Using PMA Asphalt to Produce Roof Plates for …...4.9 แผ...

การใชยางมะตอยชนดPMAเปนหลงคาเพอลดน าหนกโครงสรางอาคาร Using PMA Asphalt to Produce Roof Plates

for Reducing Building Structure Weight

วหาร ดปญญา กตตพงษ สวโร

งานวจยน ไดรบทนสนบสนนจากงบประมาณรายจายประจาปงบประมาณ พ.ศ. 2558 คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร

ก

บทคดยอ งานวจยนมวตถประสงคเพอศกษาสมบตของหลงคาชงเกลรฟจากยางมะตอยชนด PMA ผสมนายางธรรมชาต ในปรมาณ 0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 และ 3.0 โดยนาหนก ผสมสวนผสมภายในหมอใหความรอน ทอณหภมไมเกน 160 องศาเซลเซยส ขนรปดวยแบบหลอ ขนาด 20 x 20 x 0.5 เซนตเมตร เสรมความแขงแรงดวยเสนใย และใชหนเกลดตกแตงผวหนา ทดสอบสมบตของหลงคายางมะตอยผสมนายางธรรมชาต ตามมาตรฐาน ASTM พบวา แผนยางมะตอยชนด PMA ผสมนายางธรรมชาตทงหมด สามารถทนความรอนไดสงกวา 200 องศาเซลเซยส โดยปรมาณนายางธรรมชาตไมเกนอตราสวน 1.5 สงผลใหความแขงมคาเพมขน ในขณะทความตานทานแรงดงและการยดตวมคาลดลง แตเมอเพมปรมาณนายางธรรมชาตเพมขนถงอตราสวน 2.0 ความตานทานแรงดงกลบเพมขน จากการนาแผนหลงคายางมะตอย PMA ผสมนายางธรรมชาต อตราสวน 2.0 ไปใชงานจรงเทยบกบหลงคาชงเกลรฟทวไป หลงคายางมะตอย PMA ผสมนายางธรรมชาต สามารถใชงานไดดและมขอไดเปรยบหลงคาชงเกลรฟทวไป คอ หลงคามความแนนหนายดเกาะกนไดเอง ทงน ผลการวจยทไดสามารถนาไปพฒนาเปนผลตภณฑหลงคาชงเกลรฟทดแทนการนาเขาจากตางประเทศได

ค ำส ำคญ: หลงคาชงเกลรฟ; ยางมะตอยชนด PMA; นายางธรรมชาต; เสนใย; ความตานทานแรงดง

Abstract This research aims to study the properties of PMA asphalt shingle roof mixed with natural latex by various contents of natural latex to PMA asphalt (e.g. 0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, and 3.0 by weight). The heat pot was used to mix the mixture with lower than 160 degree of Celsius. The PMA asphalt shingle roof mixed with natural latex samples were cast in 20 x 20 x 0.5 centimeter of dimension and added the fiber plate and stone flake to reinforce and decorate the roof plate. The properties of the roof plates were tested under ASTM standard. From the results, it is found that all samples can resist the temperature higher than 200 degree of Celsius and the increasing of natural latex (lower than 1.5 of ratio) can improve the hardness property while the tensile strength and elongation properties are decreased. However, when the amount of natural latex increased to 2.0 of ratio, the tensile strength are increased. After compare the PMA asphalt shingle roof mixed with natural latex (2.0 of ratio) and the general shingle roof found that the researched shingle roof can use as well as the general shingle roof and more tightly. The research results can develop to the PMA shingle roof products and replace the import shingle roofs.

Keywords: shingle roof; PMA asphalt; natural latex; fiber; tensile strength

ข

สำรบญ เรอง บทคดยอ สารบญ สารบญรป สารบญตาราง บทท 1 บทนา 1.1 ความสาคญและทมาของปญหาททาการวจย 1.2 วตถประสงคของโครงการวจย 1.3 ขอบเขตของโครงการวจย 1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ บทท 2 ทบทวนวรรณกรรม 2.1 ยางมะตอย 2.2 สารตานทานยางเสอมสภาพ 2.3 การวเคราะหทางความรอน (Thermal Analysis) 2.4 สมบตทางพลวต 2.5 สมมตฐานและกรอบแนวความคดของโครงการวจย 2.6 งานวจยทเกยวของ บทท 3 วธการวจย 3.1 วสดและอปกรณ 3.2 การออกแบบแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ 3.3 การขนรปแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ 3.4 การทดสอบสมบตของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ บทท 4 ผลการวจย 4.1 ผลการสองภาพขยายดวยกลองจลทรรศนแบบแสง 4.2 ผลการสองภาพขยายดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด 4.3 ผลการทดสอบการสลายตวดวยการเผาทอณหภมสง 4.4 ผลการทดสอบความแขง 4.5 ผลการทดสอบความตานทานแรงดง และความเครยด 4.6 ผลการทดสอบสมประสทธการนาความรอน 4.7 ผลการทดสอบใชงานจรง 4.8 การยนคาขอรบอนสทธบตร 4.9 การเขยนบทความวจยสงลงในเอกสารประกอบการประชมวชาการ 4.10 การถายทอดเทคโนโลยใหแกกลมเปาหมายสาหรบนาไปใชประโยชน บทท 5 สรปผลและขอเสนอแนะ 5.1 สรปผล 5.2 ขอเสนอแนะ

หนา ก ข ง ช 1 1 2 2 2 3 3 6 10 14 17 17 22 22 28 29 32 37 37 41 45 46 47 49 49 50 51 52 53 53 53

ค

สำรบญ (ตอ) เรอง เอกสารอางอง ภาคผนวก บทความสาหรบเผยแพร เอกสารประกอบคาขอรบอนสทธบตร หนงสอรบรองการนาไปใชประโยชน

หนา 54 56

ง

สำรบญรป รปท 2.1 องคประกอบของยางมะตอย 2.2 การกลนยางมะตอยจากนามนดบ 2.3 กระบวนการผลตแอสฟลตอมลชน 2.4 กระบวนการผลตโมดฟายดแอสฟลตอมลชน 2.5 กลไกปฏกรยาการ oxidation ของพอลเมอร 2.6 ปฏกรยาระหวางยางกบโอโซน 2.7 การตอบสนองของความเคนตอความเครยดดวยมมเฟสตางกน ความเคน ทตอบสนองตอความเครยดแบบสน 2.8 ปรมาณเวกเตอรของ G’, G”, G* และ δ 2.9 กรอบแนวความคดของแผนหลงคายางมะตอยชนด PMA ผสมนายางพรวลคาไนซ 2.10 หลงคายางผสมขเลอยไมยางพารา 2.11 หลงคายางพาราจากวสดผสมยางธรรมชาตกบขเลอยไมทประหยดพลงงาน และเปนมตรกบสงแวดลอม 3.1 ยางมะตอยชนด PMA 3.2 นายางพรวลคาไนซ 3.3 แผนเสนใยไฟเบอร แบบเสนใย 2 ทาง ตาถ#100 ชนด E-glass cloth 3.4 หนเกลดขนาดเบอร 5 3.5 แบบหลอโลหะ 3.6 ถงแกสและเตาแกส 3.7 เครองทดสอบอเนกประสงค UTM และเครองประมวลผล 3.8 เครองตดชนงาน 3.9 เครองเผาทอณหภมความรอนสง TGA และเครองประมวลผล 3.10 เครองมอทดสอบความแขง 3.11 กลองสองจลทรรศนแบบแสง 3.12 กลองสองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด SEM 3.13 การชงนาหนกยางมะตอย PMA เพอนาไปผสม 3.14 การชงนาหนกนายางพรวลคาไนซเพอนาไปผสม 3.15 การตมยางมะตอยใหละลายกอนผสมนายางพรวลคาไนซ 3.16 การผสมนายางพรวลคาไนซลงในยางมะตอย 3.17 การปรบแตงผวหนาแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซใหเรยบเทากน 3.18 แผนยางมะตอยชนด PMA ผสมนายางพรวลคาไนซ 3.19 การสองภาพขยายของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซดวย กลองจลทรรศนแบบแสง 3.20 การเตรยมแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซเพอสองกลองจลทรรศน อเลกตรอนแบบสองกราด 3.21 การสองภาพขยายของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซดวยกลอง จลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด

หนา 3 4 5 6 9 10 15

16 17 18 19

22 23 24 24 25 25 25 26 26 27 27 27 30 30 31 31 32 32 33

33

33

จ

สำรบญรป (ตอ) รปท 3.22 การทดสอบการสลายตวดวยการเผาทอณหภมสงของแผนยางมะตอยผสม นายางพรวลคาไนซดวยเครองเผาทอณหภมความรอนสง TGA 3.23 การทดสอบความแขงของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ 3.24 การตดแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซเพอเตรยมทดสอบ ความตานทานแรงดงและความเครยด 3.25 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซสาหรบทดสอบความตานทานแรงดง และความเครยด 3.26 การทดสอบความตานทานแรงดงและความเครยดของแผนยางมะตอยผสม นายางพรวลคาไนซ 3.27 การจบยดแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซสาหรบทดสอบความตานทาน แรงดงและความเครยด 3.28 การวบตของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซเมอทาการทดสอบความ ตานทานแรงดงและความเครยด 4.1 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 0 ทกาลงขยาย 50 เทา 4.2 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 0.5 ทกาลงขยาย 50 เทา 4.3 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 1.0 ทกาลงขยาย 50 เทา 4.4 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 1.5 ทกาลงขยาย 50 เทา 4.5 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 2.0 ทกาลงขยาย 50 เทา 4.6 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 2.5 ทกาลงขยาย 50 เทา 4.7 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 3.0 ทกาลงขยาย 50 เทา 4.8 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 0 ทกาลงขยาย 100 เทา 4.9 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 0.5 ทกาลงขยาย 100 เทา 4.10 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 1.0 ทกาลงขยาย 100 เทา 4.11 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 1.5 ทกาลงขยาย 100 เทา 4.12 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 2.0 ทกาลงขยาย 100 เทา 4.13 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 2.5 ทกาลงขยาย 100 เทา 4.14 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 3.0 ทกาลงขยาย 100 เทา 4.15 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 0 ทกาลงขยาย 200 เทา 4.16 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 0.5 ทกาลงขยาย 200 เทา 4.17 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 1.0 ทกาลงขยาย 200 เทา 4.18 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 1.5 ทกาลงขยาย 200 เทา 4.19 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 2.0 ทกาลงขยาย 200 เทา 4.20 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 2.5 ทกาลงขยาย 200 เทา 4.21 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 3.0 ทกาลงขยาย 200 เทา 4.22 แผนหลงชงเกลรฟในทองตลาดเมอมองดวยตาเปลา 4.23 ภาพขยายดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราดของแผนหลงคาชงเกลรฟ ทกาลงขยาย 50 เทา

หนา 34

34 34

35

35

35

36

37 37 37 37 38 38 38 38 38 39 39 39 39 39 40 40 40 40 40 40 41 41 42

ฉ

สำรบญรป (ตอ) รปท 4.24 ภาพขยายดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราดของแผนหลงคาชงเกลรฟ ทกาลงขยาย 500 เทา 4.25 ภาพขยายดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราดของแผนหลงคาชงเกลรฟ ทกาลงขยาย 1,000 เทา 4.26 ภาพขยายดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราดของแผนหลงคายางมะตอย ผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวน รอยละ 2.0 ทกาลงขยาย 50 เทา 4.27 ภาพขยายดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราดของแผนหลงคายางมะตอย ผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวน รอยละ 2.0 ทกาลงขยาย 500 เทา 4.28 ภาพขยายดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราดของแผนหลงคายางมะตอย ผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวน รอยละ 2.0 ทกาลงขยาย 1,000 เทา 4.29 การสลายตวทอณหภมสงของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ อตราสวนรอยละ 3.0 4.30 ความแขงของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนตางๆ 4.31 แรงดงของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนตางๆ 4.32 ความตานทานแรงดงของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซท อตราสวนตางๆ 4.33 การยดตวของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนตางๆ 4.34 โมดลสยดหยนของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนตางๆ 4.35 สมประสทธการนาความรอนของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซท อตราสวนตางๆ 4.36 ตวอยางการตดตงแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนรอยละ 2 (ชวงบน) เปรยบเทยบกบผลตภณฑหลงคาชงเกลรฟทวไปทนาเขาจากตางประเทศ (ชวงลาง) 4.37 สถานทจดการประชมวชาการสงแวดลอมแหงชาต ครงท 14 ณ โรงแรมโลตส ปางสวนแกว จงหวดเชยงใหม 4.38 หองประชมใหญทจดการประชมวชาการสงแวดลอมแหงชาต ครงท 14 4.39 ผวจยนาเสนอผลงานเรอง “การใชยางมะตอยชนดPMAเปนหลงคาเพอลดนาหนก โครงสรางอาคาร” ในการประชมวชาการสงแวดลอมแหงชาต ครงท 14

หนา 42

43

43

44

44

45

46 47 47

48 48 49

50

51

51 52

ช

สำรบญตำรำง ตารางท 2.1 สมบตของ PMA เปรยบเทยบกบ AC 60/70 2.2 การแบงประเภทการวเคราะหทางความรอน 2.3 ประเภทของเครองมอวเคราะหทางความรอนและการใชงาน 3.1 สมบตของยางมะตอยชนด PMA 3.2 สวนผสมของนายางพรวลคาไนซ สตรถงมอแพทย จากกรมวชาการเกษตร 3.3 อตราสวนโดยนาหนกของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ

หนา 6 11 11 22 23 29

1

บทท 1 บทน ำ

1.1 ควำมส ำคญและทมำของปญหำทท ำกำรวจย ขนาดโครงสรางอาคารมความสมพนธกบนาหนกบรรทกโดยตรง ทงนาหนกจากวสดกอสราง (นาหนกบรรทกคงท) และนาหนกใชงาน (นาหนกบรรทกจร) ปจจบนนยมลดนาหนกวสดกอสรางจาพวกวสดกอผนงกนมาก โดยเปลยนจากคอนกรตบลอก อฐกอสรางสามญ (อฐมอญ) มาเปนอฐมวลเบา ซงชวยใหขนาดโครงสรางเลกลงได แตสาหรบนาหนกของหลงคากลบไมคอยใหความสาคญมากนก ทงนหลงคาทมนาหนกเบาและเปนทนยมกนในตางประเทศ คอ “หลงคายางมะตอย” หรอทรจกกนในชอ “หลงคาชงเกลรฟ” เปนหลงคาทมนาหนกเบาเพยง 18 กโลกรม ในขณะทหลงคาทวไปหนกมากกวา 100 กโลกรม สามารถตดตงไดรวดเรว พนผวสวยงามเปนธรรมชาต ในประเทศไทยมการนาเขาหลงคาชนดน จากประเทศสหรฐอเมรกา เนองจากไมมผผลตภายในประเทศ ซงแตกตางจากหลงคาชนดอนทสามารถผลตไดเองภายในประเทศ ดวยเหตนจงมแนวคดในการพฒนาหลงคายางมะตอยขนจากวตถดบภายในประเทศ โดยใชยางมะตอยชนด PMA เปนวสดหลก พรอมทงปรบปรงวสดเสรมแรง แผนกนซม และพฒนาผวหนาดวยหนเกลดธรรมชาตท เหมาะสมกบภมอากาศและมอยในประเทศไทย ยางมะตอยหรอแอสฟลต เปนสารประกอบไฮโดรคารบอน (Hydro Carbon) ไดมาจากขบวนการกลนนามนปโตรเลยม (บรษท ทปโกแอสฟลท จากด (มหาชน), 2550) โดยยางมะตอยจะเปนสวนของนามนดบทหนกทสด ซงมองคประกอบทงหมด 3 สวน คอ Asphaltenes เปนสวนทมสนาตาลเกอบดา ลกษณะเปนอนภาคของแขงแขวนลอย เปนตวทาใหเกดความขนหนดในแอสฟลต, Asphaltic เปนของแขงทมสนาตาลแก เปนของเหลวเมอถกความรอนทาหนาท ชวยให Asphaltenes กระจายตวในแอสฟลต, และ Oily Constituents เปนสวนของนามนเหลวไรส ทงน การทยางมะตอยไดรบความนยมในการใชงานอยางกวางขวางนน เนองจากคณสมบตทสาคญ คอ เปนตวเชอมประสานทด (Good Binder) ทาหนาทเปนตวเชอมวสดตางๆ ใหตกน เชน การผสมยางมะตอยกบหนยอย เพอใชทาผวจราจรตางๆ เปนตน, ปองกนนาซมผาน (Good Waterproofing) เมอวสดเคลอบดวยยางมะตอยแลว โอกาสทนาจะซมผานจะเปนไปไดยาก , ใชความรอนแลวกลายเปนของเหลว (Liquid) ออนตวเมอถกความรอน และแขงตวเมอเยนลงคณสมบตนจะทาใหสามารถนายางมะตอยมาใชประโยชนไดงายขน เชน การทาถนน เมอทาใหยางมะตอยเหลวกสามารถผสมยางมะตอยกบวสดตางๆ ไดด และเมอลาดยางแลวจะเยนลงจนเกดการแขงตว และทนทานคงสภาพดนฟาอากาศ (Aging Resistance) จงเหมาะกบการใชงานกลางแจง ดงนน โครงการ การใชยางมะตอยชนดPMAเปนหลงคาเพอลดนาหนกโครงสรางอาคาร จงเปนการพฒนาวสดกอสรางประเภทวสดมงหลงคาทสามารถประหยดคาใชจายในการกอสราง รวมทงลดการนาเขาหลงคายางมะตอยจากตางประเทศไดด นอกจากน หลงคายางมะตอยทพฒนา ยงมการนานายางธรรมชาตทกาลงประสบปญหาดานราคาตกตา มาใชปรบปรงสมบตตางๆ ของหลงคายางมะตอยใหดขน ซงจะเปนแนวทางการนานายางธรรมชาตมาใชประโยชน และชวยสรางเสถยรภาพใหกบราคายางและเศรษฐกจของประเทศอกดวย

