งานวจย

เรอง

คาก าลงรบแรงเฉอนของมวลดนหยาบบดอดเมอเสรมดวยตาขายพลาสตกชนดแขงประเภทเทอรโมพลาสตก

The shear strength of compacted soil mass on the coarse mesh reinforced with rigid plastic. Types of thermoplastic plastic

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ หวหนาโครงการวจย ผชวยศาสตราจารยจ าเนยร ฝายด ผรวมโครงการวจย

คณะวศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม

พ.ศ. 2558

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

หวขอโครงการวจย คาก าลงรบแรงเฉอนของดนมวลหยาบบดอดเมอเสรมดวยตาขายพลาสตกชนด แขงประเภทเทอรโมพลาสตก โดย ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ หวหนาโครงการวจย ผชวยศาสตราจารยจ าเนยร ฝายด ผรวมงานโครงการวจย หนวยงานทรบผดชอบ มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม ปทท าการวจย 2558 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บทคดยอ

โครงการวจยฉบบนไดท าการศกษาวจย คาก าลงรบแรงเฉอนของดนมวลหยาบบดอดเมอเสรมดวยตาขายพลาสตกชนดแขงประเภทเทอรโมพลาสตก ส าหรบเพมคาก าลงรบแรงเฉอนของมวลดนบดอดในหองปฏบตการทดสอบเพอทจะทราบคาก าลงรบแรงเฉอนวามคาเพมขนหรอลดลงมากนอยเพยงใดโดยท าการทดสอบเปรยบเทยบกบดนมวลหยาบบดอดทไมมการเสรมดวยตาขายพลาสตกชนดแขงประเภทเทอรโมพลาสตกซงสามารถสรปผลไดดงน ตวอยางดนเปลาทไมมการเสรมดวยตาขายพลาสตกชนดแขงประเภทเทอรโมพลาสตกใหก าลงรบแรงเฉอนเฉลยท 0.313 kg/cm2และดนทเสรมตาขายพลาสตกใหก าลงรบแรงเฉอนเฉลยท 0.428 kg/cm2 จะเหนไดวาตาขายพลาสตกสามารถชวยเสรมการรบแรงเฉอนเพมขน 0.428 – 0.313 = 0.115 kg/cm2

หรอ 36.74% ทปรมาณความชนเทากน

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

Research topics The shear strength of compacted soil mass on the coarse mesh reinforced with rigid plastic. Types of thermoplastic plastic. Research By Asst.Prof.Natthawut Boonpho Investigator Asst.Prof.Jumnien Faydee The joint research project Responsibility Rajamangala University of Technology Suvarnabhumi Years of research 2015

Abstract

This research project has studied. The shear strength of soil compaction on rough mass reinforced with plastic mesh rigid thermoplastic type. For increasing the shear strength of soil compaction testing laboratory in order to know the shear strength that is increased or decreased by more than one test compared to the mass of coarse soil compaction. No mesh is reinforced with hard plastic-type thermoplastic, which can be summarized as follows.

Soil samples that are not reinforced with plastic mesh, solid type of thermoplastic the shear strength average of 0.313 kg / cm2 and ground reinforcing mesh plastic shear strength average of 0.428 kg / cm2 can see that. plastic mesh to enhance the shear increase 0.428 - 0.313 = 0.115 kg / cm2 or 36.74% at the same moisture content.

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ค ำน ำ

โครงการวจยฉบบนมวตถประสงคเพอเพมประสทธภาพการรบก าลงแรงเฉอนของดนมวลหยาบบดอดตามมาตรฐานใหสงขนโดยท าการทดสอบเพอหาอตราการรบก าลงแรงเฉอนของดนมวลหยาบบดอดตามมาตรฐานทเพมขนเมอเสรมตาขายพลาสตกชนดแขงประเภทเทอรโมพลาสตกแลวท าการเปรยบเทยบก าลงการรบแรงเฉอนของดนมวลหยาบบดอดตามมาตรฐานทไมเสรมตาขายพลาสตกชนดแขงกบดนมวลหยาบบดอดตามมาตรฐานทมการเสรมดวยตาขายพลาสตกชนดแขงประเภทเทอรโมพลาสตกซงผลทไดรบจะกอใหเกดประโยชนในการเพมจ านวนผลงานวจยทมการน าไปใชประโยชนในเชงเศรษฐกจ สงคมและสาธารณะ รวมทงการฟนฟและอนรกษทรพยากรธรรมชาตและสงแวดลอมในระดบชมชนและระดบประเทศคดเปนสดสวนของงบประมาณการวจยทจดสรรใหหนวยงานภาครฐทงหมดเพมขน โดยมงเนนการวจยเกยวกบการบรหารจดการทรพยากรธรรมชาตและสงแวดลอม ความหลากหลายทางชวภาพ การอนรกษและใชประโยชนทรพยากรธรรมชาตอยางยงยน โดยการมสวนรวมของประชาชนและสงคม รวมทงการสรางองคความรเกยวกบทรพยากรดน ทรพยากรธรณ

คณะผวจยหวงอยางยงวาโครงการวจยนจะมประโยชนตอผทไดท าการศกษางานวจยฉบบนบางไมมากกนอย หากความผดพลาดประการใดทเกดขนตองขออภยมา ณ โอกาสน

คณะผจดท าโครงการวจย

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

สารบญ หนา บทคดยอ ค าน า สารบญตาราง สารบญภาพประกอบ บทท

1. บทน า 1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา 1 1.2 วตถประสงคของงานวจย 3 1.3 วธการด าเนนงานวจย 3 1.4 ค าส าคญ (keywords) 4 1.5 ทฤษฎ สมมตฐาน และกรอบแนวความคดของงานวจย 5 1.6 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 6 2. ทฤษฎทเกยวของ 2.1 คาความถวงจ าเพาะของดน 8 2.2 การจ าแนกชนดของดน 10 2.3 การบดอดดน 17 2.4 แรงเฉอนในดน 22 2.5 พลาสตก (Plastic) 24 2.6 พลาสตกยอยสลายไดทางชวภาพ (Biodegradable plasticหรอCompostable plastic) 27 2.7 ตาขายพลาสตก: Plastic Net 29 3. วธการด าเนนการวจย 3.1 อปกรณทใชในโครงการวจย 31 3.2 วสดทใชในโครงการวจย 31 3.3 วธการด าเนนงานวจย 32 3.4 สถานทท าการวจย 37 4. ผลการด าเนนงาน 4.1 ผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดน 38 5. สรปและขอเสนอแนะ 5.1 สรปผลการทดสอบ 41 5.2 ขอเสนอแนะ 41 บรรณานกรม ภาคผนวก

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

สารบญตาราง

ตารางท หนา

ตารางท 2.1 แสดงคาความถวงจ าเพาะของดน 9 ตารางท 2.2 แสดงความถวงจ าเพาะของน าทอณหภมตาง ๆ 10 ตารางท 2.3 ตวอยางขอมลเพอการจ าแนกดน 11 ตารางท 2.4 ข นตอนการจ าแนกตวอยางดนSOILAและB โดยระบบ Unified Soil Classification 12 ตารางท 2.5 การจ าแนกประเภทของดนโดยระบบ Unified 13 ตารางท 2.5 การจ าแนกประเภทของดนโดยระบบ Unified (ตอ) 14 ตารางท 2.6 การจ าแนกประเภทของดนโดยระบบ AASHTO 15 ตารางท 2.7 แสดง Group Index 17

ตารางท 2.8 แสดงเปรยบเทยบการทดสอบการบดอดแบบมาตรฐานและสงกวามาตรฐาน 19 ตารางท 2.9 คา Strength Parameters ของดนบางชนด 24 ตารางท 4.1 ผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนลกรงตวอยางไมเสรมแผนตาขายพลาสตก 38 ตารางท 4.2 ผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดนลกรงตวอยางแบบเสรมแผนตาขายพลาสตก 39

สว

พ.

มทร.สวรรณภ

ม

สารบญภาพประกอบ

ภาพท หนา

ภาพท 1.1 แสดงแสดงตวอยางและทศทางการพงทลายเนองจากแรงเฉอน 5 ภาพท 1.2 แสดงการพงทลายจากแรงเฉอนแบบเคลอนหมน 5 ภาพท 1.3 แสดงตวอยางและทศทางการปองกนการพงทลายโดยการใชวสดเสรมตานทาน แนวแรงเฉอน 6 ภาพท 1.4 ภาพแสดงตวอยางตาขายพลาสตกชนดแขงประเภทเทอรโมพลาสตกทใชในการวจย 6 ภาพท 2.1 แสดงการเปลยนแปลงของคาความแนนแหงตอปรมาณความชน 18 ภาพท 2.2 แสดงผลของพลงงานทใชในการบดอดทมตอความแนนแหงสงสดและปรมาณความชน 19 ภาพท 2.3 ชดเครองมอทดสอบแบบมาตรฐาน 20 ภาพท 2.4 ความสมพนธระหวาเปอรเซนตนาและความหนาแนน 21 ภาพท 2.5 การเคลอนพงทางปฐพกลศาสตร 23 ภาพท 2.6 การเคลอนตวและแรงตานทาน 23 ภาพท 2.7 ตาขายพลาสตกชนดแขงประเภทเทอรโมพลาสตก 30 ภาพท 3.1 แสดงการผสมดนกบนาตามสดสวน 33 ภาพท 3.2 แสดงขนตอนการบดอดดนใน Mold 33 ภาพท 3.3 แสดงขนตอนการใสตาขายพลาสตกใน Mold 34 ภาพท 3.4 แสดงขนตอนการแตงผวหนาดนหลงจากบดอดดนใน Mold แลวเสรจ 34 ภาพท 3.5 แสดงขนตอนการชงนาหนก Mold และดน 35 ภาพท 3.6 แสดงขนตอนการตดตง Mold ในเครองมอทดสอบ 35 ภาพท 3.7 แสดงขนตอนการทดสอบการรบแรงเฉอนของดน 36 ภาพท 3.8 ลกษณะการขาดของดนแบบไมเสรมตาขายพลาสตก 36 ภาพท 3.9 ลกษณะการขาดของดนแบบเสรมตาขายพลาสตก 37 ภาพท 4.1 กราฟแสดงความสมพนธระหวางคาการรบแรงเฉอนของดนทใชและ ไมใชแผนตาขายพลาสตก 40

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 1

บทท 1 บทน ำ

1.1 ควำมเปนมำและควำมส ำคญของปญหำ “ส ำหรบกำรจรำจรเครองมอนนส ำคญทสดกคอถนน.กตองมถนนทเหมำะสมมเครองควบคมกำรจรำจรทเหมำะสมและมกฎเกณฑของแตละแหงแตละสวนของผวจรำจรนนใหเหมำะสม . อนนกไมใชเรองของนตศำสตรไมใชเรองของรฐศำสตร หรอของต ำรวจ หรอของศำลเปนเรองของวศวกรรม ” พระรำชด ำรสของพระบำทสมเดจพระเจำอยหวในโอกำสทคณบดคณะนตศำสตรจฬำลงกรณมหำวทยำลยน ำคณะผเขำรวมจดกำรแขงขนเดน – วงทลเกลำทลกระหมอมถวำยเงนรำยไดจำกกำรจดงำนเพอสมทบทนโครงกำรแกปญหำจรำจรตำมพระรำชด ำร ณ พระต ำหนกจตรลดำรโหฐำนวนท 22 มนำคมพทธศกรำช 2537 โลกปจจบนไดเจรญกำวหนำไปอยำงมำกกำรใชทรพยำกรไดถกใชใหหมดสนไปอยำงรวดเรวประกอบกบกำรใชเทคโนโลยสมยใหมทเขำมำมบทบำทตอกำรใชชวตและกำรด ำรงชวตประจ ำวนเพมมำกขนกำรพฒนำกำรทำงดำนวศวกรรมโยธำไดมกำรน ำเทคโนโลยสมยใหมเขำมำใชมำกขนเปนผลใหกำรใชทรพยำกรธรรมชำตลดนอยลงท ำใหงำนดำนวศวกรรมโยธำด ำเนนกำรไดงำยขนท ำใหประหยดเวลำในกำรด ำเนนงำน ประเทศไทยไดมกำรพฒนำงำนทำงดำนวศวกรรมโยธำใหสอดคลองกบตำงประเทศทวโลกทไดมกำรน ำเอำเทคโนโลยทใชในตำงประเทศและวสดกำรกอสรำงทำงดำนวศวกรรมโยธำมำใชมำกขนเปนผลท ำใหแผนด ำเนนงำนกอสรำงเสรจไดอยำงรวดเรว แตผลกระทบทตำมมำกคอตองใชเงนลงทนในกำรด ำเนนงำนและกำรใชเครองจกรทมประสทธภำพเพมมำกขน ผลกระทบตำงๆเหลำน สำมำรถแกไขไดโดยกำรบรหำรและกำรจดกำรทดจะท ำใหปญหำเหลำนหมดไปได กำรใชทรพยำกรอยำงไมรคณคำและสนเปลองโดยไมมกำรจ ำกดกำรใชงำนใหเหมำะสมท ำใหหลำยประเทศในทวโลกไดพบกบภยพบตทำงธรรมชำตจำกทไดทรำบกนทวไปตำมสอตำงๆเชน กำรเกดแผนดนไหวซงมทงรนแรงและไมรนแรง กำรเกดคลนยกษทเรยกวำ สนำม บอยครง กำรเกดฝนตกหนกตดตอกนท ำใหเกดน ำทวมใหญในหลำยพนทและหลำยประเทศทวโลก กำรเกดดนโคลนถลม กำรเกดแผนดนยบตวโดยไมทรำบสำเหต กำรเกดภยพบตทำงสภำพอำกำศเปลยนแปลงอยำงทไมเคยเกดมำกอน อำกำศรอนและเยนผดไปจำกเดมทเคยเปนมำกอนเปนตน ภยพบตดงทไดกลำวมำแลวนนสงผลใหเกดควำมเสยหำยตอชวตและทรพยสนอยำงมหำศำลทงสน ภยพบตจำกทไดกลำวมำแลวนนประเทศไทยกไดรบผลกระทบจำกธรรมชำตมำกมำยเชนเดยวกนอำทเชน เกดน ำทวมใหญในป2554 ปญหำควำมแหงแลง กำรถลมของดน พนทดนในบรเวณตำงๆของประเทศไทยเกดกำรยบตวลงโดยทรำบสำเหตและไมทรำบสำเหตเสยหำยตอชวตและทรพยสนอยำงมหำศำลทงสน ภยพบตทเกดในประเทศไทยนไดมกำรคดคนปองกนและหำทำงแกไขมำโดยตลอดซงในกำรกนปองกนและแกไขจ ำเปนตองใชเงนลงทนอยำงมำกมำยอกทงกำรด ำเนนกำรปองกนและแกไขตองอำศยระยะเวลำรวมถงกำรพงพำเทคโนโลยตำงชำตและบำงโครงกำรอำจตองน ำเขำวสดจำกตำงประเทศอกทงวสดทใชในกำรปองกนและแกไขตอภยพบตทำงธรรมชำตนนๆอำจตองพงพำบคลำกรจำกตำงประเทศเขำมำด ำเนนกำรจดท ำให ผลกระทบทตำมมำคอประเทศตองสญเสยเงนตรำทตองใชไปกบคำใชจำยในเรองวสด เทคโนโลย เครองจกรและบคลำกรจำกตำงประเทศ ภยพบตทำงธรรมชำตทไดกลำวมำแลวจำกขำงตน

