอนกรตทผสมเถาถานหนหลงแช 79 ในน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป บทท 5 สรปผลการวจยและขอเสนอแนะ 5.1 สรปผลการวจย 83 5.2 ขอเสนอแนะ 83 บรรณานกรม 84 ภาคผนวก 89

สารบญตาราง ตาราง หนา ตารางท 3.1 ปฏภาคสวนผสมคอนกรตทใชในการศกษา (เตรยมเมอ 15 ปทแลว) 50 ตารางท 4.1 ความละเอยดและความถวงจ าเพาะของวสดประสานทใชในงานวจย 64 ตารางท 4.2 องคประกอบทางเคมของปนซเมนตปอรตแลนดประท 1 65 และเถาถานหน แมเมาะ ตารางท 4.3 คณสมบตมวลรวมทใชในงานวจย 66 ตารางท 4.4 คณสมบตของน าทะเล 67 ตารางท 4.5 ความสามารถในการกกเกบคลอไรดของคอนกรตทผสมเถาถานหน 80 หลงแชน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป ตาราง ก. ผลการทดสอบหาปรมาณคลอไรดทงหมด (ใชกรดท าละลาย) ในคอนกรต 90-94 ทผสมเถาถานหนภายใตสภาวะแวดลอมทะเล 15 ป ตาราง ข. ผลการทดสอบหาปรมาณคลอไรดอสระ (ใชน าท าละลาย) ในคอนกรต 95-99 ทผสมเถาถานหนภายใตสภาวะแวดลอมทะเล 15 ป ตาราง ค. ความสามารถในการกกเกบคลอไรดของคอนกรตทผสมเถาถานหน 100-102 ภายใตสภาวะแวดลอมทะเล 15 ป

สารบญรปภาพ รปท หนา รปท 2.1 อปกรณในการทดสอบความสามารถเทไดของคอนกรตสด 5 รปท 2.2 ลกษณะของโครงสรางทอยในสภาพแวดลอมนาทะเล 11 รปท 2.3 บรเวณความเสยงตอการเกดสนมของเหลกเสรมภายในโครงสรางคอนกรต 12 เสรมเหลก รปท 2.4 ความเสยหายของคอนกรตเสรมเหลกเนองจากคลอไรดโดยเหลกเปนสนม 14 ดนคอนกรตใหแตกราวหรอหลดรอนออกมา รปท 2.5 การเกดสนมเหลกเนองจากปฏกรยาไฟฟาเคมเมอมคลอไรดในคอนกรต 15 รปท 2.6 แสดงการแตกราว หลดรอนของคอนกรตเนองจากการเกดสนมเหลก 17 รปท 2.7 แสดงลกษณะการท าลายของสารประกอบซลเฟตตอคอนกรต 18 รปท 2.8 แสดงรปขยายอนภาคของเถาถานหนจากแมเมาะทไดจากการเผาแบบ 23 Pulverized Coal รปท 2.9 แสดงรปขยายอนภาคของเถาถานหนทไดจากการเผาแบบ Fluidized-bed 24 รปท 3.1 แบบหลอตวอยางคอนกรต 43 รปท 3.2 ตะแกรงรอนมาตรฐานเบอร 20 44 รปท 3.3 เครองเจาะคอนกรต 44 รปท 3.4 เครองตดคอนกรต 44 รปท 3.5 เครองชงน าหนกละเอยด 4 ต าแหนง 45 รปท 3.6 เครองตมสาร 45 รปท 3.7 เครองแกวทใชในการไทเทรต 45 รปท 3.8 ครกหน 46 รปท 3.9 บวเรตต 46 รปท 3.10 กรวยกรอง 46 รปท 3.11 เครองดดสญญากาศ 47 รปท 3.12 แสดงการหลอคอนกรตขนาด 200x200x250 mm3. เมอ 15 ปทแลว 49 รปท 3.13 สถานทแชตวอยางโรงพยาบาลสมเดจพระบรมราชเทว อ าเภอศรราชา จงหวดชลบร 49 รปท 3.14 การเจาะตวอยางคอนกรต 52 รปท 3.15 การตดตวอยางทรงกระบอก 52

สารบญรปภาพ (ตอ) รปท หนา รปท 3.16 การบดและรอนตวอยาง 53 รปท 3.17 แสดงการชงผงตวอยางทรอนผานตะแกรงเบอร 20 ในบกเกอร 56 รปท 3.18 แสดงการเตมน ากลน 56 รปท 3.19 แสดงการเตมกรดไนตรก (HNO3) เจอจาง (1:1) 56 รปท 3.20 แสดงการคนใหเขากนประมาณ 1-2 นาท 57 รปท 3.21 การตมสารละลายตวอยาง 57 รปท 3.22 น าไปกรองผานกระดาษกรอง 58 รปท 3.23 เจอจางตวอยาง 5 เทา 58 รปท 3.24 ปเปตตวอยางทเจอจางแลว 10 มล. ใสขวดรปชมพ 59 รปท 3.25 เตมสารละลายโพแทสเซยมไดโครเมต (K2CrO4) 5% ลงไป 1 มล. 59 และเตมสารละลายโซเดยมไฮโดรเจนคารบอเนต (NaHCO3) 2% ลงไป 10 มล. รปท 3.26 การไทเทรตดวยสารละลายซลเวอรไรเตรต (AgNO3) จนเปนสสม 60 รปท 4.1 ภาพขยายอนภาคของปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 62 รปท 4.2 ภาพขยายอนภาคของเถาถานหนแมเมาะ 63 รปท 4.3 สภาพผวคอนกรต ทแชน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป 68 รปท 4.4 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานตอการแทรกซมของคลอไรดทงหมด 70-73 ในคอนกรตทผสมเถาถานหนหลงแชน าทะเล 15 ป รปท 4.5 ผลของเถาถานหนตอการแทรกซมคลอไรดในคอนกรตทผสมเถาถานหนหลง 75 แชน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป รปท 4.6 ผลของเถาถานหนตอการแทรกซมคลอไรดทความลกตางๆในคอนกรต 76-79 ทผสมเถาถานหนหลงแชน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป รปท 4.7 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานตอความสามารถในการกกเกบคลอไรด 81 ในคอนกรตทผสมเถาถานหนหลงแชน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป รปท 4.8 ผลของเถาถานหนตอความสามารถในการกกเกบคลอไรดในคอนกรต 82 ทผสมเถาถานหนหลงแชน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป

บทท 1

บทน ำ

1.1 ควำมเปนมำและควำมส ำคญของปญหำ

ปจจบนโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกนยมใชกนอยางแพรหลาย จงมความจ าเปนทตองศกษาสมบตดานความคงทนของคอนกรตเนองจากสงแวดลอมทมความรนแรง โดยเฉพาะโครงสรางในสภาวะแวดลอมทมการกดกรอนสง ซงสวนใหญมกจะพบในโครงสรางทอยในสภาวะแวดลอมบรเวณชายฝงทะเลรวมไปถงสภาวะแวดลอมทอยในทะเลดวย เนองจากในน าทะเลประกอบดวยปรมาณเกลอชนดตางๆมากถงรอยละ 3.5 โดยน าหนก [1] โดยจะมคลอไรดเปนองคประกอบหลก ประมาณรอย 1.6-1.8 โดยน าหนกน าทะเล [2] ซงคลอไรดเปนปจจยหนงทจะท าใหเกดการกดกรอนของเหลกเสรม โดยจะสงผลเสยตอคณสมบตทางดานความคงทนของโครงสราง ทงในดานก าลงรบแรงของโครงสรางลดลงโดยเฉพาะอยางยงความตานทานความลา(Fatigue Strength) และความสามารถในการแอนตวหรอเปลยนรปราง (Elongation ability) ของโครงสรางกลดลงดวย ซงจะสงผลถงอายการใชงานของโครงสรางทลดนอยลงตามไปดวย สาเหตเหลานท าใหเกดการซอมแซมโครงสรางทเสยหาย และมกจะมคาใชจายทสงมาก จงไดมการคดคนการออกแบบสวนผสมของคอนกรตขนมาใหม ทท าใหคอนกรตมคณสมบตด ขนและมความสามารถในการตานทานการกดกรอนของคลอไรดไดด โดยการน าเถาถานหนทเปนวสดเหลอทงจากโรงงานอตสาหกรรมมาใชแทนทปนซเมนตบางสวน ซงเปนอกทางเลอกหนงทนาสนใจในการปรบปรงคณภาพของคอนกรต ยงสามารถลดมลภาวะจากการทงเถาเหลอใชดงกลาว และยงชวยลดตนทนในการใชปนซเมนตไดอกดวย

คลอไรดอาจมอยในเนอคอนกรตเอง เนองจากมวลรวมและน าทใชในการผสมคอนกรตมคลอไรดปะปนอยหรออาจอยในน ายาผสมคอนกรตบางชนด แตปญหาคลอไรดทกระทบตอความคงทนของคอนกรตนนสวนใหญมกจะมาจากสภาวะแวดลอมภายนอกคอนกรตในชวงทใชงาน และแหลงคลอไรดทมผลกระทบตอโครงสรางของคอนกรตนนมาจากน าทะเล ส าหรบคอนกรตทแชอยในน าทะเลตลอดเวลานน ถงแมวาคลอไรดสามารถซมผานเขาไปในคอนกรตไดแตถาไมมการสมผสกบออกซเจน การเกดสนมของเหลกกจะไมสามารถเกดขนได แตหากคลอไรดเขาไปในเนอคอนกรตทมความชนและอากาสเพยงพอจะสงผลใหเหลกเสรมเปนสนมและขยายตวท าใหคอนกรตแตกหลดรอนได ความเสยงทเกดจากการกดกรอนของเหลกเสรมมากทสด มกพบในบรเวณน าขนน าลง (Tidal Zone) รองลงมาเปนบรเวณคลนและละอองน า (Splash Zone) และ

บรเวณบรรยากาศทะเล (Atmospheric Zone) สวนบรเวณใตน าทะเล (Submerged Zone) จะมความเสยงตอการกดกรอนนอยมาก

วสดเหลอทงจากโรงงานอตสาหกรรมเปนวสดทเหลอภายหลงจากการใชประโยชนแลวและยงเปนมลภาวะตอสงแวดลอม เชน เถาทเหลอจากการเผาวสดเพอใชเปนเชอเพลงดานพลงงาน นนคอ เถาจากการเผาถานหน (Fly Ashหรอ Pulverized Fuel Ash) ซงเปนเถาทมปรมาณเหลอทงมากทสดในประเทศไทย ประมาณ 3.5 ลานตนตอปหรอรอยละ 70 ของปรมาณเถาเหลอทงทงหมด จงไดมการน ามาใชประโยชนในงานคอนกรตมากทสด แตเถาทสามารถน ามาใชในงานคอนกรตไดนนจะตองมคณสมบตดงน มซกาออกไซดหรอซลกาและอลมนาออกไซดมากกวารอยละ50 มความละเอยดสงหรอสามารถท าใหมความละเอยดสงได ไมเปนผลกสามารถท าปฏกรยากบดางแคลเซยมไฮดรอกไซด (เปนดางซงไดจากการท าปฏกรยาระหวางปนซเมนตกบน า) ได

การศกษาความคงทนของคอนกรตในสงแวดลอมทะเลจ าเปนตองใชเวลาในการแชตวอยางคอนกรตทยาวนานทสดเทาทจะเปนไปไดเพอใหขอมลดานความคงทนสอดคลองกบพฤตกรรมการกดกรอนจรงมากทสดและสามารถประเมนสถานะการกดกรอนในระยะยาวไดอยางถกตองและสงผลใหการออกแบบสวนผสมคอนกรตไดเหมาะสมกบการใชงานจรงมากทสด ดงนนการวจยในครงนจงตองการทจะศกษาสมบตดานความคงทนของคอนกรตในสงแวดลอมทะเลทใชระยะเวลาในการแชตวอยางคอนกรตยาวนานถง 15 ป โดยมงเนนไปทการแทรกซมของคลอไรดอสระและคลอไรดทงหมด ในคอนกรตทผสมเถาถานหนตลอดจนขอมลดงกลาวสามารถวเคราะหการกกเกบคลอไรดของคอนกรตได ทงนเพอใหไดขอมลดานความคงทนทสอดคลองกบการใชงานจรงมากทสด

1.2 วตถประสงคของโครงงำน

1. เพอศกษาผลของปรมาณเถาถานหนและอตราสวนน าตอวสดประสานตอการกกเกบคลอไรดในคอนกรตทผสมเถาถานหนทแชอยในสภาวะแวดลอมทะเลเปนเวลา 15 ป

2. เพอศกษาผลของปรมาณเถาถานหนและอตราสวนน าตอวสดประสานตอการแทรกซมของคลอไรดในคอนกรตทแชในน าทะเลเปนเวลา 15 ป

1.3 ขอบเขตกำรศกษำ

งานวจยนศกษาผลของการใชเถาถานหนแทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 บางสวนเพอปรบปรงคณภาพของคอนกรตในงานกอสราง ทตองการความสามารถในการตานทานคลอไรดไดด โดยการเจาะตวอยางทดสอบเพอเกบขอมลของการแทรกของคลอไรดโดยใชกรดและน าเปนตวท าละลาย เพอมาวเคราะหความตานทานการแทรกซมคลอไรดและความสามารถในการกกเกบคลอไรด ทอาย 15 ป โดยเปนตวอยางทม ในอตราสวนน าตอวสดประสาน 0.45, 0.55 และ 0.65 แตละอตราสวนน าตอวสดประสานแทนทเถาถานหนในปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 รอยละ 0, 15, 25, 35 และ50 โดยน าหนกวสดประสาน หลอคอนกรตขนาด 200x200x250 มม.3 หลงจากบมคอนกรตครบ 28 วน จงน าตวอยางคอนกรตไปแชน าทะเลบรเวณชายหาด โรงบยาบาลสมเดจพระบรมราชเทว ณ ศรราชา อ าเภอศรราชา จงหวดชลบร ในสภาวะเปยกสลบแหงเปนเวลา 15 ป เมอครบก าหนดเวลา จงน าตวอยางคอนกรตมาเจาะทดสอบการแทรกซมของคลอไรด

1.4 ประโยชนทคำดวำจะไดรบ

1. การน าวสดปอซโซลานมาแทนทปนซเมนตบางสวนในการผลตคอนกรต สงผลใหประหยดปรมาณปนซเมนตทใช จงท าใหสามารถลดตนทนในการกอสรางลงไดมาก 2. ท าใหโครงสรางทอยในบรเวณสภาวะแวดลอมทะเลมอายยนยาวขน เนองจากการน าวสดปอซโซลานมาแทนทปนซเมนตบางสวนจะท าใหคณภาพของคอนกรตดขนทงดานก าลงและความทนทาน โดยเฉพาะความสามารถในการตานทานการแทรกซมของคลอไรด 3. ใชเพอเปนฐานขอมลในการประเมนคณสมบตดานความคงทนของคอนกรตทผสมเถาถานหนในระยะยาวจากผลการทดสอบในระยะสนและระยะกลาง ซงจะเปนประโยชนตอการออกแบบสวนผสมคอนกรตทตองการความคงทนเพอใชในสภาวะแวดลอมทะเลได

บทท 2 ทฤษฎทเกยวของและงานวจยทผานมา

2.1 คณสมบตและหนาทของคอนกรต คอนกรต เปนวสดกอสรางทมความนยมใชงาน ทงนเพราะคอนกรตมความเหมาะสมกวาวสดกอสรางอนๆ ทงดานราคาและดานคณสมบตตางๆ และแยกพจารณาคอนกรตออกเปน 2 สวน คอ สวนทเปนตวประสาน ไดแก ปนซเมนตกบน าและน ายาผสมคอนกรต และสวนทเปนมวลรวม ไดแก ทราย หน หรอกรวด เมอน าวสดตางๆ ของคอนกรตมาผสมกน คอนกรตจะเปนของเหลวมความหนดเวลาหนงซงสามารถน าไปเทลงแบบหลอตามตองการได เมออายมากขนคอนกรตกจะเปลยนสถานะจากของเหลวมาเปนกงเหลวกงแขง และในเวลาตอมากจะเปนของแขงในทสดซงสามารถรบก าลงอดไดมากขนเรอยๆ ตามอายของคอนกรตทเพมขนจนถงชวงเวลาหนงความสามารถรบก าลงอดกจะเรมคงทโดยประมาณหลงจากแขงตวแลว 28 วน ปนซเมนต จะท าหนาทใหก าลงของคอนกรต โดยท าปฏกรยาไฮเดรชนกบน าเกดเปนของเหลวหนดจะท าหนาทหลอลนคอนกรตใหสามารถเทไดและยดประสานมวลรวมเขาดวยกนเมอแขงตวจะใหก าลงกบคอนกรตคณสมบตของปนซเมนตจะขนอยกบองคประกอบของสารเคมและความละเอยดของเมดปนซเมนต วสดผสมยอยอยางละเอยด การกอสรางในประเทศไทยวสดผสมยอยอยางละเอยดจะใชทรายเปนตวแทรกประสาน ทกระจายอยท วซเมนตเพสต (ปนซเมนตผสมน า) ชวยใหคอนกรตมความคงทนและปรมาณไมเปลยนแปลงมากและทรายทน ามาใชตองมคณสมบตทสะอาดแขงแกรง ทนทาน ไมมสารเคมหรออนทรยวตถเจอปน เพราะจะท าใหการยดเหนยวของปนซเมนตเสยก าลง กอนทจะน าทรายมาใชตองรอนใหสะอาดกอน วสดผสมยอยอยางหยาบ ใชหนยอยขนาดทเหมาะกบการผสมคอนกรตคอตองไมใหญเกนไปเพราะท าใหไมสามารถเทเขาไปในระหวางแบบหลอกบเหลกเสรมของคานหรอเสาไดในกรณทท าคอนกรตเสรมเหลก ส าหรบหนยอยทใชผสมควรมขนาดทคละกน เชน หนเบอร 2 และหนเบอร 1 เพอลดชองวางระหวางหนใหนอยลงท าใหคอนกรตแขงแรง แนนและทนทาน น า จะท าหนาทผสมกบปนซเมนตท าใหเกดปฏกรยาไฮเดรชนและยงชวยหลอลนใหคอนกรตอยในสภาพเหลวสามารถเทลงในแบบหลอได น าทใชผสมคอนกรตตองเปนน าทสะอาด ซงในการ

กอสรางสวนมากมกระบวาตองเปนน าสะอาดทใชดมเชน น าประปาเพราะน าทมสารปนเปอนหรอไมสะอาดอาจจะท าใหวสดผสมในคอนกรตผกรอนคอนกรตแขงตวชาหรอก าลงลดลงถาหากงานกอสรางนนอยใกลทะเลและมความจ าเปนตองใชน าทะเลมาผสม เชนททาเรออตะเภา สามารถใชน ายาผสมกนซลเฟตผสมเพม อณหภมทดทสดของน าทน ามาผสมคอนกรตคอ 20 องศาเซลเซยส น ายาผสมคอนกรต จะท าหนาทปรบปรงคณสมบตตางๆ ของคอนกรตใหเหมาะสมกบสภาพการใชงาน อาทเชน เวลาการกอตว ความสามารถในการเทได ก าลงอด เปนตน คอนกรตทมคณภาพ คอ คอนกรตทมคณสมบตตางๆ เหมาะสมตรงตามลกษณะของการใชงานในประเภทนนๆ คณสมบตของคอนกรตทตองการโดยทวๆ ไป คอในสภาพเหลวตองมความสามารถเทได (workability), ไมมการแยกตว (segregation), ใชพลงงานในการท างานนอย ในสภาพทแขงตวแลวจะตองมก าลง (strength) สงพอ, ทบน า (impermeability), หดตวนอย ปราศจากรอยแตกราวภายในไมมโพรงหรอชองวางจากการเท คณสมบตหลกของคอนกรตคอการรบแรงอด ในขณะทความสามารถรบแรงดงไดต าประมาณ 10% ของแรงอดแตถาตองการใหคอนกรตสามารถรบแรงดงไดตองเพมเหลกเสรมเขาไปในคอนกรต เพอเหลกจะชวยรบแรงดงภายในคอนกรต และคณสมบตทส าคญของคอนกรตในคอนกรตสด ไดแก ความสามารถเทได (workability), การยดเกาะ (cohesion), ความขนเหลว (consistency), การแยกตว (segregation), การเยม (bleeding) สวนในคอนกรตแขงตวแลว ไดแก ก าลงอด (compressive strength), ความหนาแนน (density), ความทบน า (impermeability), ความคงทน (durability), ตานทานการขดส (resistance to abrasion)

รปท 2.1 อปกรณในการทดสอบความสามารถเทไดของคอนกรตสด [3]

นอกจากคณสมบตตาง ๆ ดงกลาวแลว กยงอาจตองการคณสมบตพเศษทแตกตางจากนไปตามลกษณะของการน าไปใชงาน เชน ความรอนจากปฏกรยาไฮเดรชน (heat of hydration), ระยะเวลาการกอตว (setting time), การยดหดตว (shrinkage), การตานทานซลเฟต (sulfate resistance) ฯลฯ ถงแมวาคอนกรตมคณสมบตตางๆ ตามทตองการแลว กยงตองค านงถงดานราคาของคอนกรตใหมความเหมาะสมทางดานเศรษฐศาสตรอกดวย

2.2 คอนกรตส าหรบสงแวดลอมทะเล [4] วศวกรโยธาทท างานกอสรางโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกในทะเลหรอในสภาพ สงแวดลอมทะเล เชน บรเวณชายฝงทะเล หรอหางจากทะเลไมมากนก มกพบปญหาการเสอมสภาพของโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกเรวกวาทควรเปน ท าใหโครงสรางมอายการใชงาน (Service life) ทส น ทงนโดยมากเกดเนองจากเหลกเสรมภายในคอนกรตเกดสนมแลวดนใหเนอ ของคอนกรตทหมอยเกดการแตกราวหลดรอนเสยหาย ท าใหตองสญเสยงบประมาณในการซอมแซมบ ารงรกษาจ านวนมาก ทงๆ ทโครงสรางดงกลาวกใชปนซเมนตตานทานซลเฟตในการกอสราง สาเหตทท าใหโครงสรางมอายการใชงานทสนสวนหนงเปนเพราะวาผท เกยวของในงานกอสรางยงขาดความรความเขาใจในการออกแบบโครงสราง คอนกรตเสรมเหลกทตองเผชญกบสภาพการท าลายทรนแรงของน าทะเล ทงนในน าทะเลม

เกลอหลกๆอยสองชนดคอ เกลอคลอไรด (Cl-) และเกลอซลเฟต (SO4-) ซงแตเดมวศวกรมความเขาใจวาคอนกรตส าหรบโครงสรางทอยในสงแวด ลอมทะเลตองใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภททหา (Sulfate resisting Portland cement) ซงตานทานซลเฟตเทานนเปนสวนผสมจงจะปองกนความเสยหายตอโครงสราง คอนกรตได แตความจรงแลวปนซเมนตปอรตแลนดประเภททหาเหมาะกบการใชในงาน คอนกรตทตองเผชญเกลอซลเฟตเพยงอยางเดยวเทานน จะเหนไดจากในปนจะมปรมาณสารประกอบ

ไตรแคลเซยมอลมเนต (C3A) ต ากวาปนซเมนตปอรตแลนด ประเภทอนๆ ทงนเพอลดการเกดสาร Ettringite ซงกอใหเกดการขยายตวของคอนกรต และลดการสญเสยความสามารถยดประสานของคอนกรตเนองจากเกดการเปลยนสาร C-S-H ใหเปนสาร M-S-H ทไมมความสามารถยดประสาน แตเราสามารถใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภททหาในโครงสรางคอนกรตเสรม เหลกทตองสมผสกบน าเสยในชมชน หรอในโครงสรางบอบ าบดน าเสยของโรงงานซงมเกลอซลเฟต แตไมมเกลอคลอไรดละลายอย หรออาจใชงานคอนกรตลวนทตองเผชญทงเกลอซลเฟตและเกลอคลอไรดกได แตไมมเหลกเสรมอยภายในคอนกรต เชน พนคอนกรตลวนทไมมเหลกเสรมแตสมผสกบสงแวดลอมทะเล เปนตนมา ใน

สวนนจงเกดเปนค าถามวาควรจะใชคอนกรตแบบใดกบโครงสรางคอนกรต เสรมเหลกทตองอยในสงแวดลอมทะเลทมทงเกลอคลอไรดและเกลอซลเฟต ค าตอบของค าถามนมไดหลายแนวทางทงปรบปรงทรายละเอยดของแบบกอสราง หรอปรบปรงทคณสมบตของคอนกรตทใชกได หรออาจใชหลายๆ แนวทางประกอบกนกได เพอท าใหไดโครงสรางคอนกรตทมอายการใชงานยาวนานตามทตองการ แนวทางเหลาน ไดแก การเพมระยะหมเหลกเสรม (Covering depth) ของคอนกรตในแบบกอสรางใหมากขน เพอใหระยะทางทเกลอคลอไรดจะแทรกซมเขาไปถงผวเหลกมคามากขนซงเปนการยดอายการใชงานของโครงสรางใหมากขน หรอการลดอตราสวนน าตอปรมาณวสดประสาน (Water to binder ratio) ในคอนกรตใหต าลงมากๆ เพอใหเนอคอนกรตมความพรนนอยลง ซงจะท าใหทงเกลอซลเฟตและเกลอคลอไรดแทรกซมเขาไปไดยากขน หรอการปรบปรงคณสมบตของคอนกรตดวยการเลอกใชวสดประสานทตานทาน ทงการเสอมสภาพของคอนกรตเนองจากเกลอซลเฟตและการเกดสนมของเหลก เสรมเนองจากเกลอคลอไรดดวย ซงวสดประสานดงกลาวคงไมใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภททหา ดงเหตผลทไดกลาวมาแลวขางตนวาปนซเมนตปอรตแลนดประเภททหาตาน ทานเฉพาะเกลอซลเฟต แตเราอาจใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภททหนง (Ordinary Portland cement) ผสมกบเถาถานหน (Fly ash) โดยใชเถาถานหนแทนทบางสวนของวสดประสานในอตราสวนทเหมาะสม จะท าใหไดคอนกรตมความพรนต าเนองจากผลผลตจากปฏกรยาปอซโซลานกของเถาถานหนไปเตมเตม ชองวางในคอนกรต และเพมความสามารถยดจบเกลอคลอไรดในคอนกรตไมใหเคลอนทสงขนดวย ทงนเถาถานหนในประเทศไทยกมหลายชนคณภาพตามมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม (มอก.) วศวกรจงตองเลอกใชอยางเหมาะสมดวย สรปไดวาการกอสรางโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกส าหรบสงแวดลอมทะเลจง ตองพจารณาปองกนทงปญหาการท าลายคอนกรตโดยเกลอซลเฟตและปญหาการเกด สนมของเหลกเสรมโดยเกลอคลอไรดควบคกนไปพรอมกน

2.3 เกลอคลอไรดในคอนกรต [5,6] คลอไรด เปนสารทสามารถพบอยในแหลงน าธรรมชาตทวไป ดวยความเขมขนตางๆกน คลอไรดนนแปรผนตามปรมาณเกลอแรทเพมขน น าธรรมชาตตามภเขาหรอในพนทสงจะมคลอไรดนอย ขณะทน าในแมน าและน าใตดนมคลอไรดสง และน าในทะเลจะมปรมาณคลอไรดอยในปรมาณสงมากเพราะเปนแหลงรวมจากน าทตางๆ มการระเหยของน าตลอดเวลาจงเกดตะกอนเกลอปรมาณมาก