2

1.2 วตถประสงคของโครงกำรวจย 1) เพอทราบสวนผสมและวสดเสรมแรงทเหมาะสาหรบผลตหลงคายางมะตอยชนด PMA 2) เพอศกษากระบวนการผลตหลงคายางมะตอยชนด PMA 3) เพอทดสอบสมบตทางกายภาพ สมบตทางกล และสมประสทธการนาความรอนของหลงคายางมะตอยชนด PMA 4) เพอทดสอบการใชงานจรงของหลงคายางมะตอยชนด PMA 5) เพอถายทอดเทคโนโลยหลงคายางมะตอยชนด PMA ใหแกผประกอบการ ชมชน และประชาชนทวไป

1.3 ขอบเขตของโครงกำรวจย 1) ออกแบบหลงคายางมะตอยชนด PMA โดยใชยางมะตอยชนด PMA เปนวสดหลก 2) ใชเสนใยไฟเบอรกลาส และนายางธรรมชาตชนดพรวลคาไนซ เปนวสดเสรมแรง 3) ใชหนเกลดธรรมชาต เปนวสดตกแตงผวหนาและเพมความคงทนใหวสดหลก 4) ทาการทดสอบสมบตทางกายภาพและทางกล ตามมาตรฐาน ASTM ทเกยวของ 5) ทาการทดสอบสมประสทธการนาความรอน ตามมาตรฐาน ASTM C177 โดยสงตวอยางทดสอบ ณ กรมวทยาศาสตรบรการ 6) ทาการทดสอบการใชงานจรง ณ มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร 7) ทาการถายทอดเทคโนโลยหลงคายางมะตอยชนด PMA ใหแกผประกอบการ ชมชน และประชาชนทวไปทสนใจ

1.4 ประโยชนทคำดวำจะไดรบ 1) ทราบสวนผสมและลกษณะการปรบปรงทเหมาะสาหรบผลตหลงคายางมะตอยชนด PMA 2) ทราบกระบวนการผลตหลงคายางมะตอยชนด PMA 3) ทราบสมบตทางกายภาพ สมบตทางกล สมประสทธการนาความรอนของหลงคายางมะตอยชนด PMA 4) ทราบผลการทดสอบการใชงานจรงของหลงคายางมะตอยชนด PMA 5) ผประกอบการ ชมชน และประชาชนทวไป สามารถนาหลงคายางมะตอยชนด PMAไปใชผลตในเชงพาณชยได 6) ยนคาขอรบสทธบตร/ อนสทธบตรได

3

บทท 2 ทบทวนวรรณกรรม

จากการทบทวนวรรณกรรมทเกยวของกบ การใชยางมะตอยชนดPMAเปนหลงคาเพอลดนาหนกโครงสรางอาคาร สามารถสรปทฤษฎ งานวจยทเกยวของ สมมตฐาน และกรอบแนวคดการวจยได ดงน 2.1 ยำงมะตอย ยางมะตอยหรอแอสฟลต (Asphalt หรอ Bitumen) คอ วสดวทยาศาสตรทเปนสารประกอบไฮโดรคารบอน (Hydro Carbon) ไดมาจากขบวนการกลนนามนปโตรเลยม (บรษท ทปโกแอสฟลท จากด (มหาชน), 2550) โดยยางมะตอยจะเปนสวนของนามนดบทหนกทสด และจะถกนาไปผานขบวนการผลตยางมะตอยตอไป เพอใหไดยางมะตอยทมคณสมบตตามตองการ ซงมองคประกอบทงหมด 3 สวน คอ 1) Asphaltenes เปนสวนทมสนาตาลเกอบดา ลกษณะเปนอนภาคของแขงแขวนลอย เปนตวทาใหเกดความขนหนดในแอสฟลต 2) Asphaltic เปนของแขงทมสนาตาลแก เปนของเหลวเมอถกความรอนทาหนาท ชวยให Asphaltenes กระจายตวในแอสฟลต 3) Oily Constituents เปนสวนของนามนเหลวไรส

รปท 2.1 องคประกอบของยางมะตอย (บรษท ทปโกแอสฟลท จากด (มหาชน), 2550)

การทยางมะตอยไดรบความนยมในการใชงานอยางกวางขวางนน เนองจากคณสมบตทสาคญ 4 ประการ คอ 1) เปนตวเชอมประสานทด (Good Binder) ทาหนาทเปนตวเชอมวสดตางๆ ใหตกน เชน การผสมยางมะตอยกบหนยอย เพอใชทาผวจราจรตางๆ เปนตน 2) ปองกนนาซมผาน (Good Waterproofing) เมอวสดเคลอบดวยยางมะตอยแลว โอกาสทนาจะซมผานจะเปนไปไดยาก 3) ใชความรอนแลวกลายเปนของเหลว (Liquid) ออนตวเมอถกความรอน และแขงตวเมอเยนลงคณสมบตนจะทาใหสามารถนายางมะตอยมาใชประโยชนไดงายขน เชน การทาถนน เมอทาใหยางมะตอยเหลวกสามารถผสมยางมะตอยกบวสดตางๆ ไดด และเมอลาดยางแลวจะเยนลงจนเกดการแขงตว 4) ทนทานคงสภาพดนฟาอากาศ (Aging Resistance) จงเหมาะกบการใชงานกลางแจง

4

รปท 2.2 การกลนยางมะตอยจากนามนดบ (บรษท ทปโกแอสฟลท จากด (มหาชน), 2550) ชนดของยางมะตอย สามารถแบงได 3 กลมหลก ตามลกษณะของยางมะตอย คอ 1) ยางมะตอยแขงหรอแอสฟลตซเมนต (Asphalt cement) เรยกยอวา AC ไดมาจากการกลนนามนดบ จะเปนสวนทขนและหนกทสด ซงกจะมหลายเกรดตามความออน แขง ราคาถก ยางแอสฟลต AC นนเปนยางแขงตองใหความรอนถงจะละลายเปนของเหลว ใชทางานถนนเทานน ซงแบงเปนเกรดตางๆ (บรษท ทปโกแอสฟลท จากด (มหาชน), 2550) ไดแก 1.1) Penetration grade แบงตามความแขงของยาง มหนวยเปน "0.1 mm." เชน AC 50/60, AC 60/70, และ AC 80/100 เปนตน 1.2) Viscosity grade แบงตามความขนเหลวของยาง (60 ºC) มหนวยเปน "100 poises" เชน AC-10, AC-20, และ AC-40 เปนตน 1.3) AR Viscosity grade แบงตามความขนเหลวของยางหลง RTFOT หนวยเปน "poises" เชน AR 4000, AR 8000 , และ AR 12000 เปนตน 1.4) Performance grade แบงตามสมรรถนะของการใชงาน (Superpave) โดยใชอณหภมของยาง (สงสด/ตาสด ) ท ยงคงคณสมบตตามขอกาหนด SHRP (The Strategic Highway Research Program) มหนวยเปน ºC เชน PG 58-16, PG 70-10, และ PG 76-22 เปนตน 2) ยางมะตอยเหลวหรอลควดแอสฟลต (Liquid asphalt) สามารถแบงยอยออกเปน 2 ชนด หลกๆ ไดแก 2.1) คตแบกแอสฟลตหรอยางมะตอยนามน (Cut-back Asphalt) คอ แอสฟลตซเมนตผสมนามนทอตราสวนประมาณ 65:35 ม 3 เกรด คอ เกรดระเหยไว (Rapid curing) เชน RC-70, RC-250, และ RC-800 เปนตน, เกรดระเหยปานกลาง (Medium curing) เชน MC-30, MC-70, และ MC-3000 เปนตน, และเกรดระเหยชา (Slow curing) เชน SC-70, และ SC-800 เปนตน แอสฟลตชนดนมขอด คอ นาไปใชงานงาย และ แทรกซมลงไปในมวลรวมตางๆ ไดด แตมขอเสย คอ เกดมลภาวะตอสงแวดลอมหากนาไปใชกบดน ตนทนสง และอนตราย ซงปกตแลวคตแบกแอสฟลตจะใชในงานรองพน (Prime Coat) กอนทจะลาดยาง เพอปองกนการไหลซมของนาลงไปทพนดนทอดไวกอนหนาน การแบงชนดของคตแบกแอสฟลตโดยการเทยบเคยงอตราเรวของการระเหยสามารถแบงได 3 ชนด ดงน

5

(1) Rapid curing (ชนดแขงตวเรว) เรยกยอๆ วา RC ประกอบดวยแอสฟลตซเมนตกบตวทาละลายทระเหยเรว (จดเดอดตา) ไดแก นามนเบนซน หรอ naphtha (2) Medium curing (ชนดแขงตวเรวปานกลาง ) เรยกยอๆ วา MC ประกอบดวย แอสฟลตซเมนตกบตวทาละลายทระเหยเรวปานกลาง เชน kerosene (นามนกาด) (3) Slow curing (ชนดแขงตวชา) เรยกยอๆ วา SC ประกอบดวย แอสฟลตซเมนตกบนามนทระเหยชาหรออาจไดจากการกลนโดยตรง คทแบคแอสฟลตชนด SC น บางครงเรยกวา Road oils 2.2) แอสฟลตอมลชน (Asphalt emulsion) คอ ยางมะตอยหรอยางแอสฟลตทเปนโมเลกลเมดเลกๆ กระจายอยในนา และคงสภาพอยไดในนา ซงเปนผลมาจากทโมเลกลของสารเคม (Emulsifier) ซงมประจไฟฟามาเกาะอยรอบๆ ผวของยางมะตอยชนดน จงทาใหเมดยางมะตอยมแรงผลกกนตามทฤษฎประจไฟฟา แบงออกเปน 2 ประเภท ไดแก แอสฟลตอมลชนประจบวก (Cationic Asphalt Emulsion) เหมาะสาหรบใชงานกบหนแกรนต (Granite) หนปน (Limestone) และหนบะซอรต (Basalt) ม 3 แบบ คอ แตกตวเรว (CRS-1, CRS-2), แตกตวปานกลาง (CMS-2, CMS-2h), และแตกตวชา (CSS-1, CSS-1h) สวนแอสฟลตอมลชนประจลบ (Antionic Asphalt Emulsion) เหมาะสาหรบการใชงานกบหนทราย (Sandstone) ในการใชงาน นาในแอสฟลทอมลชน จะระเหยไป คงเหลอไวแตแอสฟลท ใหเกาะตวกนเปนฟลมตอเนอง เคลอบหมวสดมวลรวมหรอพนผวทาง ใชในการซอมถนน เชน CSS-1 (20 – 70 ºC) เปนตน

รปท 2.3 กระบวนการผลตแอสฟลตอมลชน (บรษท ทปโกแอสฟลท จากด (มหาชน), 2550)

3) โพลเมอรโมดฟายสแอสฟลท (Polymer Modified Asphalt, PMA) คอ ยางแอสฟลทเกรดพเศษทไดจากการผสมระหวางโพลเมอร (Polymer) กบ แอสฟลตซเมนต (Asphalt Cement) ภายใตกระบวนการผสมทดาเนนการในโรงงานผลต โดยใชเครองผสมทออกแบบโดยเฉพาะ ทงนสารโพลเมอรทนยมใชผสม ไดแก SBS (Styrene Butadiene Styrene), EVA (Ethylene Vinyl Acetate) หรอสารโพลเมอรอนๆ ซงจะชวยใหยางมะตอยมสมบตทดขน คอ

6

(1) มความตานทานตอการลา (Fatigue Resistance) ทด (2) ม ค วามต านท าน ส งต อ ก าร เป ล ยนแปล งรป ร า งอย างถาวร (Pavement Deformation) (3) มความยดหยนสง (4) มความตานทานตอการบดตว ระหวางวสดมวลรวม กบวสดเชอมประสาน (5) มความตานทานตอการหลดลอก (Stripping resistance) ทด (6) ไมมการไหลเยม (Bleeding resistance) ของวสดเชอมประสาน

รปท 2.4 กระบวนการผลตโมดฟายดแอสฟลตอมลชน (บรษท ทปโกแอสฟลท จากด (มหาชน), 2550) ตำรำงท 2.1 สมบตของ PMA เปรยบเทยบกบ AC 60/70

สมบต หนวย AC 60/70 PMA ความหนด(Viscosity) - Visco. 165 °C

cP

~ 100

~ 500

จดออนตว (Softening Point) °C 45 - 48 > 80 ความยดหยน(Elasticity) - Torsional Recovery 25 °C

%

0 - 2

> 80

แรงยดเหนยว(Cohesion) - Toughness

kg.cm

~ 50

> 200

การรกษาคณสมบต (Aging Resistance) - Thin Film Oven Test (TFOT) Pen. °C

%org

> 54

> 70

2.2 สำรตำนทำนยำงเสอมสภำพ วศวกรและนกสถาปนกในปจจบนไดใชยางเปนสวนประกอบในการสรางเครองจกรและอาคารเพมขนตลอด เวลา ถงแมวาโดยปกตเขาเหลานนมกจะยดมนอยกบการใชวสดประเภทโลหะ อฐ หน ปน ทราย ไม และยางมะตอย เปนตน อยางไรกตามการใชงานของยางกเพมขนเรอยๆ ตามลาดบ โดยเฉพาะ