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 2

นนมภยพบตทมกเกดขนบอยและสม ำเสมอในทวภมภำคของประเทศไดแกปญหำดนโคลนถลมทเกดจำกกำรพงทลำยของดนรมตลงและบรเวณรมคนทำง(Embankment) ของถนนบำงเสนทำงหลำยเสนทำงทวภมภำคของประเทศ กำรเกดพบตและพงทลำยของถนนและพนทลำดเอยงทมไดเกดตำมธรรมชำตแตเกดโดยกำรด ำเนนกำรกอสรำงขนมำโดยมนษยสำมำรถเกดไดหลำยสำเหตและหลำยปจจยซงผวจยจะขอยกไปกลำวถงในโอกำสตอไปแตปญหำทเกดขนสวนใหญของกำรกอสรำงคนทำงดนเพอกอสรำงถนนมกเกดจำกปจจยจำกำรกอสรำงเปนสวนใหญ เชน อตรำสวนควำมลำดชนมำกเกนไป กำรเลอกใชวสดในกำรกอสรำงทไมไดคณภำพตำมมำตรฐำน กำรก ำหนดปรมำณและกำรใชปรมำณควำมชนของดนไมถกตองและไมเหมำสมกบชนดของดนทน ำมำใช กำรบดอดดนใหแนนไมไดมำตรฐำนซงอำจรวมไปถงกำรใชเครองมอและเครองจกรไมเหมำะสมและไมถกตองกบชนดของดนทน ำมำใชงำนซงอำจรวมไปถงจ ำนวนเทยวในกำรเดนรถบดอดดนไมเปนไปตำมทก ำหนดไว ในกำรควบคมคณภำพของงำนอำจมไมมควำมเขมงวดเทำทควร สงทไดกลำวมำนนสำมำรถปองกนแกไขและปรบปรงใหดขนไดหำกรวำสำมเหตมำจำกอะไร กำรพงทลำยของดนคนทำงอำจเกดจำกปจจยทคำดไมถงและคนสวนใหญมกมองขำมไปคอกำรสญเสยปรมำณน ำหรอควำมชนในมวลดนอยำงรวดเรวและมำกเกนไป โดยทน ำหรอปรมำณควำมชนของดนบดอดมกเปนตวเชอมประสำนใหเมดดนเกำะรวมตวกนหำกเกดสภำวะแหงแลงหรอปรมำณน ำของคลองขำงดนคนทำงหรอถนนลดลงอยำงรวดเรวและลดลงต ำมำกท ำใหดนไมสำมำรถดดซบควำมชนมำหลอเลยงตวเองไดแลวกมกจะเกดกำรพงทลำยไดโดยงำยเมอมน ำหนกมำกระท ำตอโครงสรำงของคนทำงซงเปนขำวททรำบกนดตำมสอตำงๆ กำรปองกนกำรพบตพงทลำยทเกดขนในตำงประเทศไดใชวธกำรทแตกตำงกนไปเชน หำกคณภำพของวสดมคณภำพต ำกจะใชวธกำรปรบปรงคณภำพของดน(Stabilization of Soil) แตหำกดนจะมกำรเคลอนตวในบำงจดทเกดวกฤตทจะท ำใหเกดกำรเคลอนตวพงทลำยกมกจะเสรมดวยตะแกรงตำขำยชนดพเศษททร ำบกนดในชอ Geo-Grid ซงเปนวสดปพนทท ำหนำทยดรงมวลดนมใหแยกตวออกจำกกนท ำใหไมเกดกำรพงทลำยและไมเกดควำมเสยหำยตอคนทำงในทนททนใดหำกดนเกดกำรเคลอนตวออกจำกกน ในประเทศไทยไดมกำรน ำวสดชนดนมำใชเพมมำกขนดงจะเหนไดงำยบรเวณดำนขำงของคอสะพำนซงมควำมลำดชนและบำงโครงกำรอำจมพนทจ ำกดในกำรถมดนดำนขำงคอสะพำนทตองใชพนทเปนบรเวณกวำง ผลดทไดตำมมำคอลดกำรทรดตวของบรเวณทำงขนคอสะพำนท ำใหอบตเหตและกำรสกหรอของรถยนตลดนอยลง แตผลเสยทเกดขนคอรำคำคำกอสรำงเพมมำกขน กำรใชเครองจกรเพมมำกขน วสดตองสงจำกตำงประเทศท ำใหตองรอกำรน ำเขำซงอำจใชเวลำนำนและสงทส ำคญทสดคอจ ำนวนกำรสงตองสงครำวละมำกๆเนองจำกผผลตในตำงประเทศมกนยมขำยเปนปรมำณมำกๆ กำรน ำมำใชงำนจงตองเปนโครงกำรขนำดใหญเทำนนถงจะเหมำะสมและคมตนทนตอกำรกอสรำงแตหำกไมมกำรด ำเนนกำรใดๆกจะท ำใหเกดกำรสญเสยชวตและทรพยสนเพมมำกขน ตำขำยพลำสตกท ำจำกพลำสตกโพลเอธลนประเภทเทอรโมพลำสตก เปนตำขำยทมควำมหนำแนนสงจงไมผกรอนงำย น ำหนกเบำ เหมำะแกกำรท ำกรงเลยงสตวปก ลอมท ำเปนโรงเรอนหรอดดแปลงท ำรวอเนกประสงค รวชวครำว เมอน ำดนทมคณสมบตเปนเมดมวลหยำบรวนซยเมอไมมควำมชนมำท ำกำรบดอดโดยมวำมชนหรอน ำเปนตวเชอมประสำนในปรมำณทเหมำะสมท ำใหเกดกำรรวมตวแนนแลวใชตำขำยพลำสตกชนดแขงเปนวสดยดรงชวยจะท ำให โครงสรำงของดนคนทำงสำมำรถรบน ำหนกและมควำมสำมำรถในกำรตำนทำนแรงเฉอนไดมำกขน

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 3

จำกปญหำทกลำวมำขำงตนผวจยไดเหนและทรำบถงปญหำของภยพบตทเกดขนจำกกำรกอสรำงถนนและปญหำของกำรพงลำยอยำงทนททนใดของถนนซ งโดยสวนใหญมกเกดในบรเวณทเกดกำรวกฤตโดยกำรคดหำวธในกำรปองกนกำรพงทลำยนใหชำลงโดยกำรเสรมตำขำยพลำสตกชนดแขงประเภทเทอรโมพลำสตกทผลตในประเทศท ำใหมรำคำถก ซอหำไดโดยงำยและสำมำรถน ำมำใชไดทนทโดยไมตองรอกำรสงซอจำกตำงประเทศท ำใหประหยดเวลำในกำรน ำมำใชงำน อกทงไมจ ำเปนตองใชเครองมอเครองจกรชนดพเศษในกำรด ำเนนกำรกอสรำง แนวคดกอนทจะน ำไปใชงำนจรงผวจยจ ำเปนตองท ำกำรทดลองและมกำรทดสอบในหองปฏบตกำรใหเกดขอมลทชดเจนเสยกอนโดยท ำกำรทดสอบดนมวลหยำบชนดเดยวกนเปรยบเทยบกนระหวำงดนทมกำรบดอดแบบมำตรฐำนทไมใสตำขำยพลำสตกชนดแขงประเภทเทอรโมพลำสตกกบดนมวลหยำบชนดเดยวกนบดอดตำมมำตรฐำนทมกำรเสรมดวยตำขำยพลำสตกชนดแขงประเภทเทอรโมพลำสตกในแนวแรงกำรเฉอนของดนตำมทฤษฎของแรงเฉอนตรงทศทำงเดยว (Direct Shear Test) ซงกำรเสรมตำขำยพลำสตกชนดแขงจะเสรมในแนวตงฉำกกบทศทำงของแรงเฉอนทเกดขนวธกำรจะด ำเนนกำรโดยกำรจ ำลองแบบเครองมอใหใกลเคยงและเปนไปตำมทฤษฎแตท ำใหเครองมอมขนำดใหญขนเพอใหเหมำะสมกบชนดของดนและมมำตรฐำนกำรทดสอบทสำมำรถอำงองได 1.2 วตถประสงคของงำนวจย

1. เพอเพมประสทธภำพกำรรบก ำลงแรงเฉอนของดนมวลหยำบบดอดตำมมำตรฐำนใหสงขน 2. เพอทดสอบหำอตรำกำรรบก ำลงแรงเฉอนของดนมวลหยำบบดอดตำมมำตรฐำนทเพมขนเมอ

เสรมตำขำยพลำสตกชนดแขงประเภทเทอรโมพลำสตก 3. เพอเปรยบเทยบก ำลงกำรรบแรงเฉอนของดนมวลหยำบบดอดตำมมำตรฐำนทไมเสรมตำขำย

พลำสตกชนดแขงกบดนมวลหยำบบดอดตำมมำตรฐำนทมกำรเสรมดวยตำขำยพลำสตกชนดแขงประเภทเทอรโมพลำสตก

1.3 วธกำรด ำเนนงำนวจย

1.3.1 ศกษำทฤษฏและงำนวจยทเกยวของ 1.3.2 ศกษำรปแบบของปญหำในทำงกำรวจยด ำเนนงำน 1.3.3 จดเตรยมวสดและเครองมอ 1.3.4 เรมปฏบตกำรทดลอง/ทดสอบ 1.3.5 วเครำะหและสรปผลกำรวจย

1.3.6 จดอบรมและจดท ำเอกสำรเพอกำรเผยแพร

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 4

ขนตอนในกำรด ำเนนกำรและวงเงนงบประมำณคำใชจำยในแตละขนตอน

กจกรรม ปงบประมำณ 2558

ต.ค. พ.ย. ธ.ค. ม.ค. ก.พ. ม.ค. เม.ย. พ.ค. ม.ย. ก.ค. ส.ค. ก.ย.

1.ศกษำทฤษฏและงำนวจยทเกยวของ

2.ศกษำรปแบบของปญหำในทำงกำรวจยด ำเนนงำน

3.จดเตรยมวสดและเครองมอ

4.เรมปฏบตกำรทดลอง/ทดสอบ

5.วเครำะหและสรปผลกำรวจย

6.จดอบรมและจดท ำเอกสำรเพอกำรเผยแพร

1.4. ค ำส ำคญ (keywords) ของงำนวจย ไดแกค ำดงตอไปน 1.4.1 ก ำลงรบแรงเฉอน หมำยถง ควำมสำมำรถสงสดของมวลดนในกำรรบแรงเฉอน (Shear

Strength) ของมวลดนนน (Soil Mass) กอนเกดกำรพบต 1.4.2 ดนมวลหยำบบดอด หมำยถง กำรน ำดนทมขนำดเมดหยำบมำใหควำมชนแลวท ำกำรบดอด

ใหแนนดวยเครองมอหรอเครองจกรโดยคำปรมำณควำมชนตองเหมำะสม (Optimum water content) Owc. / (Optimum moisture content) Omc. ส ำหรบดนชนดนนๆ

1.4.3 ตำขำยพลำสตกชนดแขงเทอรโมพลำสตก หมำยถง ตำขำยพลำสตกแขงซงเปนตำขำย พลำสตกทมรปทรงของตำขำยเปนรหรอรปหกเหลยมทมขนำดชองใหเลอกหลำยขนำดตำมควำมเหมำะสมกบงำนทหลำกหลำย โดยขนำดชองของตำขำยพลำสตกจะมตงแตขนำด 3มม. 5มม. 7 มม. 9มม. 12มม. 15 มม. 17มม. 19มม. 25 มม. และ 50 มม.