น าในธรรมชาตไดรบคลอไรดเพมขนไดหลายทาง เนองจากความสามารถในการละลายของน าท าใหสามารถละลายคลอไรดจากชนดนตางๆ ละอองจากมหาสมทรถกพดเขามาสแผนดนในสภาพของหยดน าเลกๆ ซงมเกลออย ปจจยเหลานเปนตวท าใหปรมาณคลอไรดบนพนดนสงขน น าจากทะเลและมหาสมทรไหลขนตามล าน าทไหลทอดตวลงสมหาสมทรไดโดยเฉพาะในแมน าทมความลกมากๆ น าทะเลมความหนาแนนมากกวาจะไหลทวนน าในแมน าขนมาภายใตน าจดทไหลลงทะเลจงเกดการผสมกนระหวางน าทะเลกบน าจด น าใตดนทอยบรเวณไกลๆ กบทะเลและมหาสมทร จะมแรงดนของน าเทากบน าทะเลแตถามการดดเอาน าใตดนมาใชในปรมาณทมากเกนไปแลว จะเกอดความแตกตางของ Hydrostatic head ท าใหน าทะเลมความดนมากกวากจะไหลขนสน าจด 2.3.1 ประเภทของคลอไรดในเนอคอนกรต [5] การทคลอไรดอออนสามารถซมผานเขาไปในเนอของคอนกรตไดนน จะขนกบปจจย ตาง ๆ หลายปจจยดวยกน เชน ชนดของปนซเมนต สภาพการบมคอนกรต อณหภม ความเขมขนของเกลอคลอไรด ชนดของแคทอออน (Cation) และสภาพแวดลอมทโครงสรางนน ๆ เผชญ เปนตนโดยปรมาณ คลอไรดทอยภายในเนอของคอนกรต (Total chloride) นน เปนผลรวมของ คลอไรด 2 ประเภท ไดแก 1) คลอไรดทถกยดจบ (Fixed chloride) คลอไรดเมออยในคอนกรตจะถกยดจบโดยกลไกดงตอไปน คอ 1.1 การดกจบทางเคม (Chemical binding) คลอไรดบางสวนจะถกยดจบโดยผลผลตจากปฏกรยาไฮเดรชน (Hydration products) เชน ผลผลตของ C3A และ C4AF ในรปของ3CaO.Al2O3.CaCl2.10H2O (Friedel’s salt) หรอ 3CaO.Fe2O3.CaCl2.10H2O (Calcium Chloroferrite) 1.2การดกจบทางกายภาพ (Physical binding) คลอไรดบางสวนสามารถถกยดดวยแรงทางกายภาพ (Surface force) ไดบนผวของผลผลตไฮเดรชน เชน C-S-H และ C-A-H เปนตน อกทงยงสามารถถกยดอยบนผวของวสดทเปนของแขงทไมมปฏกรยา เชน ทราย หน หรอผงฝ นหนไดดวย ถงแมจะเปนปรมาณนอยมากกตาม 2) คลอไรดอสระ (Free chloride) คอ คลอไรดทละลายอยในน าภายในโพรงชองวางของคอนกรต (Pore solution) โดยคลอไรดนเปนสวนหนงของคลอไรดทสามารถแพรเขาไปยงคอนกรตทมความเขมขนของคลอไรดอสระต ากวา ดงน น ถาสามารถยดจบคลอไรดอสระนไวไดกจะสามารถยดระยะเวลาของการเกดสนมในเหลกเสรมของโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกออกไปได

2.4 ผลกระทบของคลอไรดตอคอนกรตเสรมเหลก [6,7] คลอไรดเปนสาเหตหลกทท าใหเหลกเสรมในคอนกรตเปนสนม โดยอออนของคลอไรด (Chloride Ions) ซมเขาไปในคอนกรตท าใหคาความเปนดางของคอนกรตมคาลดลง เมอมน าและออกซเจนเพยงพอกจะท าใหเหลกเกดสนม และสนมเหลกกขยายตวดนคอนกรตบรเวณรอบ ๆ เหลกเสรมใหแตกราวในทสด ปรมาณคลอไรดในคอนกรตอาจไดรบมาจากสงแวดลอม เชน น าทะเล ดน อากาศ หรอมอยในคอนกรตเอง เชน มอยในน าทใชผสมคอนกรต หน ทราย น ายาผสมคอนกรตบางชนด แตปญหาของคลอไรดทกระทบตอความทนทานของคอนกรตนน สวนมากจะมาจากภายนอกคอนกรตในชวงเวลาทใชงาน ซงคลอไรดจะเขาสคอนกรตไดโดยวธการแทรกซมเขาไปในคอนกรตทแหงโดยน าทมคลอไรด การแพรของคลอไรดอออนจากภายนอกทมความเขมขนของคลอไรดสงกวาภายในคอนกรต หรอการแทรกซมเขาไปในคอนกรตของน าทมคลอไรดโดยแรงดนของน า โดยทว ๆ ไปแลวแหลงของคลอไรดทมผลกระทบตอโครงสรางคอนกรตนนมาจากน าทะเล ส าหรบคอนกรตทแชอยในน าทะเลตลอดเวลานน ถงแมคลอไรดสามารถแทรกซมเขาไปในคอนกรตไดด แตถาไมมออกซเจนการเกดสนมของเหลกเสรมกไมสามารถเกดขนได จงไมเปนปญหานก ในกรณของสภาพเปยกสลบแหงนน น าทะเลจะเขาสคอนกรตทแหงโดยการดดน า (Absorption) หรอ Capillary Suction จนกระทงคอนกรตอยในสภาพทอมตว (Saturated) เมอสภาพภายนอกเปลยนเปนแหง น าทผวคอนกรตกจะระเหยออกไปทงไวแตคราบเกลอ เมอคอนกรตอยในสภาพเปยกอกความเขมขนของคลอไรดทผวกจะสงขน ดงนนอออนของคลอไรดซงมความเขมขนสงทบรเวณผวคอนกรตจะซมเขาสภายในคอนกรตโดยการแพร ซงในแตละรอบของการเปยกสลบแหงจะท าใหคลอไรดบรเวณใกลผวคอนกรตมความเขมขนสงขนเรอย ๆ และเขาไปสภายในคอนกรตและสบรเวณเหลกเสรมมากขน โดยปกตแลวคอนกรตเปยกไดเรวแตแหงไดชากวามาก และภายในของคอนกรตไมสามารถท าใหแหงไดโดยสมบรณ ดงนนการแพรของอออนคลอไรดเขาไปในคอนกรตทแชอยในน าทะเลตลอดเวลาจงชากวาการเขาไปของคลอไรดโดยการเปยกสลบแหงโดยน าทะเล การเคลอนตวของอออนคลอไรดเขาไปในคอนกรตขนอยกบระยะเวลาของสภาพเปยกสลบแหง สถานทและสภาพแวดลอม เชน อณหภม ความชน การไหลของน าทะเล ทศทางลม ทศทางแสงอาทตย และการใชงานของโครงสราง เปนตน ท าใหในโครงสรางเดยวกนแตละสวนอาจประสบกบสภาวะเปยกและแหงไมเหมอนกน โดยทวไปแลวคอนกรตทสภาพแหงนานกวาสภาพเปยกมกจะเรงใหอออนของคลอไรดเขาสคอนกรตไดเรวขน ดงนนคอนกรตสมผสน าทะเลเปนบางครง (ชวงแหงนาน) มโอกาสเกดปญหาการกดกรอนของเหลกเสรมมากกวาคอนกรตทประสบกบสภาวะชวงแหงสน การ

กดกรอนจะเรมเกดขนกตอเมอปรมาณอออนของคลอไรดมมากพอทผวของเหลกเสรม ซงท าใหคาความเปนดางของคอนกรตลดลงจนถงระดบวกฤต คลอไรดเมอซมเขาสคอนกรตบางสวนจะถกจบตวเพอท าปฏกรยากบ C3A ได Calcium Chloroaluminate (3CaO.Al2O3.CaCl2.10H2O) ซงเรยกวา Friedel’s Salt และยงท าปฏกรยากบ C4AF ได Calcium Chloroferrite (3CaO.Fe2O3.CaCl2.10H2O) คลอไรดสวนทไมถกจบยดเรยกวาคลอไรดอสระ (Free Chloride) มสภาพเปนสารละลายอยในน าทอยภายในชองวางของคอนกรต (Pore Solution) คลอไรดอสระนเปนสวนของคลอไรดทสามารถแพรเขาไปยงคอนกรตทมความเขมขนของคลอไรดอสระต ากวา และเปนสวนทท าใหความเปนดางในคอนกรตลดลง ดงนนถาสามารถจบยดคลอไรดไวเปนจ านวนมากได จะสามารถยดเวลาของการเกดสนมในเหลกเสรมออกไปได และเปนททราบกนดวาการใชปนซเมนตทมปรมาณ C3A สง จะสามารถตานทานการกดกรอนเนองจากคลอไรดไดด แตการใชปนซเมนตทม C3A สงจะท าใหเกดความรอนสงซงไมเหมาะกบงานคอนกรตหลา และในน าทะเลไมไดมสารละลายคลอไรดเพยงอยางเดยวแตยงมสารละลายซลเฟตอยดวย ซงการตานทานการกดกรอนของซลเฟตนนตองใชปนซเมนตท C3A ต า ซงเปนสงทขดแยงกนอย ดงนนในตางประเทศจงใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 2 ทมปรมาณ C3A อยปานกลาง

2.5 กลไกการท าลายของสภาวะแวดลอมทะเลตอคอนกรตเสรมเหลก [8,9,10] ลกษณะความเสยหายทอาจเกดกบโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกในสภาวะแวดลอมทะเล เกดจากสาเหตทางกายภาพโดยไดรบแรงกระแทกจากคลน ทราย กรวด ซงสงผลใหเกดการสกกรอนบรเวณผวหนาคอนกรต รวมไปถงความแปรปรวนของระดบน าทะเล ความแรงและการพดพาของคลน สวนสาเหตจากกระบวนการทางเคมจะเกดการกดกรอนเนองจากสารประกอบเคมตางๆ ท

ละลายอยในน าทะเล ซงจะมความรนแรงแตกตางกนไปตามประเภทของสารเคม[8] โดยความรนแรงของการกดกรอนตอคอนกรตในแตละบรเวณอาจไมเทากนตลอดทงโครงสราง คอนกรตทอยในสภาวะเปยกสลบแหงจะมความเสยหายสง เพราะบรเวณดงกลาวมการขดสของน าทะเลตอคอนกรตทงจากแรงกระแทกของคลน ทศทางลม อณหภม ความชน ระยะเวลาทโครงสรางอยในสภาวะเปยกสลบแหง การไหลเวยนของน าทะเล นอกจากน คอนกรตทสภาวะเปยกสลบแหงมการสะสมสารเคมทงซลเฟต คลอไรด และเกลอตางๆ ในชองวางของคอนกรต ท าใหมความเขมขนสงกวาปกต จงเกดการกดกรอนทรวดเรว ในกรณทมรอยแตกราวเลก ๆ ซงเกดจากการหดตวเนองจาก

ความรอนของปฏกรยาไฮเดรชน จะยงท าใหคอนกรตมความเสยหายรวดเรวยงขน โดยทวไปลกษณะของโครงสรางทอยในสภาพแวดลอมน าทะเล สามารถแบง ได 5 บรเวณ (แสดงดงรปท 2.2)

รปท 2.2 ลกษณะของโครงสรางทอยในสภาพแวดลอมน าทะเล [10]

2.5.1 บรเวณบรรยากาศทะเล (Atmospheric Zone) คอนกรตบรเวณนไมไดสมผสกบน าทะเลโดยตรง แตจะสมผสกบละอองน าทะเลทลมพดมา อากาศทมไอเกลอจากน าทะเลเจอปน ความเขมขนของเกลอจะลดลงตามระยะหางจากน าทะเล โดยขนอยกบสภาพทางธรรมชาตของชายฝงทะเล ทศทาง และความแรงของกระแสลมทจะพดพาละอองไอเกลอ แมโครงสรางทอยหางจากชายฝงทะเลเขามาหลายกโลเมตรกยงมโอกาสไดรบเกลอจากน าทะเลได ความเสยหายของคอนกรตในบรเวณนสวนใหญเกดจากการกดกรอนของคลอไรด ซงท าใหเหลกเสรมเปนสนม การผกรอนจากการตกผลกของเกลอ โดยอาจเรมจากมรอยแตกราวขนาดเลกเนองจากการเปลยนแปลงของอณหภม ท าใหคลอไรดสามารถแทรกซมเขาสเหลกเสรมไดงายขน

2.5.2 บรเวณคลนและละอองน าทะเล (Splash Zone) บรเวณนเปนบรเวณทอยเหนอระดบน าขนสงสด คอนกรตบรเวณนจะเปยกน าเมอสมผสกบคลนและละอองน าทะเล เมออยในสภาพแหงในชวงน าลงความเสยหายของคอนกรตบรเวณนจะเกดการกดกรอนของคลอไรดคอนขางรนแรง เนองจากในสภาพทคอนกรตเปยกสลบแหงท าใหคลอไรดแทรกซมเขาสเหลกเสรมไดเรวขน ประกอบกบความชนและกาซออกซเจนในชองวางสงท าใหคอนกรตเกดสนมไดอยางรวดเรว นอกจากนคอนกรตยงเกดความเสยหายไดจากการผกรอนเนองจากการตกผลกของเกลอ การสกกรอนจากการกดเซาะเนองจากแรงกระแทกของคลน คอนกรตในบรเวณนมกพบวาเกดความเสยหายรนแรงกวาสวนอน ๆ (แสดงดงรปท 2.3)

รปท 2.3 บรเวณความเสยงตอการเกดสนมของเหลกเสรมภายในโครงสรางคอนกรตเสรมเหลก [7] 2.5.3 บรเวณน าขนน าลง (Tidal Zone) บรเวณนเปนบรเวณทอยระหวางระดบน าขนสงสดและน าลงต าสด คอนกรตบรเวณนจะจมอยใตน าในชวงเวลาน าขน แตในชวงเวลาน าลงคอนกรตจะสมผสกบคลนและละอองน า และบางสวนจะแหงคลายกบบรเวณคลนและละอองน าทะเล (Splash Zone) ความเสยหายของคอนกรตเกดไดจากการเกดสนมในเหลกเสรม การผกรอนจากการตกผลกของเกลอ

การกดเซาะจากคลนและกระแสน า การขดสจากทรายหรอกรวดทลอยอยในน าทะเล การกดกรอนจากพชและสงมชวต 2.5.4 บรเวณใตน าทะเล (Submerged Zone) เปนบรเวณทอยต ากวาระดบน าทะเลต าสด คอนกรตในบรเวณนจะแชอยในน าทะเลตลอดเวลา ความเสยหายของคอนกรตบรเวณนเกดจากการกดกรอนโดยซลเฟต การกดกรอนจากพชและสงมชวตบางชนด การเนาเปอยทางชวภาพ การเกดสนมในเหลกเสรมจะพบไดนอย เนองจากไมมกาซออกซเจนเพยงพอทท าใหเกดสนม 2.5.5 บรเวณใตพนทะเล (Seabed Zone) เปนบรเวณใตพนทรายหรอพนดนใตน าทะเล ความเสยหายของคอนกรตเกดไดจากการกดกรอนโดยซลเฟต การเนาเปอยทางชวภาพ การกดกรอนจากพช และสงมชวตบางชนด การกดกรอนทางเคมของน าทะเลตอคอนกรตเกดจากคลอไรดและซลเฟต ทอยในน าทะเล ซงสงผลตอความทนทานของคอนกรต สารละลายสวนใหญทมอยในน าทะเล ไดแก โซเดยมคลอไรด (NaCl) แมกนเซยมคลอไรด (MgCl2) แมกนเซยมซลเฟต (MgSO4) แคลเซยมซลเฟต (CaSO4) โพแทสเซยมคลอไรด (KCl) และโพแทสเซยมซลเฟต (K2SO4) เปนตน ซงน าทะเลแตละบรเวณมความเขมขนของสารละลายเหลานแตกตางกน เนองจากสภาพแวดลอมทางภมศาสตรและภมอากาศ โดยทวไปปรมาณผลรวมของสารละลายเกลอทงหมดมคาประมาณ 35 กรมตอลตร นอกจากนยงมกาซออกซเจนและกาซคารบอนไดออกไซดละลายอยในน าทะเลอกดวย คา pH ของน าทะเลอยระหวาง 7.5 ถง 8.4 [11] การแทรกซมของน าทะเลเขาไปในคอนกรตสามารถท าใหคา pH ของคอนกรตลดลงเหลอ 12 ได [12]

2.6 การกดกรอนเนองจากคลอไรด [8,11,13] โดยทวไปสารประกอบคลอไรดไมสงผลทเปนอนตรายกบเนอของคอนกรตทไมมเหลกเสรม ซงงานวจยทผานมาพบวา การใชน าทมคลอไรดผสมในคอนกรตกลบสงผลใหคอนกรตมก าลงอดทสงขน[8]เพราะเปนสารเรงการกอตวและแขงตวของคอนกรต แตการใชงานของคอนกรตในโครงสรางทวไปจ าเปนอยางยงตองใสเหลกเสรมเขาไปในคอนกรตเพอใหรบแรงดงเพราะจากคอนกรตมความสามารถในการรบแรงดงไดนอยมาก และการทคอนกรตมเหลกเสรมนเองจงสงผลใหการท าลายเนองจากคลอไรดตอโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกมความชดเจนและรนแรงมาก ทงนเนองจากการกดกรอนเนองจากคลอไรดแตกตางจากการกดกรอนจากสารเคมอนตรงทคลอไรดสสามารถท าใหเหลกเสรมเปนสนมและคอนกรตบรเวณรอบๆเหลกเสรมเทานนทเสยหายเนองจากการขยายตวของเหลกเสรม ซงดน

คอนกรตใหเกดการแตกราว ตลอดจนท าใหความสามารถในการรบแรงยดเหนยวของเหลกเสรมและคอนกรตต าลงและเปนสาเหตหลกทท าลายคอนกรตเสรมเหลก โดยลกษณะการท าลายของคลอไรด ตอคอนกรตเสรมเหลกทอยในสภาพแวดลอมจรง แสดงดงรปท 2.4

รปท 2.4 ความเสยหายของคอนกรตเสรมเหลกเนองจากคลอไรดโดยเหลกเปนสนมดนคอนกรต

ใหแตกราวหรอหลดรอนออกมา

การกดกรอนเนองจากคลอไรดแตกตางจากการกดกรอนทางเคมอนตรงทคลอไรดท าใหเหลกเสรมเปนสนม และคอนกรตบรเวณรอบ ๆ เหลกเสรมเทานนทเสยหาย เนองจากการขยายตวของเหลกเสรมและเปนสาเหตหลกทท าลายองคอาคารคอนกรตเสรมเหลก หลงการเกดปฏกรยา ไฮเดรชนจะเกดผลตภณฑอยางหนงเกดขนนนคอ แคลเซยมไฮดรอกไซด (Ca(OH)2) ซงมคณสมบตเปนดาง ท าใหซเมนตเพสตหรอคอนกรตทแขงตวแลวมความเปนดางสง คอ มคา pH ประมาณ 12.5 ถง 13.5 ความเปนดางของคอนกรตจะชวยปองกนเหลกเสรมภายในคอนกรตไมใหเกดสนม โดยจะเกดชนฟลมบาง ๆ ของ -Fe2O3 เคลอบผวเหลกเสรมไว ซงสามารถปองกนน าและกาซออกซเจนไมใหมาท าปฏกรยากบเหลกเสรม จงไมเกดสนมขน อยางไรกตามอออนของคลอไรดกสามารถท าลายฟลมนได และเมอมน าและออกซเจนมาสมผสกบเหลกเสรมบรเวณทไมมฟลมออกไซดปกปองอย เหลกกจะเปนสนม (แสดงดงรปท 2.5)

รปท 2.5 การเกดสนมเหลกเนองจากปฏกรยาไฟฟาเคมเมอมคลอไรดในคอนกรต [11]

ความเปนดางของคอนกรตอาจลดลงไดจากหลายสาเหต การแทรกซมของคลอไรดกเปนอกสาเหตหนง และหากคาความเปนดางของคอนกรตลดลงจนคา pH ต ากวา 9 หรอ 10 กลไกการเกดสนมเหลกจะเกดขน เมอคลอไรดจากน าทะเลสามารถแทรกซมเขาสคอนกรตจนถงชนของเหลกเสรมและท าลายชนฟลมดงกลาว ประกอบกบมน าหรอความชนและกาซออกซเจนภายในคอนกรต ท าใหกระบวนการเกดสนมจากปฏกรยาไฟฟาเคมเกดขนในลกษณะของเซลลกลวานค (Galvanic Cell) เนองจากเกดความตางศกยไฟฟาทบรเวณผวของเหลกเสรม ซงมสาเหตจากความแตกตางของสภาพแวดลอมของคอนกรต ความแตกตางของความชน ความแตกตางของความเขมขนของสารละลายเกลอภายในชองวางคอนกรต ฯลฯ ท าใหเกดสภาพขวบวกและขวลบ (Cathode and Anode) เกดการไหลของกระแสไฟฟาโดยมสารละลายของเกลอคลอไรดในชองวางคอนกรตเปนสออเลคโทรไลตใหอเลคตรอนวงผาน

กระบวนการไฟฟาเคม (Electrolysis) ของกระบวนการเกดสนมจะเรมจากขวบวก (Anode) เหลกจะแตกตวเปนเฟอรรสอออน (Fe2+) เขาสสภาพสารละลาย ดงสมการ(2.1) สวนอเลคตรอน (e-) จะวงผานไปตามเหลกเสรมเขาสขวลบ (Cathode) โดยมน าทมคลอไรดท าหนาทเปนสออเลคโทรไลต (Electrolyte) ปฏกรยาทเกดขนน เรยกวา ปฏกรยาแอโนดค (Anodic Reaction) จากนนอเลคตรอน (e-)

จากปฏกรยาแอโนดคจะไปรวมตวกบน าและกาซออกซเจนจนเกดเปน ไฮดรอกซลอออน ((OH)-) ซงเรยกวาปฏกรยาแคโทดค (Cathodic Reaction) ดงสมการ (2.4) และเมอ Fe2+ รวมตวกบ (OH)- จะเกดเปนเฟอรรสไฮดรอกไซด (Fe(OH)2) ดงสมการ (2.2) และเมอท าปฏกรยากบน าและออกซเจนเกดเปนเฟอรรกไฮดรอกไซด (Fe(OH)3) หรอสนมเหลกในทสด ดงสมการ (2.3) Anodic Reaction: Fe Fe2+ + 2e- (2.1) Fe2+ + 2(OH)- Fe(OH)2 (Ferrous Hydroxide) (2.2) 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3 (Ferric Hydroxide) (2.3) Cathodic Reaction: 4e- + O2 + 2H2O 4(OH)- (2.4) Fe2+ ทเกดขนอกสวนหนงจะท าปฏกรยากบ Cl- เกดเปนเฟอรรกคลอไรด (FeCl2) ซงเมอท าปฏกรยากบน าจะกลายเปนสนมเหลกเชนกน ดงสมการ (2.5) และ (2.6) Fe2+ + 2Cl- FeCl2 (2.5) FeCl2 + 2H2O Fe(OH)2 + 2HCl (2.6) การกดกรอนทเกดขนสงผลใหเกดการขยายตว เนองจากเหลกเสรมมปรมาตรมากกวา เนอเหลกเดมหลายเทา ซงอาจมากถง 4-6 เทา และดนคอนกรตใหแตกราวเสยหาย (แสดงดงรปท 2.6) โดยระยะทางทเกดปฏกรยาไฟฟาเคมอาจยาวตงแต 10 มลลเมตร จนถง 6 เมตร ท าใหสนมอาจเกดตางบรเวณกบจดทเกดการกดกรอนของเนอเหลก และเมอเหลกเสรมเกดการผกรอนจากสนมมากขนเรอย ๆ คอนกรตทหมเหลกเสรมจะเกดการแตกราวตามแนวของเหลกเสรม (Splitting Crack) จนในทสดกจะหลดรอน (Spalling) ออกมา รอยราวทเกดขนยงเปนการเรงใหน าและออกซเจนเขาไปถงบรเวณเหลกเสรมไดเรวและมากยงขน ท าใหเรงการเกดสนมของเหลกเสรมใหเรวและรนแรงยงขนดวย หากเหลกเสรมเกดสนมเหลกอยางรนแรงคอนกรตทหมเหลกเสรมอาจหลดกะเทาะออกมาเปนบรเวณกวาง นอกจากนในสภาวะแวดลอมทมความเขมขนของคลอไรดสงอยางเชนน าทะเล เหลกเสรมอาจถกกด

กรอนเปนรอยลกขนาดใหญทเรยกวา Pitting Corrosion ซงจะท าใหพนทหนาตดของเหลกเสรมลดลงอยางมากและสงผลอนตรายตอการรบก าลงของคอนกรตเสรมเหลก

เรมแรก ม H2O , O2 เกดสนม – หลดรอน

รปท 2.6 แสดงการแตกราว หลดรอนของคอนกรตเนองจากการเกดสนมเหลก [7]

2.7 การกดกรอนเนองจากซลเฟต [8] เกลอซลเฟตมอยทวไปตามธรรมชาตทงในดนและในน าใตดน เชน โซเดยมซลเฟต (Na2SO4), โพแทสเซยมซลเฟต (K2SO4), แมกนเซยมซลเฟต (MgSO4) และแคลเซยมซลเฟต (CaSO4) เปนตน ความรนแรงจากการท าลายของซลเฟตตอคอนกรตขนอยกบความเขมขนของซลเฟตและความชน สารซลเฟตทอยในสถานะของแขงไมเปนอนตรายตอคอนกรต และการท าลายของซลเฟตไมเกดขนเมอคอนกรตอยในสภาพแหง แตมความรนแรงมากขนเมอคอนกรตเปยกชนและรนแรงอยางมากในกรณทคอนกรตอยในสภาพเปยกสลบแหง โดยสารละลายซลเฟตคอยๆซมเขาไปภายในชองวางของเนอคอนกรตและท าปฏกรยากบซเมนตเพสต ท าใหเกดสารประกอบชนดใหมขนซงมการขยายตวและแตกราวจนไมสามารถรบก าลงได เกลอซลเฟตทพบในธรรมชาตและเปนอนตรายตอโครงสรางคอนกรตไดแก โซเดยมซลเฟต แมกนเซยมซลเฟต และแคลเซยมซลเฟต โดยทวไปคอนกรตมสวนผสมของมวลรวมกบปนซเมนตปอรตแลนดแตมวลรวมมการท าปฏกรยากบซลเฟตนอยมาก ดงนนจงน ามาเสนอเฉพาะกระบวนการกดกรอนทเกดจากปฏกรยาระหวางปนซเมนตกบซลเฟตเทานน โดยน าเสนอเฉพาะสารประกอบซลเฟตทสงผลกระทบตอการท าลายคอนกรต และพบมากในสภาพแวดลอมทวไป เชน ในสภาวะแวดลอมทะเล ในบรเวณดนเคม เปนตน ในทนกลาวถงกระบวนการกดกรอนเนองจากโซเดยมซลเฟตและแมกนเซยมซลเฟต ซงพบมากในสภาพแวดลอมทวไปและมผลตอการท าลายโครงสรางคอนกรตคอนขางรนแรง ซงโดยภาพรวมแลวการท าลายเนองจากซลเฟตตอคอนกรตจะเปนไปในลกษณะทท าใหคอนกรตขยายตว แตกราวและสญเสยก าลงรบแรง ดงแสดงในรปท 2.7