7

อยางยงในอตสาหกรรมรถยนต ปญหาทมกจะเกดขนคอ “อายของยาง” ปญหานตอบไดไมงาย เพราะอายของยางนนไมเพยงแตขนกบชนดของยางและสารเคมทใช แตยงขนกบสภาวะของการใชงาน (เสาวรจน ชวยจลจตร, 2537) ภายใตสภาวะบางอยางยางสงเคราะหบางตวอาจมอายการใชงานยาวนานกวายางธรรมชาต เชนในกรณมนามนหรอทอณหภมสง เปนตน แตในบางลกษณะกเปนไปในทานองกลบกน สมบตของยางทกาหนดการใชงานนนกวางพอสมควรในงานบางประเภทจาเปนทจะตองทาสมบตตางๆ เชน ความตานทานตอแรงดง ความแขง ความยดหยน และความสกหรอ เปนตน นามาเฉลยกน แตสมบตของยางเหลานกจะเปลยนไปตามกาลเวลาดวย สภาวะการใชงานของยางทจะตองกาหนดไวใหชดเจนนนเปนอยางไร ตวอยางการใชงานสามารถแบงออกไดเปน 5 ประเภท คอ 1) งานแตละครงในชวงระยะเวลาสน เชน ยางรดและลกโปง เปนตน พวกนไมตองการอายยาวนานนก แตตองใหสามารถเกบไวไดกอนทจะนาไปใช 2) งานทไมมการเคลอนไหวและสกหรอนอยมากเชน สายเคเบล ปะเกน และยางบถง 3) ใชงานในสภาวะทไมมการเคลอนไหวแตสกหรอมาก เชน ยางทอ พนยาง และผายางกนนา 4) ใชงานในสภาวะเคลอนทและสกหรอมาก เชน ยางรถยนต พนรองเทา สายพาน และทอดดแร 5) ใชงานในสภาวะเคลอนทสกหรอนอย แตตองการใหมอายยาวสด โดยยางจะตองใชงานใหนานทสดเทาทจะเปนไปได เชนในกรณของยางหมอนคอนกรตรางรถไฟ ตามมาตรฐานของฝรงเศส ยางดงกลาวตองมอายใชงานไดนานถง 20 ป เปนตน อายของยางขนกบลกษณะการใชงานของยางดวยคอ ถาการใชงานของยางไม เกน ขดความสามารถของยางแลว ยางกจะสามารถใชงานไดนานตามตองการได สมบตของยางทเปลยนไปเมออายของยางเพมขน เมอตงยางทงไวในอากาศ อากาศจะออกซไดซยางโดยเรมตนจากทผวของยางกอน แลว คอยๆ ซมเขาไปภายใน (ถายางหนาการออกซไดซกจะเกดไมสมาเสมอโดยทยางภายนอกจะถกออกซไดซมากกวาภายใน) สมบตของยางทเปลยนไป ไดแก Tensile Strength (TS) และ Elongation at break (EB) ซงทงสองตวนจะลดลงจากเดม สวนความแขงและ modulus ของยางจะเพมหรอลด แลวแตชนดของยาง โดยทวๆ ไป การเพมอณหภมจะทาใหอตราเรวในการออกซไดซของยางเรวขน เรงใหยางเสอมคณภาพเรวขน ดงนนในบางครงไดมผพยายามใชวธนายางไปอบทอณหภมสง แลวนามาทานายสมบตของยางเมอมอายเพมขน วธการนเรยกวาใชแบบ heat (thermal) ageing และเนองจากการทยางเสอมเกดเพราะออกซเจนทาปฏกรยากบยาง ดงนนถาเพมความเขมขนของออกซเจนหรออากาศ โดยอดออกซเจนหรออากาศใหมความดนสง ยางกจะเสอมไดเรวขน เปนตน ไดเคยมผเสนอวาการเสอมของยางใน 1 ป เนองจากตงทงไวเฉยๆ จะเทยบเทากบสมบตของยางทผานการอบในเตาอบ 70oC เปนเวลาหนงสปดาห หรอเทยบเทากบการนายางไปอดดวยออกซเจน (oxygen bomb) ทความดน 300 ปอนดตอตารางนวท 70oC เปนเวลา 1 วน หรอเทากบการนายางไปอดดวยอากาศ (air bomb) ทความดน 80 ปอนดตอตารางนวท 126oC เปนตน แตจรงๆ แลว สมบตของยางทเปลยนไปทงหมดไมไดเปนไปตามนนเนองจากการเพมอณหภมทาใหสมบตทางดาน TS, modulus, EB มอตราการเปลยนแปลงไมเทากน จงไมอาจใชการเรงอายโดยการอบหรออดอากาศ หรออดออกซเจน ในการทานายสมบตของยางทตงทงไวไดอยางแทจรง ตามทไดกลาวมาแลว การเสอมของบางนนขนอยกบชนดของยาง และระบบการวลคาไนซยาง การเสอมของยางนนอาจจดแบงออกเปน 6 ประเภท ดงน

8

1) เสอมเองตามธรรมชาตของกาลเวลา (Self-ageing) 2) เสอมเนองจากมโลหะหนกปะปนในยาง (Metallic poisoning) ไดแก การทายางอาบผา เพอกนนาซม สจากผา ซงมสวนผสมของทองแดง เหลกหรอแมงกานส จะทาใหยางเสอมสลายไดรวดเรว 3) เนองจากการใชในสภาวะทรอน (Heat ageing) 4) เนองจากแสง (Light ageing) 5) เนองจากการโคงงอไปมา (Flex cracking) 6) เนองจากการเกดรอยแตก เนองจากบรรยากาศ (Atmospheric cracking) นอกจากการออกแบบขนาดรปรางของยางใหถกตามลกษณะทใชงานและออกสตรยางโดยเลอกยางใหถกชนดและเลอกระบบการวลคาไนซใหถกตองดวย พรอมๆ กนนนกอาจจะเพมความทนทานของยางใหดขนไปจากเดมอก โดยการใชสารประกอบประเภท antioxidant antiozonant และขผง แตทวาสารเหลานแตละตวอาจมสมบตเดนในการชะลอการเสอมของยางไดไมครบทกรายการทง 6 นน ดงนนการใชงานแตละประเภทตองเลอกสาร antioxidant antiozonant และขผงใหถกตองจงจะไดสมบตตามตองการ ในบางครงอาจตองใส antioxidant มากกวา 1 ตวดวยเพอชวยปรบปรงสมบตบางอยางทสารอกตวหนงไมม ปฏกรยาการเกด oxidation ในยาง ออกซเจนและโอโซน เปนตวการสาคญในการเสอมสลายของยางโดยทโลหะหนก ความรอน แสงและความเครยดในยางเปนตวเรงใหเสอมเรวขน ซงสารเคมทชวยปองกนไมใหยางเสอมสลาย เรยก antioxidant ปฏกรยาการเกด oxidation ในยางเปนปฏกรยาแบบ autoxidation นนคอผลผลตจากการ oxidation เองจะเปนตวเรงใหเกดปฏกรยาการ oxidation เรวขนดวย กลไกปฏกรยาการ oxidation ของพอลเมอร เปน ดงน

9

รปท 2.5 กลไกปฏกรยาการ oxidation ของพอลเมอร

จากปฏกรยาดงกลาว แสง (UV) และความรอนจะเปนตวเรงปฏกรยาเรมตนเปนไปไดเรวขน โดยทวไปเรามกตองการลดการ autoxidation ของยางใหนอยทสด ซงม 2 วธ คอ 1) ทาลายไมใหเกดปฏกรยาลกโซ (สารเคมทใชเรยก chain-breaking antioxidant) 2) ปอ งก น ไม ให เก ด free radical ขน ในระยะเร มตน (สารเคม ท ใ ช เรยก preventive antioxidant) - สารสลายตว Hydroperoxide - สารจบ free radical (chelating agent) - สารกนแสง UV เปนตน ปฏกรยาท antioxidant ทาใหปฏกรยาลกโซในการ oxidation ของยางยตลง ดงน ปฏกรยาเรมตน AH + O2 → A⋅ + HOO⋅ ปฏกรยาการเคลอนยาย ROO⋅ + AH → ROOH + A⋅ A⋅ + RH → AOOH + ROO⋅ ปฏกรยาสนสด ROO⋅ + A⋅ → ROOA A⋅ + A⋅ → A-A หมายเหต ถาสมมตให antioxidant มสตรยอเปน AH (RH เปนสตรยอของยาง)

10

ในกรณทเมอยางถกยด มกจะพบวายางจะเกดรอยแตกตงฉากกบทศทางของแรงทยด กระทา โอโซนในบรรยากาศเปนตวการสาคญททาใหเกดรอยแตกนน และพบวาถายางยดมาก และโอโซนในบรรยากาศมความเขมขนสง กจะทาใหรอยแตกเกดไดมากขน การปองกนรอยแตกประเภทนตองใชสารทเรยกวา “antiozonant” ปฏกรยาระหวางโอโซนกบยาง เมอนายางไปยดไวในบรรยากาศแลวตงทงไวระยะหนง พบวา เกดรอยแตกทเนอยางในแนวตงฉากกบทศทางทดงยางไว การเกดรอยแตกนเกดจากการทโอโซนทาปฏกรยากบยาง ยางประเภทไมอมตว เชน ยาง diene, จะเกดการแตกของยางเนองจากโอโซนมากกวายางประเภทอมตว เชน butyl, EPR ซงกลไกปฏกรยาระหวางยางกบโอโซนไดมการเสนอ ดงน

รปท 2.6 ปฏกรยาระหวางยางกบโอโซน สงทนาสนใจเรองการทโอโซนทาปฏกรยากบยางคอ ถาตงยางทงไวโดยไมยดในบรรยากาศทมโอโซน จะพบวาไมมรอยแตกเกดขนเลย ปรากฏการณการเกดรอยแตกนไดมการเสนอวา เนองจากการทยางเกดสารโอโซไนด (ozonide) ทยดไมได ทาใหเกดรอยแตกทผวขน ทาใหเกดผวยางใหมทสามารถทาปฏกรยากบโอโซนตอไปไดอก ยงหากมการดงมากจะพบวารอยแตกนน ยงลก แตในกรณทดงยางนอย (เชนนอยกวา 5%) จะพบวามรอยแตกเหมอนกน แตเปนรอยเลกๆ ทวไป การปองกนเพอใหยางทาปฏกรยากบโอโซนนอยลงทาโดยใชสารขผง หรอ antiozonant (วราภรณ, 2523) 2.3 กำรวเครำะหทำงควำมรอน (Thermal Analysis) การวเคราะหทางความรอนเปนเทคนคทมการใชงานอยางแพรหลาย เพอศกษาสมบตของสารโดยการวดปรมาณความรอนทเปลยนแปลง เมอสารเกดกระบวนการเปลยนแปลงทางกายภาพหรอทางเคม เครองมอวเคราะหทางความรอนสามารถวดคณสมบตตางๆ เหลานของสารได เชน อณหภมกลาสทรานซชน (Tg) นาหนกสญหายของสาร การเปลยนแปลงรปทรงของสาร โมดลส ความเปนวสโคอลาสตก การเปลยนแปลงความจความรอนของสาร เปนตน (Brazier, 1980)

11

ตำรำงท 2.2 การแบงประเภทการวเคราะหทางความรอน (Brazier, 1980) Measured property Principal techniques Mass Thermogravimetry

Isobaric mass-change determination Evolved gas detection Evolved gas analysis Emanation thermal analysis

Temperature Heating curve determination Differential thermal analysis

Enthalpy Differential scanning calorimetry Dimension Thermodilatometry Mechanical characteristics Thermomechanical analysis

Dynamic thermomechanometry Acoustic characteristics Thermosonimetry

Thermoacousticmetry Optical characteristics Thermoptometry Electrical characteristics Thermoelectrometry Magnetic characteristics Thermomagnetometry

ตำรำงท 2.3 ประเภทของเครองมอวเคราะหทางความรอนและการใชงาน (Hunt and James, 1993) Thermal analysis technical Application TGA (Thermogravimetric analysis) Weight loss versus temperature or time allows

studies of plasticizer or solvent loss, degradation, sorption and desorption

DSC (Differential Scanning Calorimetry)

Heat capacity versus temperature or time allows measurement of heat of fusion, identification of crystalline and liquid crystalline phases, degree of crystalline, etc. Glass transition measurement allows characterization of ageing, blend compatibility. Heat of reaction allow cure and degradation studies

12

ตำรำงท 2.3 ประเภทของเครองมอวเคราะหทางความรอนและการใชงาน (ตอ) Thermal analysis technical Application DMTA (Dynamic Mechanical Thermal Analysis)

Characteristic of motional transitions including those in the glassy, crystalline and liquid crystalline state. Measurement of morphologies in two-phases system (e.g. rubber toughened plastics). Blend compatibility. Engineering modulus/damping characteristics over complete materials working range

DETA (Dielectric Thermal Analysis) Electric equivalent of DMTA but less generally applicable. Characteristics motional processes involving dipole reorientation. Mobile-phase content (hence crystalline) Measurement of conducting polymers over complete working range. Definition of electrical quantities-dielectric permittivity and loss.

TSC (Thermally Stimulated Currents)

Information on charge mobility in polymers. Probe into the nature of glassy state. Experimentally arduous to obtain quantities results.

STA (Simultaneous Thermal Analysis)

DSC measurements performed on one arm of thermal balance, thus avoiding ambiguities of sample temperature for combined DSC-TGA. Characterizing minor volatile loss and reaction energies. Heat of desorption.

Hyphenated techniques (TGA/mass spec./FTIR) (STA/mass spec./FTIR)

Products evolved during thermal scan swept into FTIR or mass spectrometer for identification on a continuous basis. Characterization of polymers and copolymers by breakdown products. Detailed understanding of degradation processes.

มหลายๆ เทคนคในตารางท 2.2 ทมการนามาใชศกษาพอลเมอรเปนพวกยางและ อลาสโตเมอร เชน เทคนค Evolved-gas analysis ใชวเคราะหหาสารทระเหยไดในยางคอมปาวด Differential Scanning Calorimetry ใชศกษาความเขากนไดของยางผสม ศกษา cure characteristic ของยางผสม เปนตน

13

1) หลกการทวไปของ DSC เปนเทคนคทใชวดการเปลยนแปลงเอนทลป (enthalpy) เมอสารเกดกระบวนการเปลยนแปลงทางกายภาพหรอทางเคม หลกการทางานของ DSC โดยทวไปคอ วดความแตกตางของกาลงไฟฟาททาใหสารอางอง และสารตวอยางมอณหภมเทากน ซงความแตกตางของกาลงไฟฟาทวดไดขณะทสารเกดการเปลยนแปลงสถานะจะมคาเทากบพลงงานความรอนทสารตวอยางนนดดเขาไป หรอคายออกมาขณะทเกดการเปลยนสถานะ 2) การศกษาความเขากนไดดวยเครอง Differential scanning calorimeter วสดพวกพอลเมอรนนเปนททราบกนดวา สมบตของมนนนเปลยนตามอณหภมการใชงานในขณะนน ซงการเปลยนแปลงดงกลาวนน หากเปลยนจากสภาพทยดหยนอยางยางไปสสภาพทแขงคลายแกวนน จะมจดหนงทตองใชพลงงานมาก และเราจะเรยกอณหภมตรงนนวาอณหภมสภาพแกว (Glass transition temperature) ซงอณหภมสภาพแกวน สามารถทจะเลอนไปมาไดขนอยกบปจจย (Ghosh and Premamoy, 1990) ดงตอไปน 2.1) ปรมาตรทวางของพอลเมอร (Free volume of the polymer, Vf) คอปรมาตรภายในของพอลเมอรทไมมโมเลกลของพอลเมอรอย ซงมคาเทากบ Vf = V-Vs เมอ V เปนปรมาตรโดยรวมทงกอนของพอลเมอร Vs เปนปรมาตรของมวลพอลเมอรทอดเปนกอนแนน ดงนนพอลเมอรทมปรมาตรทวางมากโมเลกลกจะเคลอนไหวไดงายและจะสงผลใหพอลเมอรม Tg ทตาลง 2.2) แรงดงดดระหวางโมเลกล (The attractive forces between molecules) เพอทจะใหเคลอนไหวไดนน พอลเมอรทมพนธะระหวางโมเลกลทแขงแรงยอมตองการพลงงานในการเอาชนะพนธะมากกวาพนธะทออนแอ เพอทจะเคลอนไหว หมายความวาพอลเมอรทมพนธะระหวางโมเลกลทแขงแรงนนจะม Tg ทสงขนดวย 2.3) การเคลอนไหวภายในโซโมเลกล (The internal mobility of the chains) หมายถง ความสามารถในการหมนรอบๆ โซโมเลกล โมเลกลทการเคลอนไหวภายในหรอการหมนทาไดยากนน จะม Tg ทสงขน เนองจากตองใชพลงงานในการหมนสายโซโมเลกลทมากกวา 2.4) ความแขงตง (The stiffness) โซโมเลกลทมการขดเปนเกลยวหรอมการพบเปนทบยอมทจะตองใชพลงงานมากขนในการทจะเคลอนไหวใหได ซงจะสงผลให Tg สงขนเชนกน 2.5) ความยาวสายโซ (The chain length) สาหรบ Tg นนจะแปรผนกบความยาวโซโมเลกล ตามสมการอยางงาย ดงน

Tg = Tg∞ − X

C

เมอ C เปน คาคงทของพอลเมอร Tg

∞ เปน คาอณหภมสภาพแกวทมคาสงสด (คาอนนต) เมอพอลเมอรม ความยาวโซอนนต X เปน นาหนกโมเลกลของสายโซโมเลกล ถา X>500 จะไดวา Tg ≥ Tg