14.4 เทอรโมพลำสตก หมำยถง พลำสตกทมจดหลอมเหลวและมจดออนมโครงสรำงแบบสำยยำว หรอแบบสำขำสำมำรถน ำกลบมำใชใหมไดอก เทอรโมพลำสตกจะเกดกำรออนตวและหลอมเหลวเมอไดรบควำมรอน และจะเกดแขงตวเมอท ำใหเยนลง พลำสตกทแขงตวแลวสำมำรถน ำมำหลอมซ ำไดดวยควำมรอนเทอรโมพลำสตก ดงนนเทอรโมพลำสตกจงเปนวสดทมสมบตเหมำะสมส ำหรบกำรขนรปเปนผลตภณตำงๆ เทอรโมพลำสตกจะออนตวและหลอมเหลวเมอไดรบควำมรอนและจะแขงตวเมอท ำใหเยนลงพลำสตกทแขงตวแลวสำมำรถน ำมำหลอมซ ำได

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 5

1.5 ทฤษฎ สมมตฐำน และกรอบแนวควำมคดของงำนวจย กำรวจยนไดเหนและทรำบถงปญหำของภยพบตทเกดขนจำกกำรกอสรำงถนนและปญหำของกำรพงลำยอยำงทนททนใดของถนนซงโดยสวนใหญมกเกดในบรเวณทเกดกำรวกฤตโดยกำรคดหำวธในกำรปองกนกำรพงทลำยนใหชำลงโดยกำรเสรมตำขำยพลำสตกชนดแขงทผลตในประเทศท ำใหมรำคำถก ซอหำไดโดยงำยและสำมำรถน ำมำใชไดทนทโดยไมตองรอกำรสงซอจำกตำงประเทศท ำใหประหยดเวลำในกำรน ำมำใชงำน อกทงไมจ ำเปนตองใชเครองมอเครองจกรชนดพเศษในกำรด ำเนนกำรกอสรำง แนวคดกอนทจะน ำไปใชงำนจรงผวจยจ ำเปนตองท ำกำรทดลองและมกำรทดสอบในหองปฏบตกำรใหเกดขอมลทชดเจนเสยกอนโดยท ำกำรทดสอบดนมวลหยำบชนดเดยวกนเปรยบเทยบกนระหวำงดนทมกำรบดอดแบบมำตรฐำนทไมใสตำขำยพลำสตกชนดแขงกบดนมวลหยำบชนดเดยวกนบดอดตำมมำตรฐำนทมกำรเสรมดวยตำขำยพลำสตกชนดแขงในแนวแรงกำรเฉอนของดนตำมทฤษฎของแรงเฉอนตรงทศทำงเดยว (Direct Shear Test) ซงกำรเสรมตำขำยพลำสตกชนดแขงจะเสรมในแนวตงฉำกกบทศทำงของแรงเฉอนทเกดขนวธกำรจะด ำเนนกำรโดยกำรจ ำลองแบบเครองมอใหใกลเคยงและเปนไปตำมทฤษฎแตท ำใหเครองมอมขนำดใหญขนเพอใหเหมำะสมกบชนดของดนและมมำตรฐำนกำรทดสอบทสำมำรถอำงองได

ภำพท 1.1 แสดงแสดงตวอยำงและทศทำงกำรพงทลำยเนองจำกแรงเฉอน

ภำพท 1.2 แสดงกำรพงทลำยจำกแรงเฉอนแบบเคลอนหมน

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 6

ภำพท 1.3 แสดงตวอยำงและทศทำงกำรปองกนกำรพงทลำยโดยกำรใชวสดเสรมตำนทำนแนวแรงเฉอน

ภำพท 1.4 ภำพแสดงตวอยำงตำขำยพลำสตกชนดแขงประเภทเทอรโมพลำสตกทใชในกำรวจย

1.6 ประโยชนทคำดวำจะไดรบ 6.1.ผลงำนวจยทมคณภำพ มกระบวนกำรวจยทสอดคลองกบเปำหมำยและวตถประสงค มกำร

ถำยทอดผลกำรวจยสกลมเปำหมำย พฒนำองคควำมร และกอใหเกดผลกระทบทำงสรำงสรรคในดำนกำรพฒนำประเทศ

6..2. กำรวจยกอใหเกดประโยชนในกำรเพมจ ำนวนผลงำนวจยทมกำรน ำไปใชประโยชนในเชงเศรษฐกจ สงคมและสำธำรณะ รวมทงกำรฟนฟและอนรกษทรพยำกร ธรรมชำตและสงแวดลอมในระดบ

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 7

ชมชนและระดบประเทศ คดเปนสดสวนของงบประมำณกำรวจยทจดสรรใหหนวยงำนภำครฐทงหมดเพมขน

6..3 กำรวจยนมงเนนกำรวจยเกยวกบกำรบรหำรจดกำรทรพยำกรธรรมชำตและสงแวดลอม ควำมหลำกหลำยทำงชวภำพ กำรอนรกษและใชประโยชนทรพยำกรธรรมชำตอยำงยงยน โดยกำรมสวนรวมของประชำชนและสงคม รวมทงกำรสรำงองคควำมรเกยวกบทรพยำกรดน ทรพยำกรธรณ

6..4 กำรแบงปนกำรใชประโยชนจำกทรพยำกรอยำงยงยน โดยเฉพำะอยำงยงกำรมสวนรวมอยำงแทจรง (Meaningful Public Participation) และกำรวจยทเกยวกบกำรรองรบและฟนฟหลงภยธรรมชำตและภยพบตในระดบภมภำคและทองถน 11.5กำรวจยกอใหเกดประโยชน

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 8

บทท 2 ทฤษฎทเกยวของ

2.1 คาความถวงจ าเพาะของดน ความถวงจ าเพาะ (Specific Gravity = ถพ. ) ของวตถใดๆ คอ อตราสวนของน าหนกในอากาศของเน อวตถน นตอน าหนกน าทอณหภม4๐C ทมปรมาตรเทาวตถน นในมวลดนจะประกอบดวยธาตสารหลายอยางดงน นความถวงจ าเพาะในมวลดนกคอคาเฉลยของความถวงจ าเพาะของธาตสารน น ดงจะเหนไดวาดนลกรงบางชนดมธาตเหลกอยมากจงท าใหมความถวงจ าเพาะสงถง3.00หรออาจจะมากกวาในทางตรงกนขามถามสารอนทรยเปนองคประกอบส าคญกจะท าใหม ถพ. ต าถงประมาณ 2.00แตคาเฉลยจะอยในระหวาง 2.60 ถง 2.70 ส าหรบดนทวๆไป ความถวงจ าเพาะจะเปนคณสมบตพ นฐานส าคญอกคาหนงท าใหสามารถค านวณหาปรมาตรชองวาง (Void Volume) คาของความอมตว (Degree of Saturation) ความพรน (Porosity) และอนๆไดท งยงจะท าใหคาดไดวามวลดนน นๆ ประกอบดวยธาตสารอะไรเปนองคประกอบการหาความถวงจ าเพาะของเมดดนท าไดโดยใชขวดหา ถพ.(Pycnometer) ซงม 2 ขนาดคอ ขวดตวงปากเลก (Volumetric Flask) ขนาด 100 – 500 ลบ.ซม. ซงเหมาะส าหรบดนทมขนาดเมดใหญ และขวดจกแกวขนาด 25-100 ลบ.ซม. ส าหรบดนเมดละเอยด แตวธการทดลองสวนใหญเหมอนกนจงขอกลาวเฉพาะการใชขวดแบบแรกเทาน น จากค านยาม ถ.พ.ของเมดดน (G) = = เมอ

= ความหนาแนนเฉพาะเน อดนหรอน า Ws = น าหนกเน อดน Ww = น าหนกทมปรมาตรเทาเน อดนทอณหภม 4 องศาเซลเซยส น าหนกเน อดนน นเราสามารถหาไดโดยการชงน าหนกดนอบแหงแตน าหนกน าทมปรมาตรเทาเน อดนท าไดโดยการน ามวลดนไปแทนทน าแตจะมปญหาทจะตองแกไขคอจะเกดฟองอากาศเลกๆ ปนกบน าผสมดน โดยเฉพาะดนเมดละเอยด และน าหนกของน าในขวด ถพ. ทระดบขดปากขวดจะเปลยนแปลงไปกบอณหภม จงตองมเทคนคการแกปญหาดงกลาวคอชงน าหนกขวดมน าเตมทอณหภมตางๆทใกลเคยงกบการใชงานแลวเขยนกราฟส าหรบการปรบแก เรยกวา"Calibration of Volumetric Flask"ก าจดฟองอากาศโดยใชปมดดสญญากาศ (Vacuum Pump)หรอใชวธตมไลฟองอากาศ และในขณะเดยวกนกใชน ากลนทปราศจากฟองอากา (De-aired water) มาใชในการทดสอบผลของการทดสอบหา ถพ. ของดนจงมกข นอยกบความละเอยดพถพถนของผทดลองเปนอยางมาก จงขอแสดงคา ถ.พ. ของดนบางชนดไวพอเปนแนวทางในการพจารณาเปรยบเทยบกบผลทไดดงในตารางท2.1

γS(ดน) γW(น ำท 4 °C)

WS / V WW/V (น ำท 4 °C)

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 9

ตารางท 2.1 แสดงคาความถวงจ าเพาะของดน

ประเภทของดน Gs ดนกรงเทพฯ 2.60-2.72 ดนบางเขน 2.60-2.69

ดน Iowa Loess 2.70 ทราย 2.65-2.67

ดนลกรง 2.70-3.00 ดนปนสารอนทรย อาจต ากวา 2.00

2.1.1 การทดลองหาความถวงจ าเพาะของดน 1. น าดนตวอยางทแหงประมาณ 50 กรม (ถาเปนดนช นตองเผอน าหนกความช น) ผสมน ากลนแลวกวนใหเขากน โดยใชเครองปน (Mixer Machine) โดยใหสวนผสมไมเกน 200 ลบ.ซม. 2. เทสวนผสมน าดนลงในขวดหา ถพ. ขนาด 250 ลบ.ซม.แลวใชน ากลนลางดนทตดในภาชนะผสมลงในขวด ถพ.ใหหมดระวงอยาใหระดบน าเกนขดวดปรมาตรทคอขวด 3. ไลฟองอากาศโดยการตมหรอดดโดยปมสญญากาศประมาณ 10 นาท จนฟองอากาศหมด แลวเตมน ากลนใหถงระดบขดทคอขวด แลวปลอยใหเยนถงอณหภมหองทดลอง 4. ถาระดบน าลดลงอกใหเตมใหเตมถงขดแลวน าไปชงใหละเอยดถง 0.1 กรมแลววดอณหภมของน าดนในขวด 5. เทแลวลางสวนผสมในขวด ถพ. ลงในถาดน าไปอบใหแหงเพอชงหาน าหนกดนทแนนอนอกคร ง จากสมการ (เมอมปรมาณน าทเทากน) G = = = เมอ : Ws = น าหนกดนอบแหง ( กรม)

W2 = น าหนกขวดมน าเตมทอณหภมททดลอง(T๐C),กรมซงอานไดจากกราฟความสมพนธของน าหนกขวดเตมน ากบอณหภม

W1 = น าหนกขวดมน าผสมดน ทอณหภมททดลอง (T๐C) GT = คาความถวงจ าเพาะของน าทอณหภมททดลอง (T๐C) อานไดจากตารางดานลาง

WS WW (น ำท 4 °C)

WS [(WS+W2) – W1].1/G

WSGT

[(WS+W2) – W1]

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 10

ตารางท 2.2 แสดงความถวงจ าเพาะของน าทอณหภมตาง ๆ C 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0.9999 0.9999 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 0.9999 0.9999 0.9998 10 0.9997 0.9996 0.9995 0.9994 0.9993 0.9991 0.9990 0.9988 0.9986 0.9984 20 0.9982 0.9980 0.9978 0.9976 0.9973 0.9971 0.9968 0.9965 0.9963 0.9960 30 0.9957 0.9954 0.9951 0.9947 0.9944 0.9941 0.9937 0.9934 0.9930 0.9926 40 0.9922 0.9919 0.9915 0.9911 0.9907 0.9902 0.9898 0.9894 0.9890 0.9885 50 0.9881 0.9876 0.9872 0.9867 0.9862 0.9857 0.8952 0.9848 0.9842 0.9838

2.2 การจ าแนกชนดของดน ดนเปนวสดทประกอบข นดวยสงตางๆ หลายอยาง เชน กรวด ทรายดนเหนยว อนทรยสาร เปนตนท งน เนองจากอทธพลของหนตนก าเนดการกดกรอนผพงการพดพาและการตกตะกอนทบถมเพอทจะจดหมวดหมของดนทมคณสมบตเฉพาะคลายกนเขาอยในพวกเดยวกนตาวตถประสงคในการใชงาน การจ าแนกประเภทของดนจงมความจ าเปนอยางยงเนองจากมผเกยวของกบดนอยหลายสาขาดวยกนการจ าแนกประเภทดนจงแตกตางกนออกไป แลวแตวตถประสงคในการใชงานในแตละสาขา เชน ทางดานเกษตรศาสตรจะจ าแนกดนตามความอดมสมบรณของธาตสารทพชจะน าไปใชประโยชน ทางดานธรณวทยา อาศยลกษณะหนตนก าเนดและการกดกรอนผพงเปนปจจยในการจ าแนก ส าหรบทางวศวกรรมโยธาพจารณาคณสมบตทางฟสกสและกลศาสตรของดนเปนหลก เชน ขนาดของเมดดนแรงยดเกาะของมวลดนเปนตน ท งน เพอใหสอดคลองกบประโยชนใชสอยทางวศวกรรมแตละหมวดหมของดนทจดเขาไว จะมอกษรยอเฉพาะซงจะเปนทเขาใจไดโดยงายในหมวศวกร หรอบคคลทเกยวของในวงการวศวกรรมโยธา การจ าแนกดนมหลายระบบ ข นอยกบหนวยงานทเกยวของและประโยชนใชสอย เชน งานดานถนนใชระบบ AASHO Classification ซงจดแบงดนตามความเหมาะสมในการใชเปนวสดกอสรางถนน งานสนามบนใชระบบของ FAA Classification และระบบ Unified Soil Classification ซงใชกบงานวศวกรรมทวๆ ไปและนยมแพรหลายกวาระบบอนๆจะขอกลาวถงรายละเอยดการจ าแนกดนเพยง 2 ระบบ คอระบบ Unified Soil Classificationและระบบ AASHO Classificationท งสองระบบ อาศยขอมลพ นฐานในการจ าแนกคลายๆกน คอ การกระจายและขนาดของเมดดน คา Atterberg’s limits (L.L., P.L., P.I) สกลน และการจบตวของเมดดน รวมท งอนทรยสารทเจอปน 2.2.1 การจ าแนกโดยระบบ Unified Soil Classification ใชอกษรยอ 2 ตวท าใหจดจ างายและมความหมายในตวเอง เชน G = Gravel (กรวด) S = Sand (ทราย) M = Silt (ดนทราย) C = Clay (ดนเหนยว) W = Well Graded (เมดคละ) P = Poorly Grade (เมดไมคละ) H = High Liquid Limit (L.L. มคาสง) L = Low Liquid Limit (L.L. มคาต า) หรอ O = Organic (ดนมอนทรยสารปนมาก) 2.2.1.1 ข นตอนในการจ าแนกท าไดดงน 1. แบงตามลกษณะขนาดเมดดน เปนพวกเมดหยาบไดแก กรวด (Gravel) และทราย (Sand) และพวกเมดละเอยด ไดแก ดนเหนยว (Clay) และดนทราย (Silt)