รปท 2.7 แสดงลกษณะการท าลายของสารประกอบซลเฟตตอคอนกรต [14]

2.7.1 กระบวนการกดกรอนของโซเดยมซลเฟตตอคอนกรต กระบวนการกดกรอนของสารประกอบของโซเดยมซลเฟตตอคอนกรตเรมตนจากปฏกรยา

ระหวางโซเดยมซลเฟตกบแคลเซยมไฮดรอกไซดทเปนผลจากปฏกรยาไฮเดรชน ท าใหไดโซเดยมไฮดรอกไซด (Na2(OH)2) และแคลเซยมซลเฟต (CaSO4.2H2O) หรอยปซม ตามสมการท (2.7) โดยยปซมสามารถท าปฏกรยาตอเนองกบ C-A-H ซงไดจากปฏกรยาไฮเดรชน โดยปฏกรยาเกดขนดงสมการท (2.8) และบางสวนอาจท าปฏกรยากบแคลเซยมอลมเนตไฮเดรตทซลเฟตออออนหายไป หรออาจท าปฏกรยากบ C3A ทเหลอจากปฏกรยาไฮเดรชน ซงท งหมดนท าใหไดแคลเซยมซลโฟอลมเนต (3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O) หรอ Ettringite

Ca(OH)2 + Na2SO4 + 2H2O CaSO4.2H2O + Na2(OH)2 (2.7) 3CaO.Al2O3.12H2O + 3(CaSO4.2H2O) + 14 H2O 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O + Ca(OH)2 (2.8)

2.7.2 กระบวนการกดกรอนของแมกนเซยมซลเฟตตอคอนกรต ปฏกรยาระหวางแมกนเซยมซลเฟตกบแคลเซยมไฮดรอกไซดท าใหไดแมกนเซยมไฮดรอกไซด

(Mg(OH)2) และแคลเซยมซลเฟตหรอยปซม ตามสมการท (2.9) จากนนยปซมจะท าปฏกรยาตอเนองกบ C-A-H ดงทไดกลาวมาแลวตามสมการท (2.8)ไดผลเปนแคลเซยมซลโฟอลมเนต หรอ Ettringite นอกจากนนแมกนเซยมซลเฟต (MgSO4) ยงท าปฏกรยากบ C-A-H ไดเปนแคลเซยมซลโฟอลมเนต อลมเนยมไฮดรอกไซด (Al(OH)3) และแมกนเซยมไฮดรอกไซด (Mg(OH)2) ตามสมการท (2.10) อกดวย Ca(OH)2 + MgSO4 + 2H2O CaSO4.2H2O + Mg(OH)2 (2.9) 3CaO.Al2O3.12H2O + 3(MgSO4.7 H2O) +12H2O 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O + 2Al(OH)3 + 3Mg(OH)2 + 8H2O (2.10)

นอกจากนแคลเซยมซลเกตไฮเดรตทไดจากปฏกรยาไฮเดรชนยงท าปฏกรยากบแมกนเซยมซลเฟตไดเปนยปซม แมกนเซยมไฮดรอกไซด และซลกาเจล (SiO2.nH2O) ตามสมการท (2.11) 3CaO.2SiO2.nH2O + MgSO4.7H2O CaSO4.2H2O + Mg(OH)2 + SiO2.nH2O (2.11)

ยปซมทเกดขนนยงสามารถท าปฏกรยากบ C-A-H ตามสมการท (2.10) อกดวยซงผลทไดเปน Ettringite เหมอนเดม สวนซลกาเจล (SiO2.nH2O) ตามสมการท (2.11) ยงท าปฏกรยากบแมกนเซยมไฮดรอกไซดไดเปน แมกนเซยมซลเกตไฮเดรต (4MgO.SiO2.8.5H2O) ดงสมการท (2.12) 4Mg(OH)2 + SiO2.nH2O 4MgO.SiO2.8.5H2O + (n-4.5) .H2O (2.12) ยปซมและแคลเซยมซลโฟอลมเนตทเกดขน มความถวงจ าเพาะต ากวาสารประกอบเดม มการขยายตวท าใหมปรมาณมากขน และเกดแรงดนภายในคอนกรตเปนผลใหคอนกรตแตกราวในทสด สวนซลกาเจลและแมกนเซยมซลกาไฮเดรต เปนสารทไมแขงแรงเทากบแคลเซยมซลเกตไฮเดรตทสญเสยไปท าใหก าลงของคอนกรตลดลง จากสมการทางเคมขางตนพบวาการลดปรมาณของ C3A ใหนอยลงท าใหปรมาณของแคลเซยมอลมเนตไฮเดรตลดลง สงผลใหปรมาณการเกดยปซม แคลเซยมซลโฟอลมเนต และแมกนเซยมซลเกตไฮเดรตลดลงตามไปดวย ท าใหการกดกรอนของซลเฟตลดลง ดงนนการใชปนซเมนตทม C3A ต า จงสามารถลดการกดกรอนเนองจากซลเฟตไดด โดยสรปแลวกระบวนการกดกรอนทางเคมเนองจากสารประกอบซลเฟตทมตอคอนกรตท าใหไดสารประกอบทเปนอนตรายตอคอนกรตดงน

แคลเซยมซลโฟอลมเนต หรอ Ettringite เปนสารประกอบทไมละลายน า มการขยายตวท าใหคอนกรตเกดการแตกราว โดยสวนมากแลวสารนเกดจากสารตงตนทมองคประกอบของอลมเนตดงนนในการผลตปนซเมนตตานทานซลเฟตจงมเหตผลทตองจ ากดปรมาณของ C3A และ C4AF ใหนอย ซงสารเหลานไมชวยใหก าลงคอนกรตเพมมากนก

แคลเซยมซลเฟต หรอ ยปซม เปนผลจากปฏกรยาระหวาง แคลเซยมไฮดรอกไซดกบแมกนเซยมซลเฟต โดยยปซมมการขยายตวมากกวาแคลเซยมไฮดรอกไซด ซงเปนสารดงเดมถง 2.2 เทา เปนผลท าใหคอนกรตเกดการขยายตวและแตกราว นอกจากน นยงท าใหคอนกรตสญเสยความสามารถในการยดเกาะระหวางซเมนตเพสตกบมวลรวม อนเนองจากเกลอทเกดขนสามารถชะลางออกไปไดงายสงผลใหเนอคอนกรตหายไปและมวลรวมหลดออกจากคอนกรตไดงาย โดยในกระบวนการผลตคอนกรตสามารถลดปรมาณของยปซมลงไดโดยการเตมสารทมคณสมบตเปนวสดปอซโซลานเพอลด C3S และ C2S ซงเปนสารทกอใหเกดแคลเซยมไฮดรอกไซด

แมกนเซยมซลเกตไฮเดรต เปนสารประกอบทเปนผลจากปฏกรยาระหวางซลกาเจลกบแมกนเซยมไฮ ดรอกไซด โดยสารนมลกษณะเปนสขาว มความแขงแรงต าและสงผลใหก าลงอดของคอนกรตลดลงอกดวย

2.8 วสดปอซโซลาน [15] ASTM C 618 ไดนยามวา วสดปอซโซลานหมายถงวสดทมสวนประกอบทางเคมของ ออกไซดของซลกา (SiO2) อลมนา (Al2O3) และเหลก (Fe2O3) เปนองคประกอบหลก โดยทวไปวสดปอซโซลานเมออยในสภาพแหงจะมลกษณะเปนฝ นและไมมคณสมบตเชอมประสานระหวางอนภาค แตเมอมความละเอยดทเหมาะสมและมความชนเพยงพอภายใตอณหภมปกต จะสามารถท าปฏกรยากบดางหรอแคลเซยมไฮดรอกไซด (Ca(OH2)) ท าใหเกดเปนสารประกอบใหมทมคณสมบตในการเชอมประสานไดดคลายปนซเมนต ปฏกรยาทเกดขนนเรยกวา ปฏกรยาปอซโซลาน (Pozzolanic Reaction) ซงปจจบนไดมการแบงวสดปอซโซลานเปน 2 ประเภทใหญๆ คอ วสดปอซโซลานธรรมชาต (Natural Pozzolan) ซงเกดจากกระบวนการตามธรรมชาต เชน เถาภเขาไฟ และดนขาว (Matakaolin) เปนตน สวนอกประเภทหนง คอ วสดปอซโซลานสงเคราะห (Artificial Pozzolan) ซงสวนใหญเปนวสดพลอยไดทเกดจากกระบวนการผลตในงานอตสาหกรรม เชน ซลกาฟม เถาถานหน เถาแกลบ เถาแกลบ-เปลอกไม เถาชานออย เถาปาลมน ามน ตะกรนเตาถลงเหลก เปนตน เมอวสดปอซโซลานมคณสมบตทสามารถใชแทนปนซเมนตบางสวนไดแลว และยงชวยปรบปรงคณสมบตตางๆของคอนกรตใหดขน ทงคอนกรตทอยสภาพเหลว เชนความสามารถเทได และคอนกรตทแขงตวแลว เชนก าลงอด และสงทส าคญคอ ตองการใหไดคอนกรตทมความทนทานเมออยในสภาวะแวดลอมตางๆ รวมทงตองการตนทนในการผลตคอนกรตลดลง เนองจากวสดปอซโซลานมราคาถกกวาปนซเมนต แตอยางไรกตามในการใชวสดปอซโซลานนน ตองค านงถงอตราสวนผสมทพอเหมาะดวย จงไดมการวจยและพฒนากนอยางตอเนอง

2.9 ปฏกรยาปอซโซลาน [15] เมอปนซเมนตรวมตวกบน าท าใหเกดปฏกรยาไฮเดรชน (Hydration Reaction) และมผลตภณฑจากปฏกรยาทส าคญ คอ แคลเซยมซลเกตไฮเดรต (3CaO.2SiO2.3H2O หรอ C-S-H), แคลเซยมไฮดรอกไซด (Ca(OH)2) และแคลเซยมอลมเนตไฮเดรต (3CaO.Al2O3.6H2O หรอ C-A-H)

2.9.1 ปฏกรยาปอซโซลาน เปนปฏกรยาทเกดขนภายหลงจากการท าปฏกรยาไฮเดรชนของปนซเมนตกบน า โดยใชแคลเซยมไฮดรอกไซด (Ca(OH)2) เปนสารตงตนท าปฏกรยารวมกบซลกอนไดออกไซด (SiO2) และอลมนาไตรออกไซด (Al2O3) ในวสดปอซโซลาน ผลตภณฑทไดจากปฏกรยาปอซโซลาน คอ แคลเซยมซลเกตไฮเดรต (C-S-H) และแคลเซยมอลมเนยมไฮเดรต (C-A-H) ดงสมการท (2.13) และ (2.14) ซงทง C-S-H และ C-A-H ทเกดจากปฏกรยาปอซโซลานนท าใหก าลงอดของคอนกรตเพมขน และลดชองวางระหวางอนภาคของปนซเมนตลง ท าใหคอนกรตมเนอแนนขน โดยปฏกรยาปอซโซลานจะเรมเกดขนเมออายประมาณ 7 วน และท าปฏกรยาตอไปเรอย ๆ แมวาคอนกรตมอายมากกวา 3 ปครงกตาม

Ca(OH)2+ SiO2+H2O xCaO.ySiO2.zH2O (2.13) Ca(OH)2+ Al2O3+H2O xCaO.yAl2O3.zH2O (2.14)

2.9.2 ปฏกรยาปอซโซลานของเถาถานหน ความสามารถของเถาถานหนมนการรวมตวกบแคลเซยมไฮดรอกไซดเพอท าปฏกรยาปอซโซลาน ขนอยกบความละเอยดและคณสมบตของเถาถานหน เถาถานหนโดยทวไปมสวนประกอบทมสถานะซงไมเปนผลก (glassy phase) อยประมาณรอยละ 70 ถง 80 โดยเถาถานหนทละเอยดมความไมเปนผลกสงกวาเถาถานหนทหยาบ เถาถานหนทมความละเอยดสงจงสามารถท าปฏรยาไดเรวกวาเถาถานหนทมความละเอยดต า และใหก าลงทสงขนอยางรวดเรว ซงอาจสงกวามอรตารหรอคอนกรตทไมมการใชเถาถานหน นอกจากนเถาถานหนทมปรมาณคารบอนต าสามารถพฒนาก าลงไดเรวเชนกน

2.10 เถาถานหน 2.10.1 การเผาถานหน [16] ถานหนทใชในการเผาผลตกระแสไฟฟามอย 4 ชนด ไดแก 1) แอนทราไซต (anthacite) 2) บทมนส (bituminous) 3) ซบบทมนส (sub-bituminous) 4) ลกไนต (lignite)

ถานหนคณภาพดทสดไดแก แอนทราไซต [16] สามารถใหความรอนไดสงสด และมปรมาณความชนต า ตามดวยบทมนส ซบบทมนสและลกไนตตามล าดบ โดยลกไนตใหความรอนต าและมความชนสง นอกจากถานหนทง 4 ชนดนแลวยงมพท (Peat) ซงเปนถานหนคณภาพต าสดใหความรอนต าสดและมความชนสงสด จงไมนยมเผาเปนเชอเพลงในโรงไฟฟา การเผาถานหนบดเปนเชอเพลงในการผลตกระแสไฟฟามใชกนอย 3 ระบบ ไดแก

1) การเผาความรอนสง เปนการเผาทอณหภมสงจะสงถง 1,500 ถง 1,700 องศาเซลเซยส เปนการเผาในเตาเผาแบบใชแรงลม (Cyclone Combustion) ทอณหภมสง เถาถานหนสวนใหญจะหลอมละลาย และรวมกนเปนเมดหรอกอน เถาถานหนสวนทเหลอสวนใหญจะเปนเถากนเตาและตกลงในอางน าขางลาง เถาถานหนขนาดเลกจะเปนเถาลอยซงในระบบการเผานจะมปรมาณคอนขางนอย เถาถานหนทไดจะมลกษณะเปนแกวเมดออกใสๆ (Vitreous Particle) 2) การเผาความรอนปานกลาง

อณหภมของการเผาถานหนบดในเตาเผาความรอนปานกลางอยในชวงระหวาง 1,100 ถง 1,400 องศาเซลเซยส เปนการเผาในเตาเผาแบบใชถานหนบด (Pulverized Coal Combustion) เถาถานหนสวนใหญจะเปนเถาลอย ทเหลอจะเปนเถาหนกหรอเถากนเตา เถาลอยทไดจากการเผานประมาณรอยละ 70 ถง 90 มคณสมบตเปนสารปอซโซลาน ถานหนทไดจากการเผาในแบบนจะมลกษณะทรงกลม ผวเรยบ ดงแสดงในรปท 2.8 เปนเถาลอยทเหมาะส าหรบใชแทนปนซเมนตบางสวนเพอท าคอนกรต

รปท 2.8 แสดงรปขยายอนภาคของเถาถานหนจากแมเมาะทไดจากการเผาแบบ

Pulverized Coal

3) การเผาความรอนต า การเผาความรอนต าเปนการเผาในเตาแบบฟลอดไดซเบด (Fluidized-bed Combustion) อณหภมของการเผาถานหนจะคอนขางต าคอไมเกน 900 องศาเซลเซยส เถาถานหนทไดมรปรางทไมแนนอน (Irregular) ผวขรขระ และมสวนประกอบทเปนผลกคอนขางสง เนองจากเถาถานหนทไดไมไดผานการเผาทอณหภมทสงพอ ดงแสดงในรปท 2.9 แมจะสามารถใชเปนสารปอซโซลานไดแตไมดเทาเถาลอยทไดจากการเผาความรอนปานกลาง แตวธนกเรมใชกนมากขนส าหรบการผลตไฟฟาขนาดเลกในโรงงานตางๆ

รปท 2.9 แสดงรปขยายอนภาคของเถาถานหนทไดจากการเผาแบบ Fluidized-bed

เถาถานหนหากมความชนและการสญเสยน าหนกเนองจากการเผาในปรมาณสงจะท าใหคณภาพของเถาถานหนลดลง มาตรฐาน ASTM C 311 ก าหนดใหทดสอบปรมาณความชนโดยการเผาจนน าหนกคงททอณหภม 105 ถง 110 องศาเซลเซยส และทดสอบการสญเสยน าหนกเนองจากการเผา (LOI) ตามมาตรฐาน ASTM C 114 โดยการเผาตวอยางเดมทใชทดสอบปรมาณความชนทอณหภม 750±50 องศาเซลเซยส โดยใชถวยดนขาวเผา (porcelain) มาตรฐาน ASTM C 618 ระบปรมาณความชนใหไดไมเกนรอยละ 0.3 ขณะทการสญเสยน าหนกเนองจากการเผา (LOI) ระบใหไมเกนรอยละ 6 2.10.2 การเปลยนแปลงของถานหนภายใตการเผา ถานหนมองคประกอบทส าคญคอ ควอตซ (Quartz) เคาลนไนต (Kaolinite) อลไลต (Illite) ไพไรต (Pyrite) และแคลไซต (Calcite) นอกจากนยงมสารประกอบอนผสมอยเลกนอยซงไดแก คลอไรด

(Chlorite) มาเคไซต (Marcasite) และเฟลดสปาร (Feldspar) เมอผานการเผาทอณหภมตางๆ แรธาตในถานหนจะเปลยนสถานะ ซงสามารถสรปไดดงน 1) ไพไรตและมาเคไซต เปลยนเปนเฮมาไตต (Fe2O3) และแมกเนไตต (FeO.Fe2O3) ในรปของผลกและเปนเหลกออกไซดในสวนทเปนแกว (Glassy Phase) ของเถาถานหน ดงสมการท 2.15–2.17

250 – 850 C 2FeS + S2 (2.15) 5FeS + S2 + 10.50O2

>850 C Fe2O3 + FeO.Fe2O3 + 7SO2 (2.16)

Fe2O3 และ FeO.Fe2O3 1000 – 1650 C เหลกออกไซดในสวนทเปนแกวบางสวน

(2.17) 2) แคลไซตเปลยนเปนแคลเซยมออกไซด (CaO) และแอนไฮไดรต (CaSO4) ดงสมการท 2.18–2.19

>850 C CaC + CO2 (2.18) CaO + SO2 + 0.5 O2

>850 C CaSO4 (2.19) 3) ดนเหนยวจะสญเสยน าและเปลยนเปน แกว มลไลต (Mullite, 3Al2O3.SiO2) และควอตซ (SiO2) ในรปของผลกของครสโตบาไลต (Cristobalite) ดงสมการท 2.20–2.22

ดนเหนยวบางสวน 850 - 1000 C แกว (2.20) ดนเหนยวบางสวน 1000 – 1100 C แกว + 3Al2 O3.SiO2 + SiO2 (2.21) ดนเหนยวบางสวน >1100 C แกว +3Al2 O3.SiO2+SiO2+Na2O(g)+K2O(g) (2.22)

4) ควอตซ (SiO2) จะเกดการหลอมละลายบางสวนและกลายเปนแกว ดงสมการท 2.23

SiO2 บางสวน >1200 C แกว (2.23)

จะเหนไดวาเถาถานหนประกอบดวยแกวและผลกซงปรมาณจะขนอยกบอณหภมของการเผา ในการเผาทอณหภมประมาณ 900 องศาเซลเซยส ของระบบฟลอดไดซเบดอณหภมจะไมสงพอ ถานหนบดละเอยดจะเกดการหลอมละลายเพยงบางสวน สารประกอบสวนใหญอยในรปของผลก ในการเผาระบบนถาถานหนมปรมาณซลเฟอรสงจะนยมใชแคลไซด (Calcite) ผสมถานหนเพอลดปรมาณออกไซดของซลเฟอร แตจะท าใหเถาถานหนมปรมาณ CaO และ CaSO4 สงได

ในระบบความรอนปานกลางอณหภมในการเผาประมาณ 1,300 องศาเซลเซยส ซงจะสงพอทจะท าใหเถาถานหนหลอมละลาย ดงนนเถาถานหนจะมแกวเปนองคประกอบทส าคญ และมผลกของเฮมาไตต แมกเนไตต มลไลต และควอตซ ประกอบอยเลกนอย นอกจากนนคงมแรธาตทเผาไหมไมหมดและแรธาตอน เชน แคลไซต ไพไรต แอนไฮไดรต และดนเหนยวหลงเหลออย

การเผาในเตาเผาแบบความรอนสงทอณหภมสงกวา 1,500 องศาเซลเซยส ถานหนเกดการเผาไหมและหลอมละลาย เถาถานหนจะมแกวเปนองคประกอบทสงและมสวนทเปนผลกจะเหลออยนอย ขณะเดยวกนการเผาไหมถานหนทอณหภมสงจะท าใหเกดกาซซงบางสวนถกกกอยในเถาถานหน ท าใหเถาถานหนจ านวนมากทเผาทอณหภมสงเปนเถาถานหนกลวง (Cenosphere) 2.10.3 ชนดของเถาถานหน [16] เถาถานหนเปนผลพลอยไดจากการเผาถานหนในการผลตกระแสไฟฟาพลงงานความรอนมาตรฐาน ASTM C 618 แบงเถาถานหนออกเปน 2 ชนด ไดแก

1) ชนด F (Class F) เปนเถาถานหนทไดจากการเผาถานหนแอนทราไซต และบทมนส ปรมาณรวมของซลกา (Silica) อะลมนา (Alumina) และเฟอรคออกไซด (Ferricoxide) มากกวารอยละ 70 และมคณสมบตอนตามทระบไวในมาตรฐาน ASTM C 618 วธการเกบตวอยางและวธการทดสอบเปนไปตามาตรฐาน ASTM C 311 โดยทวไปเถาถานหนชนด F มปรมาณเคลเซยมออกไซด (Calcium Oxide, CaO) ต า ดงนนจงมชอเรยกอกชอหนงวา เถาถานหนแคลเซยมต า ส าหรบซลกา-ออกไซด (SiO2) มาจากแรดนเหนยวและควอรตซ ถานหนแอนทราไซตและบทมนสมแรดนเหนยวสงจงใหเถาถานหนทม ซลกาออกไซด (SiO2) สง

2) ชนด C (Class C) เปนเถาถานหนทไดจากการเผาถานหนลกไนต และซบบทมนสเปนสวนใหญ มปรมาณของ SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 มากกวารอยละ 50 ปรมาณแคลเซยมออกไซด (Calcium Oxide, CaO) สงและมคณสมบตอนตามทระบไวในมาตรฐาน ASTM C 618 เถาถานหนชนดนเรยกชออกอยางหนงวา เถาถานหนแคลเซยมสง ส าหรบอะลมเนยมออกไซด (Al2O3) มาจากแรดนเหนยว โดยท

ลกไนตประกอบไปดวยดนเหนยวทมอะลมเนยมออกไซด (Al2O3) ต าท าใหเถาถานหนชนด C นอกจากมซลกาออกไซด (SiO2) ต าแลวยงมอะลมเนยมออกไซด (Al2O3) ต าดวย เถาถานหนทง 2 ชนดมคณสมบตเปนปอซโซลาน นอกจากนเถาถานหนชนด C ยงมความเปนสารซเมนตในตวเองจากการมปรมาณ CaO สง เถาถานหนแมเมาะในระยะแรกสวนใหญเปนเถาถานหนแคลเซยมสงโดยมปรมาณ CaOสงถงรอยละ 40 และมความเปนสารซเมนตในตวเอง ในปจจบนเถาถานหนแมเมาะมปรมาณ CaO ต าลงโดยมสารนอยประมาณรอยละ 10 [17,18] นอกจากนแลวยงมขอก าหนดทเหมอนกนของเถาถานหนชน F และชน C คอ ก าหนดใหมปรมาณ SO3 ไมเกนรอยละ 5 โดยน าหนก มความชนไมเกนรอยละ 3 โดยน าหนก มการสญเสยน าหนกเนองจากการเผา (LOI, Loss on Ignition)ไมเกนรอยละ 6 โดยน าหนกส าหรบชน C สวนชน F ไมเกนรอยละ 12 โดยน าหนก มความชนไมเกนรอยละ 12 โดยน าหนก และเมอน ามารอนผานน าดวยตะแกรงมาตรฐานเบอร 325 ซงมขนาดชองเปด 45 ไมโครเมตร ตองมอนภาคทคางบนตะแกรงไมเกนรอยละ 34 ของน าหนกทงหมด สวนก าลงอดคอนกรตผสมวสดปอซโซลานรอยละ 20 โดยน าหนกวสดประสานตองใหก าลงทอาย 7 หรอ 28 วน ไมนอยกวารอยละ 75 ของก าลงอดคอนกรตควบคม (คอนกรตทใชปนซเมนตเปนวสดประสานทงหมด) 2.10.4 รปรางและลกษณะของเถาถานหน เมอเถาถานหนทบดละเอยดผานการเผาไหม ถานหนจะสนดาปและหลอมละลายทอณหภมสง เถาถานหนจะเรมเยนลงหลงจากออกจากเตาเผา ผลจากการทหลอมละลายท าใหเถาถานหนทไดสวนใหญมลกษณะทรงกลมและอยในสถานะแกว (Glassy Phase) เถาถานหนสวนหนงเกดจากการปะทะกนของเถาถานหนขนาดเลก ท าใหมขนาดใหญขนแตขนาดยงคงไมใหญมากนก จงสามารถลอยตามอากาศรอนไปได ท งนเถาถานหนขนาดใหญจะมรปรางทไมแนนอน ผวขรขระและมรเลกๆทผว เนองจากมปรมาณของคารบอน (Carbon) สง เถาถานหนขนาดเลกจะผานจากการเผาไหมทสมบรณกวาและจะมทรงกลมและผวเรยบ [16] เถาถานหนยงประกอบไปดวยอนภาคทมโพรงขางในทเรยกวาซโนสเฟย (Cenosphere) ซงเกดจากการทกาซจากการเผาไหมของถานหนถกกกไวภายในเถาถานหน และยงมเถาถานหนกลวงทมอนภาคเถาถานหนเลกๆ อยภายในเรยกวาพลโรสเฟย (Plerosphere) เถาถานหนกลวงมตงแตขนาดเลกไมกไมครอนจนถงหลายรอยไมครอน องคประกอบหลกของเถาถานหนกลวงคอ แกวอลมโนซลเกต (Aluminosilicate Glass) เนองจากเถาถานหนกลวงเปนเถาถานหนทผานการเผาทอณหภมสง ดงนนจงม

คณสมบตดานการทนไฟและมน าหนกเบาจงไดมการศกษาเพอน าเถาถานหนกลวงมาใชประโยชนในดานคอนกรตน าหนกเบา และคอนกรตทมคณสมบตดานการทนไฟ และการเกบเสยง (Acoustic) เถาถานหนทไดจากการเผาในระบบฟลอดไดซเบด มรปรางทไมแนนอนและผวขรขระเนองจากอณหภมในการเผาไมสงพอ ถานหนบดละเอยดจะเกดการหลอมละลายเพยงบางสวน สวนเถาถานหนกนเตาเกดจากการปะทะกนของอนภาคถานหน จงมรปรางไมแนนอนและผวขรขระ เชนกน