∞

14

ดงนน ในยางผสมทเกดพนธะเชอมขวางนนยอมทจะตองมผลให Tg ของยางองคประกอบทงสองนนเลอนขนไปเลกนอย อนเนองมากจากความสามารถในการเคลอนไหวทลดลง ทเกดจากความยาวโซโมเลกลทเพมมากขน พนธะเชอมระหวางโมเลกลทมากขนและแขงแรงขนนนเอง การผสมยาวนนหากมความเขากนไดทดกจะมผลทาให Tg ของยางผสมทไดนนมเพยงคาเดยว โดย Tg ทไดจะเลอนไปดานใดนนขนอยกบสดสวนของยางองคประกอบ และความสามารถในการเขากนไดทางเทอรโมไดนามกส ตลอดถงความสามารถในการเกดพนธะของยางองคประกอบแตละชนด 2.4 สมบตทำงพลวต สมบตทางพลวตโดยทวไปอาจไดมาจากชนทดสอบหรอชนงานภายใตความเคนหรอความเครยดทมการเปลยน แปลงกบเวลาอยางตอเนอง และมกจะกาหนดใหมความเครยดกระทาตอชนทดสอบในระดบตาๆ กาหนดใหแรงเฉอน F(t) ทเปลยนตามเวลาในรปฟงกชนไซน (Subramanium, 1980; Barlow, 1993; Holfmann, 1989) ดงสมการ F (t) = Fo sin (ωt ) เมอ Fo คอ อมปลจดของแรง ω คอ ความถเชงมมทมคาเทากบ 2πf f คอ ความถของการสนในหนวยHz T คอ เวลา การผดรปและแรง จะมความแตกตางของเวลาเมอเทยบกบแรงไปเปนมมเฟส δ ทสามารถอธบายไดดวยสมการ X(t) = Xo sin( ωt + δ) เมอ X(t) คอ การขจดทเปลยนแปลงตามเวลา Xo คอ อมปลจดของการสน หรอการขจดสงสด δ คอ มมเฟสทแตกตางระหวางแรงกบการขจด ความเคน τ(t) และความเครยดเฉอน ε(t) ทสอดคลองกบแรงและการขจด คอ τ(t) = τo sin(ωt) ε(t) = εo sin(ωt + δ) 1) ความเคนของวสดยดหยนสมบรณเปนความเคนทมเฟสเดยวกบความเครยด เปนความเคนทตอบสนองตอความเครยดอยางทนททนใด τ(t) = Gεo sin ωt)

15

เมอ G คอ มอดลสยดหยน (Elastic Modulus) 2) ความเคนของวสดไหลหนด เปนความเคนทตอบสนองตอความเครยด โดยความเคนมเฟสตางจากความเครยด 90 องศา τ(t) = ηωεo sin (ωt + 90) เมอ η คอ ความหนด (viscosity) 3) ความเคนของวสดวสโคอลาสตก เปนความเคนทตอบสนองตอความเครยด โดยความเคนทตอบสนองตอความเครยดทตางเฟส ดงรปท 10 โดยมมเฟส δ จะมคาอยระหวาง 0-90 องศา สามารถเขยนความเคนไดดงน τ(t) = τo sin (ωt + δ) มมเฟส δ แสดงถงการสญเสยเชงกล (Mechanical loss) ของวตถ กาหนดเปนเฟกเตอรของการสญเสย (Loss factor, tan δ) คอ อตราสวนของพลงงานทสญเสยไปในชนทดสอบในรปของความรอนกบพลงงานกลทสะสมในวตถ ซงสอดคลองกบปรากฏการณทอณหภมของชนทดสอบเพมขน (Heat build up phenomena) ขณะถกแรงพลวตกระทา

รปท 2.7 การตอบสนองของความเคนตอความเครยดดวยมมเฟสตางกน (Freakley and Payne, 1978) เมอทดสอบการผดรปของวตถใดๆ เราสามารถนยามสมบตททดสอบไดดวยมอดลส ซงหมายถง อตราสวนของความเคนตอความเครยด ในการศกษาวสดวสโคอลาสตกมกนยามมอดลส ออกเปน 2 สวน (Freakley and Payne, 1978) คอ

16

1) สวนของความเปนอลาสตก (elastic component) หรอเรยกวา มอดลสสะสม (storage modulus, G’) ซงสอดคลองกบพลงงานทสะสมในวตถขณะทมความเคนกระทา

2) สวนทเปนของไหล (viscous component) หรอเรยกวา มอดลสสญเสย (loss modulus, G”) ซงสอดคลองกบพลงงานทสญเสยไปในรปของความรอน ขณะทมความเคนกระทาตอวตถครบรอบ

และเฟกเตอรของการสญเสย

ในทนสญลกษณ G’ และ G” ใชในกรณทชนตวอยางถกกระทาดวยแรงเฉอน แตเมอเปนแบบการอด หรอการยดจะใชสญลกษณ E แทน G โดย G’ และ G” สามารถแทนไดดวยปรมาณเวกเตอร ดงรปท 11 และนยามดวยรปมอดลสเชงซอน (Complex modulus, G*) ดงน

เมอ i คอ จานวนจตภาพ (i = 1 ) และคามอดลสทงสามมความสมพนธ ดงน

รปท 2.8 ปรมาณเวกเตอรของ G’, G”, G* และ δ

17

2.5 สมมตฐำนและกรอบแนวควำมคดของโครงกำรวจย โครงการการใชยางมะตอยชนดPMAเปนหลงคาเพอลดนาหนกโครงสรางอาคาร มสมมตฐานและกรอบแนวความคดวา ยางมะตอยชนดPMA สามารถนามาพฒนาเปนวสดกอสรางประเภทวสดมงหลงคาสาหรบลดขนาดโครงสรางอาคารชวยในการประหยดคาใชจายในการกอสราง และมสมบตตางๆ ทเหมาะตอการใชงาน

รปท 2.9 กรอบแนวความคดของแผนหลงคายางมะตอยชนด PMA ผสมนายางพรวลคาไนซ

2.6 งำนวจยทเกยวของ งานวจยทเกยวกบการปรบปรงและใชงานยางมะตอยและพอลเมอรในสถานทกลางแจง หรอมสภาวะการใชงานทงายตอการเสอมสภาพ ตลอดจนหลงจากพอลเมอร มดงตอไปน 1) ณฐพงศ นธอทย และคณะ (2551) ไดนายางครมบ (CRM) มาเบลนดกบขวดนาพลาสตกทผานการใชงานแลว ชนดโพลโพรไพลนบดละเอยด (PPr) เพอเตรยมเปนวสดมงหลงคา โดยเปรยบเทยบกบสมบตคาความตานทานตอการดง และคาความสามารถในการยดจนขาดของวสดมงหลงคาประเภทเดยวกนทผลตโดยบรษท Ecostar Inc. เปนเกณฑมาตรฐาน เทอรโมพลาสตกอลาสโตเมอร (TPE) เตรยมโดยการแปรอตราสวนผสม CRM/PP-r ท 20/80, 40/60, 50/50 และ 60/40 ในเครองบราเบนเดอรพลาสตคอเดอรพบวาทอตราสวน CRM/PP-r 60/40 ใหสมบตเชงกลทดทสดแตยงตากวาเกณฑมาตรฐาน การนายางสงเคราะห EPDM และยางธรรมชาต NR เขามาผสมเพอเตรยมเปนเทอรโมพลาสตกวลคาไนเซท (TPV) ชวยใหสมบต วสดท ไดด ขนกวา TPE โดย TPV ของ CRM/EPDM/PP-r ใช PP-r คงทท 40wt% แปรปรมาณของ EPDM 0-60 wt% และ TPV ของ CRM/NR/PP-r ใช NR 10wt% โดยเตรยมมาสเตอรแบช CRM-EPDM หรอ CRM-NR บนเครองบดยางสองลกกลง และเตรยม TPV ในเครองบราเบนเดอรพลาสตคอเดอร จากการทดลองพบวาเมอปรมาณยางใหมสงขน ความสามารถในการยดจนขาด และคาความตานทานตอการกระแทกมคาสงขน ในขณะทคาความตานทานตอการดง และความแขง มคาลดลง CRM/EPDM/PP-r ใหสมบตคาความตานทานตอแรงดง ความแขง คาความตานทานตอแรงกระแทกทดกวา CRM/NR/PP-r และเมอเปรยบเทยบทปรมาณยางใหมรอยละสบ คาความตานทานตอการดง และคาความสามารถในการยดมคาสงกวาเกณฑมาตรฐาน 2) ปยะพร สวนจนทร และคณะ (2551) การเตรยมวสดกระเบองยางหลงคาจากยางธรรมชาต โดยการเบลนดระหวางยางคอมเปาดอพดเอม (EPDM) กบยางคอมเปาดยางธรรมชาต (NR) ทสดสวน

ตวแปรตน

ยำงมะตอยชนด PMA ใชผลตกระเบองหลงคา

ตวแปรตำม

สมบตแผนกระเบองหลงคำ 1. การยดเกาะกนของอนภาค 2. การสลายตวทอณหภมสง

3. ความแขง 4. ความตานทานแรงดง

18

การเบลนดแตกตางกน พบวาสดสวนการเบลนดยางคอมเปาด EPDM/NR 60/40 ทนทานตอการบมเรงดวยความรอนดทสด ยางคอมเปาดอพดเอมทใชในกระบวนการนเปนยางคอมเปาดอพดเอมททาการพรวลคาไนซ โดยใชตอบอากาศรอน ทอณหภม 100 องศาเซลเซยส เปนเวลา 1 ชวโมง นอกจากนการเตมยางบวทาไดอน (BR) 5 phr เพอเปนตวประสาน ทาใหมการกระจายของยางธรรมชาตในยางอพดเอมสมาเสมอมากขน ซงสามารถสงเกตไดจากกลองจลทรรศนอเลกตรอน แบบสองกราด ผลทเกดขนจะทาใหสมบตเชงกล และการตานตอการบมเรงดขน 3) ณรงฤทธ สมบตสมภพ (2554) ไดพฒนาขเลอยไมพารากลายเปน “หลงคายาง” โดยใชขเลอยทเปนสารมขว (polar) ผสมกบเนอยางพาราทเปนสารไมมขว (Non-polar) ซงหลงคาทไดจะชวยคลายรอนใหตวบานมากกวากระเบองทวไป 2-3 เทา ชวยใหหลงคายางมตนทนตาและเสรมความแขงแกรงใหหลงคาทนตอแรงกระแทก แรงเหยยบ หรอรอบขดขวนไดอยางด โดยไดรบทนสนบสนนการวจยยางพารา และบรษท สยามยไนเตด รบเบอร จากด ซงไมยางพาราทเหลอขเลอยทงนมราคาถกเพยงกโลกรมละ 50 สตางค ถง 1 บาท เทานน หลงคายางพารานเปนผลตภณฑในรปของยางแขง (Ebonite Rubber) ดงรปท 2.10

รปท 2.10 หลงคายางผสมขเลอยไมยางพารา (ณรงฤทธ, 2554) 4) แววบญ แยมแสงสงข และณรงคฤทธ สมบตสมภพ (2553) ไดศกษาการผลตหลงคายางพาราจากวสดผสมยางธรรมชาตกบขเลอยไมทประหยดพลงงานและเปนมตรกบสงแวดลอม โดยนายางพารามาผสมกบผงขเลอยไมยางพาราซงเปนวสดเหลอทงทมราคาถกมาผสมและปรบปรงคณสมบตใหสามารถทนตอแสงแดดมากขนดวยการเตมสารตอตานการเสอมสภาพหรอ UV Stabilizer และ Antioxidant และนายางสงเคราะห EPDM (Ethylene propylene Diane rubber) ซงมความทนทานตอแสงแดดมาเคลอบดานบนหลงคา รวมทงเพมความเปนฉนวนกนความรอนใหกบหลงคายางพาราดวยการสรางชนดดซบความรอนทมลกษณะโครงสรางเซลลลา (คลายฟองนา) ขนในชนยางสงเคราะห EPDM โดยการเตมสารกอฟอง (Blowing agent) ซงการสรางชนของฉนวนกนความรอนทมประสทธภาพสงขนอยกบชนด ปรมาณของสารกอฟอง และกระบวนการขนรป เนองจากสารแตละชนดจะสรางฟองหรอเซลลทมลกษณะแตกตางกน เชน เซลลเลก เซลลใหญ เซลลเปด หรอเซลลปด จากการทดลองพบวา เซลลททาหนาทเปนฉนวนทดตองมลกษณะเปนเซลลปด คอ มลกษณะทรงกลมกระจายตวสมาเสมอ แตละเซลลจะพองออกจนมผนงของเซลลชนกนแตไมเปดเชอมตอกน เพราะเซลลทเปดเชอมตอกนหรอเซลลเปดทมลกษณะคลายฟองนาอาบนา จะไมสามารถเกบกกความรอนไวภายในได การทดลองจงตองหาปรมาณสารและ

19

สภาวะทเหมาะสมทจะทาใหเกดเซลลปดอยางสมบรณหรอมเซลลเปดนอยทสดและกระจายตวอยางสมาเสมอ ขณะนสาหรบการวจยหลงคาประหยดพลงงานกาลงอยในชวงการทดสอบประสทธภาพความเปนฉนวนกนความรอน โดยการทดสอบหาคาการนาความรอน (Thermal Conductivity) ซงคาดวานาจะมคาการนาความรอนทตากวาวสดมงหลงคาทวไป เนองจากสารกอฟองทใชเมอไดรบความรอนจะสลายตวและทาใหเกดฟองอากาศทบรรจกาซไนโตรเจนไวภายในทมคาการนาความรอนตา จงทาใหคาการนาความรอนของหลงคาตาลงไปดวย อกทงยงมการทดสอบความคงทนของการใชงานโดยทดสอบผานเครองจาลองสภาพภมอากาศ (Weathering test, QUV) ทมแสงสลบกบละอองนา เปนการจาลองสภาพภมอากาศทมแดดออกและฝนตกสลบกน ภายในระยะเวลานานประมาณ 2 เดอน ในระหวางนนกมการเกบขอมลการเปลยนแปลงทก ๆ สปดาห เพอทานายการเสอมสภาพของหลงคาในระยะยาวได

รปท 2.11 หลงคายางพาราจากวสดผสมยางธรรมชาตกบขเลอยไมทประหยดพลงงาน และเปนมตรกบสงแวดลอม (แววบญ และณรงคฤทธ, 2553)

5) พงษธร แซอย และชาครต สรสงห (2548) ไดนาเสนอการศกษาปจจยทมผลตอสมบตเชงกล ความทนทานตอความรอนและความตานทานตอโอโซนของยางผสมระหวางยางธรรมชาตกบยางอพดเอม งานวจยน ไดนายางธรรมชาตไปผสมกบยางสงเคราะหชนดอน ๆ เพอทจะปรบปรงขอดอยของยางธรรมชาต ซงยางสงเคราะหทนยมนามาใชผสมกบยางธรรมชาตคอ ยางอพดเอม เพราะยางอพดเอมมปรมาณพนธะคอยนอยมาก ดงนน จงทาใหยางผสมมความทนทานตอการเสอมสภาพอนเนองมาจากความรอนและโอโซนสงขน อยางไรกด การผสมยางธรรมชาตกบยางอพดเอม แมวาจะทาใหยางผสมทไดมความทนทานตอการเสอมสภาพสงขน แตสมบตเชงกลของยางผสมทไดมกมคาตา โดยเฉพาะคาความทนทานตอแรงดง ทาใหเกดขอจากดในดานการนายางผสมดงกลาวไปใชงานในทางวศวกรรม งานวจยนจงเนนทจะศกษาผลของตวแปรทมผลตอสมบตเชงกลของยางผสม NR/EPDM เพอปรบปรงสมบตเชงกลของยางผสม NR/EPDM โดยตวแปรทศกษา ไดแก เกรดของยางอพดเอม (ศกษาผลของปรมาณเอทธลนและปรมาณของไดอน) อตราสวนการผสม ระบบการคงรป สภาวะของการผสม (ศกษาผลของความเรวรอบของโรเตอรและระยะเวลาทใชในการผสม) รวมถงชนดและปรมาณของสารตวเตม 6) วรญญา แกววฒนะ และคณะ (2549) ไดศกษาความตานทานตอแสงอลตราไวโอเลต และโอโซนของยางธรรมชาตสาหรบผลตภณฑใชงานนอกอาคารนน สามารถปรบปรงไดโดยผสมยางธรรมชาตกบพลาสตก Low Density Polyethylene (LDPE) เนองดวยจากการทดสอบความทนความรอนของพอลเมอรผสมทสดสวนตางๆ โดยเครอง Thermogravimetric Analyzer (TGA) พบวาพอลเมอรผสมมแนวโนมทจะใหความสามารถทนตอความรอนสงกวายางธรรมชาตเดยว และเมอปรมาณ LDPE เพมขนการทนความรอนของพอลเมอรผสมมแนวโนมเพมขน จากการศกษาความเขากนได (Compatibility) ของ