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 11

2. แบงยอยตามลกษณะการกระจายของเมดส าหรบพวกเมดหยาบเปนพวกทเมดคละหลายขนาด (Well Graded) และเมดไมคละเนองจากมเมดขนาดเดยวกนมากหรอขนาดเมดขาดชวง (Poorly Grade) 3. แบงยอยตามคา Atterberg’s Limits ส าหรบพวกเมดละเอยด เรยกวา Plasticity เชน พวกมคา L.L. และ P.I. สงเรยกวา High Liquid Limit เปนตนเมอถงข นสดทาย จะมอกษรยอแทน 2 ตว (ในกรณก ากงใช 4 ตว) เชน CH, GW, SP หรอ GM-GC, ML-CL 2.2.2 การจ าแนกโดยระบบ AASHO Classification ใชอกษรยอจาก A – 1 ถง A – 7 โดยทเรยงล าดบจากความเหมาะสมในการใชเปนวสดกอสรางทาง คอ A – 1 ถง A – 3 เหมาะสมมาก สวน A – 4 ถง A – 7 พอใชถงใชไมไดนอกจากน นยงมการแบงยอยลงไปอกส าหรบ กรป A – 1, A – 2, A – 7 เชน A – 1 - a, A – 1 - b, A – 2 – 4, A – 2 - 7, A – 7 – 5 เปนตน ข นตอนในการจ าแนกอาจท าไดดงน 1. แบงตามการกระจายของเมดดน 2. แบงตามคา Atterberg’s Limits 3. แบงตามคา Group Index (G.I.) 2.2.2.1 วธการจ าแนกโดยระบบ AASHO Classification เพอใหเปนการงายตอการเขาใจในการจ าแนกดนตามข นตอนตางๆจงขอยกตวอยางขอมลจากการหาขนาดเมดดนและ Atterberg’s limits สก 2 ตวอยาง คอ SOIL A, B ในตารางท 2.3 ตารางท 2.3 ตวอยางขอมลเพอการจ าแนกดน

% FINER ตะแกรงเบอร SOIL A SOIL B

4 61.0 99.2 10 35.9 94.0 20 8.9 91.0 200 1.5 51.2

Liquid Limit 33.2 55.0 Plastic Limit 26.4 20.0

Plasticity Index 6.8 35.0 2.2.2.2 ระบบ Unified Soil Classification SOIL A เมอพจารณาขอมลจากตารางท 2.3 จะจ าแนกดนSOIL A ตามข นตอนดงน 1. พจารณาวาเปนดนเมดหยาบ เพราะขนาดทเลกกวาตะแกรงเบอร 200 มเพยง 1.5% เทาน น 2. เปนดนทราย (Sand) เพราะขนาดทเลกกวา ตะแกรงเบอร 4 มถง 61.0% 3. เปนดนทรายทมสวนของเมดเลก (Fine)นอย (นอยกวา 5% ผานตะแกรงเบอร 200) จงเปนจ าพวก SW หรอ SP ดงน นดนตวอยาง SOIL A เปน SW (Well graded sand, with little fine) ส าหรบ SOIL B ไดรวมการจ าแนกและเหตผลในตารางท 2.6

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 12

ตารางท 2.4 ข นตอนการจ าแนกตวอยางดน SOIL A และ B โดยระบบ Unified Soil Classification

ขนตอนและเหตผล SOIL A SOIL B 1. ดนเมดหยาบหรอละเอยด

ละเอยด %F(200) = 51.2 > 50

หยาบ %F(200) = 5.7 < 50

2. ดนเมดหยาบเปนกรวดหรอทราย

- กรวด (G) %F(4) = 48.2 < 50

3. มเมดละเอยด (FINE) มากหรอนอย

- ปานกลาง %F(200) อยระหวาง 5 – 12

4. การกระจายของเมดดหรอไม

- คละกระจายด (W) Cu = 40 > 4, Cc = 2.1 ระหวาง

1 - 3 5. สวนเมดละเอยดเปนจ าพวกใด

- Silt (M) ไมมความเหนยว (NP)

6. สญลกษณของดนเมดหยาบ

- GW – GM

7. Liquid Limit สงหรอต า

สง L.L. = 55 > 50

-

8. อยในพ นทใดของ Plasticity Chart

เหนอ A - line L.L. = 55, P, I = 35

-

9. สญลกษณของดนเมดละเอยด CH -

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 13

ตารางท 2.5 การจ าแนกประเภทของดนโดยระบบ Unified

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 14

ตารางท 2.5 (ตอ) การจ าแนกประเภทของดนโดยระบบ Unified

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 15

ตารางท 2.6 การจ าแนกประเภทของดนโดยระบบ AASHTO

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 16

2.2.2.3 ระบบ AASHO Classification SOIL A น าขอมลจากตารางไปพจารณาเปรยบเทยบตามมาตรฐานการจ าแนกดนในระบบน ตามข นตอนดงตอไปน

1. เปนจ าพวกGranular Materialเพราะสวนทผานตะแกรงเบอร200มเพยง1.5%นอยกวา35% 2. จากการกระจายของเมดท าใหทราบวาตวอยางดนอาจจะอยในจ าพวก A–1 หรอ A–2 เนองจากขอมลสวนทผานตะแกรงเบอร 10, 40, และ 200 สอดคลองกน 3. พจารณาขอมลจาก Atterberg’s limit; L.L. = 33.2, P.I = 6.8 ตรงกบคณสมบตของจ าพวก A–2–4 คอ L.L ไมเกน 40, และ P.I ไมเกน 10 4. หาคา Group Index จากรปท 2 สมการขางลาง G.I. = 0.2a + 0.005 a.c + 0.001 b.d เมอ : a = % ผานตะแกรงเบอร 200 สวนทเกน 35% แตต ากวา 75% ใชเลขจ านวนเตม b = % ผานตะแกรงเบอร 200 สวนทเกน 15% แตต ากวา 55% ใชเลขจ านวนเตม c = คา L.L สวนทเกน 40% แตต ากวา 60% ใชเลขจ านวนเตม d = คา P.I สวนทเกน 10% แตต ากวา 30% ใชเลขจ านวนเตม กรณ SOIL B a = 0, b=0, c = 0, d = 0 ดงน นคา G.I, (SOIL A) = 0 กรณ SOIL B a = 51.2 - 35 = 16.2 ใช 16 b = 51.2 - 15 = 36.2 ใช 36 c = 55.0 - 40 = 15.0 ใช 15 d = 35.0 - 10 = 25.0 ใช 20 เพราะเกนกวาคาสงสด ดงน น G.I. (SOIL B) = 0.2(16) + 0.005(16)(15) + 0.1(36)(20) = 11.6 ใช 12 5. สญลกษณจากการจ าแนก SOIL A คอ A–2 –4 (0) โดยทตวเลขในวงเลบคอคา Group Index ส าหรบ SOIL B ไดรวมการจ าแนกและเหตผลในตารางท 2.7

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 17

ตารางท 2.7 แสดง Group Index

ขนตอนและเหตผล

SOIL A

SOIL B

1.Granular หรอ Silt - Clay

Slit - Clay %F(200) = 51.2 > 35

Granular %F(200) = 5.7 < 35

2. การกระจายของเมด

A – 4, A – 5, A – 6, A – 7 %F(200) = 51.2 > 36

A – 1, A – 2 %F(10, 40, 200) สอดคลอง

ควรเปน A – 1 – a 3. Atterberg’s limits

A – 7 – 6 LL = 55 > 41, P.I. = 35 > 11

และ P.I. = 35 > L.L – 30

%F และ L.L. = 0 , P.I. = 0 สอดคลองมากทสด

4. Group Index

12 จากรปท 2 หรอ สมการท 1

0 จากรปท 2 หรอ สมการท 1

5. สญลกษณของดน A – 7 – 6 (12) A – 1 – a (0)

2.3 การบดอดดน การน าดนมาใชในการกอสรางน นจ าเปนทจะตองทราบถงวธการในทางปฏบตและทฤษฎทเกยวของ เพอทจะท าใหดนทมอยในบรเวณทท าการกอสราง หรอดนทน ามาจากทอนเพอใชในการกอสราง มความมนคงและความสามารถในการรบน าหนก เหมาะสมกบจดประสงคของการกอสรางน นๆ ตวอยางทเหนไดชด คอการสรางถนน และทางหลวง ซงมดนเปนวสดทใชในการกอสรางทส าคญ Design Load ทวศวกรค านวณไวสวนใหญจะอยในรปของ Live Load อนเนองมาจากการใชงานบนถนน ดนทน ามาใชในการกอสราง หรอดนทมอยในบรเวณกอสรางตามธรรมชาต จะตองไดรบการปรบปรงคณสมบต เพอใหมความสามารถทนทานตอ Design Load ทไดค านวณไว โดยไมท าใหเกดความเสยหายตอผวจราจร หรอยวดยานทใชถนนน นๆ การปรบปรงความมนคง หรอเพมความสามารถในการรบน าหนกของดนดงกลาว เรยกโดยทวไปวา Soil Stabilization ซงรวมถงการบดอดดนใหแนน (Soil Compaction) ขอก าหนดของการบดอดจะวดเปนความแนนแหงของดน คาคาดหมายของความแนนแหงของดนจะแปรไปตามชนดของดนทจะท าการบดอด ตวอยางเชน อาจจะบดอดดนเหนยวต งหลายคร ง แตกยงไดความแนนแหงไมถง 2000 กโลกรมตอลกบาศกเมตรในขณะทดนเมดหยาบอาจจะมคาของความแนนแหงสงกวาคาน โดยไมตองบดอดมากนก ดงน นจะตองมการก าหนดคาความแนนแหงสงสดของดนแตละชนด การบดอด เปนกระบวนการทใชแรง หรอน าหนก หรอพลงงานจากเครองมอกล กระท าใหเมดดนเบยดตวชดกนเพอเพมความแนนและความสามารถในการรบน าหนกลดการทรดตวลดการซมผานของน า (Permeability) เครองมอกลทใชในการบดอด เชน รถบดลอเหลก รถบดลอยาง รถบดตนแกะ รถบดชนดสนสะเทอนเปนตนการจะเลอกใชเครองมอชนดข นอยกบประเภทของดนหรอวสดทจะบดอดการบดอดใหไดความแนน (Density) ตามความ

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 18

ตองการของการใชงานจะตองอาศยน า เนองจากน าทอยโดยรอบเมดดนจะท าใหเมดดนมการเลอนตวเขามาชดกนได มโครงสรางทมความแนนข น อากาศจะถกขบออกจากดนท าใหชองวางในดนลดลง ดงน นดนทมปรมาณความช นมากข นกจะไดคาความแนนแหงสงข นจนถงคา ๆ หนง ซงอากาศในดนสวนมากไดถกขบออกมาแลว และท าใหไดความแนนแหงสงสด (Maximum Dry Density) โดยปรมาณความช นทท าใหไดความแนนแหงสงสดน เรยกวา Optimum Moisture Content หากเตมน าเขาไปในดนอกกจะท าใหคาความแนนแหงต าลงได ท งน เพราะน าสวนทเตมเขาไปจะไปแทนทบางสวนของอนภาคดน ท าใหเมดดนเลอนหางจากกน ดงแสดงในรปท 2.1

ภาพท 2.1 แสดงการเปลยนแปลงของคาความแนนแหงตอปรมาณความช น นอกจากความช นซงมผลโดยตรงในกระบวนการบดอดดงกลาวแลวในการกอสรางน น พลงงานทใชในการบดอดกเปนตวแปรทส าคญทจะท าใหการบดอดไดความแนนเพมข น โดยพลงงานทใชในการบดอดทสงกวา สามารถบดอดใหไดความแนนแหงสงสดทความช นในการบดอดทต ากวาดงแสดงในรปท 2.2 ดวยเหตผลและขอเทจจรงดงกลาวจงไดมการก าหนดวธทดสอบหาความสมพนธระหวางปรมาณความช นกบความแนนของดนทไดจากการบดอดในหองปฏบตการ เปนวธการทดสอบการบดอดแบบมาตรฐาน (Standard Compaction Test) โดยเฉพาะการทดสอบเพอควบคมการกอสรางถนน ในปจจบนยานพาหนะทใชในการขนสงไดมววฒนาการใหมขนาดใหญข น บรรทกน าหนกไดมากข นหลายเทาตว จงไดมการก าหนดวธการทดสอบการบดอดโดยการเพมพลงงานใหสงข น เพอจะไดฐานดนทมความแนนสงรบน าหนกไดมากข น เรยกวา วธการทดสอบการบดอดแบบสงกวามาตรฐาน (Modified Compaction Test) ในการท าการบดอดในหองปฏบตการ ซงจะใชเปนมาตรฐาน ในการควบคมการบดอดในสนามตอไป

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 19

ภาพท 2.2 แสดงผลของพลงงานทใชในการบดอดทมตอความแนนแหงสงสดและปรมาณความช น ตารางท 2.8 แสดงเปรยบเทยบการทดสอบการบดอดแบบมาตรฐานและสงกวามาตรฐาน

วธการทดสอบ

ขนาดแบบ

(Mold)

นน.ตม (ปอนด)

ระยะยก ตม(นว)

จ านวนชน

การบดอด (ชน)

จ านวนครงการบดอด (ครง)

ดนทรอนผาน

ตะแกรง

หมายเหต

แบบมาตรฐาน Standard Proctor AASHTO T99 Standard Proctor AASHTO T99

Ø 4 น ว Ø 6 น ว Ø 4 น ว Ø 6 น ว

5.5 5.5 5.5 5.5

12 12 12 12

3 3 3 3

25 56 25 56

พ น ว พ น ว เบอร4 เบอร4

มทช.(ท) 501.1-2545

แบบมาตรฐาน Standard Proctor AASHTO T99 Standard Proctor AASHTO T99

Ø 4 น ว Ø 6 น ว Ø 4 น ว Ø 6 น ว

10 10 10 10

18 18 18 18

5 5 5 5

25 56 25 56

พ น ว พ น ว เบอร4 เบอร4

มทช.(ท) 501.2-2545

1.วธการทดสอบความแนนแบบมาตรฐาน (Standard Compaction Test) ทดสอบตามมาตรฐาน

กรมทางหลวงชนบท มทช. (ท) 501.1 – 2545 2.วธทดสอบความแนนแบบสงกวามาตรฐาน (Modified Compaction Test) ทดสอบตาม