2.10.5 ขนาดและความละเอยด อนภาคเถาถานหนโดยทวไปมความละเอยดใกลเคยงหรอสงกวาปนซเมนตเลกนอย ลกษณะสวนใหญเปนรปทรงกลมมขนาดเสนผานศนยกลางตงแตเลกกวา 1 ไมครอนจนถง 200 ไมครอน โดยมขนาดเฉลยประมาณ 15 ถง 30 ไมครอน ความละเอยดของเถาถานหนขนอยกบการบดถานหน ชนดของเครองบด และชนดของเตาเผา ถานหนทเผาไหมอยางสมบรณในเตาเผาจะมความละเอยดสงและมทรงกลม แตกรณทเผาไหมไมสมบรณ รปรางของเถาถานหนจะไมแนนอน เถาถานหนทละเอยดจะมความวองไวในการท าปฏกรยาไดเรวขนท าใหก าลงอดคอนกรตสงกวาคอนกรตทใชเถาถานหนทหยาบกวา การวดความละเอยดของเถาถานหนยงนยมใชการวดแบบงายโดยการรอนเปยก (Wet Sieve) ผานบนตะแกรงมาตรฐานเบอร 325 มาตรฐาน ASTM C 618 แนะน าใหใชบนตะแกรงมาตรฐานเบอร 325 (คากลางของอนภาคเทากบ 45 ไมครอน) โดยระบจ านวนเถาถานหนทคางบนตะแกรงมาตรฐานเบอร 325 ไมเกนรอยละ 34 เถาถานหนโดยทวไปมปรมาณคางบนตะแกรงมาตรฐานเบอร 325 อยในชวงประมาณรอยละ 8 – 30 [16] สามารถหาความถวงจ าเพาะ (ถ.พ.) ของเถาถานหนไดโดยการทดสอบเชนเดยวกบปนซเมนตมาตรฐาน ASTM C188 เถาถานหนมความถวงจ าเพาะ ประมาณ 1.9 - 2.9 ซงต ากวาความถวงจ าเพาะของปนซเมนตปอรตแลนด ความถวงจ าเพาะของเถาถานหนทสงสวนใหญมาจากถานหนทมธาตเหลกและแคลเซยมออกไซดผสมอยมาก ความถวงจ าเพาะของเถาถานหนทไดจากการเผาครงเดยวกนยงขนอยกบความละเอยด เถาถานหนสวนละเอยดจะมความถวงจ าเพาะสงกวาเถาถานหนสวนทหยาบ ทงนเนองจากเถาถานหนหยาบจะมผวขรขระเปนรโพรงและยงมเถาถานหนกลวงผสมอยมากกวาเถาถานหนละเอยด

2.10.6 องคประกอบทางเคม [19] องคประกอบหลกของเถาถานหนคอ ซลกาออกไซด (SiO2 ) อลมนาออกไซด (Al2O3 ) และ เฟอรรกออกไซด (Fe2O3) อตราสวนของออกไซดทง 3 ชนดขนอยกบ ชนดของเถาถานหน อณหภม และสภาพแวดลอมขณะเผา ASTM C 618 จงแบงเถาถานหนออกเปน 2 ประเภท คอ ชนด F และ ชนด C โดยเถาถานหน ชนด F มปรมาณ SiO2, Al2O3 และ Fe2O3 มากกวารอยละ 70 โดยน าหนก สวนทเถาถานหน ชนด C มผลรวมของปรมาณ SiO2, Al2O3และ Fe2O3 ระหวางรอยละ 50 ถง 70 โดยน าหนก สวนใหญถานหนชนดแอนทราไซด (anthracite) และบทมนส (bituminous) เมอเผาแลวจะไดเถาถานหน ชนด F โดยทวไปเถาถานหน ชนด F จะมปรมาณแคลเซยมออกไซดคอนขางต า คอ นอยกวา รอยละ 5 ซงบางครงเรยกวา Low-Calcium Fly Ash สวนถานหนสบบทมนส (sub-bituminous) และถานหนลกไนต (lignite) เมอเผาแลวจะไดเถาถานหน ชนด C เปนสวนใหญ ซงเถาถานหน ชนด C จะมปรมาณแคลเซยมออกไซด มากกวารอยละ 10 ถอวาเปนเถาถานหนทมปรมาณแคลเซยมสง (High-Calcium Fly Ash) ซงอาจจะมคณสมบตของซเมนตรวมกบคณสมบตปอซโซลานในตวเอง โดยทวไปเถาถานหนแคลเซยมต าจะมปรมาณคารบอนต า (ต ากวารอยละ 1) และหากเถาถานหนมปรมาณแคลเซยมสงจะมปรมาณคารบอนสงเชนกนซงอาจสงถงรอยละ 10 ดงนนมาตรฐานจงก าหนดใหสามารถใชเถาถานหน ชนด F ทมการสญเสยน าหนกเนองจากการเผาสงถงรอยละ 12 ได ถามผลการใชงานหรอผลการทดสอบทนาเชอถอ เนองจากคารบอนเปนองคประกอบทท าใหเถาถานหนมลกษณะเปนรพรน (cellular) มพนทผวสงท าใหสามารถดดน าไดมาก และท าใหความตองการน าสงขน นอกจากนยงดดซบสารเคมผสม ท าใหตองใชสารเคมผสมเพมมากขน การผลตกระแสไฟฟาทโรงไฟฟาพลงงานความรอนทอ าเภอแมเมาะ จงหวดล าปาง ของการไฟฟาฝายผลตแหงประเทศไทยใชถานหนลกไนตเปนเชอเพลง กากทเหลอจากการเผาถานหนประกอบดวยเถาถานหนประมาณรอยละ 80 และเถากนเตาอกประมาณรอยละ 20 และประมาณวามเถาถานหนลกไนตทไดจากการเผาถานหนเฉพาะทแมเมาะถงปละ 3 ลานตนในป พ.ศ.2536 [20] นอกจากนยงมเถาถานหนจากแหลงภาคกลางและภาคตะวนออกอกปละประมาณ 2.8 แสนตนตอป และมการน าเถาถานหนจากทกแหลงไปใชในงานคอนกรตประมาณปละ 1.5 ลานตนในป พ.ศ. 2546 [21]

เถาถานหนแมเมาะมขนาดและมความละเอยดใกลเคยงกบปนซเมนตปอรตแลนด ความละเอยดของเถาถานหนนยมค านวณโดยใชการวดพนทผว โดยเถาถานหนสวนใหญจะมพนทผวระหวาง 2,500 ถง 5,000 ซม.2 /ก. เมอวดโดยวธของเบลน (Blaine) และเมอวดโดยวธ BET (Brunauer-

Emmett-Teller) ซงเปนการวดการดดซบของกาซ ความละเอยดของเถาถานหนเมอวดโดยวธนจะไดคาทแตกตางกนมาก เนองจากวธนวดพนทผวทงหมดทกาซสามารถแทรกเขาถงได ทงผวทขรขระเปนรพรนและทเปนโพรง คาทวดไดจะอยระหวาง 5,000 ถง 89,000 ซม.2 /ก. โดยคาเฉลยประมาณ 35,000 ซม.2 /ก. [16]

2.11 การใชเถาถานหนในงานคอนกรต การใชเถาถานหนในงานคอนกรตมขอดหลายประการไดแก เพมความสามารถในการท างานได

เพมความตานทานตอการกดกรอนของคอนกรต ลดผลกระทบจากการแยกตว ลดความรอนทเกดขนในคอนกรต ลดการหดตว ลดอตราการซมของน าผานคอนกรต และทส าคญคอเพมก าลงอดและก าลงดงประลยของคอนกรตเมอคอนกรตมอายมากขน แตทงนการใชเถาถานหนกมขอเสยดวย คอท าใหอตราการพฒนาก าลงอดของคอนกรตต าในชวงอายตน ลดความตานทานตอสภาวะการแขงตวและละลายของน าสลบกนไป และท าใหตองใชสารเพอเพมฟองอากาศ มากขนเพอใหไดคอนกรตทมปรมาณฟองอากาศตามตองการในระดบเดยวกนกบคอนกรตทไมมเถาถานหนผสมอย Yu และคณะ. 2005: 1814-1820 ไดใชเถาถานหนแทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 รอยละ 30 โดยน าหนกวสดประสาน ในคอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.5 0.36 0.32 และ 0.28 และมวลรวมหยาบขนาดใหญสดท 5, 13 และ 25 มลลเมตรในการทดสอบหาปรมาณการสกกรอนโดยวธ water-borne sand พบวา อตราการขดสเพมขน รอยละ 76 ทอตราสวนน าตอวสดประสาน 0.28-0.50 ความคงทนของคอนกรตทส าคญไดแก การตานทานการท าลายของสารซลเฟต การท าลายโดยกรด การตานทานการซมผานของคลอไรดซงท าใหเหลกเสรมเกดสนม และการตานทานคารบอเนชน ซงท าใหเหลกเสรมเกดสนม เชนกน 1) การท าลายโดยสารซลเฟต การใชเถาถานหนจากแมเมาะนอกจากจะมคณสมบตของปอซโซลานแลวยงสามารถเพมประสทธภาพในการปองกนการกดกรอนเนองจากซลเฟตไดเปนอยางด ACI 232.2R กลาววา เถาถานหนสามารถเพมการตานทานการกดกรอนของคอนกรตจากซลเฟตได โดยเฉพาะอยางยงเถาถานหน Class F ซงตานทานไดดมากกวาการใชเถาถานหน Class C การตานทานการกดกรอนของสารละลายกรดหรอซลเฟตทเพมขนเนองจากการทปฏกรยาปอซโซลานไดเปลยนรปของ Ca(OH)2 ใหเปน CSH ซงเปนสารประกอบทนอกจากจะเพมก าลงอดคอนกรตแลวยงทนตอสภาพการกดกรอนไดสงกวา Ca(OH)2 อยางมาก [19]

สารซลเฟตสามารถท าลายโครงสรางของซเมนตเพสตไดโดยท าปฏกรยากบแคลเซยมไฮดรอกไซด (CH) แคลเซยมอลมเนตไฮเดรต (CAH) และแคลเซยมซลเกตไฮเดรต (CSH) ท าใหยปซม แคลเซยมซลโฟอลมเนต (Calcium Sulfoauminate) หรอเอททรงไกต (Ettrigite) และซลกาเจล (Silica Gel) ทมปรมาตรเพมขนท าใหคอนกรตขยายตวและเกดการแตกราวได การใชเถาถานหนท าใหการขยายตวของมอรตารเนองจากซลเฟตลดลง [22] การลดการท าลายของซลเฟตยงขนอยกบความละเอยดของเถาถานหนทลดปรมาณน า เขาไปแทรกท าใหเพสตแนนขนท าใหสารซลเฟตซมเขาสเนอภายในไดยากขน 2) การท าละลายโดยกรด คอนกรตและผลตภณฑทท าจากปนซเมนตปอรตแลนดทนทานตอการกดกรอนของกรดไดไมดนก เพราะมความเปนดางสงและถกท าลายกรดไดงาย การกดกรอนของกรดเกดจากปฏกรยาระหวางกรดกบแคลเซยมไฮดรอกไซดในซเมนตเพสต และสวนใหญจะท าใหเกดสารประกอบของแคลเซยมทละลายน าหรอเกลอของกรดนนๆ ได น าหนกและก าลงรบแรงของมอรตารและคอนกรตจะลดลงจากการท าลายของกรดซลฟรก การใชเถาถานหนแทนทปนซเมนตสามารถลดการกดกรอนของกรดซลฟรกได คอนกรตทผสมเถาถานหนจากแมเมาะในปรมาณทสงกวารอยละ 35 โดยน าหนกของวสดประสาน จะเพมความตานทานของการกดกรอนของกรดซลฟรกเขมขนรอยละ 10 ไดสงกวาคอนกรตธรรมดาทไมมเถาถานหน [23] แตคอนกรตทผสมเถาถานหนหรไมผสมเถาถานหนยงคงเกดการกดกรอนเนองจากกรดซลฟรคคอนขางสง การใชเถาถานหนหยาบในสวนผสมมอรตารสามารถลดการสญเสยน าหนกของมอรตารไดดกวาการใชเถาถานหนละเอยดในสภาวะการกดกรอนของกรดซลฟรกรอยละ 5 เนองจากการแทนทปนซเมนตดวยเถาถานหนหยาบท าใหปรมาตรของปนซเมนตปอรตแลนดลดลง เพราะการใชเถาถานหนหยาบมความถวงจ าเพาะต ากวาเถาถานหนละเอยดและปนซเมนต และจากการทเถาถานหนหยาบสามารถยดเกาะกบเพสตไดด 3) การซมผานของคลอไรด การท าปฏกรยาระหวางปนซเมนตกบน าท าใหสวนผสมมความเปนดางสง และสามารถปองกนการเกดสนมของเหลกเสรมโดยจะเกดฟลมบางๆ ของ –Fe2O3 เคลอบผวเหลกเสรมไวอออนของคลอไรดสามารถท าลายฟลมนได คลอไรดทซมเขาในคอนกรตและเมอมปรมาณสงกวาระดบวกฤต (Chloride Threshold Value) จะท าใหเหลกเสรมเรมเกดสนม การใชเถาถานหนสามารถลดปรมาณคลอไรดทซมผานเขาไปในคอนกรตได และการใชเถาถานหนทละเอยดสามารถตานทานการซมผานของสารคลอไรดไดดขน

4) การเกดคารบอเนชน (Carbonation) เปนการทกาซคารบอนไดออกไซดเขาไปท าปฏกรยากบซเมนตเพสตทแขงตวแลว โดยท าปฏกรยากบแคลเซยมไฮดรอกไซด ท าใหความเปนดางของซเมนตเพสตลดลงจาก pH 13 เหลอเพยง 8-9 และท าใหฟลมบางทเคลอบผวเหลกเสรมถกท าลายไดเชนกน การเพมเถาถานหนจะลดปรมาณแคลเซยมไฮดรอกไซดและท าใหการเกดคารบอเนชนมากขน และการบมคอนกรต 7 และ 28 วน สามารถลดการเกดคารบอเนชนได เกอบครงเมอเทยบกบการบมเพยงวนเดยว การเลอกสวนผสมทมเนอแนน (Dense) จะท าใหเกดคารบอเนชนอยในระดบทไมเปนอนตราย นอกจากนการเกดคารบอเนชนเฉพาะคอนกรตทแหงพอประมาณและไมเกดกบโครงสรางคอนกรตทเปยกชนตลอดเวลา ส าหรบโครงสรางประเภทนจงไมตองค านงถงการเกดคารบอเนชน อยางไรกตามการใชเถาถานหนแมวาจะลดปรมาณของแคลเซยมไฮดรอกไซดลงท าใหการเกดคารบอเนชนเรวขน แตการใชเถาถานหนท าใหคอนกรตมเนอแนนขน ทบน ามากขน ซงสงผลใหเกดคารบอเนชนลดลง ดงนนการใชเถาถานหนจงมทงผลดและผลเสยตอการเกดคารบอเนชนในคอนกรต

เถาทเหมาะสมในการน ามาใชในสวนผสมคอนกรตตองมลกษณะดงน 1) มออกไซดของซลกา อลมนา และเหลก รวมกนไมนอยกวารอย 50 2) มสถานะไมเปนผลก สามารถท าปฏกรยาปอซโซลาน 3) มออกไซดของซลเฟอร ออกไซดของอลคาไล ปนขาวอสระ และLOI ต า 4) มความละเอยดสง มรปรางกลมตน มความพรนต า

โดยสรปแลว เถาถานหนนยมน าไปใชในงานคอนกรตมากกวาในงานชนดอนดวยเหตผล 2 ประการ คอ ประการแรก พบวาเถาถานหนมออกไซดของธาตซลกา อะลมนา และเหลก ซงออกไซดของธาตเหลานสามารถท าปฏกรยาปอซโซลานไดดและเพมก าลงอดคอนกรตใหสงขน โดยเฉพาะเมอใชเถาถานหนทมคณภาพดและในปรมาณทเหมาะสม ประการทสองเนองจากเถาถานหนมอนภาคทคอนขางเลกและสวนใหญเปนเมดกลมเมอผสมในคอนกรตเถาถานหนจะเขาไปอดชองวางเลกๆ ระหวางปนซเมนตและหนหรอทรายท าใหคอนกรตแนนขน และลกษณะทรงกลมของเถาถานหนจะชวยท าใหคอนกรตมการลนไหลไดดขนท าใหการสบสงคอนกรตหรอเทคอนกรตลงในแบบท าไดสะดวก งายขน นอกจากนคอนกรตทมสวนผสมของเถาถานหนยงสามารถผสมไดงายและลดพลงงานไฟฟาทใชในเครองผสมลงไดเนองจากรปรางทกลมและผวสมผสทลนของเถาถานหนท าใหแรงเสยดทานระหวางอนภาคต าลง

งานวจยในประเทศไทยและตางประเทศหลายชนทแสดงใหเหนวา เถาถานหนมคณสมบตในการลดการซมผานของคลอไรด และปองกนเหลกเสรมไมใหเกดสนม ท าใหเถาถานหนมความเหมาะสมในการน าไปใชเพอตานทานการกดกรอนเนองจากสภาวะแวดลอมทะเล

2.12 ผลดของการใชเถาถานหน การใชเถาถานหนในงานคอนกรตมขอดหลายประการ ท งในดานปรบปรงคณสมบตของคอนกรตและดานการประหยด ดานการปรบปรงคณสมบตของคอนกรต เชน เพมความสามารถในการเทไดของคอนกรต ลดผลกระทบจากการแยกตว ลดความรอนทเกดขน ลดอตราการซมผานน าของคอนกรต เพมความทนทานของคอนกรต และทส าคญเพมก าลงอดประลยในระยะยาวของคอนกรตเมอคอนกรตมอายมากขน อยางไรกตามการน าเถาถานหนมาใชในงานคอนกรตตองค านงถงคณภาพของเถาถานหนทน ามาใชดวย เพราะเถาถานหนแตละแหลงอาจมคณภาพทแตกตางกนออกไปตามกระบวนการผลต ดงนนการน าเถาถานหนมาใชในงานคอนกรตควรมการทดสอบคณสมบตเบองตนของเถาถานหนกอนน ามาใชทกครง การน าเถาถานหนมาใชประโยชยงสามารถชวยประหยดการใชพลงงานโดยรวมของประเทศ เนองจากการแทนทเถาถานหนในปนซเมนตบางสวน ท าใหลดการใชปนซเมนตลง สงผลใหลดการผลตปนซเมนตปอรตแลนดลงดวย การผลตปนซเมนตตองเผาวตถดบทอณหภมสงถงประมาณ 1,400 ถง 1,500 องศาเซลเซยส พลงงานทใชในการเผาอาจเปนน ามนเตาหรอถานหนกได ประมาณวาการเผาเมดปน 1 ตนตองใชถานหนประมาณ 220 กโลกรม หรอใชน ามน 125 ลตร และปลอยกาซคารบอนไดออกไซดสบรรยากาศโลกประมาณ 1 ตน [19] ซงกอใหเกดปญหาเรอนกระจกตอสภาวะแวดลอมโลก ดงนนการลดการผลตปนซเมนตลงจงท าใหลดการใชเชอเพลงลงได แตยงคงมปรมาณวสดประสานทจะน าไปใชเทาเดม (นนคอบางสวนของปนซเมนตจะมเถาถานหนปนอย) โดยผลทไดจากการลดการผลตรปนซเมนตคอ ท าหสามารถลดการใชเชอเพลงไดทกๆตนทผลตปนซเมนต จากการค านวณอยางคราวๆ(พ.ศ.2546) พบวาถานหนมราคาประมาณ 480 ถง 500 ตอตน (ขนอยกบ BTU, British Thermal Unit หรอ คณภาพของเถาถานหน) การเผาเมดปนเพอผลตรปนซเมนตปอรตแลนด 1 ตน ตองใชถานหนประมาณ 220 กโลกรม หรอ 0.22 ตน คดเปนคาใชจายในการเผาเมดปนประมาณ 106 บาท หากใชเถาถานหนจากแมเมาะและแหลงอนๆ แทนทปนซเมนตปอรตแลนดกสามารถประหยดเงนทใชผลตปนซเมนตปอรตแลนดไป 106 บาทตอตน จากปรมาณทงหมดของเถาถานหนประมาณ 3.3 ลานตนในแตละป ในป พ.ศ. 2546 มการใชเถาถานหนทงสนประมาณ 1.5 ลานตน โดย

เปนเถาถานหนจากแมเมาะ 1.4 ลานตน และ จากแหลงอนๆ อกประมาณ 0.1 ลานตน ท าใหประหยดเงนไปเทากบ 106x1.5 = 159 ลานบาทตอป [19]

2.13 คณสมบตของซเมนตผสมเถาถานหน [19] 1) ความตองการน า เถาถานหนมลกษณะเปนเมดกลมและมผวเรยบท าใหสวนผสมท างานไดงานขนและตองการน าลดลงเมอก าหนดใหมความสามารถในการเทเทากน เถาถานหนนอกจากสามารถลดปรมาณน าแลว ในหลายกรณพบวายงเพมความสามารถในการท างานของมอรตารและคอนกรตไดโดยคงปรมาณน าไว คาการไหลแผของมอรตารท าจากปนซเมนตผสมเถาถานหนแมเมาะรอยละ 0,20 และ 40 ทมอตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.45 มคาเทากบรอยละ 125, 135 และ 145 ตามล าดบ ในทางกลบกนหากเถาถานหนทใชมรปรางไมแนนอน มรพรนสง จะตองการน าในสวนผสมมากขน และท าใหก าลงอดต าลง

2) ระยะเวลาการกอตว โดยทวไประยะเวลาการกอตวของเพสตผสมเถาถานหนจะเพมขนเลกนอยเนองจากการแทนทดวยเถาถานหนท าใหปรมาณปนซเมนตปอรตแลนดลดลง เถาถานหนทละเอยดมแนวโนมท าใหการกอตวเรวขนและในทางกลบกนเถาถานหนทหยาบท าใหการกอตวชาลง เถาถานหนทม SO3 สงจะมเวลาการกอตวเพมขนมาก โดยปกตทวไปการกอตวทงระยะตนและระยะปลายของเพสตผสมเถาถานหนมระยะเวลานานกวาเพสตทใชปนซเมนตปอรตแลนเพยงอยางเดยว แตทงนยงขนอยกบความละเอยด ลกษณะรปรางของเถาถานหน องคประกอบทางเคมของเถาถานหน รวมถงอณหภมในการกอตวและปรมาณน าทความขนเหลวปกตของเพสต ซงคณสมบตดงกลาวของเถาถานหนแตละแหลงผลตมความแตกตางกนไปตามชนดของถานหนทใชเผา วธการเผา และอณหภมในการเผา 3) การแยกตวและการเยมน า การผสมเถาถานหนท าใหปรมาตรของสารซเมนตเพมขนเนองจากเถาถานหนมความถวงจ าเพาะต ากวาปนซเมนตและท าใหเกดการเยมน าของเพสตและมอรตารลดลง การเยมน าของคอนกรตต ากวาเพสตและมอรตาเนองจากมปรมาณเพสตต ากวา โดยทวไปคอนกรตผสมเถาถานหนจะมการเยมน าลดลงเชนกน เถาถานหนสามารถลดปรมาณน าในคอนกรตและมการกระจายตวทดจงสามารถเขาไปชวยอดชองวางและชวยลดการเยมน า เมอผสมเถาถานหนทอตราสวนน าตอวสดประสานเทากนโดยไมลดน า คอนกรตจะมความสามารถท างานไดดขนเนองจากมน าอสระ มากกวาคอนกรตธรรมดาท าใหการเยมน าเพมขนได

คอนกรตทมปรมาณของปนซเมนตต าหรอมมวลรวมสวนละเอยดต าจะมการเยมน ามาก การผสมเถาถานหนแทนทปนซเมนตจะท าใหปรมาณอนภาคสวนละเอยดของสวนผสมเพมขนและการเยมน าลดลง นอกจากนย งท าใหสวนผสมเกาะตวกนไดด เปนผลใหโอกาสในการเกดการแยกตว(segregation)ของคอนกรตลดนอยลง 4) โพรงทเกดขนเนองจากการใชเถาถานหน การใชเถาถานหนแทนทปนซเมนตปอรตแลนดท าใหขนาดและโครงสรางของโพรง (pore) เปลยนไป ปฏกรยาในชวงตนขนอยกบปนซเมนตปอรตแลนด การใสเถาถานหนท าใหปรมาณของปนซเมนตปอรตแลนดและปฏกรยาไฮเดรชนในชวงตนลดลง เปนผลใหโพรงเพสตมมากขน แตทงนการกระจายตวของโพรงจะดขนเพราะเถาถานหนมลกษณะอนภาคกลมท าใหสามารถกระจายตวไดดในซเมนตเพสต และท าใหขนาดเฉลยของโพรงเลกลงเมอเพมปรมาณเถาถานหน เมออายมากขนการเกดปฏกรยาไฮเดรชนและปอซโซลานของเพสตยงคงมตอไป ผลตผลจากปฏกรยาไฮเดรชนและปอซโซลานเขาไปแทรกตามโพรงท าใหปรมาตรโพรงลดลง ส าหรบสวนผสมทมเถาถานหนพอเหมาะประมาณรอยละ 20 การลดลงของโพรงจะเกดขนไดเรวกวาสวนผสมทมเถาถานหนมาก ปรมาตรโพรงของเพสตผสมเถาถานหนลดลงต ากวาของเพสตธรรมดาได 5) ความรอนจากปฏกรยาไฮเดรชน ปฏกรยาไฮเดรชน คอ ปฏกรยาระหวางองคประกอบทางเคมในปนซเมนตปอรตแลนดกบน าท าใหคอนกรตเกดการกอตวและเปลยนรปเปนของแขงชนดใหมทมคณสมบตในดานการรบก าลง ในขณะเดยวกนการเกดปฏกรยาไฮเดรชนท าใหเกดความรอนเพมขนในคอนกรต โดยปรมาณความรอนทเกดขนสวนใหญเกดจากการท าปฏกรยาของ C3S และ C3A ซงเปนสารประกอบทางเคมของปนซเมนตทคลายความรอนสงเมอท าปฏกรยากบน า อตราการเกดปฏกรยาและปรมาณความรอนทเกดขนสวนใหญ ขนอยกบความละเอยด และปรมาณของปนซเมนตในสวนผสม รวมถงอณหภมขณะเท และปรมาณคอนกรตทใชเทในแตละครง ความรอนทเกดจากปฏกรยาสงผลตอการรบก าลงตอคอนกรตอยางมากโดยเฉพาะคอนกรตทตองการเทในปรมาณมากท าใหอณหภมภายในคอนกรตสงในขณะทอณหภมภายนอกต ากวา ความแตกตางของอณหภมดงกลาวท าใหคอนกรตเกดรอยราว สงผลใหการรบก าลงลดลงหรอเสยหาย การใชเถาถานหนในสวนผสมของคอนกรตโดยทวไปสามารถชวยลดความรอนทเกดขนไดเนองจากการแทนทปนซเมนตดวยเถาถานหนในสวนผสมคอนกรตท าใหปรมาณปนซเมนตลดลงอตราการเกดปฏกรยาชาลง สงผลใหความรอนทเกดขนลดลง แตอยางไรกตามเถาถานหนบางประเภทอาจไม

สามารถลดความรอนจากปฏกรยาไฮเดรชนไดทงนขนอยกบความละเอยดและองคประกอบทางเคมของเถาถานหนในแตละแหลงผลตทมคณสมบตแตกตางกน