20

พอลเมอรผสมระหวางยางธรรมชาตกบ LDPE ทสดสวนตางๆ โดยเครอง Differential Scanning Calorimeter (DSC), Dynamic Mechanical Analyzer (DMA) และ Optical Microscopy พบวา คา pseudo-equilibrium melting temperature (Tm

o) ของผลก LDPE ลดลงเลกนอยเมอเพมปรมาณยางธรรมชาต แสดงถงความเขากนไดบางสวน (partially compatible) ของพอลเมอรผสม โดยสดสวนทเห ม าะส ม ร ะห ว างย างธ รรมชาต แ ล ะ LDPE ค อ 65/35 โดยม ป ร ม าณ Crosslinking agent (Dicumylperoxide, DCP) เทากบ 0.7phr เนองจากสมบต เชงกลของพอลเมอรผสมระหวางยางธรรมชาตและ LDPE ทสดสวน 60/40, 65/35, และ 70/30 แสดงสมบตความตานทานแรงดง, และความตานทานตอการยดทด แตคาความแขงของพอลเมอรผสมทสดสวน 65/35 มคาอยในชวง 60-70 Shore A (เหมาะสาหรบผลตภณฑกระเบองยางปพน) การศกษาอทธพลของ Antioxidants (N, N’-diphenyl-1, 4-phenylenediamine, Irganox, และ Irgafos) และ UV Stabilizer (Tinuvin) ตอสมบตเชงกลของพอลเมอรผสม พบวา Irganox, และ Irgafos เปน Antioxidants ททาใหพอลเมอรผสมระหวางยางธรรมชาตและ LDPE มคา Tensile Strength (TS) และ Elongation at break (EB) ทสงขน ซงใหผลดเมอใชควบคกนในปรมาณ 0.5, และ 0.5phr ตามลาดบ เชนเดยวกบ Tinuvin ซงทาใหพอลเมอรผสมมความแขงเพมขนและมคา Compression Set ลดลง ในขณะท N, N’-diphenyl-1,4-phenylenediamine ใหผลตรงกนขาม เมอศกษาอทธพลของ Antioxidants (Irgafos) และ UV Stabilizer (Tinuvin) ตอสมบตการทนทานตอความรอน (Thermal ageing) พบวา Irgafos สงผลใหพอลเมอรผสมหลงการบมเรงมคาความแขงเพมขนและ การผดรป (Compression Set) มแนวโนมลดลงเมอเทยบกบกอนบมเรงนนคอเกด post-crosslink หลงไดรบความรอน ในขณะท Tinuvin สงผลในทางตรงกนขามนนคอ พอลเมอรผสมหลงการบมเรงมคาความแขงนอยลงเมอเทยบกบกอนบมเรง จากการศกษาสมบตความทนทานตอแสงอลตราไวโอเลต, และโอโซน พบวาการเตม Tinuvin ในปรมาณ 0.5phr นนมสวนชวยในการปรบปรงสมบตของพอลเมอรผสมโดยทาใหชนงานมอายการใชงานทยาวนานขน ทนทานตอแสงอลตราไวโอเลต และโอโซนมากขน อยางไรกตามเพอประสทธภาพสงสดควรใชควบคกบ Antioxidants (Irganos, Irgafos ในปรมาณ 0.5 และ 0.5phr ตามลาดบ) 7) นตพงศ ปานกลาง และคณะ (2551) ไดศกษาขอรดสายไฟฟาแบบพจเปนอปกรณทใชสาหรบการตอแยกสายไฟฟาจากระบบจาหนายแรงตาของการไฟฟาสวนภมภาค (กฟภ.) ไปยงมเตอรของผใชไฟฟาตามบานพกอาศย ซงในปจจบน บรเวณจดตอดงกลาวมกไมมการหมฉนวนแตอยางใดหรอจะมกเพยงแตการใชเทปพนสายไฟพนทบไวเทานน งานวจยนจงเปนการออกแบบและพฒนาฉนวนสาหรบขอรดสายไฟฟาแบบพจ 2 สลกขนาด 25 – 95 ตร.มม. อนเปนขอรดสายไฟฟาทนยมใชมากทสดในระบบจาหนายของ กฟภ. ฉนวนทออกแบบมลกษณะเปนฉนวนสองชนทสามารถประกบยดตดเขาหากนดวยสกรสแตนเลสผานรเจาะททะลถงกนระหวางฉนวนทงสองชน ขอรดสายไฟฟาแบบพจจะถกหอหมอยภายใน และสายไฟฟาจะตอยนออกมาภายนอกโดยผานชองรองรบสายไฟฟาลกษณะเปนครงวงกลมประกบเขาหากนและมเสนรศมทแตกตางกนสามระดบทสามารถตดเฉอนใหมขนาดพอเหมาะกบขนาดของสายไฟฟา วสดทนามาใชทาฉนวนเปนยางพาราผสมยางอพดเอมในอตราสวนยางพารา 60% และยางอพดเอม 40% เพอเพมคณสมบตความทนทานตอสภาพแวดลอมใหกบฉนวน จากการทดสอบคณสมบตยางคงรปทนามาทาฉนวน พบวา ยางคงรปดงกลาวมคาความแขง (Shore A) กอนและหลงบมเรง เทากบ 62.2 ± 0.3 ชอรเอและ 65.9 ± 0.3 ชอรเอ ตามลาดบ กอนบมเรงสามารถรบแรงดงไดเทากบ 10.09 ± 0.58 MPa และหลงจากบมเรงสามารถรบแรงดงไดเทากบ 7.77 ± 1.20 MPa ยางคงรปมความตานทานเชงปรมาตรสงสดเทากบ 1.97 x 109 Ω-cm ความตานทานเชงผวเทากบ 0.56 x 1010 Ω/square และมความคงทนตอ

21

แรงดนไฟฟากระแสสลบความถกาลงเทากบ 2 kV/mm โดยทงน ฉนวนสาหรบขอรดสายไฟฟาแบบพจทพฒนาขนจะชวยใหการตอสายไฟมความปลอดภย ปองกนการลดวงจรอนไมพงประสงคทอาจจะเกดขน ปองกนการชารดเสยหายกบขอรดสายไฟฟาอนเนองจากความชนและละอองนา รวมถงชวยใหการปฏบตงานของพนกงาน กฟภ. ในการซอมบารงมความปลอดภยมากยงขน

22

บทท 3 วธกำรวจย

โครงการการใชยางมะตอยชนดPMAเปนหลงคาเพอลดนาหนกโครงสรางอาคาร เปนการวจยเชงปฏบตการทดลอง ซงไดดาเนนการวจยและพฒนา ณ มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร และหนวยงานอนๆ ทเกยวของ โดยแบงเปนขนตอนตางๆ ดงน

3.1 วสดและอปกรณ 1) ยางมะตอยชนด PMA (Polymer Modified Asphalt) ซงมสมบตและลกษณะตางๆ ดงแสดงในตารางท 3.1 และรปท 3.1 ตำรำงท 3.1 สมบตของยางมะตอยชนด PMA

สมบต หนวย PMA ความหนด (Viscosity) - Visco. 165 °C cP 512 จดออนตว (Softening Point) °C 85 ความยดหยน (Elasticity) - Torsional Recovery 25 °C

%

84

แรงยดเหนยว (Cohesion) - Toughness kg.cm 209 การรกษาคณสมบต (Aging Resistance) - Thin Film Oven Test (TFOT) Pen. °C

%org

72

รปท 3.1 ยางมะตอยชนด PMA

23

2) นายางธรรมชาตชนดพรวลคาไนซ หรอนายางพรวลคาไนซ สตรถงมอแพทย จากกรมวชาการเกษตร ซงมสวนประกอบและลกษณะ ดงตารางท 3.2 และรปท 3.2 ตำรำงท 3.2 สวนผสมของนายางพรวลคาไนซ สตรถงมอแพทย จากกรมวชาการเกษตร

สำรประกอบ น ำหนก (กรม) 60% นายางขน (Latex) 167.0 10% โปแตสเซยมไฮดรอไซด (Potassium hydroxide) 2.0 10% เทอรค 16 เอ 16 (Teric 16 A 16) 0.2 50% กามะถน (Sulfur) 1.6 50% แซดดอซ (ZEDC) 0.8 50% แซดเอมบท (ZMBT) 0.8 50% วงสเตยแอล (Wingstay L) 2.0 50% ททาเนยมไดออกไซด (TiO2) 2.0 50% ซงคออกไซด (Zinc oxide) 2.0 นา 170.5

รปท 3.2 นายางพรวลคาไนซ 3) แผนเสนใยไฟเบอร แบบเสนใย 2 ทาง ตาถ#100 ชนด E-glass cloth ทมคณสมบต คอ นาหนก 100 กรมตอตารางเมตร, เสนยน Warp >50, เสนพง Weft >50, และมความตานทานแรงดง 25 กโลกรมตอมลลเมตร ดงรปท 3.3

24

รปท 3.3 แผนเสนใยไฟเบอร แบบเสนใย 2 ทาง ตาถ#100 ชนด E-glass cloth

4) หนเกลด ขนาดเบอร 5 ดงรปท 3.4

รปท 3.4 หนเกลดขนาดเบอร 5 5) หมอตมยาง 6) แบบหลอโลหะ ขนาด 20×20x0.5 เซนตเมตร ดงรปท 3.5

25

รปท 3.5 แบบหลอโลหะ

7) ถงแกสและเตาแกส ดงรปท 3.6

รปท 3.6 ถงแกสและเตาแกส 8) เครองชงนาหนกดจตอล 9) เครองทดสอบอเนกประสงค UTM และเครองประมวลผล ดงรปท 3.7

รปท 3.7 เครองทดสอบอเนกประสงค UTM และเครองประมวลผล

26

10) เครองตดชนงาน ดงรปท 3.8

รปท 3.8 เครองตดชนงาน 11) เค ร อ ง เผ าท อ ณ ห ภ ม ค ว าม ร อ น ส ง Thermogravimetric Analyzer (TGA) แ ล ะเครองประมวลผล ดงรปท 3.9

รปท 3.9 เครองเผาทอณหภมความรอนสง TGA และเครองประมวลผล 12) เครองมอทดสอบความแขง (Hardness) แบบชอรเอ (Shore A) ดงรปท 3.10

27

รปท 3.10 เครองมอทดสอบความแขง 13) กลองสองจลทรรศนแบบแสง ดงรปท 3.11

รปท 3.11 กลองสองจลทรรศนแบบแสง

14) กลองสองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด SEM ดงรปท 3.12

รปท 3.12 กลองสองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด SEM

28

3.2 กำรออกแบบแผนหลงคำยำงมะตอยผสมน ำยำงพรวลคำไนซ การออกแบบสวนผสมหลกของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซชนดน จะใชปรมาณเนอยางมะตอย PMA นาหนก 400 กรม ในการขนรปแผนหลงคา ขนาด 20x20x0.5 เซนตเมตร แลวทาการโรยหนเกรด เบอร 5 นาหนก 100 กรม เปนวสดตกแตงผวหนา ไดแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ ไดอตราสวนแผนหลงคายางมะตอยทไมผสมนายางพรวลคาไนซ หรออตราสวนผสมนายางพรวลคาไนซ รอยละ 0 จากนน จงลดปรมาณยางมะตอย PMA ของอตราสวนแผนหลงคายางมะตอยทไมผสมนายางพรวลคาไนซลง แลวเพมปรมาณนายางพรวลคาไนซแทนอก 6 อตราสวน ในลกษณะการแทนทรอยละตางๆ ตงแต 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 และ 3.0 รวมทงหมด 7 อตราสวน เนองจากยางมะตอยมราคาถกและทนตอสภาพอากาศไดดกวานายางพรวลคาไนซ ทงน การคานวณเพอแปลงปรมาณของเนอยางทอยในนายางพรวลคาไนซ จะอยบนฐานของคา % TSC (Total Solid Content) (วราภรณ, 2523; พงษธร, 2547) ดงสมการตอไปน % TSC = {1-[(W1-W2) / (W1)]} x100 (1) เมอ %TSC คอ รอยละของสารทเปนของแขงทงหมด W1 คอ นาหนกของยางธรรมชาตสดกอนอบ (นาหนกเปยก) W2 คอ นาหนกของยางธรรมชาตหลงอบ (นาหนกแหง) การคานวณอตราสวนระหวางยางมะตอยและนายางพรวลคาไนซ สามารถสรปได ดงน 1) การผสมนายางพรวลคาไนซ รอยละ 0 (ไมรวมปรมาณนาในนายาง) หนเกรดเบอร5 = 100 กรม นายางพรวลคาไนซ = (0×400)/100 กรม = 0 กรม นาหนกยางมะตอย = 400 - 0 กรม = 400 กรม 2) การผสมนายางพรวลคาไนซ รอยละ 0.5 (ไมรวมปรมาณนาในนายาง) หนเกรดเบอร5 = 100 กรม นายางพรวลคาไนซ = (0.5×400)/100 กรม = 2 กรม นาหนกยางมะตอย = 400 - 2 กรม = 398 กรม 3) การผสมนายางพรวลคาไนซ รอยละ 1.0 (ไมรวมปรมาณนาในนายาง) หนเกรดเบอร5 = 100 กรม นายางพรวลคาไนซ = (1×400)/100 กรม = 4 กรม นาหนกยางมะตอย = 400 - 4 กรม = 396 กรม

29

4) การผสมนายางพรวลคาไนซ รอยละ 1.5 (ไมรวมปรมาณนาในนายาง) หนเกรดเบอร5 = 100 กรม นายางพรวลคาไนซ = (1.5×400)/100 กรม = 6 กรม นาหนกยางมะตอย = 400 - 6 กรม = 394 กรม 5) การผสมนายางพรวลคาไนซ รอยละ 2.0 (ไมรวมปรมาณนาในนายาง) หนเกรดเบอร5 = 100 กรม นายางพรวลคาไนซ = (2.0×400)/100 กรม = 8 กรม นาหนกยางมะตอย = 400 - 8 กรม = 392 กรม 6) การผสมนายางพรวลคาไนซ รอยละ 2.5 (ไมรวมปรมาณนาในนายาง) หนเกรดเบอร5 = 100 กรม นายางพรวลคาไนซ = (2.5×400)/100 กรม = 10 กรม นาหนกยางมะตอย = 400 - 10 กรม = 390 กรม 7) การผสมนายางพรวลคาไนซ รอยละ 3.0 (ไมรวมปรมาณนาในนายางธ) หนเกรดเบอร5 = 100 กรม นายางพรวลคาไนซ = (3.0×400)/100 กรม = 12 กรม นาหนกยางมะตอย = 400 - 12 กรม = 388 กรม ทงน สามารถสรปอตราสวนโดยนาหนกของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซได ดงตารางท 3.3 ตำรำงท 3.3 อตราสวนโดยนาหนกของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ

สวนผสม อตรำสวนน ำยำงพรวลคำไนซตอยำงมะตอย

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 ยางมะตอย PMA (กรม) 400 398 396 394 392 390 388 นายางพรวลคาไนซ (กรม) 0 2 4 6 8 10 12 หนเกลด (กรม) 100 100 100 100 100 100 100 3.3 กำรขนรปแผนหลงคำยำงมะตอยผสมน ำยำงพรวลคำไนซ การขนรปตวอยางแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ หรอแผนหลงคาพาราชงเกลรฟทใชในการทดสอบนน สามารถสรปเปนขนตอนตางๆ ได ดงน