มาตรฐานกรมทางหลวงชนบท มทช. (ท) 501.2 - 2545

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 20

เครองมอและอปกรณประกอบเครองมอส าหรบการทดสอบ เปนชดเครองมอทท าการทดสอบโดยวธ Dynamic Compaction เพอหาความสมพนธระหวางความแนนของดนกบปรมาณน าทใชผสมในการบดอด โดยท าการทดสอบบดอดดนในแบบ (Mold) ใช Mold ขนาดตาง ๆ และคอนบดอดขนาดตาง ๆ สามารถท าการทดสอบไดท งแบบมาตรฐาน AASHTO T - 99 ASTM D 698 T และแบบสงกวามาตรฐาน AASHTO T - 180 ASTM D 1557 T ประกอบดวย 1. แบบ (Mold) ขนาด ∅ 4” สง 4.6” ส าหรบท าการทดสอบแบบมาตรฐาน ASTM D 698 T และ ASTM D 1557 T 2. แบบ (Mold) ขนาด ∅ 6” สง 5” ส าหรบท าการทดสอบแบบมาตรฐาน AASHO T - 180 3. คอน (Rammer) ม ∅ 2” มตวบงคบใหระยะตก 12” น าหนกของคอน 5.5 ปอนดใชส าหรบการทดสอบแบบมาตรฐาน AASHO T - 99 และ ASTM D 698 T 4. คอน (Rammer) ม ∅ 2” มตวบงคบใหระยะตก 18” น าหนกของคอน 10.0 ปอนด ใชส าหรบการทดสอบแบบมาตรฐาน AASHO T - 180 และ ASTM D1557 T 5. เหลกปาด (Straight Edge) 6. เครองชง 7. ตะแกรงรอน 8. ตอบ 9. ตลบบรรจดน

ภาพท 2.3 ชดเครองมอทดสอบแบบมาตรฐาน การทดสอบ

1.น าตวอยางดนตามจ านวนทก าหนดในมาตรฐาน ผงใหแหงหรออบทอณหภม 600C แลวบดให

เมดดนหลดออกจากกนจากน นพรมน าใหทวตวอยางดนเพอใหดนช นแลวคลกผสมกบตวอยางดนลงในแบบแลวใชตมบดอดใหแนนในการบดอดแบบมาตรฐานบดอด 3 ช นๆ ละ 25 คร งส าหรบแบบขนาด ∅ 4” และ

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 21

บดอด 3 ช นๆ ละ 56 คร ง ส าหรบแบบขนาด ∅6” สวนการบดอดแบบสงกวามาตรฐาน บดอด 5 ช นๆ ละ 25 คร ง ส าหรบแบบขนาด ∅ 4” และบดอด 5 ช นๆ ละ 56 คร ง ส าหรบแบบขนาด ∅ 6” 2. ถอดปลอกออก ใชเหลกปาดแตงหนาดนในแบบใหเรยบ 3. ชงน าหนก เมอหก น.น. ของแบบออก จะได น.น. ของดนช น 4. เกบดนใสตลบบรรจดนแลวน าไปอบใหแหงเพอหาปรมาณความช นเมอรน าหนกดนช นในแบบ และปรมาตรแบบกจะสามารถหาคาความแนนแหงได 5. บดดนตวอยางทแกะจากแบบจากน นพรมน าใหความช นเพมข นประมาณ2% แลวด าเนนการตามขอ (1)-(4) ท งส นจ านวน 5 คร ง จากน นน าคาความแนนแหงกบปรมาณความช น มาเขยนกราฟ

ภาพท 2.4 ความสมพนธระหวาเปอรเซนตน าและความหนาแนน การรายงาน 1. น าคาความช นในดน (W) และคาความแนนแหงของดนในแตละคร งของการทดสอบมาก าหนดจดลงในกระดาษกราฟ โดยใหคาความช นในดนอยในแกนนอนและคาความแนนแหงของดนอยในแกนต ง 2. เขยนเสนกราฟใหผานจดทก าหนดไวหรอใกลเคยงใหมากทสดจะไดเสนกราฟลกษณะเปนเสนโคงรประฆงคว า จดสงทสดของเสนโคง คอคาความแนนแหงสงสดของดนน น 3. ทจดคาความแนนแหงสงสดของดนเมอลากเสนตรงขนานกบแกนต งลงมาตดแกนนอนจะไดคาความช นทท าใหดนบดอดไดแนนสงสด 4. ใหรายงานคาความแนนแหงสงสดหนวยเปนกรมตอลกบาศกเซนตเมตรและคาความช นทท าใหดนบดอดไดแนนสงสด (OMC) เปนรอยละ ขอควรระวง 1. การประมาณปรมาณน าทใชผสมไมเหมาะสมตามสภาพของดนในการทดสอบความแนนการประมาณปรมาณน าทใชผสมดนทเกาะตดเปนกอน (Cohesive Soil) ควรเผอใหต าและสงกวาจ านวนน าท

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 22

ท าใหไดคาความช นทท าใหดนบดอดไดแนนสงสดดนพวกดนทราย (Cohesion less Soil) ควรผสมน าต งแตนอยทสด คอ เรมจากดนผงแหงจนกระทงมากทสดเทาทท าได 2. การวางแบบทใชในการบดอดบนพ นทไมเรยบมนคงแขงแรงในการบดอดดนจะตองใหวางแบบบนพ นทมนคง แขงแรง ราบเรยบ ขณะท าการบดอดแบบตองไมกระดอนไปมา 3. การเตรยมตวอยางทใชในการทดสอบไมพอเพยงควรเตรยมตวอยางใหเพยงพอโดยใหมตวอยางทดสอบทางดานแหงกวา (Dry Side) ความช นทท าใหดนบดอดไดแนนสงสด (O.M.C.) ไมนอยกวา 2 ตวอยาง และใหมตวอยางทดสอบทางดานช นกวา (Wet Side) ความช นทท าใหดนบดอดไดแนนสงสด (O.M.C.) อยางนอย 1 ตวอยาง 4. ดนชนดทมปรมาณดนเหนยวมาก (Heavy Clay) หลงจากผงใหแหงแลวจะเกาะตดกนเปน กอนเมอน ามาท าการทดสอบจะท าใหการผสมน าไมสามารถท าไดทวถง จงตองท าการบดดวยคอนยาง หรอใชเครองบดหลงจากผงใหแหง จนไดตวอยางทสามารถรอนผานตะแกรงขนาด 4.75 มม. (เบอร 4) มากทสดเทาทจะท าได 5. ปรมาตรของแบบสวนมากจะใชปรมาตรทแสดงไวในรายละเอยดของแบบควรจะท าการวดและค านวณ เพอใหไดปรมาตรทแทจรงของแตละแบบหามใชปรมาตรทแสดงไวโดยประมาณ 6. แบบทใชงานสวนมากทใชงานมานานแลวไมไดหาคาความคลาดเคลอนควรจะตองหาคาความคลาดเคลอนของแบบทใชงานมานานแลวซงตองมคาความคลาดเคลอนไมเกนรอยละ 50 ของความคลาดเคลอนทยอมให 2.4 แรงเฉอนในดน คณสมบตทางกลศาสตรของดนทส าคญประการหนงกคอก าลงหรอความแขงแรงของมวลดน (Soil strength) ซงเปนขอมลทจ าเปนในการวเคราะหหรอออกแบบฐานราก ผนงกนดน เขอนดน และสงกอสรางเกยวกบดนและหนอกหลายอยาง ทางดานปฐพกลศาสตร เราถอวาก าลงของดน คอ ความสามารถของมวลดนในการรบแรงเฉอน (Shearing strength) ซงแตกตางจากเหลกหรอคอนกรต ซงพจารณาแรงดงหรอแรงอดเปนส าคญเมอมวลดนไดรบแรงกระท าไมวาจะเปนแรงจากภายนอกหรอเนองจากน าหนกของมวลดนเอง ในระยะแรกจะมการเคลอนตวเลกนอยอยในชวงของ Elastic แตเมอมน าหนกเพมมากข นการเคลอนตวกจะสงข นจนถงชวงของ Ultimate โดยมการเคลอนของดนสวนหนงเฉอนออกจากมวลดนอกสวนหนง เรยกวา “การเคลอนพง” (Shearing Failure) ดงตวอยางในการวเคราะหวามวลดนจะสามารถรบแรงตานทานไดสงสดเทาใด เชน ฐานแผจะรบน าหนกไดสงสดเทาใด หรอลาดเขอนจะกอสรางไดชนทสดเทาใด จะตองค านวณไดจากความแขงแรงของมวลดน และลกษณะของสงกอสราง

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 23

ภาพท 2.5 การเคลอนพงทางปฐพกลศาสตร

ภาพท 2.6 การเคลอนตวและแรงตานทาน

ถาเราตองการดงหรอดนใหวตถบนผวฝดในรปท 2.6 ใหเคลอนไปจะตองใชแรงดงในแนวราบ (H) จะตองใชแรงอยางนอยเทากบสมประสทธความเสยดทาน (µ) คณดวยแรงกดต งฉากผว (N)

H = µN ( 1 )

แตในมวลดนการทจะเฉอนมวลดน 2 สวนออกจากกน นอกจากแรงในสมการท 1 แลว ยงตองมแรงเกดจากความเหนยวของมวลดน (Cohesive Force), C เกดจากแรงยดเหนยวระหวางเมดดนขนาดเลก เชน ดนเหนยว (Clay) แตจะไมเกดข นใน Cohesion less Soil เชน ทราย กรวด หน เพมข นอกดวย ดงน นแรงเฉอนจงตองมอยางนอยเทากบสมการท 2

H = C + µN ( 2 )

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 24

ถาเราจะเปลยนสมการท 2 ไปในรปของความเขมของแรง (Stress) โดยเอาพ นทผวเฉอน (Shearing Area) ไปหารสมการท 2 กจะได

( 3)

= Shearing strength = H/A c = Cohesion = C/A = Normal stress = N/A tan = µ= Coefficient of international friction

สมการท 3 เปนสมการทส าคญในเรองความแขงแรงของมวลดนเรยกวา “Mohr – Coulomb’s Equation” ดนแตละตวอยางจะมคาของ c และ แตกตางกนไปซงแตละคาบงถงความแขงแรงของมวลดนน นๆ เรยกวา “Strength parameters” ตวอยางคา c และ ของดนบางชนดไดแสดงไว ในตารางท 2.9

ตารางท 2.9 คา Strength Parameters ของดนบางชนด

ลกษณะของดน Cohesion,

ksc. Angle of Internal Friction,

Ø° หมายเหต

Soft Bangkok Clay 0.05 – 0.15 0 – 10° Untrained Strength

Soft Bangkhen Clay

0.06 – 0.13 0 – 22° Untrained Strength

Ottawa Sand 0.0 25 – 40° Depend on Void

Ratio

Gravel 0.0 35 – 50° Depend on Void

Ratio

2.5 พลาสตก (Plastic)

พลาสตก เปนสารประกอบอนทรยทสงเคราะหข นใชแทนวสดธรรมชาต พลาสตกบางชนดเมอเยนตวลงกจะแขงตวและเมอถกความรอนกจะออนตว พลาสตกบางชนดจะแขงตวถาวรซงมอยหลายชนดดวยกน เชน ไนลอน ยางเทยม พลาสตกสามารถใชท าสงของตาง ๆ ไดเชน เส อผา ฟลม ภาชนะ สวนประกอบของยานพาหนะ เปนตน พลาสตกสามารถแบงออกไดเปน 2 ประเภท คอ เทอรโมพลาสตกเทอรโมเซตตงพลาสตก

เทอรโมพลาสตก (Thermoplastic) หรอเรซน เปนพลาสตกทใชกนแพรหลายมากทสดในโลกและเมอไดรบความรอนจะเกดการออนตว เมอเยนตวลงจะแขงตวสามารถเปลยนรปรางได พลาสตกประเภทน

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 25

โครงสรางโมเลกลเปนแบบโซตรงยาวมการเชอมตอระหวางโซพอลเมอรนอยมากจงสามารถหลอมเหลวได เมอผานการอดแรงมากจะไมท าลายโครงสรางเดม ตวอยางเชน พอลเอทลน พอลโพรพลน พอลสไตรน มคณสมบตพเศษคอ เมอหลอมละลายหรอหลอมเหลวแลวสามารถน ากลบมาข นรปใชไดใหม ชนดของพลาสตกในตระกลเทอรโมพลาสตก ไดแก

1. พอลเอทลน (Polyethylene: PE) เปนพลาสตกทไอน าสามารถซมผานไดเลกนอยแตอากาศสามารถผานเขาออกได มลกษณะสขนและทนความรอนไดพอสมควรซงเปนพลาสตกทน ามาใชกนมากทสดในวงการอตสาหกรรม เชนเปน ทอน า ถง ถง ขวด และแทนรองรบสนคา เปนตน

2. พอลโพรพลน (Polypropylene: PP) เปนพลาสตกทไอน าสามารถซมผานไดเลกนอย มความแขง มากกวาพอลเอทลน พอลโพรพลนมความทนทานตอสารไขมนและความรอนสง โดยทวไปมกใชท าแผนพลาสตก ถงพลาสตกบรรจอาหารททนความรอน และหลอดพลาสตก เปนตน

3. พอลสไตรน (Polystyrene: PS) มลกษณะโปรงใส เปราะ ทนตอกรดและดาง ไอน าและอากาศ สามารถซมผานไดพอสมควร สวนมากใชท าช นสวนอปกรณไฟฟาและอเลกทรอนกส เครองใชส านกงาน เปนตน

4. พอลไวนลคลอไรด (Polyvinylchloride: PVC) เปนพลาสตกทไอน าและอากาศสามารถซมผาน ไดพอสมควร สามารถปองกนไขมนไดด มลกษณะใส โดยทวไปใชท าขวดบรรจน ามนและไขมนส าหรบปรงอาหาร หรอท าขวดบรรจเครองดมทมสวนผสมของแอลกอฮอล เชน ไวน เบยร หรอใชท าเปนแผนพลาสตกส าหรบหอเนยแขง ท าเปนแผนแลมเนตช นในของถงพลาสตก