2.14 งานวจยทเกยวของกบการกดกรอนของน าทะเลตอคอนกรต Saadoun และคณะ (1993) [24] ไดท าการฝงแทงเหลกลงในตวอยางคอนกรตแลวแชตวอยางคอนกรตในสารละลายโซเดยมคลอไรดเปนเวลา 1,000 วน ปรากฏวาคอนกรตทแทนทเถาถานหนรอยละ 30 โดยน าหนกวสดประสาน สามารถตานทานการกดกรอนไดดกวาคอนกรตของปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และ 5 ถง 2 และ 3 เทา ตามล าดบ และระยะเวลาการกดกรอนเรมตนของคอนกรตทมปรมาณ C3A รอยละ 9, 11 และ 14 มคามากกวาคอนกรตทมปรมาณ C3A รอยละ 2 เทากบ 1.75, 1.93 และ 2.45 เทา ตามล าดบ Thomas และคณะ (1994) [25] ไดท าการฝงแทงเหลกลงในตวอยางคอนกรตทใชเถาถานหนแทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 รอยละ 0 ถง 50 โดยน าหนกวสดประสาน และระยะเวลาบมตวอยางแตกตางกน หลงจากบมจงน าตวอยางคอนกรตแชในสภาวะแวดลอมทะเล เมอครบอายการแชจงน าตวอยางคอนกรตมาทดสอบหาคาการแทรกซมของคลอไรด และน าหนกเหลกทสญหายจากตวอยางทแชในสภาวะแวดลอมทะเล 1 และ 2 ป พบวาอตราการแพรกระจายและการกดกรอนของเหลกเสรมมคาลดลงเมอระยะเวลาการบมเพมขน แตเมอแชในสภาวะแวดลอมทะเลนานขนผลไมแตกตางกนมาก อตราการแพรกระจายของคลอไรดและน าหนกเหลกทสญหายจากการกดกรอนในคอนกรตผสมเถาถานหนมคานอยกวาคอนกรตควบคม และการแทนทเถาถานหนในปรมาณทมากขนสามารถลดอตราการแพรกระจายของคลอไรดและการกดกรอนของเหลกเสรมได Tarun และคณะ (1994) [26] ไดท าการศกษาคาการซมน าผานคอนกรตทผสมเถาถานหน Class C ในปรมาณมาก คอ แทนทปนซเมนตปอรตแลนดในอตราสวนรอยละ 50 และ 70 โดยน าหนกวสดประสาน ผลการทดสอบ พบวาระยะตนก าลงอดมคาต าลงเมอแทนทเถาถานหนในปรมาณทสงขน และก าลงอดต ากวาคอนกรตควบคม เมอคอนกรตอาย 28 วนขนไป คอนกรตทผสมเถาถานหนมการพฒนาก าลงอดไดดกวาคอนกรตควบคม เมออายมากขนคอนกรตทผสมเถาถานหนมคาการซมน าผานคอนกรตต าลง โดยการแทนทเถาถานหนในปนซเมนตรอยละ 50 ใหคาการซมน าผานคอนกรตต าทสดทอาย 90 วน เนองจากเถาถานหนมขนาดอนภาคเลกกวาปนซเมนตจงเขาไปอดแทรกชองวางภายในคอนกรต อกทงปฏกรยาปอซโซลานยงชวยสงผลใหคอนกรตแนนขน คาการซมน าผานคอนกรตจงลดลง

สมนก ตงเตมสรกล และคณะ (1999) [27] ไดศกษาถงความสามารถในการกกเกบคลอไรดของซเมนตเพสตผสมเถาลอย โดยใชเถาลอย 2 ชนด คอ ชนดแคลเซยมออกไซดต า และชนดแคลเซยมออกไซดสง แทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ในอตราสวนรอยละ 0, 30 และ 50 แชในสารละลายโซเดยมคลอไรดเขมขนรอยละ 2, 4 และ 6 โดยใชอตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.40 ผลการทดสอบความสามารถในการกกเกบคลอไรดพบวา ซเมนตเพสตทใชเถาลอยแทนทปนซเมนตดวยอตราต า ๆ สามารถเกบกกคลอไรดไดดกวา ซเมนตเพสตทใชปนซเมนตเพยงอยางเดยว และซเมนตเพสตทใชเถาลอยแทนทปนซเมนตดวยอตราสง ๆ มความสามารถเกบกกคลอไรดต ากวา ซเมนตเพสตทใชปนซเมนตเพยงอยางเดยว ใหผลทสอดคลองกนทงเถาลอยทง 2 ชนด และในสารละลายโซเดยมคลอไรดทกระดบความเขมขน Bai และคณะ (2003) [28] ไดทดลองหลอคอนกรต ซงใชปนซเมนต เถาถานหน และดนขาวเผา (Met kaolin) เปนวสดประสาน เพอศกษาการซมผานของคลอไรด และก าลงอดของคอนกรตทแชในน าทะเลสงเคราะหเปนเวลา 18 เดอน พบวา การแทนทปนซเมนตดวยเถาถานหนในอตราสวนรอยละ 30 ชวยใหความเขมขนและความสามารถในการซมผานของคลอไรดลดลง ซงสามารถเหนผลไดชดเจนขนเมอระยะเวลาการแชน าทะเลนานขน Thomas และ Matthews (2004) [29] ไดท าการเกบขอมลคอนกรตทอยในสภาวะแวดลอมทะเลเปนเวลา 10 ป คอนกรตดงกลาวแชน าทะเลอยท สงแวดลอมทะเลในประเทศองกฤษ มปรมาณสารประกอบคลอไรดและซลเฟตใกลเคยงกบน าทะเลในประเทศไทย แตน าทะเลทประเทศองกฤษมอณหภม 10 °C ซงมความแตกตางจากอณหภมของน าทะเลในเขตพนทรอนชนอยางประเทศไทยโดยสนเชง ดงนน สภาวะการกดกรอนเนองจากน าทะเลตอคอนกรตยอมมความแตกตางกนหลายประเดน ซงในเบองตน โทมส (Thomas) รายงานวา คอนกรตทผสมเถาถานหนชวยตานทานปรมาณคลอไรดทพยายามซมเขาในคอนกรตไดดกวาคอนกรตทไมผสมเถาถานหน และการบมคอนกรตใหนานขน มผลตอการซมผานของคลอไรดเพยงเลกนอยเมอคอนกรตนนแชอยในน าทะเลเปนเวลานาน ขณะทผลกระทบของการเพมก าลงอดทมตอการตานทานคลอไรด มอทธพลนอยกวาการเพมปรมาณเถาถานหนในปฏภาคสวนผสม ปรญญา จนดาประเสรฐ และอกฤษฏ โขศร (2005) [30] ไดท าการหลอคอนกรตทผสมเถาถานหนและเถาแกลบในอตราสวนผสมรอยละ 40 ถง 80 จากนนทดสอบความสามารถในการตานทานการแทรกซมของคลอไรด ตามมาตรฐาน ASTM C 1202 พบวาคอนกรตทผสมเถาถานหนและเถาแกลบ สามารถตานทานการแทรกซมของคลอไรดไดดกวาคอนกรตควบคม การแทนทเถาถานหน

และเถาแกลบในปรมาณทเพมขน สามารถตานทานการแทรกซมของคลอไรดไดมากขนเชนกน ดานก าลงอดพบวาทอาย 28 วน คอนกรตทผสมเถาถานหนและเถาแกลบในอตราสวนอยางละ รอยละ 20 (เถาถานหนรอยละ 20 ผสมเถาแกลบรอยละ 20) ใหก าลงอดใกลเคยงกบคอนกรตควบคม และทอาย 90 วน มก าลงอดมากกวาคอนกรตควบคมเนองจากปฏกรยาปอซโซลานของเถาถานหนและเถาแกลบ มณเฑยร ฑฆวาณช และคณะ (2005) [31] ไดท าการแชตวอยางคอนกรตในสภาวะแวดลอมทะเลในสภาพเปยกสลบแหงเปนเวลา 3 ป พบวาก าลงอดของคอนกรตทผสมเถาถานหนสามารถพฒนาก าลงอดอยางตอเนอง ขณะทคอนกรตทใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และ 5 เปนวสดประสาน มคาก าลงอดต าลง แสดงใหเหนวาคอนกรตควบคมมปญหาการสญเสยก าลงอดเมอแชในสภาวะแวดลอมทะเลเปนระยะเวลานาน กตตศกด คงธนเกษมพร และคณะ (2005) [32] ไดศกษาก าลงรบแรงอดและความตานทานการแทรกซมของคลอไรด ในคอนกรตผสมเถาลอย เถากนเตา ดนขาวเผา และเถาแกลบ-เปลอกไม โดยแทนทปนซเมนตปอรตแลนดในอตราสวนรอยละ 35 โดยน าหนกเปรยบเทยบกบคอนกรตทใชปนซเมนตอยางเดยวเปนตวควบคม อตราสวนน าตอสารซเมนตเทากบ 0.47 ทกสวนผสม จากการศกษาพบวาก าลงรบแรงอดของคอนกรตผสมเถาแกลบ-เปลอกไม มก าลงรบแรงอดท 28 และ 90 วน สงกวาคอนกรตควบคม สวนคอนกรตผสมเถาลอย เถาแกลบ เถากนเตา และดนขาวเผา ก าลงรบแรงอดจะต ากวาคอนกรตควบคมททกอายของคอนกรต ความสามารถในการตานทาน การแทรกซมของคลอไรดคอนกรตทกสวนผสมจะตานทานไดดกวาคอนกรตควบคม ซงคอนกรตผสมเถาแกลบ-เปลอกไม จะตานทานไดดทสด วเชยร ชาล และคณะ (2007) [33] ไดหลอคอนกรตทรงลกบาศกขนาด 200 x 200 x 200 มม ทท าจากปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และ ประเภทท 5 ส าหรบคอนกรตทใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 มการแทนทดวยเถาถานหนแมเมาะไมแยกขนาด และแยกขนาดละเอยดซงเปนเถาถานหนทเผาทอณหภมสง และมคณภาพด ในอตราสวนรอยละ 0, 15, 25, 35 และ 50 โดยน าหนกวสดประสาน ก าหนดใหอตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.65 และท าการฝงเหลกเสนกลมทระยะหม 10, 20, 50 และ 75 มม. แลวน าไปแชน าทะเลในสภาวะเปยกสลบแหงเปนเวลา 4 ป พบวาการใชเถาถานหนแทนทปนซเมนตปอรตแลนดในอตราทสงขนสามารถลดการแทรกซมของคลอไรด และการเกดสนมของเหลกเสรมได อกทงยงพบวาคอนกรตทผสมเถา

ถานหนแยกขนาดละเอยดมการแทรกซมของคลอไรดนอยกวาคอนกรตทผสมเถาถานหนไมแยกขนาด ปรญญา จนดาประเสรฐ และคณะ (2006) [34] ไดท าการผสมคอนกรตทแทนทดวยเถาลอย แมเมาะขนาดตาง ๆ กนโดยใชปรมาณการแทนทของเถาลอยตอสารซเมนตเทากบรอยละ 30 จากนนจงแชคอนกรตในสารละลายโซเดยมคลอไรดเขมขนรอยละ 3 และทดสอบความสามารถในการตานทานการแทรกซมของคลอไรดตามมาตรฐาน ASTM C 1202 พบวาทอายการแชสารละลายโซเดยมคลอไรด 3 และ 6 เดอน คอนกรตผสมเถาลอยทละเอยดสามารถตานทานการแทรกซมของคลอไรดไดดกวาคอนกรตผสมเถาลอยทหยาบ และคอนกรตทไมไดผสมเถาลอย ธวชชย สาสกล (2007) [35] ไดหลอคอนกรตทผสมเถาถานหน เอน.พ.เอส.ในปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 โดยแทนทในอตราสวนรอยละ 0 ถง 50 หลงจากนนจงน าคอนกรตไปแชในน าทะเลทสภาวะเปยกสลบแหง พบวาเมอแชน าทะเลเปนเวลา 1 ป คอนกรตทผสมเถาถานหนมก าลงอดมากกวาคอนกรตควบคม สามารถตานทานการแทรกซมของคลอไรด และลดการเกดสนมเหลกไดดกวาคอนกรตควบคม ปยพงษ สวรรณมณโชต (2007) [36] ไดหลอคอนกรตผสมเถาถ านหน เอ น.พ. เอส.ในปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ในอตราสวนรอยละ 0 ถง 50 อตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.45, 0.55 และ 0.65 น าคอนกรตไปแชในน าทะเลสภาวะเปยกสลบแหง พบวาผลการทดสอบใหผลในทศทางเดยวกบงานวจยของ ธวชชย สาสกล (2007) [35] และคอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานต า (W/B = 0.45) จะมก าลงอด ความสามารถตานทานการแทรกซมของคลอไรดและลดการเกดสนมไดดกวาคอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานสง (W/B = 0.65) ประจกษ เขมบบผา (2005) [37] ไดศกษาถงษาคณสมบตทวไปของคอนกรตทใชมวลรวมหยาบจากคอนกรตเกาทถกท าลายทมก าลงอดแตกตางกน โดยน ามวลรวมหยาบจากการยอยคอนกรตเกาทผานการทดสอบจากหองทดสอบ ทออกแบบก าลงอด 200,400 และ 600 ± 10% กก./ซม.²ของคอนกรตรปทรงลกบาศก ของแตละก าลงอดมาผสมกน พบวาความถวงจ าเพาะและหนวยน าหนกต ากวามวลรวมหยาบจากธรรมชาต สวนอตราจากการดดซมน าและความตานทานการสกกรอนสงกวามวลรวมหยาบจากธรรมชาต ปกปอง รตนช (2008) [38] ไดท าการศกษาเกยวกบก าลงอดและการซมผานของน าของคอนกรตทใชมวลรวมหยาบจากการยอยเศษคอนกรตเปนสวนผสมรวมกบเถาถานหนและเถาชานออย พบวาการใชมวลรวมหยาบจากเศษคอนกรตแทนมวลรวมจากธรรมชาตสงผลใหก าลงอดของคอนกรตต ากวา

คอนกรตควบคมประมาณรอยละ 4 – 10 และการทดสอบการซมผานของน าพบวาการใชเถาถานหนแทนทปนซเมนตรอยละ 50 โดยน าหนกวสดประสานสามารถลดอตราการซมผานของน าได วเชยร ชาล และ ชย จาตรพทกษกล (2011) [39] ไดศกษาการแทรกซมของคลอไรดและการเกดสนมของแทงเหลกทฝงในคอนกรตของปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และ 5 ทผสมเถาถานหนทแชในสภาวะแวดลอมทะเล ท าการหลอคอนกรตควบคมจากปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และ 5 ใหมอตราสวนน าตอวสดประสาน (W/B) เทากบ 0.65 แทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และ 5 ดวยเถาถานหนแมเมาะในอตราสวนรอยละ 0, 15, 25, 35 และ 50 โดยน าหนกของวสดประสาน และฝงเหลกเสนกลมขนาดเสนผานศนยกลาง 12 มม. ยาว 50 มม. ในคอนกรตรปทรงลกบาศกขนาด 200 มม. ใหมระยะคอนกรตหมเหลกเทากบ 10, 20, 50 และ 75 มม. น าคอนกรตไปบมในน าประปาเปนเวลา 28 วน จากนนน าคอนกรตไปแชน าทะเลในสภาพเปยกสลบแหง ท จ.ชลบร และเกบตวอยางคอนกรตเพอทดสอบการแทรกซมของคลอไรด และวดการเกดสนมของแทงเหลกทฝงในคอนกรตทอาย 3 ป ผลการวจยพบวา คอนกรตทผสมเถาถานหนทกสวนผสมสามารถตานทานการแทรกซมของคลอไรดไดดกวาคอนกรตทใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และ 5 เปนวสดประสานเพยงอยางเดยวคอนกรตทเพมปรมาณเถาถานหนในสวนผสมมากขน สามารถลดการแทรกซมของคลอไรดและการกดกรอนในเหลกเสรมไดดขน นอกจากนนพบวา คอนกรตของปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 ทผสมเถาถานหนสามารถตานทานการกดกรอนเนองจากสภาวะแวดลอมทะเลไดดกวาคอนกรตของปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ทผสมเถาถานหน บรฉตร ฉตรวระ และ วนย หอมศรประเสรฐ (2011) [40] ศกษาถงพฤตกรรมของซเมนตเพสตผสมวสดปอซโซลานจ าพวกเถาลอยและเถาแกลบในรปแบบการทดสอบดวยพลงงานไมโครเวฟ โดยท าการศกษาถงอณหภมทเกดขนจากปฏกรยาไฮเดรชน คาไดอเลกตรกและคาความจความรอนจ าเพาะ โดยใชอตราสวนการแทนทของเถาลอยและเถาแกลบในปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1โดยน าหนก เทากบรอยละ 0 10 และ 20 และอตราสวนน าตอวสดผงเทากบ 0.38 และ 0.45 จากผลการศกษาพบวาทอตราสวนน าตอวสดผง (W/B) เทากบ 0.38 จะมอณหภมทเกดจากปฏกรยาไฮเดรชนสงกวาทอตราสวนน าตอวสดผงเทากบ 0.45 ในสวนการแทนทปนซเมนตดวยวสดปอซโซลานทมากขนจะท าใหอณหภมในการเกดปฏกรยาลดลงและอณหภมทเกดจากปฏกรยาไฮเดรชนของเถาลอยจะมคาสงกวาของเถาแกลบ ในสวนของคาไดอเลกตรก ควรเลอกคาในชวงระยะเวลาการกอตวเรมตนและเมอบมไดระยะเวลาหนงแลวควรปรบพลงงานใหมคาลดลงเพราะคาไดอเลกตรกจะลดลงตามเวลา ไมเชนนนจะท าใหความชนในวสดทดสอบลดลงจนแหง สงผลใหการพฒนาก าลงอดตอนปลายลดลงได ส าหรบคา

ความจความรอนจ าเพาะพบวาทอตราสวนน าตอวสดผงใดๆ ของรอยละการแทนทเทากนทงเถาลอยและเถาแกลบทมความละเอยด 4,000 ตร.ซม./ก. จะมคาการคายความรอนทนอยกวาของเถาลอยและเถาแกลบทมความละเอยด 5,000 ตร.ซม./ก. ทงนเนองจากทความละเอยด 5,000 ตร.ซม./ก. วสดจะมพนทผวในการดดซมน ามากกวาทความละเอยด 4,000 ตร.ซม./ก. ท าใหน าทไมไดใชในการท าปฏกรยา (Free water) ลดนอยลง สงผลใหอณหภมและพลงงานในการคายความรอนลดลงตามไปดวย ธรวฒน สนศร, ชย จาตรพทกษกล และ ปรญญา จนดาประเสรฐ [41] ไดศกษาผลกระทบของความละเอยดเถาถานหนตอปฏกรยาปอซโซลานในเพสตทแขงตวแลว โดยน าเถาถานหนจากโรงไฟฟาแมเมาะ คอเถาถานหนทไมไดแยกขนาด มอนภาคท d50 เทากบ 19.1 ไมโครเมตร และเถาถานหนทผานการแยกขนาด มอนภาคท d50 เทากบ 6.4 ไมโครเมตร แทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ในอตราสวนรอยละ 0, 20, และ 40 โดยน าหนกของวสดประสาน ควบคมอตราสวนน าตอวสดประสานใหมคาเทากบ 0.35 ทดสอบหาปรมาณแคลเซยมไฮดรอกไซด (Ca(OH)2) โดยใชวธ X-Ray Diffraction (XRD) และศกษาการเกดปฏกรยาปอซโซลานโดยใช Scanning Electron Microscope (SEM) ผลการทดสอบพบวาในซเมนตเพสตมแคลเซยมไฮดรอกไซดเพมขนตามอาย อนเนองจากปฏกรยาไฮเดรชนทมากขน แตเพสตผสมเถาถานหน พบวาแคลเซยมไฮดรอกไซดลดลง เนองจากปฏกรยาปอซโซลาน ปรมาณการแทนทและความละเอยดของเถาถานหนมผลกระทบทส าคญตอปฏกรยาปอซโซลาน โดยการแทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ดวยเถาถานหนในอตราการแทนททเพมขน สงผลใหแคลเซยมไฮดรอกไซดลดลง และการแทนทเถาถานหนทมขนาดเลกในเพสตยงท าใหแคลเซยมไฮดรอกไซดของเพสตลดลงมากกวาเมอเปรยบเทยบกบเพสตทผสมเถาถานหนทหยาบกวา และผลของภาพขยายพนผวของตวอยางดวย SEM พบวาเพสตทผสมเถาถานหนทอาย 7 วน มชองวางมากและเมออายเพมขนเปน 90 วนโครงสรางของเพสตมความหนาแนนขน วเชยร ชาล และ ชย จาตรพทกษกล (2011) [42] ไดศกษาผลของเถาแกลบเปลอกไมและอตราสวนน าตอวสดประสาน ตอการกกเกบคลอไรดในคอนกรตทแชในสภาวะแวดลอมทะเล โดยใชคอนกรตควบคมท าจากปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ทมอตราสวนน าตอวสดประสาน (W/B) เทากบ 0.45 และ 0.65 ในแตละอตราสวนน าตอวสดประสาน ใชเถาแกลบเปลอกไมทผานการบดละเอยด แทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ในอตราสวนรอยละ 0 15 25 35 และ 50 โดยน าหนกของวสดประสาน หลอตวอยางคอนกรตทรงลกบาศกขนาด 200 ลบ.มม. และบมคอนกรตในน าจนมอายครบ 28 วน หลงจากนน น าตวอยางคอนกรตไปแชในสภาวะแวดลอมทะเล และเกบตวอยางคอนกรตมาเจาะทดสอบปรมาณคลอไรดทงหมด (ใชกรดท าละลาย) และปรมาณคลอไรดอสระ (ใชน า

ท าละลาย) ในคอนกรตทผสมเถาแกลบเปลอกไมหลงแชในน าทะเลเปนเวลา 5 ป ผลการวจยพบวา รอยละของปรมาณคลอไรดทกกเกบเมอเทยบกบปรมาณคลอไรดทงหมด มคาเพมขนตามปรมาณการแทนทเถาแกลบเปลอกไมในคอนกรต อยางไรกตาม การแทนทเถาแกลบเปลอกไมปรมาณสงในคอนกรต (แทนทรอยละ 50) กลบสงผลใหการกกเกบคลอไรดมคาลดลง นอกจากนนพบวา อตราสวนน าตอวสดประสานทลดลง สงผลใหรอยละของปรมาณคลอไรดทกกเกบเมอเทยบกบปรมาณคลอไรดทงหมดสงขน

บทท 3

วธการศกษา

3.1 วสดทใชในการทดลอง

1. ปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ซงมคณสมบตตรงตาม มอก.15-2533 2. เถาถานหน โดยใชเถาถานหนจากโรงไฟฟาแมเมาะ อ าเภอ แมเมาะ จงหวด ล าปาง 3. มวลรวมหยาบ ใชหนขนาดใหญสด 3/4 นว 4. ทรายแมน า ผานตะแกรงเบอร 4 5. น าประปา เพอใชในการผสมคอนกรต 6. สารเคมทใชในการทดสอบ มโพแทสเซยมไดโครเมต (K2CrO4), ซลเวอรไนเตรต

(AgNO3), กรดไนตรก (HNO3), โซเดยมไฮโดรเจนคารบอเนต (NaHCO3) และแคลเซยมคารบอเนต (CaCO3)

3.2 เครองมอและอปกรณทใชในการทดลอง

1. แบบหลอตวอยางคอนกรต (แสดงในรปท 3.1)

รปท 3.1 แบบหลอตวอยางคอนกรต

2. ตะแกรงรอนมาตรฐานเบอร 20 (แสดงในรปท 3.2)

รปท 3.2 ตะแกรงรอนมาตรฐานเบอร 20 3. เครองเจาะคอนกรต (แสดงในรปท 3.3)

รปท 3.3 เครองเจาะคอนกรต 4. เครองตดคอนกรต (แสดงในรปท 3.4)

รปท 3.4 เครองตดคอนกรต

5. เครองชงน าหนก (แสดงในรปท 3.5)

รปท 3.5 เครองชงน าหนกละเอยด 4 ต าแหนง

6. เครองตม (แสดงในรปท 3.6)

รปท 3.6 เครองตมสาร

7. เครองแกวทใชในการไทเทรต ไดแก บกเกอร (Beaker) ขนาดตางๆ, ขวดชมพ, ปเปตต (Pipette), กระบอกตวง, แทงแกวทตกสาร และหลอดหยด (แสดงในรปท 3.7)

รปท 3.7 เครองแกวทใชในการไทเทรต

8. ครกหน (แสดงในรปท 3.8)

รปท 3.8 ครกหน

9. บวเรตต (แสดงในรปท 3.9)

รปท 3.9 บวเรตต

10. กรวยกรอง (แสดงในรปท 3.10)

รปท 3.10 กรวยกรอง

11. เครองดดสญญากาศ (แสดงในรปท 3.11)

รปท 3.11 เครองดดสญญากาศ

12. ชดทดสอบความถวงจ าเพาะของปนซเมนต หน ทราย 13. ชดทดสอบการยบตวของคอนกรต 14. กลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด (Scanning electron microscope, SEM) 15. ตอบปรบอณหภมได 16. กระดาษกรอง

3.3 วธการทดสอบและเตรยมตวอยาง เมอ 15 ปทแลว

3.3.1 การทดสอบคณสมบตทางกายภาพ และเคมของปนซเมนตและเถาถานหน

เมอ 15 ปทแลวไดทดสอบความถวงจ าเพาะของปนซเมนตปอรตแลนดประเภททหนง และเถาถานหนแมเมาะ โดยใชขวดทดลองมาตรฐานเลอชาเตอลเอร (Le Chatelier) ตามมาตรฐาน ASTM C 188 ซงคาความถวงจ าเพาะเปนอตราสวนระหวางน าหนกของวสดตอน าหนกของน าทมปรมาตรเทากบวสดนน โดยปรมาตรของวสดทท าการทดสอบหาไดจากการแทนทในน ามนกาด ทงนเนองจากปฏกรยาทเกดขนระหวางน ากบปนซเมนตหรอเถาถานหน ท าใหปนซเมนตหรอเถาถานหนแขงตวมปรมาตรเปลยนไป

ทดสอบความละเอยดของเถาถานหน โดยการรอนผานตะแกรงมาตรฐานเบอร 325 (มขนาดชองเปดเทากบ 45 ไมโครเมตร) ดวยวธรอนแบบเปยก (Wet Sieve Analysis) ซงท าโดยการชงน าหนกวสดกอนน าไปรอนผานตะแกรงโดยใชน า เมอน าไปอบใหแหงจะไดสวนทเหลอบนตะแกรง ซงเปนน าหนกทคางบนตะแกรงมาตรฐานเบอร 325

ถายภาพขยายก าลงสงของปนซเมนตปอรตแลนดประเภททหนง และเถาถานหน ดวยเครอง Scanning Electron Microscope เพอศกษาลกษณะรปรางของวสดทใชในการศกษาวเคราะหองคประกอบทางเคมของปนซเมนตปอรตแลนดประเภททหนง และเถาถานหน วเคราะหคณสมบตของน าทะเลทแชตวอยางคอนกรต โดยการเกบตวอยางน าทะเลมาทดสอบคณสมบตในหองปฏบตการ ไดแก ความเปนกรด-ดาง (pH), ปรมาณคลอไรดและซลเฟต

3.3.2 การทดสอบคณสมบตของมวลรวม

เมอ 15 ปทแลวไดทดสอบหาคาความถวงจ าเพาะ การดดซมน าของมวลรวมหยาบ และมวลรวมละเอยด ตามมาตรฐาน ASTM C 127 และ ASTM C 128 ตามล าดบ ซงความถวงจ าเพาะของมวลรวม คอ อตราสวนของน าหนกมวลรวมในอากาศเทยบกบน าหนกของน าทมปรมาตรเทากนทอณหภมเดยวกน และท าการทดสอบคาการดดซมน า เพอทราบถงปรมาณน าทถกดดซมเขาไปจนเตมชองวางทน าซมผานไดของมวลรวม แตไมรวมน าทเกาะอยผวนอกของมวลรวม ซงคาทงสองจะน าไปใชในการออกแบบปฏภาคสวนผสมคอนกรตทใชในงานวจยน