30

1) เตรยมวสดตามสวนผสมตามทออกแบบในตารางท 3.1 ประกอบดวย หนเกลดเบอร 5, นายางพรวลคาไนซ, ยางมะตอยชนด PMA, และแผนใยไฟเบอรขนาด 19.5×19.5 เซนตเมตร ดงรปท 3.13 ถง 3.14

รปท 3.13 การชงนาหนกยางมะตอย PMA เพอนาไปผสม

รปท 3.14 การชงนาหนกนายางพรวลคาไนซเพอนาไปผสม 2) นากระดาษรองบรเวณแบบหลอยางมะตอยผสมยางธรรมชาต เพอปองกนไมใหสวนผสมแหงตดแบบหลอ 3) นาแผนใยไฟเบอรยดตดกบกระดาษทรองในแบบหลอดวยกาวสองหนา เพอยดแผนไฟเบอรไว ไมใหเกดการขยบขณะสวนผสมลงในแบบหลอ 4) ตดเตาโดยตงไฟปานกลาง พรอมกบนาหมอตมยางมะตอยขนตงบนเตา แลวใสยางมะตอยชนด PMA ตามปรมาณทไดออกแบบไวลงไป ดงรปท 3.15

31

รปท 3.15 การตมยางมะตอยใหละลายกอนผสมนายางพรวลคาไนซ

5) ทาการหลอมละลายยางมะตอยภายในหมอตม โดยระวงไมใหอณหภมเกนกวา 160 องศาเซลเซยส เพราะจะทาใหยางมะตอยเสอมคณภาพ (กรมทางหลวง, 2544) 6) เมอยางมะตอยละลายจนเปนสภาวะของเหลวแลว ใหนานายางพรวลคาไนซใสลงไปในหมอ พรอมทาการผสมจนยางมะตอยและนายางพรวลคาไนซเขาเปนเนอเดยวกน ดงรปท 3.16

รปท 3.16 การผสมนายางพรวลคาไนซลงในยางมะตอย 7) นายางมะตอยทผสมนายางพรวลคาไนซเขากนดแลวลงจากเตา จากนนเทสวนผสมทไดลงในแบบหลอทเตรยมไว โดยทาการเทสวนผสมใหกระจายแตละจดในแบบหลอ พรอมทาการปรบแตงผวหนาแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซใหเทากน ทงน การเทสวนผสมลงในแบบ จะตองทาภายใน 2 – 3 นาท กอนทสวนผสมจะเปลยนสภาวะเปนของแขง

32

รปท 3.17 การปรบแตงผวหนาแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซใหเรยบเทากน

8) เมอปรบแตงผวหนาแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซใหเรยบตามตองการแลว จงนาหนเกลดขนาดเบอร 5 มาโรยทบรเวณผวหนาใหทวบรเวณ 9) กดหนเกลดทโรยไวใหยดตดกบผวหนาของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ จากนนรอใหสวนผสมแขงตวอยางสมบรณ ไดแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซแขงตว ดงรปท 3.18

รปท 3.18 แผนยางมะตอยชนด PMA ผสมนายางพรวลคาไนซ

3.4 กำรทดสอบสมบตของแผนหลงคำยำงมะตอยผสมน ำยำงพรวลคำไนซ ทาการทดสอบสมบตทางกายภาพ สมบตทางกล สมบตทางการทนตอความรอน และสมบตทางดานสมประสทธการนาความรอน ของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ อตราสวนตางๆ ตามมาตรฐาน ASTM และมาตรฐานอนๆ ทเกยวของ ประกอบดวย 1) การสองภาพขยายดวยกลองจลทรรศนแบบแสง 2) การสองภาพขยายดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด 3) การทดสอบการสลายตวดวยการเผาทอณหภมสง ตามมาตรฐาน ASTM E1131 (ASTM, 2014a) 4) การทดสอบความแขง ตามมาตรฐาน ASTM D2240 (ASTM, 2014b) 5) การทดสอบความตานทานแรงดง ตามมาตรฐาน ASTM D412 (ASTM, 2014c) 6) การทดสอบสมประสทธการนาความรอน ตามมาตรฐาน ASTM C177 (ASTM, 2014d) 7) การทดสอบใชงานจรง

33

รปท 3.19 การสองภาพขยายของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซดวยกลองจลทรรศนแบบแสง

รปท 3.20 การเตรยมแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซเพอสอง กลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด

รปท 3.21 การสองภาพขยายของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ ดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด

34

รปท 3.22 การทดสอบการสลายตวดวยการเผาทอณหภมสงของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ ดวยเครองเผาทอณหภมความรอนสง TGA

รปท 3.23 การทดสอบความแขงของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ

รปท 3.24 การตดแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซเพอเตรยมทดสอบ ความตานทานแรงดงและความเครยด

35

รปท 3.25 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซสาหรบทดสอบความตานทานแรงดงและความเครยด

รปท 3.26 การทดสอบความตานทานแรงดงและความเครยดของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ

รปท 3.27 การจบยดแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซสาหรบทดสอบ ความตานทานแรงดงและความเครยด

36

รปท 3.28 การวบตของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซเมอทาการทดสอบ ความตานทานแรงดงและความเครยด

37

บทท 4 ผลกำรวจย

จากการทดสอบสมบตตางๆ ของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ ตามมาตรฐาน ASTM และมาตรฐานอนๆ ทเกยวของ สามารถสรปผลการทดสอบได ดงตอไปน 4.1 ผลกำรสองภำพขยำยดวยกลองจลทรรศนแบบแสง ลกษณะของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทสองดวยกลองจลทรรศนแบบแสงทกาลงขยาย 50, 100 และ 200 เทา ทงอตราสวนรอยละ 0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, และ 3.0 นน เปนการสองลกษณะของแผนยางทผานการขนรป โดยไมมการแตงผวหนาดวยหนหรอเสรมเสนใยตางๆ ทงนกเพอใหสามารถมองเหนเนอของยางไดชดเจน ซงภาพขยายของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซมดงตอไปน 1) ภาพขยายท 50 เทา ของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนตางๆ ดงรปท 4.1 ถง 4.7

รปท 4.1 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 0 ทกาลงขยาย 50 เทา

รปท 4.2 แผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนรอยละ 0.5 ทกาลงขยาย 50 เทา



38




2) ภาพขยายท 100 เทา ของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนตางๆ ดงรปท 4.8 ถง 4.14



39






3) ภาพขยายท 200 เทา ของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนตางๆ ดงรปท 4.15 ถง 4.21

40







41


จากภาพขยายของแผนยางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนตางๆ ซงสองโดยกลองจลทรรศนแบบแสง พบวา การขยายภาพท 50, 100 และ 200 เทา ในแตละอตราสวนมลกษณะทคลาย กนในทกอตราสวน 4.2 ผลกำรสองภำพขยำยดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกรำด เมอนาแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวน รอยละ 2.0 (รปท 3.18) และแผนหลงชงเกลรฟในทองตลาด (รปท 4.22) ซงมการตกแตงผวหนาดวยหนเกลดแลว ไปสองดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด สามารถสรปผลได ดงรปท 4.23 ถง 4.28

รปท 4.22 แผนหลงชงเกลรฟในทองตลาดเมอมองดวยตาเปลา

42

รปท 4.23 ภาพขยายดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราดของ แผนหลงคาชงเกลรฟทกาลงขยาย 50 เทา

รปท 4.24 ภาพขยายดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราดของ แผนหลงคาชงเกลรฟทกาลงขยาย 500 เทา

43

รปท 4.25 ภาพขยายดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราดของ แผนหลงคาชงเกลรฟทกาลงขยาย 1,000 เทา

รปท 4.26 ภาพขยายดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราดของแผนหลงคายางมะตอย ผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวน รอยละ 2.0 ทกาลงขยาย 50 เทา

44

รปท 4.27 ภาพขยายดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราดของแผนหลงคายางมะตอย ผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวน รอยละ 2.0 ทกาลงขยาย 500 เทา

รปท 4.28 ภาพขยายดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราดของแผนหลงคายางมะตอย ผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวน รอยละ 2.0 ทกาลงขยาย 1,000 เทา

จากภาพขยายดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราดของแผนหลงคาชงเกลรฟ และแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวน รอยละ 2.0 ทกาลงขยาย 50, 500 และ 1,000 เทา พบวา ปรมาณหนเกลดทตดอยบนแผนหลงคาชงเกลรฟมจานวนมากกวาแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวน รอยละ 2.0 อยางชดเจน และลกษณะของหนเกลดของแผนหลงคาชงเกลรฟ จะมลกษณะทแบนกวาหนเกลดของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวน รอยละ 2.0 ดงรปท 4.23 และ 4.26 สวนเนอของยางมะตอยทผสมนน มลกษณะทใกลเคยงกน แตในสวนของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวน รอยละ 2.0 จะมแผนฟลมของนายางเคลอบผวอนภาคอย ดงรปท 4.27 และ 4.28

45

4.3 ผลกำรทดสอบกำรสลำยตวดวยกำรเผำทอณหภมสง จากทดสอบการสลายตวทอณหภมสงของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ อตราสวน รอยละ 3.0 ดวยเครอง Thermogravimetric Analyzer (TGA) เปนการทดสอบชนงานทมขนาดเลก โดยการตดแผนตวอยางทไมมการตกแตงผวหนาดวยหนและไมมการเสรมเสนใย นาไปเขาเตาเผาอณหภมสง เพอหาคาการสลายตวของวสดตงแตอณหภมหองจนถงอณหภม 800 องศาเซลเซยส เปนเวลา 2 ชวโมง ไดผลทดสอบ ดงรปท 4.29

รปท 4.29 การสลายตวทอณหภมสงของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ

อตราสวนรอยละ 3.0 จากกราฟผลการทดสอบโดยเครอง Thermogravimetric Analyzer (TGA) ดวยการเผา 2 ชวโมง ในรปท 4.29 พบวา เมอเพมอณหภมของแผนหลงคายางมะตอยชนด PMA ทผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนรอยละ 3.0 ขนจากอณหภมหอง ทประมาณ 30 องศาเซลเซยส จนถงอณหภมท 225.81 องศาเซลเซยส นาหนกของแผนหลงคายางมะตอยจะมคาลดลงไป รอยละ 0.5 โดยนาหนก จากนนนาหนกกเรมลดลงอยางตอเนองในชวงอณหภมประมาณ 250 ถง 400 องศาเซลเซยส จนถงชวงทกราฟแสดงทอณหภม 485.04 องศาเซลเซยส นาหนกของแผนหลงคายางมะตอยไดลดลงเปนรอยละ 26.75

46

โดยนาหนก และคาดวา การสลายตวจะเพมขนอกทอณหภมสงกวา 485.04 องศาเซลเซยส แตดวยขอจากดของเครองมอทใช ซงแสดงผลไดเพยง 485.04 องศาเซลเซยส โดยทาการทดสอบซาอก 3 ครง กไดผลการทดสอบเหมอนเดมทกครง คอ ไมสามารถแสดงผลไดถง 800 องศาเซลเซยส อยางไรกตามความรอนทเกดขนขณะใชงานจรงตามธรรมชาต อยทประมาณ ไมเกน 50 องศาเซลเซยส ในขณะทแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนรอยละ 3 ซงเปนอตราสวนทมปรมาณยางพารามาก ทงทยางพาราสามารถทนความรอนไดตากวายางมะตอย (เสาวรจน, 2537; วรญญา, 2549) ยงสามารถทนความรอนไดสงกวา 200 องศาเซลเซยส จงเรมสลายตว ทาใหมนใจไดวา การใชแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซในการผลตเปนหลงคาในทกอตราสวน จะสามารถใชงานไดดโดยไมเกดการสลายตวทงาย 4.4 ผลกำรทดสอบควำมแขง จากการทดสอบความแขง โดยใชแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซอตราสวนตางๆ ทผานการตกแตงผวหนาดวยหนและเสรมเสนใยไฟเบอรแลว ซงสามารถสรปผลได ดงรปท 4.30

รปท 4.30 ความแขงของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนตางๆ จากรปท 4.30 พบวา เมอเพมปรมาณนายางพรวลคาไนซลงในยางมะตอยชนด PMA จากรอยละ 0 ถงรอยละ 1.5 สงผลใหความแขงมคาเพมขน จาก 50.33 เปน 57.67 แตเมอผสมจนถงอตราสวนรอยละ 2.0 คาความแขงกลบลดลงใกลเคยงกบแผนยางมะตอยทไมผสมนายางพรวลคาไนซ และกกลบมคาเพมขนอก เมอผสมนายางพรวลคาไนซมากกวา รอยละ 2.5 แสดงใหเหนวา นายางพรวลคาไนซ สามารถเพมความแขงของยางมะตอยได แตทคาความแขงมการลดตาลง อาจเกดความไมเขากนของวสดทง 2 ชนด ซงนาจะเปนผลมาจากกระบวนการขนรป เนองจากยางมะตอยทมปรมาณของนายางพรวลคาไนซมาก จะมการแขงตวหรอจบตวกนทเรวกวาการผสมนายางพรวลคาไนซในประมาณนอยหรอไมผสมนายางพรวลคาไนซเลย นอกจากน จากการสงเกตการขนรป ทาใหสรปไดวา การแขงตวของยางมะตอยชนด PMA ผสมนายางพรวลคาไนซทเหมาะสม คอ ไมควรเกน 50 วนาท ภายหลงจากหยดใหความรอน

45

48

51

54

57

60

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0อตราสวนนายางพรวลคาไนซ

ความ

แขง (

ชอรเอ

)

47

4.5 ผลกำรทดสอบควำมตำนทำนแรงดง และควำมเครยด จากความตานทานแรงดงและความเครยดของแผนยางมะตอยชนด PMA ผสมนายางพรวลคาไนซ อตราสวนตางๆ ซงไมตกแตงผวหนาดวยหน และไมมการเสรมเสนใยไฟเบอร สามารถสรปผลได ดงน

รปท 4.31 แรงดงของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนตางๆ จากรปท 4.31 พบวา แรงดงสงสดทรบไดของแผนหลงคายางมะตอยชนด PMA ทมการผสมนายางพรวลคาไนซในปรมาณทมากขน สงผลตอแนวโนมการรบแรงดงของแผนยางมะตอยทเพมมากขนตามไปดวย ทงน เปนผลมาจากแผนฟลมยางทแทรกและเคลอบอนภาคยางมะตอย (Ohama, 1987) มสวนชวยในการรบแรงดงใหสงขน แตการผสมนายางพรวลคาไนซในปรมาณทนอยหรอมากเกนไป (อตราสวนไมเกน รอยละ 1.5 และเกน รอยละ 2.5) จะมผลตอความสามารถในการรบแรงดงทลดลงเลกนอย ซงอาจเปนผลมาจากกระบวนการขนรปทกระจายนายางพรวลคาไนซไดไมทวเทาทควร

รปท 4.32 ความตานทานแรงดงของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนตางๆ

0

4

8

12

16

20

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

แรงด

งสงส

ด(น

วตน)

อตราสวนนายางพรวลคาไนซ

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

ความ

ตานท

านแร

งดง (

เมกะ

ปาสค

าล)


48

จากรปท 4.32 พบวา ความตานทานแรงดงสงสดของแผนหลงคายางมะตอยชนด PMA ผสมนายางพรวลคาไนซนน มคาอยระหวาง 0.194 ถง 0.593 เมกะปาสคาล ซงเปนคาทคอนขางตา ดงนน การนาแผนเสนใยไฟเบอร แบบเสนใย 2 ทาง ตาถ#100 ชนด E-glass cloth มาใชเปนวสดเสรมแรงหลก จงเปนการพฒนาทเหมาะสม และสามารถใชงานผลตภณฑไดทนท

รปท 4.33 การยดตวของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนตางๆ จากรปท 4.33 พบวา คาการยดตวสงสดทจดขาดของแผนหลงคายางมะตอยชนด PMA ผสมนายางพรวลคาไนซ มแนวโนมลดลงอยางตอเนอง เมอมการผสมนายางพรวลคาไนซในปรมาณทเพมขน ซงสอดคลองกบคาความแขงทมแนวโนมเพมสงขนเชนกน ทงน เมอนาคาความตานทานแรงดงและการยดตวของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซมาคานวณหาคาโมดลสยดหยน จะสามารถสรปผลได ดงรปท 4.34