5. ไนลอน (Nylon) เปนพลาสตกทมความเหนยวมาก มความคงทนตอการเพมข นของอณหภม โดยทวไปใชท าเปนแผนแลมเนตส าหรบท าถงพลาสตกบรรจอาหารแบบสญญากาศ

6. พอลเอทลนเทเรฟทาเลต (Polyethylene terephthalate: PET) เปนพลาสตกทมความเหนยว มากมความโปรงใส ซงท าใหมราคาแพง โดยทวไปใชท าเปนแผนฟลมบาง ๆ ส าหรบบรรจอาหาร

7. พอลคารบอเนต (Polycarbonate: PC) เปนพลาสตกทมลกษณะโปรงใส มความแขงแรงสามารถ ทนแรงยดและแรงกระแทกไดด ทนความรอนไดสง ทนตอความเปนกรดแตไมทนตอความเปนดาง เปนรอยหรอคราบอาหารไดยาก จงเหมาะทจะใชท าถวย จาน ชาม ขวดนมเดก และขวดบรรจอาหารเดก เปนตน

8. SAN (styrene-acrylonitrile) เปนพลาสตกโปรงใส ทนยมใชผลตเปนช นสวนของเครองใชไฟฟา และช นสวนของยานยนต เปนตน

9. ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) เปนพลาสตกทมสมบตคลายพอลสไตรน แตมความ ทนทานตอสารเคมดกวา มความเหนยวมากกวา มความโปรงแสง ใชผลตถวย ถาด ช นสวนรถยนต เปนตน

เทอรโมเซตตงพลาสตก (Thermosetting plastic) เปนพลาสตกทมสมบตพเศษ คอ มความทนทานตอการเปลยนแปลงของอณหภมและทนทานตอปฏกรยาเคมไดด เกดคราบและรอยเปอนไดยาก สามารถคงรปไดดหลงการผานความรอนหรอแรงดนเพยงคร งเดยว และเมอเยนลงจะมความแขงมาก ทนตอความรอนและความดนสงไดด ไมออนตวและเปลยนรปรางไดงาย แตเมออณหภมสงข นกจะแตกและไหมเปนข เถาสด า พลาสตกประเภทน โมเลกลจะเชอมโยงกนเปนรางแหจบกนแนน แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลแขงแรงมาก จงไมสามารถน ามาหลอมเหลวไดใหม กลาวคอ เมอเกดการเชอมตอขามไปมาระหวางสายโซของโมเลกลของพอลเมอร (cross linking among polymer chains) น แลวหลงจากพลาสตกเยนจนแขงตวกจะไมสามารถท าใหออนตวไดอกโดยการใชความรอนหากแตจะสลายตวทนททอณหภมสงถงระดบ การท าพลาสตกชนดน ใหเปนรปลกษณะตาง ๆ จะตองใชความรอนสงและโดยมากตองการแรงอดดวย

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 26

เทอรโมเซตตงพลาสตกมหลายชนดดงน 1.เมลามน ฟอรมาลดไฮด(melamine formaldehyde)เปนพลาสตกทมคณสมบตทางเคมทม ความสามารถทนตอแรงดนไดต งแต 7,000 - 135,000 ปอนดตอตารางน ว สามารถทนตอแรงอดไดต งแต 25,000-50,000 ปอนดตอตารางน ว และทนตอแรงกระแทกไดต งแต 0.25-0.35 ทนทานตอการเปลยนแปลงอณหภม ทนความรอนไดถง 140 องศาเซลเซยส และทนปฏกรยาเคมไดด การเกดคราบและรอยเปอนเกดข นไดยาก เมลามนสวนใหญใชท าภาชนะบรรจอาหารหลายชนดและนยมใชกนมาก ซงมท งทเปนสเรยบๆและแบบมลวดลายทมความสวยงาม แตขอเสยคอ เมอสมผสกบน าสมสายชจะซมเขาเน อพลาสตกไดงายท าใหเกดรอยดางแตไมมพษภยเพราะไมมปฏกรยากบพลาสตก 2.ฟนอลฟอรมาดไฮต (phenol-formaldehyde) เปนพลาสตกทมความตานทานตอตวท าละลาย สารละลายเกลอและน ามนไดด แตพลาสตกชนดน อาจมการพองบวมไดเนองจากน าหรอแอลกอฮอลพลาสตกชนดน สวนใหญใชท าฝาจกขวดและฝาหมอ 3.อพอกซ (epoxy) เปนพลาสตกชนดน ใชเคลอบผวของอปกรณภายในบานเรอน และทอเกบกาซ ใชในการเชอมสวนประกอบโลหะ แกว และเซรามค เปนพลาสตกชนดน ใชในการหลอหมอปกรณทท าจากโลหะและจะเคลอบผวอปกรณดวยพลาสตกชนดน สวนใหญใชใสในสวนประกอบของอปกรณไฟฟา เสนใยของทอ และทอททนตอแรงดน ใชเคลอบผวของพ นและผนง ใชเปนวสดของแผนก าบงนวตรอน ซเมนต และปนขาว ใชเคลอบผวถนน เพอกนลน ใชท าโฟมแขง ใชเปนสารในการท าสของแกว เปนตน

4.พอลเอสเตอร (polyester) เปนพลาสตกทอยในกลมของพอลเมอรทมหมเอสเทอร (-O•CO-) ใช เปนพอลเมอรทน ามาใชงานไดหลากหลาย เชน ใชท าพลาสตกส าหรบเคลอบผว ขวดน า เสนใย ฟลมและยาง เปนตน ตวอยางพอลเมอรในกลมน ไดแก พอลเอทลนเทเรฟทาเลต พอลบวทลนเทเรฟทาเลต และพอลเมอรผลกเหลวบางชนด เปนตน

เทอรโมพลาสตก เปนพลาสตกทมจดหลอมเหลว และมจดออนตว (ตางจากเทอรโมเซทพลาสตก) มโครงสรางแบบสายยาวหรอแบบสาขาสามารถน ากลบมาใชใหมไดอก เทอรโมพลาสตกจะเกดการออนตวและหลอมเหลวเมอไดรบความรอน และจะเกดแขงตวเมอท าใหเยนลง พลาสตกทแขงตวแลวสามารถน ามาหลอมซ าได ดวยความรอนเทอรโมพลาสตก ดงน นเทอรโมพลาสตกจงเปนวสดทมสมบตเหมาะสม ส าหรบการข นรปเปนผลตภณฑตาง ๆ เทอรโมพลาสตกจะออนตว และหลอมเหลวเมอไดรบความรอนและจะแขงตวเมอท าใหเยนลง พลาสตกทแขงตวแลวสามารถน ามาหลอมซ าได ดวยความรอนเทอรโมพลาสตก กระบวนการผลตเทอรโมพลาสตกแบงออกไดดงน

1. กระบวนการฉด (Injection molding) 2. กระบวนการรด (Extrusion molding) 3. กระบวนการอด (Compression molding) 4. กระบวนการอดสง (Transfer molding) 5. กระบวนการเปา (Blow molding) 6. กระบวนการอดข นรป (Thermoforming) 7. กระบวนการรดใหเปนแผน (Calendaring) 8. กระบวนการหลอ (Casting) 9. กระบวนการ Reaction Injection molding (RIM)

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 27

2.6 พลาสตกยอยสลายไดทางชวภาพ (Biodegradable plastic หรอ Compostable plastic)

พลาสตกยอยสลายไดทางชวภาพ (Biodegradable plastic หรอ Compostable plastic) หรอเรยกอกอยางวา พลาสตกชวภาพ เปนพลาสตกทถกออกแบบมาใหเกดการเปลยนแปลงโครงสรางทางเคมภายใตสภาวะแวดลอมทก าหนดไวโดยเฉพาะ จงท าใหสมบตตางๆ ของพลาสตกลดลงภายในชวงเวลาหนง โดยการเปลยนแปลงโครงสรางทางเคมดงกลาวตองเกดจากการท างานของจลนทรยในธรรมชาตเทาน น สามารถวดไดโดยวธการทดสอบตามมาตรฐาน โดยจะวดปรมาณกาซคารบอนไดออกไซดหรอกาซมเทนทเกดข น พลาสตกชวภาพยอยสลายได ในดานอตสาหกรรมปโตรเคมหรออตสาหกรรมพ นฐานจะเรมตนจากน ามนดบและกาซธรรมชาตไปสกระบวนการผลตสงเคราะหเปนผลตภณฑตอเนองและพฒนาไปสวสดพอลเมอรเสนใยหรอพลาสตกชนดตางๆ ทเขามามบทบาทในชวตประจ าวนของมนษยมานานกวารอยป ตลอดศตวรรษทผานมา มนษยไดพบถงขอจ ากดดานปรมาณของวตถดบน ามนดบและกาซธรรมชาต ซงประมาณการไดวาจะตองหมดไปในทสด นอกจากน ในกระบวนผลตผลตภณฑจากอตสาหกรรมปโตรเคมโดยเฉพาะการเผาไหมยงกอใหเกดการสะสมของมลภาวะซงไดขยายไปในวงกวางตอระบบนเวศนของโลกท าใหการคดคนและพฒนากระบวนการใหมรวมถงการสรางนวตกรรมเพอผลตภณฑจากปโตรเคมอยางครบวงจรภายในเวลาอนรวดเรวเปนสงหนงททกประเทศจ าเปนตองพฒนา ท งน นอกจากจะหมายถงการรกษาสงแวดลอมทดของประเทศแลว ยงหมายถงการเพมศกยภาพและโอกาสในการแขงขนอนจะเชอมโยงไปสความเปนผน าดานเศรษฐกจการคาระหวางประเทศอกดวย

พลาสตกชวภาพยอยสลายได (biodegradable plastic) จงเปนแนวทางหนงในการพฒนาวสดส าหรบการใชงานเพออนรกษสงแวดลอม ท งในดานวตถดบ กระบวนการผลต และกระบวนการก าจด ปจจบนพลาสตกชวภาพยอยสลายได ไดรบความสนใจเปนอยางยงจากนกวทยาศาสตร ตลอดจนนกอตสาหกรรมช นแนวหนาทวโลก โดยพลาสตกชวภาพยอยสลายไดน นผลตมาจากวตถดบทสามารถผลตทดแทนข นใหมไดในธรรมชาต (renewable resource) ใชพลงงานในกระบวนการผลตต าและสามารถยอยสลายเปนกาซคารบอนไดออกไซดและน าไดดวยจลนทรยในธรรมชาตภายหลงจากการใชงาน โดยพลาสตกชวภาพยอยสลายไดน นจะมคณสมบตในการใชงานไดเทยบเทาพลาสตกจากอตสาหกรรมปโตรเคมแบบด งเดม (Commodity Plastics) และสามารถทดแทนการใชงานทมอยได เมอพจารณาภายในประเทศหรอกลมประเทศธรกจหลกแลว จะเหนไดวาการตนตวดานพลาสตกยอยสลายไดทางชวภาพชวภาพท งดานนโยบาย การวจยและพฒนา อตสาหกรรม และการสรางผลตภณฑเพอเรงรดใหเกดการทดแทนพลาสตกทวไปน นเปนไปอยางรวดเรว และมข นตอนทเปนช ทศทางอยางชดเจน อาท เชน ประเทศสหรฐอเมรกาซงเปนหนงในประเทศผน าดานวทยาการและเทคโนโลยดานตางๆ ไดกาวเปนผน าการผลตพลาสตกชวภาพยอยสลายได โดยเรมต งแตการประสบความส าเรจในการผลตเมดพลาสตกชวภาพยอยสลายไดในระดบอตสาหกรรม เชน บรษท CargillDow หรอ Natureworks ไดใชขาวโพดเปนวตถดบเพอผลตกรดแลคตกและพอลแลคตคแอซด (Polylactic Acid หรอ PLA) ในขณะทบรษท Metabolix Inc. เ ป น ผ น า ด า น ก า ร ผ ล ต พ ล า ส ต ก ช ว ภ า พ ย อ ย ส ล า ย ไ ด ช น ด พ อ ล ไ ฮ ด ร อก ซ อ ล ค า โ น เ อ ท (Polyhydroxyalkanoates หรอ PHAs)

นอกจากน ในระดบนโยบาย ประเทศสหรฐอเมรกาไดต งเปาหมายทจะใหมการใชผลตภณฑจากชวมวล (biomass) จากปรมาณ 5% ในป 2002 เพมเปน 12 % ในป 2010 และ 20% ในป 2030 กลมประเทศสหภาพยโรปไดออกมาตรการใหรถยนตในกลมประเทศยโรปตองประกอบไปดวยช นสวนทสามารถ

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 28

ใชซ า (reuse) หรอน ากลบมาใชใหมได (recovery) ไมนอยกวารอยละ 85 โดยน าหนกภายในวนท 1 มกราคม 2549 ท งน พลาสตกยอยสลายไดทางชวภาพเปนแนวทางหนงซงสอดรบกบนโยบายดงกลาว

จากการศกษาและวเคราะหขอมลในเบ องตนของ ส านกงานนวตกรรมแหงชาต สามารถสรปไดวาวสดชวภาพซงมโอกาสพฒนาเปนธรกจนวตกรรมในเชงรก เพอสรางมลคาเพมใหกบวตถดบทางการเกษตรของประเทศม 3 ชนด

1. พอลแลคตคแอซด (Polylactic Acid) หรอ PLA วตถดบทใชในการผลต Polylactic Acid (PLA) คอแปงทมาจากทรพยากรธรรมชาตทเกดข นใหมได (renewable resource) ซงไดแกพชทมแปงเปนองคประกอบหลก เชน ขาวโพด และมนส าปะหลง โดยมกระบวนการผลตเรมตนจากการบดหรอโมพชน นใหละเอยดเปนแปง จากน นท าการยอยแปงใหไดเปนน าตาล และน าไปหมก (fermentation)ดวยจลนทรยเกดเปน Lactic Acid ซงมกรรมวธคลายกบการหมกเบยร จากน นน า Lactic Acid ทไดมาผานกระบวนการทางเคม เพอเปลยนโครงสรางใหเปนสารใหมทมโครงสรางทางเคมเปนวงแหวนเรยกวา lactide หลงจากน นน ามากลนในระบบสญญากาศเพอเปลยนโครงสรางไดเปนโพลเมอรของ lactide ทเปนสายยาวข นเรยกวา Polylactic Acid (PLA) ซงการก าหนดความยาวของสายโพลเมอรใหไดตามทตองการจะเปนสงทท าใหคณสมบตของ PLA เปลยนไปตามลกษณะการใชงาน ท งน PLA สามารถน าไปเปนวตถดบในการผลตผลตภณฑพลาสตกไดเชนเดยวกบเมดพลาสตกจากปโตรเลยม อกท ง PLA ยงมคณสมบตพเศษคอมความใส ไมยอยสลายในสภาพแวดลอมทวไป แตสามารถยอยสลายไดเองเมอน าไปฝงกลบในดน