3.3.3 การเตรยมตวอยางคอนกรต

เมอ 15 ปทแลวไดออกแบบปฏภาคสวนผสมตามวธของสถาบนคอนกรตอเมรกน (ACI) ออกแบบใหคอนกรตทใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภททหนงเปนวสดประสานเพยงอยางเดยว มอตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.45, 0.55 และ 0.65 และแทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภททหนง ดวยเถาถานหนในอตราสวนรอยละ 0, 15, 25, 35 และ 50 โดยน าหนกของวสดประสาน ท าใหมคอนกรตทท าการศกษา 15 สวนผสม ซงอตราสวนผสมคอนกรตแสดงไวในตารางท 3.1

ท าการหลอคอนกรตขนาด 200x200x250 มม3. โดยการบรรจคอนกรตลงในแบบหลอใหเตม และ ตกแตงผวหนา ดงแสดงในรปท 3.12

(ก.) ใชเกรยงเกลยคอนกรตสดใหเตมแบบหลอ (ข.) ตกแตงผวหนาคอนกรตใหเรยบ รปท 3.12 แสดงการหลอคอนกรตขนาด 200x200x250 mm3. เมอ 15 ปทแลว

หลงจากท าการถอดแบบคอนกรตแลวเสรจ จะน าคอนกรตทไดไปบมในน าประปาจนอายคอนกรตครบ 28 วน แลวจงน าไปแชน าทะเลบรเวณชายฝงทะเลดานหลงโรงพยาบาลสมเดจพระบรมราชเทว ณ ศรราชา อ าเภอศรราชา จงหวดชลบร โดยคอนกรตจะสมผสกบน าทะเลในสภาพเปยกสลบแหง ตามน าขน-ลง พรอมทงท าการเกบตวอยางน าทะเล เพอวเคราะหคณสมบตความเปนกรด-ดาง ปรมาณคลอไรดและซลเฟต ท าการเกบตวอยางคอนกรตเมออายการแชน าทะเลครบ 15 ป เพอทดสอบการแทรกซมของคลอไรดในคอนกรต โดยรปท 3.14 แสดงตวอยางคอนกรตทแชในสงแวดลอมทะเลบรเวณชายฝงในสภาวะเปยกสลบแหง

รปท 3.13 สถานทแชตวอยางโรงพยาบาลสมเดจพระบรมราชเทว อ าเภอศรราชา จงหวดชลบร

ตารางท 3.1 ปฏภาคสวนผสมคอนกรตทใชในการศกษา (เตรยมเมอ 15 ปทแลว)

สวนผสม

เถาถานหน (รอยละ)

สวนผสมคอนกรต (กก./ม.3)

ปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1

เถาถานหน มวลรวม

ละเอยด

มวลรวมหยาบ

น า

I45 0 478 - 639 1,024 215 0.45

I45O15 15 406 72 639 1,004 215 0.45

I45O25 25 359 119 639 990 215 0.45

I45O35 35 311 167 639 977 215 0.45

I45O50 50 239 239 639 957 215 0.45

I55 0 478 - 639 971 262 0.55

I55O15 15 406 72 639 948 262 0.55

I55O25 25 359 119 639 933 262 0.55

I55O35 35 311 167 639 918 262 0.55

I55O50 50 239 239 639 897 262 0.55

I65 0 478 - 639 922 311 0.65

I65O15 15 406 72 639 898 311 0.65

I65O25 25 359 119 639 881 311 0.65

I65O35 35 311 167 639 864 311 0.65

I65O50 50 239 239 639 840 311 0.65

ความหมายและสญลกษณในแตละอตราสวนผสมมความหมายดงน

“I” หมายถง คอนกรตทใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 เปนวสดประสาน

“O” หมายถง เถาถานหนทไมไดผานการแยกขนาด

“45,55,65” หมายถง อตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.45, 0.55 และ 0.65 ตามล าดบ

“15,25,35,50” หมายถง รอยละของเถาถานหนทแทนทปนซเมนตปอรตแลนด โดยน าหนกวสด ประสาน

ตวอยางการอานสญลกษณ

“I45” หมายถง คอนกรตทใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 มอตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.45

“I55O25” หมายถง คอนกรตทใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 แทนทดวยเถาถานหนทไมผานการแยกขนาดรอยละ 25 โดยน าหนกวสดประสาน มอตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.55

3.4 วธการทดสอบหาปรมาณคลอไรดในคอนกรตทแชในน าทะเล 15 ป

3.4.1 ขนตอนการเตรยมตวอยางเพอทดสอบปรมาณคลอไรด

1. เมอตวอยางอายแชน าทะเลครบ 15 ป น าตวอยางคอนกรตขนาด 200x200x250 มม3. มาท าการเจาะดวยหวเจาะเปนทรงกระบอก เสนผาศนยกลาง 50 มม. ยาว 200 มม. (แสดงในรปท 3.14)

รปท 3.14 การเจาะตวอยางคอนกรต

2. น าตวอยางทรงกระบอก มาตดเปน 10 ชน ทความลก 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 และ 10 ซม. จากผวคอนกรต (แสดงในรปท 3.15)

รปท 3.15 การตดตวอยางทรงกระบอก

3. จากนนน าตวอยางจากการตดแตละความลกมาท าการบดโดยครกหนแลวรอนผานตะแกรงมาตรฐาน เบอร 20 แลวน าตวอยางทรอนผานตะแกรงเบอร 20 ไปทดสอบหาปรมาณคลอไรดตอไป (แสดงในรปท 3.16)

รปท 3.16 การบดและรอนตวอยาง

3.4.2 การทดสอบหาปรมาณคลอไรด

ใชการไทเทรตดวยซลเวอรไอออนตามวธของมอร (Mohr’s method)

วธของมอร (Mohr’s method) วธนจะเกดตะกอนทมสแดงของเกลอทไมละลาย ณ จดยต

นยมใชการไทเทรตหาคลอไรดดวยสารละลายมาตรฐานซลเวอรไนเตรต โดยการเตมโครเมตไอออน (CrO4

2+) ซงเปนอนดเคเตอรในสารละลายทเปนกลางของสารละลายตวอยางคลอไรด เมอไทเทรตกบสารละลายมาตรฐานซลเวอรไนเตรต จะเกดตะกอนซลเวอรคลอไรด (AgCl) กอน ดงสมการท 3.1 เมอตะกอนซลเวอรคลอไรดตกสมบรณแลว หยดตอไปของซลเวอรไนเตรตจะท าใหเกดตะกอนสแดงของ Ag2CrO4 ดงสมการท 3.2 ซงละลายไดมากกวาตะกอนซลเวอรคลอไรด

ปฏกรยาการไทเทรต คอ Ag+ + Cl- AgCl(s) (3.1)

ตะกอนขาว

ปฏกรยาของจดยต คอ 2 Ag+ + CrO42+ Ag2CrO4(s) (3.2)

ตะกอนแดง

3.4.2.1 ขนตอนการเตรยมสารละลาย

สารละลาย AgNO3 0.05 M

เนองจาก AgNO3 เปนสารทไมเสถยร ดงนนตองท าการเตรยมสารละลาย โดยใชบกเกอร

จากสมการ ความเขมขน ( 1000)

mol gx

l Mw V=

V คอ ปรมาณสารละลายทตองการเตรยม (ml) , Mw ของ AgNO3 = 169.87 ml

จากสมการจะค านวณไดคา g ซงก คอ คาประมาณของ AgNO3 ทตองใช เปนกรม

วธการเตรยม ใชบกเกอร เตมน ากลน ตามคา V ทใช จากนนเตม AgNO3 ปรมาณตามทค านวณไดหรอใกลเคยง คนจนละลายแลวเกบใสขวดสชา

สารละลาย NaCl 0.05 M (500ml)

สารละลาย NaCl 0.05 m เอาไวเทยบมาตรฐานหาความเขาขนทแทจรงของสารละลาย AgNO3 (ใช ทศนยม 4 ต าแหนง)

NaCl มมวลโมเลกล (Mw) = 58.5 ml

ชง NaCl 1.463 กรม (บนทกทศนยม 3 ต าแหนง)

ค านวณความเขมขนของสารละลาย NaCl

MNaCl = 500

g = ? l

เอาไปไทเทรตกบ AgNO3 เพอหาความเขมขนของ AgNO3 ทแทจรง

3.4.2.2 การเทยบมาตรฐานสารละลาย AgNO3

การค านวณหา AgNO3 ทแนนอน จากสมการ

NaCl(ag) + AgNO3 AgCl(s) + NaNO3(ag)

จากสมการ 1

mol NaCl = mol AgNO3

(MV)NaCl = (MV)AgNO 3

MNaCl .VNaCl = MAgNo3 VAgNo3

ใช MNaCl จากการค านวณ , VNaCl จาก pipet 10 ml

จะไดความเขมขนทแทจรงของ AgNO3 ; MAgNO3 = ? mol

3.4.2.3 การไทเทรตหาปรมาณคลอไรดทงหมดดวยกรด (Acid soluble)

การไทเทรตหาปรมาณคลอไรดดวยกรดตามมาตรฐาน ASTM C 1152 หาไดโดยน าตวอยาง 10 กรม, กรดไนตรก (1:1) 25 มล. และน ากลน 75 มล. ผสมในบกเกอร จากนนปดดวยกระจกนาฬกาน าไปตมประมาณ 3 นาท แลวปลอยใหเยนตวดวยอณหภมหอง จากนนน ามากรองดวยกรวยกรองโดยใชกระดาษกรอง 2 แผน น าตวอยางทไดมาท าการเจอจาง 5 เทา (เนองจากคลอไรดมความเขมขนสง) แลวดดตวอยางทเจอจางแลวใสขวดชมพ 2 ขวด ขวดละ 10 มล, เตม K2CrO4 5% 1 มล. และ NaHCO3 2% 10 มล. ทง 2 ตวอยาง เขยาใหมการตกตะกอน จากนนน ามาหยดดวย ซลเวอรไนเตรต (AgNO3) จนเกดเปนสสม บนทกคาจากบวเรตต ท าเหมอนกนทง 2 ตวอยาง

1. ชงผงตวอยางทรอนผานตะแกรงเบอร 20 ประมาณ 10 กรม และบนทกน าหนกทใช ละเอยด 0.01 กรม ใสในบกเกอรขนาด 250 มล. (แสดงในรปท 3.17)

รปท 3.17 แสดงการชงผงตวอยางทรอนผานตะแกรงเบอร 20 ในบกเกอร ประมาณ 10 กรม

2. เตมน ากลน 75 มล. ลงในบกเกอร (แสดงรปท 3.18)

รปท 3.18 แสดงการเตมน ากลน

3. เตมกรดไนตรก (HNO3) เจอจาง (1:1) ปรมาณ 25 มล. ในบกเกอร แลวปดดวยกระจกนาฬกา (แสดงในรปท 3.19)

รปท 3.19 แสดงการเตมกรดไนตรก (HNO3) เจอจาง (1:1) ปรมาณ 25 มล.

4. คนใหเขากนประมาณ 1-2 นาท (แสดงในรปท 3.20)

รปท 3.20 แสดงการคนใหเขากนประมาณ 1-2 นาท

5. น าไปตมใหเดอดประมาณ 3 นาท แลวทงไวจนกระทงเยนตว (แสดงในรปท 3.21)

รปท 3.21 การตมสารละลายตวอยาง

6. น าไปกรองผานกระดาษกรองดดยใชกระดาษกรอง 2 แผน (แสดงในรปท 3.22)

รปท 3.22 น าไปกรองผานกระดาษกรอง

7. เจอจางตวอยาง 5 เทา โดยการปเปต ตวอยาง 10 มล. ใสในขวดรปชมพ แลวเตมน ากลน 40 มล. (แสดงในรปท 3.23)

รปท 3.23 เจอจางตวอยาง 5 เทา

8. ปเปตตวอยางทเจอจางแลว 10 มล. ใสในขวดรปชมพ จ านวน 2 ขวด (แสดงในรปท 3.24)

รปท 3.24 ปเปตตวอยางทเจอจางแลว 10 มล. ใสขวดรปชมพ

9. เตมสารละลายโพแทสเซยมไดโครเมต (K2CrO4) 5% ลงไป 1 มล. และเตมสารละลายโซเดยมไฮโดรเจนคารบอเนต (NaHCO3) 2% ลงไป 10 มล. แลวน าไปไทเทรต (แสดงในรปท 3.25)

รปท 3.25 เตมสารละลายโพแทสเซยมไดโครเมต (K2CrO4) 5% ลงไป 1 มล. และเตมสารละลายโซเดยมไฮโดรเจนคารบอเนต (NaHCO3) 2% ลงไป 10 มล.

10. ท าการไทเทรตดวยสารละลายซลเวอรไรเตรต (AgNO3) จนเปนสสม (แสดงในรปท 3.26)

รปท 3.26 การไทเทรตดวยสารละลายซลเวอรไรเตรต (AgNO3) จนเปนสสม

11. บนทกปรมาตรของสารละลายซลเวอรไนเตรต (AgNO3) ทใชไป เพอน าไปค านวณ

12. เตรยมการไทเทรตแบลงค โดยชงแคลเซยมคารบอเนต (CaCO3) 0.2 กรม ใสบกเกอร แลวเตมน ากลนเทากบปรมาณสดทายของตวอยางทจะไทเทรต แลวเตมสารละลายโพแทสเซยมโครเมต (K2CrO4) 5% ลงไป 1 มลลลตร และเตมสารละลายโซเดยมไฮโดรเจนคารบอเนต (NaHCO3) 2% ลงไป 10 มลลลตร แลวน าไปไทเทรตตวอยางแบลงค บนทกปรมาตรของสารละลายซลเวอรไนเตรต (AgNO3) ทใชไป เพอน าไปค านวณ

3.4.2.4 การไทเทรตหาปรมาณคลอไรดอสระดวยน า (Water soluble)

การไทเทรตหาปรมาณคลอไรดดวยน าตามมาตรฐาน ASTM C 1218 หาไดโดยน าตวอยาง 10 กรม และ น ากลน 50 มล. ผสมในบกเกอร จากนนปดดวยกระจกนาฬกาน าไปตมประมาณ 4 นาท แลวปลอยใหเยนตวดวยอณหภมหอง ปลอยทงไวเปนเวลา 24 ชม. จากนนน ามากรองดวยกรวยกรองโดยใชกระดาษกรอง 2 แผน แลวดดตวอยางใสขวดชมพ 2 ขวด ขวดละ 10

มล. เตม K2CrO3 5% 1 มล. และ NaHCO3 2% 10 มล. ทง 2 ตวอยาง เขยาใหทว จากนนน ามาหยดดวย ซลเวอรไนเตรต (AgNo3) จนเกดเปนสสม บนทกคาจากบวเรตต ท าเหมอนกนทง 2 ตวอยาง

1. ชงผงตวอยางทรอนผานตะแกรงเบอร 20 ประมาณ 10 กรม และบนทกน าหนกทใช ละเอยด 0.01 กรม ใสในบกเกอรขนาด 250 มล. (แสดงในรปท 3.17)

2. เตมน ากลน 50 มล. ลงในบกเกอร (แสดงรปท 3.18)

3. น าไปตมใหเดอดประมาณ 4 นาท แลวปลอยทงไว 24 ชวโมง (แสดงรปท 3.21)

4. น าไปกรองผานกระกรองโดยใชกระดาษกรอง 2 แผน (แสดงรปท 3.22)

5. ปเปตตวอยาง(ไมตองเจอจาง) 10 มล. ใสในขวดรปชมพ จ านวน 2 ขวด (แสดงในรปท 3.24)

6. เตมสารละลายโพแทสเซยมไดโครเมต (K2CrO4) 5% ลงไป 1 มล. (แสดงในรปท 3.25)

7. ท าการไทเทรตดวยสารละลายซลเวอรไรเตรต (AgNO3) จนเปนสสม (แสดงในรปท 3.26)

8. บนทกปรมาตรของสารละลายซลเวอรไนเตรต (AgNO3) ทใชไป เพอน าไปค านวณ

9. เตรยมการไทเทรตแบลงค โดยชงแคลเซยมคารบอเนต (CaCO3) 0.2 กรม ใสบกเกอร แลวเตมน ากลนเทากบปรมาณสดทายของตวอยางทจะไทเทรต แลวเตมสารละลายโพแทสเซยมโครเมต (K2CrO4) 5% ลงไป 1 มล. แลวน าไปไทเทรตตวอยางแบลงค บนทกปรมาตรของสารละลายซลเวอรไนเตรต (AgNO3) ทใชไป เพอน าไปค านวณ

บทท 4

ผลการทดสอบและวเคราะหผล

4.1 คณสมบตวสดทใชในการผสมคอนกรตตวอยางในการวจย

4.1.1 คณสมบตทางกายภาพของปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และเถาถานหน แมเมาะ

4.1.1.1 ลกษณะรปรางของอนภาค

เมอพจารณารปรางของปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และเถาถานหนแมเมาะ จากภาพขยายก าลงสงดวยเครอง SEM พบวา ลกษณะอนภาคของปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 มลกษณะรปรางเปนเหลยมมม มผวขรขระ รปรางไมแนนอน และอนภาคมหลายขนาดปะปนกน (ดงรปท 4.1) สวนเถาถานหนแมเมาะ อนภาคจะมลกษณะเปนทรงกลม ผวเรยบ มขนาดเลกและใหญกระจายอยเปนจ านวนมาก เนองจากเปนการเผาถานหนดวยเตาแบบ PCC (Pulverized Coal Combustion) ซงใชอณหภมสงกวา 1,100 °C ในการเผาไหมซงเปนอณหภมทสงมาก ท าใหเถาถานหนเกดการหลอมเหลวจนเปนทรงกลมตน (ดงรป 4.2)

รปท 4.1 ภาพขยายอนภาคของปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1

รปท 4.2 ภาพขยายอนภาคของเถาถานหนแมเมาะ

4.1.1.2 ความละเอยด

ในงานวจยนไดใชเถาถานหนแมเมาะทไมผานการแยกขนาด เมอพจารณาความละเอยดของวสดโดยการหาปรมาณอนภาคทคางบนตะแกรงมาตรฐานเบอร 325 (ขนาดชองเปด 45 ไมครอน) พบวา เถาถานหนแมเมาะ มปรมาณอนภาคคางบนตระแกรงมาตรฐานเบอร 325 เทากบรอยละ 32 ซงมคาเปนไปตามมาตรฐาน ASTM C 618 ทก าหนดไว คอไมเกนรอยละ 34 [43] จงสามารถใชเปนวสดปอซโซลานได เถาถานหนทมความละเอยดมากจะท าใหการเกดปฏกรยาปอซโซลานไดเรวและสมบรณมากขน และมแนวโนมในการเพมความคงทนในคอนกรตทผสมเถาถานหนไดอกดวย

4.1.1.3 ความถวงจ าเพาะ

จากตารางท 4.1 แสดงคาความถวงจ าเพาะและความละเอยดของวสดทใชในการวจย ซงพบวา ปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 มคาความถวงจ าเพาะเทากบ 3.15 ซงเปนคาทอยในเกณฑปกตของปนซเมนต คอ มคาอยระหวาง 3.00 ถง 3.20 สวนเถาถานหนแมเมาะมคาความถวงจ าเพาะเทากบ 2.23 ซงมคาเปนไปตามมาตรฐาน ว.ส.ท. 1014 ทก าหนดไว คอ ความถวงจ าเพาะตองไมต ากวา 1.90 [44]

ตารางท 4.1 ความละเอยดและความถวงจ าเพาะของวสดประสานทใชในงานวจย

วสดประสาน ความถวงจ าเพาะ น าหนกคางบนตะแกรงเบอร 325

(รอยละ) ปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 3.13 - เถาถานหน ...2 2.

4.1.2 คณสมบตทางเคมของปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และเถาถานหน แมเมาะ

ตารางท 4.2 แสดงองคประกอบทางเคมของปนซเมนตและเถาถานหน ซงวเคราะหดวยเครอง X-Ray Fluoresence Spectroscopy พบวา ผลรวมของออกไซดหลกของปนซเมนตปอรตแลนดประเภททหนงไดแก แคลเซยมออกไซด (CaO) ซลกาออกไซด (SiO2) อลมนาออกไซด (Al2O3) และเฟอรรกออกไซด (Fe2O3) เทากบรอยละ 94.43 มาตรฐาน ASTM C 150 [45] ก าหนดวา ปรมาณแมกนเซยมออกไซด (MgO) ของปนซเมนตปอรตแลนด ตองไมเกนรอยละ 4.0 ปรมาณซลเฟอรไตรออกไซด (SO3) ของปนซเมนตปอรตแลนดตองไมเกนรอยละ 3.0 และคาการสญเสยน าหนกเนองจากการเผา (LOI) ของปนซเมนตปอรตแลนดตองไมเกนรอยละ 3.0 ซงพบวา ปนซเมนตปอรตแลนดประเภททหนงทน ามาใชมคาอยในเกณฑทก าหนดทงหมด

องคประกอบทางเคมของเถาถานหนแมเมาะ ตามตารางท 4.2 พบวา ผลรวมของออกไซดหลกของเถาถานหน ไดแก ซลกาออกไซด (SiO2) อลมนาออกไซด (Al2O3) และเฟอรรกออกไซด (Fe2O3) เทากบรอยละ 79.45 และมคา LOI รอยละ 0.52 ซงถอเปนเถาถานหนชนด F (Class F) ตามมาตรฐาน C 618 [46]

ตารางท 4.2 องคประกอบทางเคมของปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และเถาถานหน แมเมาะ

องคประกอบทางเคม (รอยละ)

วสดประสาน ปนซเมนตปอรตแลนดประเภท 1

เถาถานหน (FA)

Silicon Dioxide, SiO2 20.80 44.95

Aluminum Oxide, Al2O3 5.50 23.70

Iron Oxide, Fe2O3 3.16 10.80

Calcium Oxide, CaO 64.97 13.80

Magnesium Oxide, MgO 1.06 2..3

Sodium Oxide, Na2O 0.08 0.07

Potassium Oxide, K2O 0.55 2.38

Sulfur Trioxide, SO3 2.96 1.31

Loss On Ignition, LOI 2.89 0.52

Tricalcium Silicate,C3S 56.50 - Dicalcium Silicate,C2S 17.01 - Tricalcium Aluminate, C3A 9.23 - Tetracalcium Aluminoferrite,C4AF 9.62 -

4.1.3 คณสมบตของมวลรวม

การทดสอบหาความถวงจ าเพาะ การดดซมน าของมวลรวมหยาบ และมวลรวมละเอยด ทใชในงานวจย แสดงผลดงตารางท 4.3 ซงมวลรวมดงกลาวอยในชวงของขอก าหนดมวลรวมปกต ตาม ASTM C33 [47] ทใชในคอนกรตโดยทวไป

ตารางท 4.3 คณสมบตมวลรวมทใชในงานวจย

รายการ มวลรวม

มวลรวมหยาบ มวลรวมละเอยด Bulk Specific Gravity (SSD) 2.72 2.57 Apparent Specific Gravity 2.80 2.61

Absorption (%) 0.64 0.96 Fineness Modulus 6.66 2.63

Maximum Size (mm) 19 -

4.2 คณสมบตของน าทะเลทแชตวอยาง

จากการเกบตวอยางน าทะเลบรเวณชายฝงทะเลดานหลงโรงพยาบาลสมเดจพระบรมราชเทว ณ ศรราชา พบวา น าทะเลมลกษณะใส ไมมส มคาความเปนกรด-ดาง (pH) อยในชวง 7.8-8.2 ซงมความเปนดางออนๆ ผลทไดสอดคลองกบผลการศกษาของสถาบนวทยาศาสตรทางทะเล (2537) ทรายงานวาบรเวณชายฝงทะเลศรราชามคาความเปนกรด-ดาง 7.86-8.63 สวนสารประกอบทปะปนในน าทะเล จะเหนไดวา มคาอยในระดบใกลเคยงกบทะเลทวไป [48] คอ ปรมาณคลอไรดมคาอยระหวาง 16,000-19,000 มก./ล. และซลเฟตมคาระหวาง 2,200-2,700 มก./ล. จากการทดสอบพบวาปรมาณคลอไรดมากกวาซลเฟต ประมาณ 8 เทา โดยปรมาณคลอไรดทมในน าทะเลสวนใหญจะเปนสารประกอบโซเดยมคลอไรดประมาณรอยละ 90 และอกประมาณรอยละ 10 เปนสารประกอบแมกนเซยมคลอไรด จากขอก าหนดของ ACI 318-05 ทระบวา คอนกรตทสมผสกบน าทมซลเฟตละลายอยในปรมาณ 1,500 ถง 10,000 มก./ล. ถอวาคอนกรตอยในสภาวะทอาจเกดการกดกรอนเนองจากซลเฟตอยางรนแรง จากตารางท 4.4 แสดงใหเหนวาน าทะเลในบรเวณดานหลงโรงพยาบาลสมเดจพระบรมราชเทว ณ ศรราชา สงผลใหคอนกรตอยในสภาวะแวดลอมทรนแรง ACI จงแนะน าใหใชคอนกรตทท าจากปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 มอตราสวนน าตอวสดประสานทต ากวา 0.45 และมก าลงรบแรงอดทอาย 28 วน ไมนอยกวา 310 กก./ซม.2 สวนคอนกรตทเกดการกดกรอนเนองจากคลอไรดในน าทะเล ท าใหเหลกเสรมเปนสนม ACI จงเสนอใหใชคอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานต ากวา 0.40 และมก าลงรบแรงอดไมนอยกวา 350 กก./ซม.2 ทอาย 28 วน

โดยทวไป ระดบน าทะเลบรเวณดานหลงโรงพยาบาลสมเดจพระบรมราชเทว ณ ศรราชา ขนและลง วนละ 2 รอบ คอ มระดบสงขนจนทวมคอนกรตในชวงเวลาเชา จากนนระดบน าเรมลดลงในชวงเวลาบายจนคอนกรตอยในสภาพแหง ชวงเยนระดบน าเรมเพมสงขนจนทวมคอนกรตอกครง และลดระดบลงในเวลากลางคน ซงในแตละฤดกาล เวลาน าขน-ลง อาจมการเปลยนแปลงไปบาง เชน ชวงฤดหนาว ระดบน าทสงขนจนทวมคอนกรตจะมระยะเวลายาวนานกวาปกต และลดระดบลงเพยงเลกนอย ท าใหบางครงคอนกรตอยในสภาพแหงในชวงเวลาสนมาก หรอไมไดอยในสภาพแหงเลย

ตารางท 4.4 คณสมบตของน าทะเล

Parameters

Sample Condition pH Chloride, Cl-

(mg/L) Sulphat, SO4

2- (mg/L)

January 2001 Clear, No Color 8.2 18,000 2,200 October 2001 Clear, No Color 7.9 17,000 2,200 May 2002 Clear, No Color 8.2 16,000 2,500 September 2002 Clear, No Color 7.8 18,000 2,500 August 2003 Clear, No Color 7.9 17,000 2,200 December 2003 Clear, No Color 8.2 19,000 2,700 April 2004 Clear, No Color 8.2 16,000 2,500 Feb 2005 Clear, No Color 8.2 18,000 2,200 May 2008 Clear, No Color 8.1 17,500 2,300 September 2009 Clear, No Color 8.2 18,120 2,250 April 2010 Clear, No Color 8.1 18,910 2,610