รปท 4.34 โมดลสยดหยนของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนตางๆ

8

10

12

14

16

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

การย

ดตว (

รอยล

ะ)


40

80

120

160

200

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

โมดล

สยดห

ยน (เ

มกะป

าสคา

ล)


49

จากรปท 4.34 พบวา คาโมดลสยดหยนของแผนหลงคายางมะตอยชนด PMA ผสมนายางพรวลคาไนซ มแนวโนมลดตาลงตามปรมาณนายางทเพมขน ซงแสดงวา การผสมนายางพรวลคาไนซมผลตอความยดหยนของแผนยางมะตอยทลดลง 4.6 ผลกำรทดสอบสมประสทธกำรน ำควำมรอน ผลจากการทดสอบคาสมประสทธการนาความรอนของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ ทอตราสวนตางๆ สามารถสรปได ดงรปท 4.35

รปท 4.35 สมประสทธการนาความรอนของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ ทอตราสวนตางๆ

จากรปท 4.35 พบวา การผสมนายางพรวลคาไนซลงในแผนหลงคายางมะตอย จะสามารถลดคาสมประสทธการนาความรอนลงได เนองจากการผสมนายางพรวลคาไนซ จะทาใหเกดชองวางและฟลมยางเคลอบอนภาคตางๆ ไว (Ohama, Y.. 1987) ดงรปท 4.26 ถง 4.28 นอกจากน ยางพารายงเปนวสดทเปนฉนวนปองกนความรอนทดดวย (Blow and Hepburn, 1982) เหลาน ทาใหแผนหลงคายางมะตอยเปนฉนวนปองกนความรอนทดขน 4.7 ผลกำรทดสอบใชงำนจรง การทดสอบตดตงแผนหลงคายางมะตอยชนด PMA ผสมนายางพรวลคาไนซจากโครงการวจยเปรยบเทยบกบผลตภณฑหลงคาชงเกลรฟทวไปทนาเขาจากตางประเทศ โดยใชแบบจาลองหลงคานน ไดเลอกใชแผนหลงคายางมะตอยชนด PMA ผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนรอยละ 2.0 มาเปนตนแบบในการเปรยบเทยบ เนองจากอตราสวนดงกลาว เปนอตราสวนทปรมาณการผสมนายางพรวลคาไนซนอยทสด แตยงคงมคาความตานทานแรงดงทสงกวาแผนหลงคายางมะตอยในอตราสวนทไมมการผสมนายางพรวลคาไนซ รวมทง อตราสวนดงกลาวยงมสมบตอนๆ ทอยในชวงทด ทงน ผลการทดสอบใชงานจรงของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวน รอยละ 2.0 และผลตภณฑหลงคาชงเกลรฟทวไป (บางสวน) สามารถสรปเปนตวอยางได ดงรปท 4.36

0.15

0.18

0.21

0.24

0.27

0.30

0 5 10 20 40 80

สมปร

ะสทธ

การน

าควา

มรอน

(วตต

ตอเม

ตร.เค

ลวน)


50

รปท 4.36 ตวอยางการตดตงแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวนรอยละ 2 (ชวงบน) เปรยบเทยบกบผลตภณฑหลงคาชงเกลรฟทวไปทนาเขาจากตางประเทศ (ชวงลาง)

จากการตดตงของแผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวน รอยละ 2.0 เปรยบเทยบกบหลงคาชงเกลรฟทวไปในการใชงานจรงในรปท 3.6 พบวา แผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซทตดตงน สามารถใชงานไดดและมขอไดเปรยบกวาหลงคาชงเกลรฟทวไป คอ แผนหลงคายางมะตอยทพฒนา จะมการยดเกาะทแนนหนากวา ดแขงแรง คงทน และสวยงามเชนเดยวกบผลตภณฑหลงคาทนาเขาจากตางประเทศ แตอาจมขอจากดในดานการเรยงตวของแผนทอาจจะยงไมสมาเสมอ คอ พนผวของแผนหลงคายางมะตอยทปจะมการโคงงอทมากกวาแผนหลงคาชงเกลรฟ ทงน เปนผลมาจากการออกแบบใหแผนหลงคายางมะตอยชนด PMA ผสมนายางพรวลคาไนซ ตองวางตวแผนซอนกนโดยตรง และใชการเชอมยดเกาะกนระหวางเนอยางมะตอยสาหรบทาใหแนน ซงจะมผลดในดานการลดการเสอมสภาพของกาวทนามาใชเชอมแผนใหตดกน แตกตางกบแผนหลงคาชงเกลรฟในตลาดทใชแผนซอนกน 2 ชน และเชอมแตละแผนใหตดกนดวยกาวยาง ซงมอายการใชงานทสน และอาจเสอมสภาพไดรวดเรว แตสาหรบวธการกอสรางและการปรบแตงของหลงคา ทง 2 ชนดน ไมมความแตกตางกน โดยชางทสามารถตดตงแผนหลงคาชงเกลรฟทวไปได กสามารถตดตงแผนหลงคายางมะตอยชนด PMA ผสมนายางพรวลคาไนซไดเชนกน 4.8 กำรยนค ำขอรบอนสทธบตร จากผลการวจยในโครงการ “การใชยางมะตอยชนดPMAเปนหลงคาเพอลดนาหนกโครงสรางอาคาร” สามารถยนคาขอรบอนสทธบตร จานวน 1 คาขอ คอ เรอง “แผนหลงคายางมะตอยผสมนายางพรวลคาไนซ และกรรมวธการผลต” ทงนไดรบคาแนะนาจาก หนวยจดการทรพยสนทางปญญาและถายทอดเทคโนโลย แหงมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคล (TLO-RMUT) ในการดาเนนการราง จดเตรยมเอกสาร และยนคาขออนสทธบตรในนาม “มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร”

51

4.9 กำรเขยนบทควำมวจยสงลงในเอกสำรประกอบกำรประชมวชำกำร ไดเขยนและนาเสนอบทความเรอง “การใชยางมะตอยชนดPMAเปนหลงคาเพอลดนาหนกโครงสรางอาคาร” (ดงเอกสารแนบในภาคผนวก) ในการประชมวชาการสงแวดลอมแหงชาต ครงท 14 ซงจดขนระหวางวนท 27 – 29 พฤษภาคม 2558 ณ โรงแรมโลตส ปางสวนแกว จงหวดเชยงใหม จดโดย สมาคมวศวกรรมสงแวดลอมแหงประเทศไทย (สวสท.) และมหาวทยาลยเชยงใหม

รปท 4.37 สถานทจดการประชมวชาการสงแวดลอมแหงชาต ครงท 14 ณ โรงแรมโลตส ปางสวนแกว จงหวดเชยงใหม

รปท 4.38 หองประชมใหญทจดการประชมวชาการสงแวดลอมแหงชาต ครงท 14

52

รปท 4.39 ผวจยนาเสนอผลงานเรอง “การใชยางมะตอยชนดPMAเปนหลงคาเพอลดนาหนก โครงสรางอาคาร” ในการประชมวชาการสงแวดลอมแหงชาต ครงท 14

4.10 กำรถำยทอดเทคโนโลยใหแกกลมเปำหมำยส ำหรบน ำไปใชประโยชน ผลจากการถายทอดเทคโนโลยทไดจากโครงการ “การใชยางมะตอยชนดPMAเปนหลงคาเพอลดนาหนกโครงสรางอาคาร” ใหแกกลมเปาหมาย ไดแก หนวยงานภาครฐ หนวยงานภาคเอกชน ชมชน บรษท และหางรานตางๆ นน พบวา มกลมเปาหมายในสวนผประกอบการสนใจรบการถายทอดเทคโนโลย และไดนาไปประยกตใชเบองตนแลว จานวน 1 ราย คอ หางหนสวนจากด พ.ท. สพรรณ วสดกอสรางและการเกษตร

53

บทท 5 สรปผลและขอเสนอแนะ

จากผลการศกษาโครงการ “การใชยางมะตอยชนดPMAเปนหลงคาเพอลดนาหนกโครงสรางอาคาร” สามารถสรปผลและขอเสนอแนะได ดงตอไปน 5.1 สรปผล สรปผลการดาเนนโครงการทงหมด สามารถแบงตามวตถประสงคได ดงน 1) สวนผสมและวสดเสรมแรงทเหมาะสาหรบผลตหลงคายางมะตอยชนด PMA ประกอบดวย สวนผสม คอ ยางมะตอยชนด PMA และนายางพรวลคาไนซ สตรถงมอยาง สวนวสดเสรมแรง คอ czjoเสนใยไฟเบอร แบบเสนใย 2 ทาง ตาถ#100 ชนด E-glass cloth และหนเกลด ซงสามารถพฒนาเปนหลงคายางมะตอยทมสมบตตางๆ เหมาะกบการใชงานภายในประเทศ 2) กระบวนการผลตหลงคายางมะตอยชนด PMA เปนการผสมสวนผสมระหวางยางมะตอยชนด PMA และนายางพรวลคาไนซ ทอณหภมไมเกน 160 องศาเซลเซยส แลวนามาราดลงบนแผนเสนใยไฟเบอร จากนนกดขนรปเปนแผนเรยบ และตดหนเกลดเพอตกแตงและเพมความตานทานตอสภาพอากาศ 3) ผลจากการผสมนายางพรวลคาไนซลงในยางมะตอย PMA สาหรบขนรปเปนหลงคานาหนกเบา มผลตอสมบตทางกายภาพ สมบตทางกล และสมประสทธการนาความรอน ของแผนหลงคายางมะตอย PMA ผสมนายางพรวลคาไนซทดขน ทงในดานความแขง และความตานทานแรงดงทมคาเพม ขน และดานสมประสทธการนาความรอนทมคาลดลง 4) เมอนาแผนหลงคายางมะตอย PMA ผสมนายางพรวลคาไนซทอตราสวน รอยละ 2.0 ไปทดสอบใชงานจรง เปรยบเทยบกบแผนหลงคาชงเกลรฟทวไป พบวา แผนหลงคายางมะตอย PMA ผสมนายางพรวลคาไนซ สามารถยดเกาะกนไดดกวาหลงคาชงเกลรฟ โดยเฉพาะเมอผานไประยะเวลานาน เนองจากเนอของแผนหลงคายางมะตอย PMA ผสมนายางพรวลคาไนซ จะเชอมตดกนไดมากขนเมอสมผสความรอนและแสงแดด ในขณะทแผนหลงคาชงเกลรฟทวไป จะเกดการแขง แตกราว เสอมสภาพ และหลดรอนเมอสมผสความรอนและแสงแดดเปนระยะเวลาหนง ซงแสดงวา แผนหลงคายางมะตอย PMA ผสมนายางพรวลคาไนซ จะเหมาะกบการใชงานในประเทศไทยกวาแผนหลงคาชงเกลรฟทนามาจากตางประเทศ 5) เมอถายทอดเทคโนโลยแผนหลงคายางมะตอยชนด PMA ผสมนายางพรวลคาไนซ ใหแกผประกอบการ ชมชน และประชาชนทวไป ผานทางการนาเสนอและตพมพผลงานในการประชมวชาการระดบชาต จานวน 1 ครง การยนคาขอรบสทธบตร จานวน 1 คาขอ ตลอดจนการประชาสมพนธใหกบบรษททสนใจ ทาใหมบรษททสนใจนาผลงานททาการศกษาวจยน ไปใชประโยชนแลว จานวน 1 บรษท 5.2 ขอเสนอแนะ ในการศกษาตอไป ควรพฒนากระบวนการผลตแผนหลงคายางมะตอยชนด PMA ผสมนายางพรวลคาไนซใหสามารถผลตไดรวดเรวและมมาตรฐานมากยงขน เนองจากกระบวนการผลตในงานวจยน ยงทาใหแผนผลตภณฑทไดมคณภาพยงไมสมาเสมอเทาทควร ทงน กเพอสงเสรมใหผลตภณฑหลงคาใหมน มความเปนไปไดในการผลตและจาหนายในเชงพาณชยไดจรง

54

เอกสำรอำงอง กรมทางหลวง, 2544. แผนงานการใชยางธรรมชาตในงานทางหลวง พ.ศ. 2544-2545 และขอคดเหนของ

หนวยงานทเกยวของ เพอประกอบการพจารณา ของคณะกรรมการกลนกรอง เรอง เสนอคณะรฐมนตร คณะท 5. กรมทางหลวง. กรงเทพฯ

ณฐพงศ นธอทย, จกรพงษ รกษาพราหมณ และอทตยา โตะสน, 2551. การเตรยมวสดมงหลงคาจากยางครมบและพลาสตกรไซเคล . เอกสารประกอบการประชมวชาการทางวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยสงขลานครนทร ครงท 6, 8-9 พฤษภาคม 2551.

ณรงฤทธ สมบตสมภพ, 2554. การพฒนาขเลอยไมพาราเปนหลงคายาง. โครงการวจยแหงชาต: ยางพารา ฝายอตสาหกรรม สานกงานกองทนสนบสนนการวจย (สกว.)

นตพงศ ปานกลาง, สพจน สงหวระสมร และพฒพงษ เรองพศาล, 2551. โครงการ การการพฒนาฉนวนหมขอรดสายไฟฟาแบบพจจากยางพารา (RDG5050068). รายงานวจยฉบบสมบรณ. สานกงานกองทนสนบสนนการวจย. กรงเทพฯ.

บรษท ทปโกแอสฟลท จากด (มหาชน), 2550. ความรเบองตนเกยวกบยางมะตอยและการนาไปใชงาน. บรษท ทปโกแอสฟลท จากด (มหาชน). กรงเทพฯ.

ปยะพร สวนจนทร, ณฐน โลหพฒนานนท, อาซซน แกสมาน และแวอาแซ แวหามะ, 2551. การเตรยมวสดกระเบองยางหลงคาจากยางธรรมชาต . เอกสารประกอบการประชมวชาการทางวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยสงขลา นครนทร ครงท 6, 8-9 พฤษภาคม 2551.

พงษธร แซอย, 2547. ยาง: ชนด สมบต และการใชงาน. ศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต. พงษธร แซอย และชาครต สรสงห, 2548. การศกษาปจจยทมผลตอสมบตเชงกล ความทนทานตอความ

รอนและความตานทานตอโอโซนของยางผสม NR/EPDM. ศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต. วราภรณ ขจรไชยกล, 2523. วทยาการขนพนฐานเกยวกบยางแหง. งานอตสาหกรรมยาง ศนยวจยการยาง

หาดใหญ. วรญญา แกววฒนะ, 2549. โครงการการศกษายางทนรงส UV แสงแดด สาหรบผลตภณฑใชงานนอก

อาคาร (RDG4650044). รายงานวจยฉบบสมบรณ . สานกงานกองทนสนบสนนการวจย. กรงเทพฯ.

แววบญ แยมแสงสงข และณรงคฤทธ สมบตสมภพ, 2553. หลงคายางพาราจากวสดผสมยางธรรมชาตกบขเลอยไมทประหยดพลงงานและเปนมตรกบสงแวดลอม. นตยสารเกยร. ฉบบเดอนมนาคม 2553.

เสาวรจน ชวยจลจตร, 2537. เทคโนโลยยาง. ภาควชาวสดศาสตร คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย.

American Society for Testing and Materials (ASTM), 2014a. ASTM E1131: Standard Test Method for Compositional Analysis by Thermogravimetry. Annual Book of ASTM Standards. Philadelphia.

American Society for Testing and Materials (ASTM), 2014b. ASTM D2240: Standard Test Method for Rubber Property Durometer Hardness. Annual Book of ASTM Standards. Philadelphia.

American Society for Testing and Materials (ASTM), 2014c. ASTM D412: Standard Test Method for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers-Tension. Annual Book of ASTM Standards. Philadelphia.

55

American Society for Testing and Materials (ASTM), 2014d. ASTM C177: Standard Test Method for Steady-State Heat Flux Measurements and Thermal Transmission Properties by Means of the Guarded Hot-Plate Apparatus. Annual Book of ASTM Standards. Philadelphia.

Barlow, Fred W., 1993. Rubber Compounding : Principles, Materials, and Techniques. Second Edition.

Blow, C.M. and Hepburn C., 1982. Rubber Technology and Manufacture, Second Edition., Butterworth Scientific, p. 31.