2. พอลไฮดรอกซอลคาโนเอท (Polyhydroxyalkanoates) หรอ PHAs เปนสารพอลเมอรต งตนทสามารถน ามาใชผลตผลตภณฑพลาสตกทยอยสลายไดโดยบรษท Metabolix Inc. ประเทศสหรฐอเมรกาไดพฒนาเทคโนโลยการผลต PHAsไดในระดบอตสาหกรรม วตถดบทใชในการผลตPolyhydroxyalkanoates (PHAs) คอ แปงหรอน าตาลทมาจากทรพยากรธรรมชาตทเกดข นใหมได (renewable resource) ซงไดแก พชทมแปงหรอน าตาลเปนองคประกอบหลก เชน ขาวโพด มนส าปะหลงและออย เปนตน โดยมกระบวน การผลตเรมตนจากการบดหรอโมพชน นใหละเอยดเปนแปง จากน นท าการยอยแปงใหไดเปนน าตาลและน าไปหมก (fermentation) ดวยจลนทรยชนดพเศษชอ Eschericia Coli ซงกนน าตาลเปนอาหารและสามารถเปลยนโครงสรางทางเคมของน าตาลภายในตวจลนทรยเองเปน PHAs ซงสามารถแยกออกมาไดโดยการกะเทาะแยกเปลอกนอกหมจลนทรยออก เนองจาก PHAs มชวงอณหภมในการหลอมเหลว (Tm) ทกวางต งแต 50 – 180 °C จงท าใหมคณสมบตในการน าไปเปนวตถดบส าหรบผลตภณฑพลาสตกไดหลากหลาย เชน การข นรปเปนฟลม การฉดและการเปา

3. โพรเพนไดออล Propanediol (PDO) ส าหรบผลตเสนใยชวภาพส าหรบอตสาหกรรมสงทอ (Bio-Fiber : SoronaTM) PDO เปนสารเคมต งตน (monomer) อกชนดหนงซงผลตข นโดยอาศยแปงจากทรพยากรธรรมชาตทเกดข นใหมได เชน ขาวโพด และมนส าปะหลง ซงกระบวนการผลตจะคลายกบการผลต PLA โดยเรมจากการยอยแปงใหเปนน าตาล และท าการใชสารเรงปฏกรยาชนดชวภาพ (biocatalyst) เพอเปลยนน าตาลใหเปน PDO ซงสามารถน าไปเปนสารต งตนในการผลตเสนใยชวภาพทเรยกวา SoronaTM ซงเปนชอทางการคาของบรษท ดปองท สหรฐอเมรกา โดยเสนใย SoronaTM น มคณสมบตยดหยนไดด มความออนนม แหงไดเรว และสามารถยอมตดสไดด หากแตในปจจบนดวยคณสมบตทางโมเลกลของพอลเมอรทมขนาดใหญจงท าใหเสนใย SoronaTM ไมสามารถยอยสลายไดตามธรรมชาต อยางไรกตามเสนใย SoronaTM เปนวสดชนดใหมทเกดจากการใชวตถดบธรรมชาตทสามารถเกดทดแทนไดอกชนดหนง

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 29

ส าหรบประเทศไทย มความอดมสมบรณดานชวมวล (biomass) และมวตถดบทมศกยภาพในการพฒนาสอตสาหกรรมพลาสตกชวภาพ ไดแก มนส าปะหลง และออย ท งน ในปจจบนประเทศไทยผลตหวมนสดเปนอนดบ 3 ของโลก และสงออกเปนอนดบ 1 ของโลก โดยในป 2548 มพ นทเพาะปลกมนส าปะหลงกวา 6.6 ลานไร และมการผลตหวมนสดไดกวา 20 ลานตนตอป นอกจากน ประเทศไทยยงมอตสาหกรรมรองรบในการพฒนาพลาสตกชวภาพยอยสลายได โดยมงเปาไปทอตสาหกรรมพลาสตก โดยผลตภณฑพลาสตกทส าคญของประเทศไทย ไดแก ถง กระสอบพลาสตก และแผนฟลม ซงมมลคาทางเศรษฐกจรวมเปนมลคากวา 200,000 ลานบาท จากการตระหนกถงประเดนปญหาและโอกาสในการพฒนาอตสาหกรรมพลาสตกชวภาพยอยสลายไดในประเทศไทย คณะอนกรรมการปรบโครงสรางเศรษฐกจของประเทศ จงเหนชอบทจะใหการพฒนาอตสาหกรรมพลาสตกชวภาพยอยสลายได รวมท งพลงงานทดแทนจากวสดชวมวลบรรจอยในแผนปฏบตการปรบโครงสรางเศรษฐกจอตสาหกรรมเพออนาคต (New Wave Industries) โดยเมอวนท 12 มกราคม 2549 คณะอนกรรมการฯ ดงกลาว ไดมอบหมายใหกระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลยเปนเจาภาพหลกรวมกบกระทรวงอตสาหกรรม และส านกงานสงเสรมการลงทนเปนผจดท าแผนดงกลาว ตอมาคณะท างานการจดท าแผนปฏบตการปรบโครงสรางเศรษฐกจในกลมอตสาหกรรมเพ ออนาคต ของกระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย ไดมมตจากการประชม ในวนท 14 กมภาพนธ 2549 เหนชอบใหส านกงานนวตกรรมแหงชาต (สนช.) กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย เปนเจาภาพหลกในการจดท าแผนปฏบตการปรบโครงสรางเศรษฐกจอตสาหกรรมเพออนาคตในสาขาพลาสตกชวภาพดงกลาว ส าหรบประเทศไทยดวยการรเรมของส านกงานนวตกรรมแหงชาต กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย ทมบทบาทเปนแกนกลางในการประสานงานและเชอมโยงองคกรตางๆ ท งดานวชาการ เทคโนโลย การผลต การเงน การลงทน และการจดการ โดยอาศยกลไกการบรหารจดการองคความรและการสนบสนนท งดานวชาการและการเงน โดยมเปาหมายในการขบเคลอนประเทศไปสระบบเศรษฐกจฐานความร เพมขดความ สามารถในการแขงขนและการพฒนาทยงยน ไดตระหนกความส าคญของพลาสตกชวภาพในอตสาหกรรมพลาสตกไทย และไดรเรมพฒนาโครงการนวตกรรมการผลตผลตภณฑจากพลาสตกชวภาพชนดยอยสลายไดในประเทศไทยข น เพอสนบสนน และสงเสรมใหเกดอตสาหกรรมผลตพลาสตกชวภาพยอยสลายได ซงสอดรบกบแผนปฏบตการปรบโครงสรางเศรษฐกจอตสาหกรรมเพออนาคต (New Wave Industries) ทเปนมตรกบสงแวดลอมและเปนทตองการของตลาดในปจจบน 2.7 ตาขายพลาสตก : Plastic Net

ตาขายพลาสตกชนดแขงเปนผลตภณฑทผลตจากพลาสตกประเภทเทอรโมพลาสตกทมคณภาพ ผานกระบวนการดวยเครองจกรทไดมาตรฐาน และดวยสวนผสมสตรเฉพาะของแตผผลตแตละรายสามารถออกแบบใหเหมาะกบอากาศรอนช นไมกรอบงาย ทนทานตอสารเคม และสามารถใชไดนานลกษณะงาน (Function)หลายๆดาน โดยปกตมกจะใชทดแทนตาขายลวดเหลกหรอตาขายอลมเนยม ในบรเวณทตองโดนน าบอยๆ หรออยในทคอยขางช น คณสมบตอกอยางคอ ไมมรอยคม จงไมเปนอนตรายตอสตวเล ยง อกท งยงสามารถท าความสะอาดไดงาย สามารถใชในงานลกษณะตางๆไดหลากหลายเชน งานเกษตรกรรม งานเล ยงสตว งานทวไป และอนๆ ท าโครงเพดาน ส าหรบแขวนหรอหอยกระถางตนไม หรอกลวยไมในโรงเรอน ใชแบงก นพ นท ส าหรบเล ยงสตวท งกลางแจงและในอาคารท าร วทพกอาศย สนามกฬา หรอท าแผงบงตาขนาดเลก ซงถาเปนแบบทใหญกวาควรจะใชเปน "แสลน" แทนน าไปท าแนวร วสวน ทดแทนการใชลวดเหลก ใชตาขายตาถ ไปดดแปลงท าเปนกระช งเพาะเล ยงปลา น าไปท าแผงก นนกส าหรบ

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 30

เครองปรบอากาศขนาดเลกตามอาคาร หรอใชเปนอปกรณประยกตส าหรบปลกพชอนบาลหรอปลกกลวยไมบางชนดและยงสามารถใชเปนสรางโครงส าหรบเตยงสปรงหรอโซฟาสปรง เปนตน

ภาพท 2.7 ตาขายพลาสตกชนดแขงประเภทเทอรโมพลาสตก

ตาขายพลาสตกแขง เปนตาขายพลาสตกทมรปทรงของตาขายเปนรปหกเหลยม ทมขนาดชองใหเลอกหลายขนาดตามความเหมาะสมกบงานทหลากหลาย โดยขนาดชองของตาขายพลาสตกม ขนาดต งแต 3 มม, 5มม., 7 มม., 9มม., 12มม., 15 มม., 17มม., 19มม., 25 มม. และ 50 มม. ตาขายพลาสตกแขง ผลตจากเมดพลาสตก HDPE (High Density Polyethylene) มความแขงแรงทนทาน เนองจากมความหนาแนนของเน อพลาสตกสงซงโดยทวไปจะเปนพลาสตกประเภทเทอรโมพลาสตก ท งยงสามารถเพมอายการใชงาน โดยการเตมสารปองกนยว (UV Stabilizer) เขาไปในเน อของตาขายพลาสตกแขงไดโดยตรง ตาขายพลาสตกแขงมสใหเลอกใช 2 ส คอ สเขยวและสด า เหมาะส าหรบงานทางดานสวนครว ส าหรบไมเล อย กรงสตวปก ร วชวคราวเพอแสดงอาณาบรเวณ หรอแมแตตบแตงทวไปอกดวย

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณประจ าป 2558 31

บทท 3 วธการด าเนนการวจย

3.1 อปกรณทใชในโครงการวจย 3.1.1 เครองทดสอบ Direct shear ทสรางขนเฉพาะโครงงานนประกอบดวย - แมแรง Hydraulic ขนาดแรงดน 5 เมตรกตน - มาตรวดแรงดนขนาด 200 kg/cm2

- แทนและรางดน 3.1.2 Mold Ø 6” x 5.0” with collar 2.5 in high (Modified Proctor) 3.1.3 Hammer Ø 2” weight 10.0 lb. (Modified Proctor) 3.1.4 ตะแกรงมาตรฐานขนาด 3/4 3.1.5 เครองชงนาหนก ชงไดละเอยด 0.01 กรม 3.1.6 ชอนตกดน 3.1.7 บรรทดเหลกปาดดน 3.1.8 ถาดผสมดน 3.1.9 เตาอบดนอณหภมสงถง 100oc 3.1.10 กระบอกตวงนา มขดแบงปรมาตร 3.2 วสดทใชในโครงการวจย 3.2.1 ดนลกรงทผานการทดสอบหาคณสมบตดงน - Specific Gravity - Sieve analysis - Compaction test 3.2.2 ตาขายพลาสตกขนาดร 3 mm.สเขยว 3.2.3 นา ใชนาประปาสะอาด

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 32

3.3 วธการด าเนนงานวจย 3.3.1 ก าลงรบแรงเฉอนของดนแบบไมเสรมตาขายพลาสตก 3.3.1.1.เตรยมตวอยางดนลกรงทผานการอบทอณหภม 100 oC เปนเวลา 24 ชวโมงและตองปลอยใหดนเยนตวเทากบอณหภมหองเสยกอนแลวจงนามารอนผานตะแกรงมาตรฐานขนาดเบอร 3/4’’ ใหไดนาหนกตวอยางดนลกรง จานวน 7 กโลกรม 3.3.1.2. ตวงนาทปรมาณ 10.4% (O.M.C.) จากนาหนกของตวอยางดนลกรง 7 กโลกรมจะไดนาในปรมาณ 728 ml 3.3.1.3. เทตวอยางดนลกรงลงในถาดผสมพรอมกบเทนาลงผสมคลกเคลากบดนลกรงใหเขากนโดยทวถงในปรมาณนาทกาหนด 3.3.1.4. ประกอบตวโมลทจดทาขนพเศษเพอโครงงานน 3.3.1.5.ใชชอนตกดนเทลงในโมลแลวบดอดดนจานวน 56 ครงทาเชนนจานวน 5 ชนตามมาตรฐานการบดอดดนสงกวามาตรฐานตามทฤษฎการบดอดดน 3.3.1.6 เมอบดอดดนแลวเสรจถอด Collar และทาการปาดผวหนาของดนในโมลใหเรยบดวยบรรทดเหลกแลวทาความสะอาดเศษดนบรเวณโดยรอบโมลดวยแปรง 3.3.1.7 นาโมลพรอมดวยดนไปชงหานาหนก (โมล+ดน) 3.3.1.8. นาโมลไปวางในตาแหนงทจะทาการทดสอบการรบแรงเฉอนในเครองมอทจดทาขนในโครงงานนแลวยดโมลใหแนนดวยนอตเพอปองกนการขยบตวของโมล 3.3.1.9. ทาการทดสอบการรบกาลงแรงเฉอนโดยการโยกแมแรงไฮดรอลกพรอมทงอานคากาลงแรงเฉอนสงสดของดนทอยในโมล 3.3.2 ก าลงรบแรงเฉอนของดนแบบเสรมตาขายพลาสตก 3.3.2.1.เตรยมตวอยางดนลกรงทผานการอบทอณหภม 100 oC เปนเวลา 24 ชวโมงและตองปลอยใหดนเยนตวเทากบอณหภมหองเสยกอนแลวจงนามารอนผานตะแกรงมาตรฐานขนาดเบอร 3/4’’ ใหไดนาหนกตวอยางดนลกรง จานวน 7 กโลกรม 3.3.2.2. ตวงนาทปรมาณ 10.4% (O.M.C.) จากนาหนกของตวอยางดนลกรง 7 กโลกรมจะไดนาในปรมาณ 728 ml 3.3.2.3. เทตวอยางดนลกรงลงในถาดผสมพรอมกบเทนาลงผสมคลกเคลากบดนลกรงใหเขากนโดยทวถงในปรมาณนาทกาหนด 3.3.2.4. ประกอบตวโมลและตดแผนตาขายพลาสตกทเตรยมไวโดยตดใหความกวางพอดกบโมลและตดใหสงกวาโมลเลกนอยเพอจาไดมองเหนตาแหนงการวางตวของแผนตาขายพลาสตกขณะทาการทาสอบกาลงรบแรงเฉอน 3.3.2.5.ใชชอนตกดนชนท 1 เทลงในโมลพรอมทงจดวางแผนตาขายพลาสตกใหอยกลงกลางโมลและใชคอนตาดนจานวน 56 ครงทาเชนนจานวน 5 ชนตามมาตรฐานการบดอดดนสงกวามาตรฐานตามทฤษฎการบดอดดน 3.3.2.6 เมอบดอดดนแลวเสรจถอด Collar และทาการปาดผวหนาของดนในโมลใหเรยบดวยบรรทดเหลกแลวทาความสะอาดเศษดนบรเวณโดยรอบโมลดวยแปรง