4.3 สภาพผวของคอนกรตทแชในน าทะเล เปนเวลา 15 ป

หลงจากการเกบตวอยางคอนกรตทแชในน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป โดยเปนคอนกรตทม อตราสวนน าตอวสดประสาน (W/B) เทากบ 0.45, 0.55 และ 0.65 แตละอตราสวนน าตอวสดประสานแทนทเถาถานหนในปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 รอยละ 0, 15, 25, 35 และ 50 โดยน าหนกวสดประสาน มจ านวนทงหมด 15 กอนตวอยาง พบวา ผวหนาของคอนกรตมการสกกรอน

และหลดรอน เนองจากการกดกรอนของสารเคมและแรงกระแทกของคลน คอนกรตบางกอนพบ หอย เพรยง และตะไครน าตดอยตามผวคอนกรต ดงแสดงในรปท 4.3 โดยคอนกรตทแชในน าทะเลถง 15 ป ไมพบการกดกรอนผวของคอนกรตแตละสวนผสมทแตกตางกน อยางมนยส าคญ ดงนนการพจารณาการท าลายทผวของตวอยางคอนกรตจงไมสามารถวเคราะหถงผลของการใชเถาถานหนตอการท าลายตวอยางคอนกรตทแชในน าทะเลไดชดเจน

(ก) สภาพผวคอนกรตทอยในสภาวะแวดลอมจรง

(ข) สภาพผวคอนกรตตวอยาง

รปท 4.3 สภาพผวคอนกรต ทแชน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป

4.4 ปรมาณคลอไรดทงหมดในคอนกรตทผสมเถาถานหนหลงแชในน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป

4.4.1 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานตอการแทรกซมของคลอไรดทงหมดในคอนกรต

รปท 4.4 แสดงปรมาณการแทรกซมของคลอไรดในคอนกรตทผสมเถาถานหนหลงแชในน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป ทระดบความลกตางๆจากผวคอนกรต โดยทระดบความลกใกลผวหนาคอนกรต ไดรบผลกระทบทางกายภาพและเคมทะเลมาก ปรมาณคลอไรดจงมความแปรปรวนและไมสามารถวเคราะหแนวโนมทชดเจนได ไดแกทระดบความลก 5, 15 และ 25 มม.จากผวคอนกรต เมอพจารณาทระดบความลกมากขน (35 มม.ขนไป) พบวา ในการใชอตราสวนน าตอวสดทลดลงมแนวโนมท าใหการแทรกซมของคลอไรดลดลงดวย เมอพจารณาปรมาณคลอไรดทระดบความลกจากผวคอนกรต 45 มม. ดงรปท 4.4 (จ) พบวา คอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสาน (W/B) เทากบ 0.45, 0.55 และ 0.65 ทผสมเถาถานหนแทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 รอยละ 25 โดยน าหนกของวสดประสาน มปรมาณคลอไรดเทากบรอยละ 1.37, 2.38 และ 3.98 โดยน าหนกของวสดประสาน ตามล าดบ และทระดบความลกจากผวคอนกรต 85 มม. ดงรปท 4.4 (ฌ) ในตวอยางเดยวกน (คอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสาน (W/B) เทากบ 0.45, 0.55 และ 0.65 ทผสมเถาถานหนแทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 รอยละ 25 โดยน าหนกของวสดประสาน) มปรมาณคลอไรดเทากบรอยละ 0.43, 0.51 และ 1.97 โดยน าหนกของวสดประสาน ตามล าดบ และเมอพจารณาคอนกรตแตละอตราสวนผสมและความลกตางๆ พบวาแนวโนมของปรมาณการแทรกซมคลอไรดในคอนกรตเปนไปในทศทางเดยวกน กลาวคอ การใชอตราสวนน าตอวสดประสานทต าลง สงผลใหสามารถตานทานการแทรกซมของคลอไรดในคอนกรตไดดขน โดยมแนวโนมชดเจนในคอนกรตธรรมดามากกวาคอนกรตทผสมเถาถานหน (สงเกตจากความชนกราฟในคอนกรตธรรมดาจะมแนวโนมมากกวาคอนกรตทผสมเถาถานหน) จากผลการทดสอบจะเหนไดวา คอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดทต ากวาจะมปรมาณการแทรกซมคลอไรดทนอยกวา เปนผลจาก การใชอตราสวนน าตอวสดประสานทต า สงผลใหคอนกรตมรพรนนอยลง ความทบน าสง และยงชวยลดปญหาการแตกราวเนองการหดตวแบบแหงปจจยเหลานมผลตอการแทรกซมของคลอไรดในคอนกรต กลาวคอ เมอคอนกรคมความแนนมากขน น าหรอสารประกอบคลอไรดทสามารถเขาไปในเนอคอนกรตกจะแทรกซมเขาไปไดยากขน เนองจากภายในคอนกรตไมมชองวางหรอมชองวางนอยมาก และการลดปรมาณน าในคอนกรตสงผลตอการตานทานคลอไรดในคอนกรตธรรมดามากกวาคอนกรตทผสมเถาถานหน เปนผลจาก

ความทบน าในคอนกรตธรรมดาขนกบปรมาณน าเปนหลก กลาวคอ อตราสวนน าตอวสดประสาน (W/B) ต าลง ก าลงสงขน ความพรนในคอนกรตลดลง และสามารถตานทานคลอไรดไดดขน สวนคอนกรตทผสมเถาถานหน ความพรนของคอนกรตไมขนกบก าลงอดอยางเดยว แตจะขนกบองคประกอบทางเคมและความละเอยดของเถาถานหนดวย

(ก) ความลก 5 มม.

(ข) ความลก 15 มม.

1012141618

0.45 0.55 0.65

15% FA

25% FA

35% FA

50% FA

𝐶𝑙−

crete)

W/B ratio

1012141618

0.45 0.55 0.65

15% FA

25% FA

35% FA

50% FA

𝐶𝑙−

crete)

W/B ratio

(ค) ความลก 25 มม.

(ง) ความลก 35 มม.

(จ) ความลก 45 มม.

1012141618

0.45 0.55 0.65

15% FA

25% FA

35% FA

50% FA

𝐶𝑙−

crete)

W/B ratio

1012141618

0.45 0.55 0.65

15% FA

25% FA

35% FA

50% FA

𝐶𝑙−

crete)

W/B ratio

1012141618

0.45 0.55 0.65

15% FA

25% FA

35% FA

50% FA

𝐶𝑙−

crete)

W/B ratio

(ฉ) ความลก 55 มม.

(ช) ความลก 65 มม.

(ซ) ความลก 75 มม.

1012141618

0.45 0.55 0.65

15% FA

25% FA

35% FA

50% FA

𝐶𝑙−

crete)

W/B ratio

1012141618

0.45 0.55 0.65

15% FA

25% FA

35% FA

50% FA

𝐶𝑙−

crete)

W/B ratio

1012141618

0.45 0.55 0.65

15% FA

25% FA

35% FA

50% FA

𝐶𝑙−

crete)

W/B ratio

(ฌ) ความลก 85 มม.

(ญ) ความลก 95 มม.

รปท 4.4 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานตอการแทรกซมของคลอไรดทงหมดในคอนกรตท ผสมเถาถานหนหลงแชน าทะเล 15 ป

4.4.2 ผลของเถาถานหนตอการแทรกซมของคลอไรดทงหมด

รปท 4.5 และ 4.6 แสดงปรมาณคลอไรดทงหมดในคอนกรต ทมอตราสวนน าตอวสดประสาน (W/B) เทากบ 0.45, 0.55 และ 0.65 ผสมเถาถานหนรอยละ 0, 15, 25, 35 และ 50 โดยน าหนกวสดประสาน พบวา การผสมเถาถานหนทเพมขน สงผลใหปรมาณการแทรกซมของคลอไรดลดลงอยางชดเจน เมอเทยบกบการแทรกซมคลอไรดในคอนกรตทไมผสมเถาถานหน ดงรปท 4.5 เมอพจาราณาทระดบความลก 55 มม.ขนไป ของทกอตราสวนน าตอวสดประสาน พบวา

1012141618

0.45 0.55 0.65

15% FA

25% FA

35% FA

50% FA

𝐶𝑙−

crete)

W/B ratio

1012141618

0.45 0.55 0.65

15% FA

25% FA

35% FA

50% FA

𝐶𝑙−

crete)

W/B ratio

คอนกรตทไมผสมเถาถานหน มอตราการลดลงของการแทรกซมคลอไรดนอยมาก ซงตางจากคอนกรตทผสมเถาถานหนรอยละ 15, 25, 35 และ 50 โดยน าหนกวสดประสาน ทยงคงมอตราการลดลงของการแทรกซมคลอไรดอยางตอเนอง เชน จาก รปท 4.5 (ก) คอนกรต I45 ทระดบความลก 45, 55, 65, 75, 85 และ 95 มม. มปรมาณคลอไรด เทากบรอยละ 4.84, 4.28, 4.02, 4.44, 4.45 และ 4.45 โดยน าหนกของวสดประสาน ตามล าดบ และคอนกรต I45O15 ทระดบความลก 45, 55, 65, 75, 85 และ 95 มม. มปรมาณคลอไรด เทากบรอยละ 3.59, 2.44, 1.80, 1.11, 1.03 และ 1.16 โดยน าหนกของวสดประสาน ซงแสดงใหเหนวา การแทนทดวยเถาถานหน สงผลใหอตราการลดลงของปรมาณการแทรกซมคลอไรดตอระดบความลกทเพมขนจากผวคอนกรตในคอนกรตทผสมเถาถานหนเปนไปอยางตอเนอง เมอพจารณาในทกอตราสวนน าตอวสดประสานและทกๆความลก พบวา การแทนทเถาถานหนในปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ทเพมขนสงผลใหปรมาณการแทรกซมคลอไรดลดลงอยางชดเจน เชน ทระดบความลก 55 มม. อตราสวนน าตอวสดประสาน (W/B) เทากบ 0.55 จากรปท 4.6 (ฉ) พบวา การแทนทดวยเถาถานหนรอยละ 0, 15, 25, 35 และ 50 โดยน าหนกวสดประสาน มปรมาณคลอไรด เทากบ รอยละ 5.74, 4.99, 2.21, 1.28 และ 1.20 โดยน าหนกของวสดประสาน ตามล าดบ และทกอตราสวนน าตอวสดประสาน ทระดบความลกตางๆ มแนวโนมการลดลงของปรมาณการแทรกซมของคลอไรดเปนไปในทศทางเดยวกน นนแสดงใหเหนวาปฏกรยาปอซโซลานระหวางเถาถานหนกบแคลเซยมไฮดรอกไซดจากปฏกรยาไฮเดรชนในคอนกรต ใหผลดตอคณสมบตทางดานความคงทน และลดการแทรกซมของคลอไรดลงได โดยการแทนทดวยเถาถานหนจะสงผลใหการแทรกซมของคลอไรดลดลง ทงนเนองจากปฏกรยาปอซโซลานจากเถาถานหนจะท าใหเกดผลตภณฑทเปนของแขงไดแก แคลเซยมซลเกตไฮเดรต (C-S-H) และแคลเซยมอลมเนยมไฮเดรต (C-A-H) ซงผลตภณฑดงกลาวจะชวยลดชองวางระหวางอนภาคของปนซเมนตลง สงผลใหเนอคอนกรตมความทบน ามากขน [49] และ การแทนทปนซเมนตดวยเถาถานหนในปรมาณทมากขน จะท าใหการตานทานการแทรกซมของคลอไรดไดดขน ซงสอดคลองกบผลการวจยทผานมาของ วเชยร ชาล และคณะ (2007) [33]

(ก) W/B = 0.45

(ข) W/B = 0.55

(ค) W/B = 0.65

รปท 4.5 ผลของเถาถานหนตอการแทรกซมคลอไรดทงหมดในคอนกรตทผสมเถาถานหนหลง แชน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป

1012141618

5 15 25 35 45 55 65 75 85 95

I45O15

I45O25

I45O35

I45O50

𝐶𝑙−

crete)

Distance from surface (mm)

1012141618

5 15 25 35 45 55 65 75 85 95

I55O15

I55O25

I55O35

I55O50

𝐶𝑙−

crete)

1012141618

5 15 25 35 45 55 65 75 85 95

I65O15

I65O25

I65O35

I65O50

𝐶𝑙−

crete)

(ก) ความลก 5 มม.

(ข) ความลก 15 มม.

(ค) ความลก 25 มม.

1012141618

0 15 25 35 50

W/B=45

W/B=55

W/B=65To

tal 𝐶

𝑙− (%

t. of c

Origanal fly ash replacement (%)

1012141618

0 15 25 35 50

W/B=45

W/B=55

W/B=65

𝐶𝑙−

crete)

1012141618

0 15 25 35 50

W/B=45

W/B=55

W/B=65

𝐶𝑙−

crete)

(ง) ความลก 35 มม.

(จ) ความลก 45 มม.

(ฉ) ความลก 55 มม.

1012141618

0 15 25 35 50

W/B=45

W/B=55

W/B=65To

tal 𝐶

𝑙− (%

t. of c

1012141618

0 15 25 35 50

W/B=45

W/B=55

W/B=65

𝐶𝑙−

crete)

1012141618

0 15 25 35 50

W/B=45

W/B=55

W/B=65

𝐶𝑙−

crete)

(ช) ความลก 65 มม.

(ซ) ความลก 75 มม.

(ฌ) ความลก 85 มม.

1012141618

0 15 25 35 50

W/B=45

W/B=55

W/B=65To

tal 𝐶

𝑙− (%

t. of c

1012141618

0 15 25 35 50

W/B=45

W/B=55

W/B=65

𝐶𝑙−

crete)

1012141618

0 15 25 35 50

W/B=45

W/B=55

W/B=65

𝐶𝑙−

crete)

(ญ) ความลก 95 มม.

รปท 4.6 ผลของเถาถานหนตอการแทรกซมคลอไรดทความลกตางๆในคอนกรตทผสมเถาถานหน หลงแชน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป

4.5 ความสามารถในการกกเกบคลอไรดในคอนกรตทผสมเถาถานหนหลงแชในน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป

4.5.1 การหาความสามารถในการกกเกบคลอไรดของคอนกรต

โดยทวไป การกกเกบคลอไรดในคอนกรตค านวณไดจากปรมาณคลอไรดท งหมดในคอนกรตลบดวยปรมาณคลอไรดอสระ ในการศกษาครงนจะวเคราะหความสามารถในการกกเกบคลอไรดของคอนกรตทผสมเถาถานหนในรปของรอยละน าหนกของปรมาณคลอไรดทกกเกบเทยบกบน าหนกของปรมาณคลอไรดทงหมด ดงตารางท 4.5

ตวอยางการค าควณ (ตวอยางคอนกรต I45)

1) หาปรมาณการกกเกบคลอไรด (ปรมาณคลอไรดทงหมดลบดวยปรมาณคลอไรดอสระ)ในแตละความลก เชน ตวอยางคอนกรต I45 ทระยะความลก 5, 15, 25, 35, 45, 55, 65, 75, 85 และ 95 มปรมาณการกกเกบคลอไรด เทากบรอยละ 1.74, 0.36, 0.72, 0.75, 0.23, 0.28, 0.07, 0.38, 0.43 และ 0.43 โดยน าหนกวสดประสาน ตามล าดบ

1012141618

0 15 25 35 50

W/B=45

W/B=55

W/B=65To

tal 𝐶

𝑙− (%

t. of c

2) หาคาเฉลยของปรมาณการกกเกบและคาเฉลยของปรมาณคลอไรดทงหมด เชน ตวอยางคอนกรต I45 มคาเฉลยของปรมาณการกกเกบ เทากบรอยละ 0.54 โดยน าหนกวสดประสาน และคาเฉลยของปรมาณคลอไรดทงหมด เทากบรอยละ 7.15 โดยน าหนกวสดประสาน

3) หาคาความสามารถในการกกเกบคลอไรด โดยน าคาเฉลยของปรมาณการกกเกบหารดวยคาเฉลยของปรมาณคลอไรดทงหมด เชน ตวอยางคอนกรต I45 มความสามารถในการกกเกบคลอไรด เทากบรอยละ (0.54/7.15)x100 = 7.54 โดยน าหนกของปรมาณคลอไรดทงหมด

ตารางท 4.5 ความสามารถในการกกเกบคลอไรดของคอนกรตทผสมเถาถานหนหลงแชน าทะเล เปนระยะเวลา 15 ป

สวนผสม คาเฉลยการกกเกบ

คลอไรด (รอยละ โดยน าหนกวสดประสาน)

คาเฉลยปรมาณคลอไรดทงหมด (รอยละ โดยน าหนกวสดประสาน)

ความสามารถในการกกเกบคลอไรด (รอยละ โดยน าหนกของปรมาณคลอ

ไรดทงหมด) I45 0.54 7.15 7.54

I45O15 0.49 5.46 9.04 I45O25 0.31 3.08 10.15 I45O35 0.28 2.82 9.89 I45O50 0.15 1.47 10.45

I55 0.48 7.24 6.62 I55O15 0.40 6.08 6.56 I55O25 0.35 4.27 8.10 I55O35 0.26 2.92 8.80 I55O50 0.18 2.04 9.08

I65 0.58 8.01 7.28 I65O15 0.48 7.04 6.88 I65O25 0.30 4.16 7.31 I65O35 0.20 2.52 8.07 I65O50 0.18 2.23 8.22

4.5.2 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานตอความสามารถในการกกเกบคลอไรด

รปท 4.7 แสดงผลของอตราสวนน าตอวสดประสานตอความสามารถในการกกเกบคลอไรดของคอนกรตหลงแชในน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป พบวา อตราสวนน าตอวสดประสานทเพมขน สงผลใหความสามารถในการกกเกบคลอไรดของคอนกรตลดลงอยางชดเจน เมอพจารณา การแทนทดวยเถาถานในปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 รอยละ 25 โดยน าหนกวสดประสาน ทมอตราสวนน าตอวสดประสาน เทากบ 0.45, 0.55 และ 0.65 พบวา มความสามารถในการกกเกบคลอไรด เทากบรอยละ 10.15, 8.10 และ 7.31 โดยน าหนกของปรมาณคลอไรดทงหมด ตามล าดบ และเมอพจารณาในทกอตราการแทนทดวยเถาถานหน จะเหนวา การเปลยนแปลงของอตราสวนน าตอวสดประสาน มแนวโนมตอความสามารถในการกกเกบคลอไรดเปนไปในทศทางเดยวกน เนองจากคอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานต า มความหนาแนนมากกวาคอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานสง [9] สงผลใหปรมาณ C3A ทเปนตวดกจบคลอไรดไอออนในรปปฏกรยาเคม ในคอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานต ามคามากกวาคอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานสงท าใหความสามารถในการดกจบคลอไรดไอออนในรปของปฏกรยาเคมในคอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานต าสงกวาคอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานสง นอกจากนนคอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานทต าจะมเจลของแขงทเปนผลจากปฏกรยาปอซโซลานและปฏกรยาไฮเดรชนมากขน สงเกตไดจากก าลงอดมคาสงขนตามอตราสวนน าตอวสดประสานทลดลงจงเปนผลใหมการดกจบคลอไรดทางกายภาพ โดยคลอไรดถกดกจบทผวของแคลเซยมซลเกตไฮเดรต (C-S-H) หรอแคลเซยมอลมเนตไฮเดรต (C-A-H) ไดมากขนดวย

รปท 4.7 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานตอความสามารถในการกกเกบคลอไรดในคอนกรตท ผสมเถาถานหนหลงแชน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป

0.45 0.55 0.65

15% FA

25% FA

35% FA

50% FA

W/B ratio

Cl- bi

city (

4.5.3 ผลของเถาถานหนตอความสามารถในการกกเกบคลอไรด

เมอพจารณาผลของเถาถานหนตอความสามารถในการกกเกบคลอไรดในคอนกรตทผสมเถาถานหนหลงแชน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป พบวา การแทนทดวยเถาถานหนในปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ทเพมขน สงผลให ความสามารถในการกกเกบคลอไรดสงขน จากรปท 4.8 คอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสาน (W/B) เทากบ 0.55 แทนทดวยเถาถานหนในปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 รอยละ 0, 15, 25, 35 และ 50 โดยน าหนกวสดประสาน มคาความสามารถในการกกเกบคลอไรด รอยละ 0.62, 0.62, 8.10, 8.80 และ 9.08 โดยน าหนกของคลอไรดทงหมด ตามล าดบ และเมอพจารณาในทกอตราสวนน าตอวสดประสาน พบวา การแทนทเถาถานหนทเพมขน สงผลให ความสามารถในการกกเกบคลอไรดสงขน เนองจาก เถาถานหนมปรมาณของสารประกอบอะลมเนตมาก (รอยละ 23.7) ซงมากกวาในปนซเมนตประเภทท 1 จงสงผลใหความสามารถในการดกจบคลอไรดในรปของปฏกรยาเคมสงขน เมอมการเพมปรมาณการแทนทดวยเถาถานหนมากขน และทผวของผลตภณฑจากปฏกรยาปอซโซลาน คอ แคลเซยมซลเกตไฮเดรต (C-S-H) และ แคลเซยมอลมเนตไฮเดรต (C-A-H) ยงสามารถดกจบคลอไรดไอออนได ซงเปนการดกจบคลอไรดไอออนดวยกระบวนการทางกายภาพ กลาวคอ เมอมการแทนทเถาถานหนในปรมาณทมากขน จะสงผลใหปรมาณแคลเซยมซลเกตไฮเดรต และ แคลเซยมอลมเนตไฮเดรต มากขน การดบจบคลอไรดไอออนดวยกระบวนการทางกายภาพกมากขน และความสามารถในการกกเกบคลอไรดในคอนกรตมคาสงขนดวย

รปท 4.8 ผลของเถาถานหนตอความสามารถในการกกเกบคลอไรดในคอนกรตทผสมเถาถานหน หลงแชน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป

0 15 25 35 50

W/B=0.45

W/B=0.55

W/B=0.65

Cl- bi

city (

ปรมาณการแทนทดวยเถาถานหน (%)

บทท 5

สรปผลการวจยและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการวจย

จากผลการศกษาสามารถสรปได ดงน

5.1.1 การแทรกซมของคลอไรดในคอนกรตทผสมเถาถานหนหลงแชในน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป มแนวโนมลดลงเมอคอนกรตมอตราสวนน าตอวสดประสานต าลง โดยเหนผลชดเจนในคอนกรตธรรมดามากกวาคอนกรตทผสมเถาถานหน

5.1.2 การแทรกซมของคลอไรดในคอนกรตทผสมเถาถานหนหลงแชในน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป มแนวโนมลดลงเมอการแทนทเถาถานหนในปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 สงขน

5.1.3 อตราสวนน าตอวสดประสานทต า สงผลใหความสามารถในการกกเกบคลอไรดของคอนกรตทผสมเถาถานหนหลงแชในน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ป สงขน

5.1.4 การแทนทดวยเถาถานหนในปรมาณทสงขน สงผลใหความสามารถในการกกเกบคลอไรดของคอนกรตทผสมเถาถานหนหลงแชในน าทะเลเปนระยะเวลา 15 ปสงขน

5.2 ขอเสนอแนะ

5.2.1 เนองจากในการวจยครงน ไดใชเถาถานหนทไมผานการแยกขนาด ดงนน เพอใหไดขอมลทสมบรณและชดเจนยงขน ควรจะศกษาและเปรยบเทยบผลของความละเอยดของเถาถานหน ทมผลตอการแทรกซมและความสามารถในการกกเกบของคลอไรดในคอนกรต ทมระยะเวลาการแชตวอยางในน าทะเลมากขน เพอน าไปเปนฐานขอมลทไดรบความเชอถอ และ ใชงานไดจรงยงขน

บรรณานกรม

[1] ทวชย ส ำรำญวำนช, (2552). การอบรม“ คอนกรตส าหรบสงแวดลอมทะเล(Marine Concrete)” ภำควชำ วศวกรรมโยธำ คณะวศวกรรมศำสตร มหำวทยำลยบรพำ [2] ปรญญำ จนดำประเสรฐ และคณะ, (2552). ปนซเมนต ปอซโซลาน และคอนกรต

(CEMENT, POZZOLAN AND CONCRETE) [3] ประหยด เลยวไพรตนและคณะ, (2551). เอกสาร “คอนกรตเทคโนโลย”,บรษท ทพไอ คอนกรต จ ำกด [4] สมำคมคอนกรตแหงประเทศไทย, (2008). “คอนกรตส าหรบสงแวดลอมทะเล (Marine concrete)”, วารสารคอนกรต. ฉบบท 4, ประจ ำเดอนสงหำคม [5] คณะอนกรรมกำรคอนกรตและวสด ภำยใตคณะกรรมกำรวชำกำรสำขำวชำวศวกรรมโยธำ สมำคมวศวกรรมสถำนแหงประเทศไทยในพระบรมรำชปถมภ, (2543). ความคงทนของ คอนกรต,พมพครงท 1, บรษท จดทอง จ ำกด, กรงเทพมหำนคร, หนำ 24-73. [6] วศวกรรมสถำนแหงประเทศไทยในพระบรมรำชปถมภ, 2543 [7] ทวชย ส ำรำญวำนช, (2552). รายงานวจยฉบบสมบรณ โครงการวจย การท านายการแทรกซม

ของคลอไรดในคอนกรตทอยภายใตสงแวดลอมคลอไรด, ภำควชำวศวกรรมโยธำ คณะ วศวกรรมศำสตร มหำวทยำลยบรพำ [8] ชย จำตรพทกษ และวรชำต ตงจรภทร,(2553). หนงสอ การใชประโยชนจากเถาและวสดเหลอ ทงจากโรงงานอตสาหกรรมเพอเปนวสดในงานคอนกรต, ภำควชำวศวกรรมโยธำ คณะ วศวกรรมศำสตร มหำวทยำลยเทคโนโลยพระจอมเกลำธนบร [9] วเชยร ชำล. (2552). เอกสารประกอบการสอนความคงทนคอนกรต. ภำควชำวศวกรรมโยธำ คณะวศวกรรมศำสตร มหำวทยำลยบรพำ. [10] ศนยวชำกำรคอนกรตซแพค(CPAC Academy), (2002). หนงสอวชำกำรของซแพค “คอนกรต

เทคโนโลย (Concrete Technology)” [11] Neville, A.M., (1996). Properties of Concrete, 4th ed., Longman, Malaysia, pp. 563-575. [12] Gjorv, O.E. and Vennesland, O., (1976). “Sea Salt and Alkalinity of Concrete”, Journal of the American Concrete Institute, Vol. 73, No. 9, pp. 512-516. [13] Austin GT, 1985, Shreve’s chemical process industries, 5th edition, McGraw-Hill, Singapore.