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 33

3.3.2.7 นาโมลพรอมดวยดนไปชงหานาหนก (โมล+ดน+ตาขายพลาสตก) 3.3.2.8. นาโมลไปวางในตาแหนงทจะทาการทดสอบการรบแรงเฉอนในเครองมอทจดทาขนในโครงงานนแลวยดโมลใหแนนดวยนอตเพอปองกนการขยบตวของโมลและตองหนแผนตาขายพลาสตกตงฉากกบแนวแกนรบแรงเฉอน 3.3.2.9. ทาการทดสอบการรบกาลงแรงเฉอนโดยการโยกแมแรงไฮดรอลกพรอมทงอานคากาลงแรงเฉอนสงสดของดนและแผนตาขายพลาสตกทอยในโมล

ภาพท 3.1 แสดงการผสมดนกบนาตามสดสวน

ภาพท 3.2 แสดงขนตอนการบดอดดนใน Mold

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 34

ภาพท 3.3 แสดงขนตอนการใสตาขายพลาสตกใน Mold

ภาพท 3.4 แสดงขนตอนการแตงผวหนาดนหลงจากบดอดดนใน Mold แลวเสรจ

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 35

ภาพท 3.5 แสดงขนตอนการชงนาหนก Mold และดน

ภาพท 3.6 แสดงขนตอนการตดตง Mold ในเครองมอทดสอบ

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 36

ภาพท 3.7 แสดงขนตอนการทดสอบการรบแรงเฉอนของดน

ภาพท 3.8 ลกษณะการขาดของดนแบบไมเสรมตาขายพลาสตก

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 37

ภาพท 3.9 ลกษณะการขาดของดนแบบเสรมตาขายพลาสตก

3.4 สถานทท าการวจย

หองปฏบตการ สาขาวชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตรมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภมศนยนนทบร

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 38

บทท 4 ผลการด าเนนงาน

4.1 ผลการทดสอบก าลงรบแรงเฉอนของดน ผลการทดสอบการกาลงรบแรงเฉอนของดนทเปอรเซนตของน าทใชในการบดอดแบบสงกวามาตรฐานทปรมาณความช นO.M.C 10.4% ของน าหนกตวอยางดนน นโดยทดสอบสอบในแบบไมเสรมแผนตาขายพลาสตกและแบบทเสรมแผนตาขายพลาสตกไดผลการทดสอบดงแสดงในตารางท 4.1และตารางท 4.2 ดงน ตารางท 4.1 ผลการทดสอบกาลงรบแรงเฉอนของดนลกรงตวอยางไมเสรมแผนตาขายพลาสตก

Sample No.

Weight (kg.) % Water

Density kg/m3

Pressure (kg)

Shear Stress

(kg/cm2)

Remark Mold Mold+

Soil Soil

S-1 6.764 11.438 4.674 10.4 2,226.7 55 0.301 0.317 0.274 0.301 0.317 0.356 0.328

Volume of Mold

S-2 6.764 11.390 4.626 10.4 2,203.9 58 V= 0.002099 m3

S-3 6.764 11.658 4.894 10.4 2,331.6 50 Density = W/V

S-4 6.764 11.643 4.879 10.4 2,324.4 55 W=Weight of soil

S-5 S-6 S-7

6.764 6.764 6.764

11.576 11.660 11.650

4.812 4.896 4.886

10.4 10.4 10.4

2,292.5 2,332.5 2,327.8

58 65 60

% Water =7,000*(10.4/100) = 728 ml. Section of mold

A=182.414 cm2

Average Ultimate Shear Stress 0.313

จากตารางท 4.1 แสดงผลการทดสอบกาลงรบแรงเฉอนของดนลกรงบดอดแนนโดยใชปรมาณความช นททาใหดนเกดความหนาแนนสงสดในหองปฏบตการทดลองคากาลงรบแรงเฉอนสงสดของดนลกรงทนามาเปนตวอยางในการทาลองในคร งน มคาการรบกาลงสงสดเฉลยของดนโดยทยงไมไดเสรมแผนตาขายพลาสตกมคาเฉลยท 0.313 kg/cm2

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 39

ตารางท 4.2 ผลการทดสอบกาลงรบแรงเฉอนของดนลกรงตวอยางแบบเสรมแผนตาขายพลาสตก

Sample No.

Weight (kg.) % Water

Density kg/m3

Pressure (kg/cm2)

Shear Stress

(kg/cm2)

Remark Mold Mold+

Soil Soil

S-8 6.764 11.620 4.856 10.4 2,313.5 80 0.438 0.411 0.438 0.427 0.411 0.438 0.438

Volume of Mold

S-9 6.764 11.588 4.824 10.4 2,298.2 75 V= 0.002099 m3

S-10 6.764 11.598 4.834 10.4 2,303.0 80 Density = W/V

S-11 6.764 11.605 4.841 10.4 2,306.3 78 W=Weight of soil

S-12 S-13 S-14

6.764 6.764 6.764

11.600 11.594 11.644

4.836 4.830 4.880

10.4 10.4 10.4

2,303.9 2,301.9 2,324.9

75 80 80

% Water =7,000*(10.4/100) = 728 ml. Section of mold

A=182.414 cm2

Average Ultimate Pressure 0.428 จากตารางท 4.2 แสดงผลการทดสอบกาลงรบแรงเฉอนของดนลกรงบดอดแนนโดยใชปรมาณความช นททาใหดนเกดความหนาแนนสงสดในหองปฏบตการทดลองคากาลงรบแรงเฉอนสงสดของดนลกรงทนามาเปนตวอยางในการทาลองในคร งน มคาการรบกาลงสงสดเฉลยของดนโดยทไดเสรมแผนตาขายพลาสตกมคาเฉลยท 0.428 kg/cm2 สรป ตวอยางดนเปลาใหกาลงรบแรงเฉอนเฉลยท 0.313 kg/cm2และดนทเสรมตาขายพลาสตกใหกาลงรบแรงเฉอนเฉลยท 0.428 kg/cm2 จะเหนไดวาตาขายพลาสตกสามารถชวยเสรมการรบแรงเฉอนเพมข น 0.428 – 0.313 = 0.115 kg/cm2หรอ 36.74% ทปรมาณความช นเทากนถาเปรยบเทยบในดานราคาตาขายพลาสตกราคาขายสงตารางเมตรละ 25 บาท ในการทดลองใชตาขายพลาสตกตอหนงตวอยาง 0.15 เมตร x0.12 เมตร = 0.018 ตารางเมตรคดเปนจานวนเงนเทากบ 0.45 บาทแตสามารถรบแรงเพมข น 36.74% หรอ 0.115 kg/cm2

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 40

ภาพท 4.1 กราฟแสดงความสมพนธระหวางคาการรบแรงเฉอนของดน ทใชและไมใชแผนตาขายพลาสตก

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ผชวยศาสตราจารยณฐวฒ บญโพธ งานวจยประจ าปงบประมาณป 2558 41

บทท 5 สรปและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการทดสอบ จากการทดสอบการรบก าลงแรงเฉอนของดนบดอดแนนทไมเสรมแผนตาขายพลาสตกและแบบเสรมตาขายพลาสตกสามารถสรปไดดงน 5.1.1 ก าลงรบแรงเฉอนของดนทไมเสรมตาขายพลาสตกสามารถรบก าลงแรงเฉอนเฉลยท 0.313 kg/cm2

5.1.2 ก าลงรบแรงเฉอนของดนทเสรมตาขายพลาสตกสามารถรบก าลงแรงเฉอนเฉลยท 0.428 kg/cm2

5.1.3 ดนบดอดแนนทไมเสรมตาขายพลาสตกลกษณะการแยกตวของดนขณะรบแรงเฉอนสงสดจะแยกออกจากกนโดยทนท 5.1.4 ดนบดอดแนนทเสรมตาขายพลาสตกลกษณะการแยกตวของดนขณะรบแรงเฉอนสงสดจะไมแยกออกจากกนโดยทนทเพราะตาขายพลาสตกยงสามารถยดรงดนไวไดดวยแรงยดเหนยวระหวางดนกบตาขายพลาสตก 5.1.5 ดนบดอดแนนทเสรมตาขายพลาสตกสามารถเสรมก าลงรบแรงเฉอนของดนเพมขน 36.74% หรอ 0.115 kg/cm2และยงสามารถปองกนการแยกออกจากกนของดนโดยทนทขณะรบแรงเฉอนสงสด 5.2 ขอเสนอแนะ 5.2.1 ควรเลอกใช Pressure gage หรอมาตรวดแรงดนใหมขนาดทเหมาะสมกบงานไมต าและไมสงเกนไป 5.2.2 ขนาดของเครองมอควรมขนาดทเหมาะสมเชน แผนเหลกทเชอมประกอบควรมความหนามากขนและมความมนคงและแขงแรง 5.2.3 เครองมอตองสะดวกในการใชงานสามารถเคลอนทไดสะดวกและปลอดภย 5.2.4 เครองมอทออกแบบและจดสรางตองสามารถใชกบการทดสอบแบบอนได 5.2.5 การเลอกใชแผนตาขายพลาสตกในการใชงานตองพจารณาและท าการทดสอบในหองทดลองเพอใหเหมาะสมกบชนดของดนกอนน าไปใชกบงานจรง

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

บรรณานกรม

พระราชด ารสของพระบาทสมเดจพระเจาอยหว ในโอกาสทคณบดคณะนตศาสตรจฬาลงกรณมหาวทยาลย น าคณะผเขารวมจดการแขงขนเดน - วง ทลเกลาทลกระหมอมถวายเงนรายไดจากการจดงานเพอสมทบทนโครงการแกปญหาจราจรตาม พระราชด าร ณ พระต าหนกจตรลดารโหฐาน วนท ๒๒ มนาคม พทธศกราช ๒๕๓๗ matsupply.tarad.com/product-th-513668-1987480-ตาขายพลาสตก http://matsupply.tarad.com/product-th-513668-1987480.html วรากร ไมเรยง,จรพฒน โชตกไกร และประทป ดวงเดอน. ปฐพกลศาสตร : ทฤษฎและปฏบตการ .กรงเทพฯ : ภาควชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร, 2525. พมพครงท 2. 531 ว296ป 2525. การประชมเชงปฏบตการ เรอง การจดการภยพบตกบชมชนWorkshop on “Disaster Management and Community” : มลนธการศกษาทางไกลผานดาวเทยม มหาวทยาลยเชยงใหม: วนพฤหสบด-ศกรท 23-24 กมภาพนธ 2555 สถานท: โรงแรมโลตสปางสวนแกว อ าเภอ เมอง จงหวดเชยงใหม: http://www.tndl.org/cmu/index.html รศ.ดร.วรากร ไมเรยง การพฒนาขอเสนอโครงการเรอง การศกษาแผนดนถลมและการแกไขทยงยน http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=PDG4530001 รศ.ดร.วรากร ไมเรยง การเลอกใชอตราสวนปลอดภยในการออกแบบความมนคงของเขอนดน http://opac2.psu.ac.th/BibDetail.aspx?bibno=43934 มณเฑยร กงศศเทยม. กลศาสตรของดนดานวศวกรรม. พมพครงท 6. นนทบร : บรษท อมรนทรพรนตง แอนด พบลชชง จ ากด (มหาชน), 2538. ส าราญ ยอดอปถมภ. ปฐพกลศาสตร. กรงเทพมหานคร : ม.ป.ท., ม.ป.ป. จระเดช ศรเทพ และคณะ “ การศกษาคณสมบตทางวศวกรรมของดนลกรงผสมซเมนตเปรยบเทยบกบดนลกรงผสมซเมนตและ สารโพลเมอรลาเทกซเพอใชเปนวสดพนทาง ” โครงงานปรญญานพนธ ภาควชาเทคโนโลยโยธา คณะครศาสตรอตสาหกรรม สถาบนเทคโนโลยราชมงคลนนทบร, 2545. ศรญ ตนเสถยร. และคณะ “ การศกษาคณสมบตการรบแรงเฉอนของดนลกรงเปรยบเทยบกบดนลกรงผสมกบแปงมนส าปะหลง เพอใชในงานวศวกรรม ” โครงงานปรญญานพนธ ภาควชาเทคโนโลยโยธา คณะครศาสตร อตสาหกรรม สถาบนเทคโนโลยราชมงคลนนทบร, 2545.

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม

ภาคผนวก

สวพ.

มทร.สวรรณภ

ม