[14] เสรมพนธ เอยมจะบก และคณะ, (2539). “ความคงทนของโครงสรางคอนกรตเสรมเหลก”, โปรแกรมวชำเทคโนโลยอตสำหกรรม(กอสรำง) ม.รำชภฏอดรธำน [15] ผศ. ดร. วเชยร ชำล, 2555, เอกสำรประกอบกำรสอน รำยวชำ เทคโนโลยคอนกรต ภำควชำ วศวกรรมโยธำ คณะวศวกรรมศำสตร มหำวทยำลยบรพำ [16] รศ.ดร. ปรญญำ จนดำประเสรฐ, 2548, เถำลอยในงำนคอนกรต(ฉบบปรบปรง) ศนยวจยและ พฒนำโครงสรำงมลฐำนอยำงย งยน ภำควชำวศวกรรมโยธำ คณะวศวกรรมศำสตร มหำวทยำลยขอนแกน [17] C. Jaturapitakkul, K. Kiattikomol, V. Sata and T. Leekeeratikul, 2004, Use of ground coarse fly ash as a replacement of condensed silica fume in producing high-strength concrete, Cement and Concrete Research, 34, p. 549-555 [18] P. Chindaprasirt, S. Ruangsiriyakul, HT. Cao, L. Bucea, 2001, Influence of Mae Moh fly ash fineness on characteristics, strength and drying shrinkage development of blended cement mortars, The Eighth East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction, Singapore, 5-7 December 2001, Paper No.1191, p. 6. [19] ศำสตรำจำรย ดร. ชย จำตรพทกษกล และ ดร. วรชำต ตงจรภทร, 2556, กำรใชประโยชจำกเถำ และวสดเหลอทงจำกโรงงำนอตสำหกรรมเพอเปนวสดในงำนคอนกรต ภำควชำวศวกรรม โยธำ คณะวศวกรรมศำสตร มหำวทยำลยเทคโนโลยพระจอมเกลำธนบร [20] สมชย กกก ำแหง, กำรน ำขเถำลอยลกไนตมำใชประโยชนเปนวสดกอสรำงงำนดน, เอกสำร ประกอบกำรสมมนำเรอง ศกยภำพกำรน ำเถำลอยลกไนตมำใชประโยชน, 2536, ส ำนก งำนวจยและพฒนำ, กำรไฟฟำฝำยผลตแหงประเทศไทย, หนำ 4-1 ถง 4-23 [21] สรพล พฤกษำนกล, กรรมวธกำรผลตและชนดของเถำถำนหนทมในประเทศไทย, เอกสำร ประกอบกำรสมมนำเรอง กำรน ำเถำถำนหนในประเทศไทยมำใชในงำนคอนกรต, 2546, ภำควชำวศวกรรทโยธำ, มหำวทยำลยเทคโนโลยพระจอมเกลำธนบร, กรงเทพ, หนำ 19-29 [22] รฐพล สมนำ, 2546, กำรศกษำผลกระทบของเถำถำนหน 5 แหลงตอก ำลงอดและกำรขยำยตว ของมอรตำร, วทยำนพนธปรญญำวศวกรรมศำสตรมหำบณฑต สำขำวศวกรรมโยธำ มหำวทยำลยเทคโนโลยพระจอมเกลำธนบร, หนำ 27-30 [23] Swankkit, S., Siripanichkorn, A., Jaturapitakkul, C., Woranisalakul, J., and Wecharatana, M.,Corrosiion Resistance of Fly Ash Concrete, Proceedings of the Annual Conference of the EIT, 1992, Bangkok, Thailand, 337-349.

[24] Saadoun S.S, Rasheeduzzafar and Gahtani, A.S., (1993). “Corrosion of reinforced steel in

fly ash blended cement concrete”, Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 5, No. 3, August, pp. 356 -371. [25] Thomas, M.D.A., Matthews, J.D. and Haynes, C.A., (1990). “Chloride diffusion and

corrosion in marine exposed concrete containing pulverized-fuel ash”, Elsevier Applied Science, London/New York, pp. 198-212. [26] Tarun, R.N., Shiw, S.S. and Mohammad, M.H., (1994). “Permeability of concrete

containing large amounts of fly ash”, Cement and Concrete Research, Vol. 24, pp. 913- 922. [27] สมนก ตงเตมสรกล และคณะ, (1999). “ความสามารถในการเกบกกคลอไรดของซเมนตเพสต

ผสมเถาลอย”, วศวกรรมสำร, เมษำยน, หนำ 62-66. [28] Bai, J., Wild, S. and Sabir, B.B., (2003). “Chloride Ingress and Strength Loss in Concrete

with Different PC-PFA-MK Binder Compositions Exposed to Synthetic Seawater”, Cement and Concrete Research, Vol. 33, No. 3, pp. 353-362. [29] Thomas, M.D.A. and Matthews, J.D., (2004). “Performance of PFA Concrete in a Marine Environment 10-year Results”, Cement and Concrete Composites, Vol. 26, No. 1, pp. 5- 20. [30] ปรญญำ จนดำประเสรฐ และอกฤษฏ โขศร, (2548). “ก าลงรบแรงและความสามารถในการ ตานทานการซมผานของคลอไรดของคอนกรตผสมเถาลอยและเถาแกลบ”, เอกสำร ประกอบกำรประชมวชำกำรวศวกรรมโยธำแหงชำต ครงท 10, 2-4 พฤษภำคม, ชลบร, หนำ MAT 44-48. [31] มณเฑยร ฑฆวำณช และคณะ, (2548). “ผลกระทบของน าทะเลตอการซมผานของคลอไรดและ การเกดสนมเหลกในคอนกรตทผสมเถาถานหน”, กำรประชมวชำกำรวศวกรรมโยธำ แหงชำต ครงท 10, 2-4 พฤษภำคม, ชลบร, หนำ MAT 49-54. [32] กตตศกด คงธนเกษมพร และคณะ, (2005). “ก าลงรบแรงอดและความตานทานการแทรกซม

ของคลอไรด” ,วทยำนพนธปรญญำวศวกรรมศำสตรมหำบณฑต, สำขำวศวกรรมโยธำ คณะวศวกรรมศำสตร มหำวทยำลยขอนแกน.

[33] วเชยร ชำล และคณะ, (2007). “ผลกระทบของน าทะเล ตอก าลงอด การซมผานของคลอไรด และการกดกรอนของเหลกเสรมในคอนกรตทผสมเถาถานหนทอยในสภาวะแวดลอมทะเล เปนเวลา 4 ป” ,วำรสำรวจยและพฒนำ มจธ. ฉบบท 1, มกรำคม-มนำคม, หนำ 153-166 [34] ปรญญำ จนดำประเสรฐ และคณะ, (2006). “การศกษาการแทรกซมของคลอไรดในคอนกรตท ผสมเถาลอยคดขนาด”, วำรสำรวจยและพฒนำ มจธ. ฉบบท 2, เมษำยน-มถนำยน, หนำ 203-214 [35] ธวชชย สำสกล, (2007). “ผลกระทบของเถาถานหนตอก าลงอด และความตานทาน การกด กรอนของมอรตาร ทแชในน าเสยชมชน”, ผลงำนวจยทตพมพในกำรประชมระดบ นำนำชำต\ [36] ปยพงษ สวรรณมณโชต, (2007). “ผลกระทบของน าทะเลตอคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนด ประเภท ท 1 และ 5 ผสมเถาถานหน ระบบฟลอดไดซเบด”, วำรสำรวจยและพฒนำ มจธ. [37] ประจกษ เขมบบผำ (2005) “การศกษาคณสมบตทวไปของคอนกรตทใชมวลรวมหยาบ จากคอนกรตเกาทถกท าลายทมก าลงอดแตกตางกน” , วทยำนพนธปรญญำญำครศำสตร อตสำหกรรมมหำบณฑต, สำขำวชำวศวกรรมโยธำคณะครศำสตรอตสำหกรรมและ เทคโนโลย มหำวทยำลยเทคโนโลยพระจอมเกลำธนบร [38] ปกปอง รตนช (2008). “ก าลงอดและอตราการซมผานน าของคอนกรตทใชมวลรวมหยาบจาก

การยอยเศษคอนกรตเปนสวนผสม รวมกบเถาถานหนและเถาชานออย”, วทยำนพนธ ปรญญำวศวกรรมศำสตรมหำบณฑต, สำขำวศวกรรมโยธำ คณะวศวกรรมศำสตร มหำวทยำลยเทคโนโลยพระจอมเกลำธนบร [39] วเชยร ชำล และ ชย จำตรพทกษกล “การปรบปรงความคงทนของคอนกรตในสภาวะแวดลอม

ทะเลโดยใชเถาถานหน”, Burapha Sci. J. 16 (2011) 2,หนำ 51-62. [40] บรฉตร ฉตรวระ และ วนย หอมศรประเสรฐ (2011) “พฤตกรรมของซเมนตเพสตผสมวสด

ปอซโซลานในการประยกตใชกบพลงงานไมโครเวฟ”, วำรสำรวจยและพฒนำ มจธ. ฉบบท 3, กรกฎำคม–กนยำยน, หนำ 299-315. [41] ธรวฒน สนศร, ชย จำตรพทกษกล และ ปรญญำ จนดำประเสรฐ “ผลกระทบของความละเอยด

เถาถานหนตอปฏกรยาปอซโซลานในเพสต”

[42] วเชยร ชำล และ ชย จำตรพทกษกล “ความสามารถในการกกเกบคลอไรดในคอนกรตทผสมเถา

ถานแกลบเปอกไม ภายใตสภาวะแวดลอมทะเล”, วำรสำรวจยและพฒนำ มจธ. ฉบบท 3, กรกฎำคม–กนยำยน, หนำ 245-255.

[43] American Society for Testing and Materials, ASTM C618-00: Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan For Use as a Mineral Admixture in Concrete, Annual Book of ASTM Standards, 2001, Vol. 04.02, Philadelphia, 310-313. [44] คณะอนกรรมกำรคอนกรตและวสด ในคณะกรรมกำรวชำกำรสำขำวศวกรรมโยธำ, 2540, ว.ส.ท. 1014 “ขอก ำหนดมำตรฐำนวสดและกำรกอสรำงส ำหรบโครงสรำงคอนกรต”, วศวกรรมสถำนแหงประเทศไทยในพระบรมรำชปถมภ, พมพครงท 1 [45] American Society for Testing and Materials, 2001, ASTM C150 : Standard Specification for Portland Cement, Annual Book of ASTM Standards, Vol. 04.01, Philadelphia. [46] American Society for Testing and Materials. (1997). ASTM C618, Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for use as a Mineral Admixture in Portland Cement Concrete, Annual Books of ASTM Standards. [47] American Society for Testing and Materials, ASTM C33. (1997). Standard Specification for Concrete Aggregates, Annual Books of ASTM Standards. [48] Thomas, H., Bozec, Y., Elkalay, K., de Baar, H.J.W., 2004. Enhanced open ocean storage of CO2 from shelf sea pumping. Science 304, 1005-1008 [49] ปรญญำ จนดำประเสรฐ และอกฤษฏ โขศร, (2548). “ก าลงรบแรงและความสามารถในการ

ตานทานการซมผานของคลอไรดของคอนกรตผสมเถาลอยและเถาแกลบ”, เอกสำร ประกอบกำรประชมวชำกำรวศวกรรมโยธำแหงชำต ครงท 10, 2-4 พฤษภำคม, ชลบร, หนำ MAT 44-48.

ภาคผนวก ผลการทดลอง

ระยะคว

ามลก

จากผ

(มลล

เมตร

น าหน

กผง

คอนก

รต (กรม

ความเขมข

(โมล/ลต

เจอจ

าง

ตวอย

าง

(เทา)

ตวอย

างทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ไทเทรตแบ

ลงค

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ค านว

(มลล

ลตร)

คลอไรด

(โมล/ลต

คลอไรด

(กรม

/ลตร

คลอไรด

te 1 g

นคลอ

ไรด

ผลการทดส

อบหาปรมาณค

ลอไรดท

งหมด

ตารา

ง ก. ผลก

ารทด

สอบห

าปรม

าณคล

อไรดท ง

หมด (

ใชกรดท

าละล

าย) ในค

อนกรตท

ผสมเถาถานห

นภายใตสภ

าวะแวด

ลอมท

ะเล 15

ตารา

ง ข. ผลก

ารทด

สอบห

าปรม

าณคล

อไรดอส

ระ(ใช

น าท าละ

ลาย)ใ

นคอน

กรตท

าวะแวด

ลอมท

ะเล 15

ระยะจากผ

วคอน

กรต

(มลล

เมตร

น าหน

กผง

คอนก

รต (กรม

3 (โมล/

ลตร)

เจอจ

าง

ตวอย

าง

(เทา)

ตวอย

างทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ลงค

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ค านว

(มลล

ลตร)

คลอไรด

(โมล/ลต

คลอไรด

(กรม

/ลตร

คลอไรด

te 1 g

นคลอ

ไรด

ลอไรดท

งหมด

ระยะคว

ามลก

จากผ

คอนก

รต(มลล

เมตร

น าหน

กผง

คอนก

รต (กรม

3 (โมล/

ลตร)

เจอจ

าง

ตวอย

าง

(เทา)

ตวอย

างทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ลงค

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ค านว

(มลล

ลตร)

คลอไรด

(โมล/ลต

คลอไรด

(กรม

/ลตร

คลอไรด

te 1 g

นคลอ

ไรด

ลอไรดท

งหมด

ระยะคว

ามลก

จากผ

คอนก

รต(มลล

เมตร

น าหน

กผง

คอนก

รต (กรม

3 (โมล/

ลตร)

เจอจ

าง

ตวอย

าง

(เทา)

ตวอย

างทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ลงค

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ค านว

(มลล

ลตร)

คลอไรด

(โมล/ลต

คลอไรด

(กรม

/ลตร

คลอไรด

te 1 g

นคลอ

ไรด

ลอไรดท

งหมด

ระยะคว

ามลก

จากผ

คอนก

รต(มลล

เมตร

น าหน

กผง

คอนก

รต (กรม

3 (โมล/

ลตร)

เจอจ

าง

ตวอย

าง

(เทา)

ตวอย

างทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ลงค

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ค านว

(มลล

ลตร)

คลอไรด

(โมล/ลต

คลอไรด

(กรม

/ลตร

คลอไรด

te 1 g

นคลอ

ไรด

ลอไรดท

งหมด

ระยะคว

ามลก

จากผ

(มลล

เมตร

น าหน

กผงคอน

กรต

(กรม

3 (โมล/

ลตร)

ตวอย

างทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ลงค

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ค านว

(มลล

ลตร)

นคลอ

ไรด (

โมล/ลต

นคลอ

ไรด

(กรม

/ลตร

นคลอ

ไรด

te 1 g

นคลอ

ไรด

ลอไรดอสระ

ตารา

ง ข. ผลก

ารทด

สอบห

าปรม

าณคล

อไรดอส

ระ (ใชน

าท าละล

าย) ในค

อนกรตท

าวะแวด

ลอมท

ะเล 15

ระยะคว

ามลก

จากผ

คอนก

รต(มลล

เมตร

น าหน

กผงคอน

กรต

(กรม

3 (โมล/

ลตร)

ตวอย

างทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ลงค

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ค านว

(มลล

ลตร)

น คล

ไรด (

โมล/ลต

น คล

อไรด

(กรม

/ลตร

นคลอ

ไรด

te 1 g

นคลอ

ไรด

ระยะคว

ามลก

จากผ

คอนก

รต(มลล

เมตร

น าหน

กผงคอน

กรต

(กรม

3 (โมล/

ลตร)

ตวอย

างทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ลงค

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ค านว

(มลล

ลตร)

น คล

ไรด (

โมล/ลต

น คล

อไรด

(กรม

/ลตร

นคลอ

ไรด

te 1 g

นคลอ

ไรด

ระยะคว

ามลก

จากผ

คอนก

รต(มลล

เมตร

น าหน

กผงคอน

กรต

(กรม

3 (โมล/

ลตร)

ตวอย

างทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ลงค

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ค านว

(มลล

ลตร)

น คล

ไรด (

โมล/ลต

น คล

อไรด

(กรม

/ลตร

นคลอ

ไรด

te 1 g

นคลอ

ไรด

ระยะคว

ามลก

จากผ

คอนก

รต(มลล

เมตร

น าหน

กผงคอน

กรต

(กรม

3 (โมล/

ลตร)

ตวอย

างทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ไทเทรต

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ลงค

(มลล

ลตร)

3 ทใช

ค านว

(มลล

ลตร)

น คล

ไรด (

โมล/ลต

น คล

อไรด

(กรม

/ลตร

นคลอ

ไรด

te 1 g

นคลอ

ไรด

ตาราง ค. ความสามารถในการกกเกบคลอไรดของคอนกรตทผสมเถาถานหนภายใตสภาวะ

แวดลอมทะเล 15 ป

Total Cl

(%by Wt.

of binder)

Free Cl

(%by Wt.

of binder)

Fixed Cl

(%by Wt.

of binder)

Average Cl

binding (%by

Wt. of binder)

Average total

Cl (%by Wt. of

binder)

Cl binding

(% of total Cl)

15.96 14.23 1.74

12.58 12.22 0.36

9.14 8.42 0.72

7.32 6.56 0.75

4.84 4.61 0.23

4.28 4.00 0.28

4.02 3.95 0.07

4.44 4.06 0.38

4.45 4.02 0.43

15.15 13.74 1.41

14.30 12.40 1.90

8.73 8.63 0.10

5.31 4.52 0.79

3.59 3.52 0.08

2.44 2.36 0.08

1.80 1.54 0.26

1.11 1.03 0.08

1.03 0.98 0.04

1.16 0.96 0.19

8.64 7.15 1.49

8.00 6.99 1.01

5.44 5.21 0.23

3.30 3.08 0.21

1.37 1.36 0.01

1.80 1.73 0.06

0.94 0.86 0.08

0.51 0.50 0.02

0.43 0.42 0.01

0.40 0.39 0.01

10.56 9.87 0.69

7.49 6.61 0.87

5.05 4.54 0.50

1.77 1.53 0.25

0.99 0.88 0.11

0.47 0.42 0.05

0.60 0.40 0.20

0.47 0.43 0.04

0.43 0.40 0.03

0.39 0.33 0.05

8.76 8.08 0.68

3.81 3.19 0.61

0.64 0.57 0.07

0.33 0.31 0.03

0.30 0.26 0.04

0.26 0.21 0.04

0.21 0.20 0.02

0.17 0.14 0.03

0.13 0.12 0.01

0.13 0.11 0.02

ระยะความลกจาก

ผวคอนกรต (มม.)

7.15 7.54

10.4551 -- 60

61 -- 70

71 -- 80

81 -- 90

91 -- 100

I45O35

1 -- 10

11 -- 20

21 -- 30

31 -- 40

41 -- 50

51 -- 60

61 -- 70

71 -- 80

81 -- 90

91 -- 100

I45O50

1 -- 10

11 -- 20

21 -- 30

31 -- 40

41 -- 50

I45O25

1 -- 10

11 -- 20

21 -- 30

31 -- 40

41 -- 50

51 -- 60

61 -- 70

71 -- 80

81 -- 90

91 -- 100

I45O15

1 -- 10

11 -- 20

21 -- 30

31 -- 40

41 -- 50

51 -- 60

61 -- 70

71 -- 80

1 -- 10

11 -- 20

21 -- 30

31 -- 40

41 -- 50

51 -- 60

61 -- 70

71 -- 80

81 -- 90

91 -- 100

Total Cl

(%by Wt.

of binder)

Free Cl

(%by Wt.

of binder)

Fixed Cl

(%by Wt.

of binder)

Average Cl

binding (%by

Wt. of binder)

Average total

Cl (%by Wt. of

binder)

Cl binding

(% of total Cl)

11.38 11.04 0.34

9.23 9.03 0.20

7.57 6.67 0.90

6.46 6.19 0.27

5.90 5.72 0.19

5.74 5.72 0.01

6.12 5.88 0.24

6.03 5.57 0.47

7.50 5.88 1.62

6.42 5.88 0.54

12.40 12.19 0.21

11.12 10.92 0.20

8.64 7.79 0.85

7.23 7.04 0.20

6.27 6.12 0.14

4.99 4.88 0.11

3.45 2.89 0.56

2.65 1.95 0.70

2.54 1.78 0.76

1.49 1.23 0.26

13.40 11.38 2.02

9.84 9.56 0.27

6.33 6.12 0.21

4.70 4.22 0.48

2.38 2.30 0.08

2.21 2.05 0.16

2.00 1.87 0.13

0.85 0.84 0.02

0.51 0.50 0.01

0.51 0.43 0.08

7.43 7.07 0.37

6.53 6.35 0.19

5.31 4.78 0.53

2.86 2.45 0.41

1.32 1.18 0.14

1.28 1.16 0.12

1.39 1.18 0.21

1.07 0.88 0.19

1.03 0.85 0.18

0.93 0.70 0.23

7.01 6.79 0.22

4.35 4.00 0.35

1.53 1.35 0.18

1.19 0.99 0.20

1.15 0.96 0.19

1.20 0.93 0.27

0.98 0.93 0.05

1.11 0.91 0.20

0.93 0.86 0.08

0.94 0.83 0.10

I55O50

71 -- 80

81 -- 90

91 -- 100

1 -- 10

11 -- 20

21 -- 30

31 -- 40

41 -- 50

51 -- 60

61 -- 70

91 -- 100

I55O35

1 -- 10

11 -- 20

21 -- 30

31 -- 40

41 -- 50

51 -- 60

61 -- 70

71 -- 80

81 -- 90

91 -- 100

I55O25

1 -- 10

11 -- 20

21 -- 30

31 -- 40

41 -- 50

51 -- 60

61 -- 70

71 -- 80

81 -- 90

91 -- 100

I55O15

1 -- 10

11 -- 20

21 -- 30

31 -- 40

41 -- 50

51 -- 60

61 -- 70

71 -- 80

81 -- 90

61 -- 70

71 -- 80

81 -- 90

91 -- 100

1 -- 10

11 -- 20

21 -- 30

31 -- 40

41 -- 50

51 -- 60

Total Cl

(%by Wt.

of binder)

Free Cl

(%by Wt.

of binder)

Fixed Cl

(%by Wt.

of binder)

Average Cl

binding (%by

Wt. of binder)

Average total

Cl (%by Wt. of

binder)

Cl binding

(% of total Cl)

10.54 10.45 0.09

10.18 9.23 0.95

8.90 8.11 0.79

8.09 7.16 0.93

7.57 6.92 0.65

7.51 6.72 0.79

6.84 6.49 0.35

7.08 6.47 0.61

6.63 6.59 0.05

6.75 6.13 0.62

11.26 10.99 0.27

10.68 9.95 0.73

9.84 8.88 0.96

7.94 7.48 0.46

6.73 6.52 0.22

5.02 4.65 0.37

4.82 4.38 0.44

4.69 4.27 0.43

4.80 4.44 0.36

4.64 4.02 0.62

8.43 8.09 0.34

7.44 6.90 0.55

6.22 5.99 0.23

4.76 4.46 0.30

3.98 3.46 0.52

2.52 2.36 0.17

2.29 2.04 0.26

2.08 1.85 0.23

1.97 1.75 0.22

1.92 1.70 0.22

7.24 7.17 0.07

5.08 4.21 0.87

3.79 3.36 0.43

1.92 1.81 0.12

1.45 1.32 0.14

1.28 1.23 0.05

1.20 1.04 0.16

1.15 1.12 0.03

1.15 1.05 0.09

0.92 0.84 0.08

5.68 5.46 0.23

4.03 3.89 0.14

3.15 3.00 0.16

2.22 2.20 0.03

1.54 1.28 0.26

1.45 1.26 0.20

1.28 1.05 0.23

0.90 0.84 0.06

1.03 0.77 0.26

0.98 0.69 0.29

71 -- 80

81 -- 90

91 -- 100

51 -- 60

61 -- 70

71 -- 80

81 -- 90

41 -- 50

51 -- 60

71 -- 80

11 -- 20

21 -- 30

31 -- 40

41 -- 50

61 -- 70

71 -- 80

41 -- 50

51 -- 60

I65O15

1 -- 10

81 -- 90

I65O50

1 -- 10

11 -- 20

21 -- 30

31 -- 40

41 -- 50

51 -- 60

61 -- 70

91 -- 100

I65O35

1 -- 10

11 -- 20

21 -- 30

31 -- 40

81 -- 90

91 -- 100

51 -- 60

61 -- 70

71 -- 80

81 -- 90

91 -- 100

1 -- 10

11 -- 20

21 -- 30

31 -- 40

61 -- 70

I65O25

1 -- 10

11 -- 20

21 -- 30

31 -- 40

41 -- 50

91 -- 100

ประวตผจดท ำโครงงำน ชอ-สกล นายอภเดช รตนดลก ณ ภเกต วน เดอน ปเกด 6 มกราคม พ.ศ. 2534 ประวตกำรศกษำ - ระดบประถมศกษา โรงเรยนจนตรงษ จ.ตรง - ระดบมธยมศกษา โรงเรยนจฬาภรณราชวทยาลย ตรง จ.ตรง การศกษาปจจบน นสตชนปท 4 คณะวศวกรรมศาสตร ภาควชาวศวกรรมโยธา มหาวทยาลยบรพา ชอ-สกล นางสาวนนทรตน โยคะวฒน วน เดอน ปเกด 12 มนาคม พ.ศ. 2533 ประวตกำรศกษำ - ระดบประถมศกษา โรงเรยนอนบาลวงน าเยน จ.สระแกว - ระดบมธยมศกษา โรงเรยนสตรประเสรฐศลป จ.ตราด การศกษาปจจบน นสตชนปท 4 คณะวศวกรรมศาสตร ภาควชาวศวกรรมโยธามหาวทยาลยบรพา

(CHLORIDE BINDING AND CHLORIDE PENETRATION OF FLY ASH ... · The objectives of this investigation...

Documents

Transcript of (CHLORIDE BINDING AND CHLORIDE PENETRATION OF FLY ASH ... · The objectives of this investigation...

Mechanical and Durability Performance of Polyacrylonitrile ... · The added micro-fiber can overcome these ... chloride penetration resistance, permeability resistance and abrasion

Modelling of chloride penetration into non-saturated ...

Prediction of Chloride Ion Penetration of Recycled ... · the use of recycled aggregates, sourced from construction and demolition waste, on the chloride ion penetration of concrete.

media.yellowpages-uae.commedia.yellowpages-uae.com/wfile/brochure/319035.pdf · Calcium Chloride Potassium Chloride (KCL) Hydrated Lime Soda Ash Sodium Bi - Carbonate Citric Acid

Carbonation€and€Chloride Penetration€in€Concrete · RESEARCH€REPORT€VTTR0477109 1€(38) Report’s€title Carbonation€and€Chloride€Penetration€in€Concrete€€with€Special

High-Volume Fly Ash Concrete with and without Hydrated ... · High-Volume Fly Ash Concrete with and without Hydrated Lime: Chloride Diffusion Coefficient from Accelerated Test J.

Research on Chloride Penetration Resistance of ...

Silica Produced From Rice Husk Ash. Rice Husk Ash Silica ...€¦ · waterproofing. It is also used as the admixture to make the concrete resistant against chemical penetration. The

Chloride Penetration in Concrete - GERMANN Penetration Overvi… · Test smart – Build right 1 Web-Site Chloride Penetration in Concrete Short Overview and Available Instruments

Assessing the Impact of Curing on Chloride Penetration ......2.2 Chloride Ion Permeability Based on Total Charge Passed (ASTM C1202,2019). . . . . .10 3.1 Concrete 1 Mixture Proportions

Acid Resistance, Water Permeability and Chloride ... · resistance to water permeation and to chloride penetration of concrete increased with the use of basalt aggregates compared

Chloride Binding Capacity of Concrete Using Fly Ash ...

Influence of Fly Ash on Surface Chloride Concentration ...

High filler concrete using fly ash - Chloride penetration ...heronjournal.nl/57-3/2.pdf · clinker will have a positive ecological impact in terms of the use of raw materials and

Chloride Resistance of High Volume Fly Ash Concretes

Chloride Penetration and Steel Corrosion in Portland ...

Influence of crack width on chloride penetration in ...

Research Article Evaluation Technique of Chloride Penetration … · 2019. 7. 31. · Evaluation Technique of Chloride Penetration Using Apparent Diffusion Coefficient and Neural

Corrosion Characterization of Aluminium 2024 Metal Matrix Composites Reinforced with Fly Ash in Potassium Chloride Medium

LITERATURE REVIEW: FLY ASH USAGE AT MARINE … · structures to resist chloride and sulfate attacks ... fly ash usage at marine structures to resist chloride and sulfate attacks .