Brazier, D. W., 1980. Rubber Chemistry and Technology. 53(3): 438. Freakley, P. K. and Payne, A. R., 1978. Theory and Practice of Engineering with Rubber.

Applied Science Publishers Ltd. England. Ghosh and Premamoy, 1990. Polymer science and technology of plastics and rubbers.

Tata McGraw – Hill Publishing Co., Ltd. New delhi. Holfmann, W. 1989. Rubber Technology Handbook. Hanser Publishers. Munich. Hunt, B. J. and James, M. I., 1993. Polymer Characterization. Blackie Academic

&Professional. Ohama, Y.. 1987, Principle of Latex Modification and Some Typical Properties of Latex-

Modified Mortars and Concretes, ACI Materials Journal, Title No. 84-M45, p 511-518.

Subramanium, A. 1980. Molecular Weight and Molecular Weight Distribution of Natural Rubber. RRIM Technology Bulletin. 4:6.

56

ภำคผนวก

สมาคมวศวกรรมสงแวดลอมแหงประเทศไทย

การประชมวชาการสงแวดลอมแหงชาตครงท 14 1 วนท 27-29 พฤษภาคม 2558

การใชยางมะตอยชนดPMAเปนหลงคา เพอลดน าหนกโครงสรางอาคาร

Using PMA Asphalt to Produce Roof Plates for Reducing Building Structure Weight

วหาร ดปญญา1* และ กตตพงษ สวโร2 Wiharn Deepaya1* and Kittipong Suweero2

1อาจารย สาขาวชาวศวกรรมอตสาหการ คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร กรงเทพมหานคร 10300

2ทปรกษาผเชยวชาญ หนวยจดการทรพยสนทางปญญาและถายทอดเทคโนโลย แหงมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคล มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร ปทมธาน 12110

*โทรศพท : 0 2549 4032, โทรสาร : 0 2549 4033, E-mail : [email protected]

บทคดยอ

งานวจยนมวตถประสงคเพอศกษาสมบตของหลงคาชงเกลรฟจากยางมะตอยชนด PMA ผสมน ายางธรรมชาต ในปรมาณ 0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 และ 3.0 โดยน าหนก ผสมสวนผสมภายในหมอใหความรอน ทอณหภมไมเกน 160 องศาเซลเซยส ขนรปดวยแบบหลอ ขนาด 20 x 20 x 0.5 เซนตเมตร เสรมความแขงแรงดวยเสนใย และใชหนเกลดตกแตงผวหนา ทดสอบสมบตของหลงคายางมะตอยผสมน ายางธรรมชาต ตามมาตรฐาน ASTM พบวา แผนยางมะตอยชนด PMA ผสมน ายางธรรมชาตทงหมด สามารถทนความรอนไดสงกวา 200 องศาเซลเซยส โดยปรมาณน ายางธรรมชาตไมเกนอตราสวน 1.5 สงผลใหความแขงมคาเพมขน ในขณะทความตานทานแรงดงและการยดตวมคาลดลง แตเมอเพมปรมาณน ายางธรรมชาตเพมขนถงอตราสวน 2.0 ความตานทานแรงดงกลบเพมขน จากการน าแผนหลงคายางมะตอย PMA ผสมน ายางธรรมชาต อตราสวน 2.0 ไปใชงานจรงเทยบกบหลงคาชงเกลรฟทวไป หลงคายางมะตอย PMA ผสมน ายางธรรมชาต สามารถใชงานไดดและมขอไดเปรยบหลงคาชงเกลรฟทวไป คอ หลงคามความแนนหนายดเกาะกนไดเอง ทงน ผลการวจยทไดสามารถน าไปพฒนาเปนผลตภณฑหลงคาชงเกลรฟทดแทนการน าเขาจากตางประเทศได

ค าส าคญ : หลงคาชงเกลรฟ; ยางมะตอยชนด PMA; น ายาง ธรรมชาต; เสนใย; ความตานทานแรงดง

Abstract

This research aims to study the properties of PMA asphalt shingle roof mixed with natural latex by various contents of natural latex to PMA asphalt (e.g. 0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, and 3.0 by weight). The heat pot was used to mix the mixture with lower than 160 degree of Celsius. The PMA asphalt shingle roof mixed with natural latex samples were cast in 20 x 20 x 0.5 centimeter of dimension and added the fiber plate and stone flake to reinforce and decorate the roof plate. The properties



of the roof plates were tested under ASTM standard. From the results, it is found that all samples can resist the temperature higher than 200 degree of Celsius and the increasing of natural latex (lower than 1.5 of ratio) can improve the hardness property while the tensile strength and elongation properties are decreased. However, when the amount of natural latex increased to 2.0 of ratio, the tensile strength are increased. After compare the PMA asphalt shingle roof mixed with natural latex (2.0 of ratio) and the general shingle roof found that the researched shingle roof can use as well as the general shingle roof and more tightly. The research results can develop to the PMA shingle roof products and replace the import shingle roofs. Keywords : shingle roof; PMA asphalt; natural latex; fiber; tensile strength

บทน า “หลงคายางมะตอย” หรอทรจกกนในชอ “หลงคาชงเกลรฟ” เปนหลงคาทมน าหนกเบาเพยง 18 กโลกรมตอตารางเมตร ในขณะทหลงคาทวไปหนกมากกวา 100 กโลกรมตอตารางเมตร สามารถตดตงไดรวดเรว พนผวสวยงามเปนธรรมชาต สามารถลดขนาดโครงสรางอาคารจากน าหนกหลงคาทลดลงได หลงคาชนดนน าเขาจากตางประเทศ แตกตางจากหลงคาชนดอนทสามารถผลตไดภายในประเทศ ดวยเหตน จงมการพฒนาหลงคายางมะตอยขนจากวตถดบภายในประเทศ [1] โดยใชยางมะตอยชนด PMA (Polymer Modified Asphalt) เปนวสดหลก พรอมปรบปรงสมบตดวยน ายางธรรมชาต [2-4] และตกแตงผวหนาดวยหนเกลด ซงเหมาะสมกบภมอากาศในประเทศไทย ดงน น การใชยางมะตอยชนด PMA เปนหลงคาเพอลดน าหนกโครงสรางอาคาร จงเปนพฒนาวสดกอสรางประเภทวสดมงหลงคา ส าหรบลดขนาดโครงสรางอาคาร ชวยในการประหยดคาใชจายในการกอสราง และลดการน าเขาวสดกอสรางจากตางประเทศดวย โดยมวตถประสงคเพอศกษากระบวนผลต หาอตราสวนทเหมาะสม และทดสอบสมบตทางกายภาพแลทางกลของแผนหลงคา PMA ชงเกลรฟผสมน ายางธรรมชาต

รปท 1 หลงคายางมะตอยหรอหลงคาชงเกลรฟ รปท 2 การตดตงแผนหลงคายางมะตอย

อปกรณและวธการ เรมจากออกแบบสวนผสมและวสดเสรมแรง โดยใชสวนผสมหลก คอ ยางมะตอย PMA (ตารางท 1) ในปรมาณตอแผน ขนาด 20 x 20 x 0.5 เซนตเมตร เทากบ 400 กรม จากนนผสมน ายางธรรมชาตชนดพรวลคาไนซ สตรถงมอแพทย จากกรมวชาการเกษตรดงตารางท 2 ลงไป พรอมท งลดปรมาณยางมะตอย PMA ลง คดเปนอตราสวนตางๆ โดยน าหนก รวม 6 อตราสวน คอ 0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 และ 3.0 และใชหนเกลดเบอร 5 เทากบ 100 กรมในการตกแตงผวหนา ซงการขนรปตวอยางแผนหลงคาส าหรบทดสอบ ใหท าการตมยางมะตอย PMA ทอณหภมไมเกน 160 องศาเซลเซยส และเตมน ายาง



ธรรมชาตลงไป จากนนสเปรยยางมะตอย PMA ทผสมน ายางธรรมชาตแลว ลงบนแผนใยไฟเบอร ชนดเสนใย 2 ทาง ตาถ#100 ชนด E-glass cloth ทมคณสมบต คอ น าหนก 100 กรมตอตารางเมตร เสนยน (Warp) >50 เสนพง (Weft) >50 และความตานทานแรงดง (Tensile Strength) 25 กโลกรมตอมลลเมตร (รปท 3) แลวจงโรยหนเกลดบนผวหนา [5-6] และอดเปนแผนใหเรยบสม าเสมอ ไดตวอยางหลงคายางมะตอยชนด PMA ผสมน ายางธรรมชาตส าหรบน าไปทดสอบ ดงรปท 4 เตรยมตวอยางและเครองมอการทดสอบสมบตเชนเดยวกบแผนยางทวไป เนองจากประเทศไทยยงไมมการก าหนดและบงคบใชมาตรฐาน มอก. ในผลตภณฑน การทดสอบทใช ประกอบดวย การสองกลองจลทรรศนดวยแสง ทก าลงขยาย 200 เทา การสลายตวดวยการเผาทอณหภมสงดวยเครอง Thermo Gravimetric Analyzer (TGA) ความแขง [7] ความตานทานแรงดง และความเครยด [8] รวมทงการทดสอบการใชงานจรงเทยบกบหลงคาชงเกลรฟทวไปเปนเวลา 3 เดอน การทดสอบนอกจากการใชงานจรงและความแขงนน ทงหมดเปนการใชเนอยางมะตอย PMA ผสมน ายางธรรมชาต โดยไมมเสนใยและหนเกลดเปนสวนประกอบ เพราะท าใหสามารถทราบถงผลจากการผสมน ายางธรรมชาตลงในยางมะตอยชนด PMA อยางชดเจน

รปท 3 แผนใยไฟเบอร ชนดเสนใย 2 ทาง รปท 4 หลงคายางมะตอยชนด PMA ผสมน ายางธรรมชาต

ตารางท 1 สมบตของยางมะตอยชนด PMA

สมบต PMA ความหนด(Viscosity) - Visco. 165 °C 512 cP จดออนตว (Softening Point) 85 °C ความยดหยน(Elasticity) - Torsional Recovery 25 °C 84 % แรงยดเหนยว(Cohesion) - Toughness 209 kg.cm การรกษาคณสมบต (Aging Resistance) - Thin Film Oven Test (TFOT) Pen. °C

72 %org

ตารางท 2 อตราสวนผสมของหลงคายางมะตอยชนด PMA

สวนผสม อตราสวนน ายางธรรมชาตตอยางมะตอย

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 ยางมะตอย PMA (กรม) 400 398 396 394 392 390 388 น ายางธรรมชาตขน (กรม) 0 2 4 6 8 10 12 หนเกลด (กรม) 100 100 100 100 100 100 100



ผลการทดลองและวจารณ จากผลการทดสอบสมบตทางกายภาพและทางกลของแผนหลงคายางมะตอยชนด PMA ผสมน ายางธรรมชาต สามารถ

สรปได ดงตอไปน

รปท 5 การสองกลองจลทรรศนแผนยางมะตอยผสมยางธรรมชาต รอยละ 0.0





รปท 10 การสองกลองจลทรรศนแผนมะตอยผสมยางธรรมชาต รอยละ 2.5




รปท 12 การสลายตวทอณหภมสงของยางมะตอยผสมยางธรรมชาตอตราสวน รอยละ 3.0

45

48

51

54

57

60

. . . . . . .

ความแข

ง (Sh

ore A

)

อตราสวน

รปท 13 ความแขงของแผนยางมะตอยผสมยางธรรมชาต



0

5

10

15

20

. . .

แรงดง (นว

ตน)


รปท 14 แรงดงของแผนยางมะตอยผสมยางธรรมชาต

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

. . . . . . .

ความตานท

านแรงดง

(เมกะ

ปาสค

าล)


รปท 15 ความตานทานแรงดงของแผนยางมะตอยผสมยางธรรมชาต

8

10

12

14

16

. . . . . . .

การยดต

ว (รอยละ)


รปท 16 การยดตวของแผนยางมะตอยผสมยางธรรมชาต



40

80

120

160

200

. . . . . . .

โมดล

สยดห

ยน (เม

กะปาสค

าล)


รปท 17 โมดลสยดหยนของแผนยางมะตอยผสมน ายางธรรมชาต

รปท 18 การตดตงหลงคาชงเกลรฟจากงานวจยเปรยบเทยบกบหลงคาชงเกลรฟทวไป

จากการทดสอบสามารถสรปผลไดวา ลกษณะของแผนหลงคายางมะตอยชนด PMA ทงทผสมและไมผสมน ายางธรรมชาตจากการสองดวยกลองจลทรรศนมลกษณะทใกลเคยงกน แตเนอของแผนยางมะตอยลวนๆ มลกษณะทละเอยดมากกวาแผนยางมะตอยทผสมน ายางธรรมชาต เหนไดจากพนผวของแผนยางมะตอยผสมน ายางธรรมชาตทมสออกขาวๆ เปนพนทใหญมากกวาแผนยางมะตอยทไมผสมน ายางธรรมชาต ดงรปท 5 ถง 11 สวนการสลายตวทอณหภมสงของยางมะตอยผสมน ายางธรรมชาต ดวยการเผา 2 ชวโมง จากอณหภมหองทประมาณ 30 องศาเซลเซยส จนถงอณหภมท 225.81 องศาเซลเซยส ในรปท 12 พบวา น าหนกของชนตวอยางลดลงไป รอยละ 0.5 โดยน าหนก จากนนน าหนกกเรมลดลงอยางตอเนองในชวงอณหภมประมาณ 250 ถง 400 องศาเซลเซยส จนถงชวงทกราฟแสดงทอณหภม 485.04 องศาเซลเซยส น าหนกของชนตวอยางไดลดลงเปนรอยละ 26.75 โดยน าหนก แสดงวา ยางมะตอยผสมน ายางธรรมชาต สามารถทนความรอนไดสงกวา 200 องศาเซลเซยส ซงเพยงพอตอการใชงานเปนหลงคาภายนอกอาคาร ในสวนของการทดสอบความแขงนน (รปท 13) เมอเพมอตราสวนผสมน ายางธรรมชาตลงไปในยางมะตอย จากรอยละ 0.0 ถงรอยละ 1.5 สงผลใหความแขงมคาเพมขน จาก 50.33 เปน 57.67 แตเมอผสมจนถงอตราสวนรอยละ 2.0 คาความแขงกลบลดลงใกลเคยงกบยางมะตอยทไมผสมน ายางธรรมชาต และกลบเพมขนอกครงเมอผสมมากกวา รอยละ 2.5 ส าหรบการทดสอบความตานทานแรงดงและการยดตวในรปท 14 ถง 16 แรงดงสงสดทรบไดของแผนยางมะตอยทมการผสมน ายางธรรมชาตมคาลดลงตามปรมาณน ายางธรรมชาตทเพมขน ซงสอดคลองกบคาความแขง กลาวคอ

แผนหลงคายางมะตอยผสม

น ายางธรรมชาต (อตราสวน 2.0)

แผนหลงคายางมะตอยท น าเขาจากตางประเทศ



เมอผสมน ายางธรรมชาตเพมขน สงผลใหความแขงเพมขน แตแรงดงสงสดทไดกลบมคาลดลง โดยคาการยดตวสงสดทจดขาด (Elongation at Break) และโมดลสยดหยน (Modulus of Elasticity) ของยางมะตอยผสมน ายางธรรมชาต (รปท 17) มแนวโนมเชนเดยวกบคาแรงดงสงสดและความตานทานแรงดง คอ มคาลดลงอยางตอเนองเมอมการผสมน ายางธรรมชาตเพมขน และเมอน าหลงคาชงเกลรฟหรอหลงคายางมะตอย PMA จากงานวจยไปใชงานจรงเปรยบเทยบกบหลงคาชงเกลรฟทวไป ดงรปท 18 เหนไดวา การตดตงหลงคาชงเกลรฟจากยางมะตอยผสมน ายางธรรมชาตทอตราสวน 2.0 เปรยบเทยบกบหลงคาชงเกลรฟทวไป หลงคาทพฒนาสามารถใชงานไดดและมขอไดเปรยบหลงคาชงเกลรฟทวไป คอ หลงคามความแนนหนายดเกาะกนเองไดด ดแขงแรงคงทน และสวยงามตามแบบหลงคาชงเกลรฟ ไมมการเสอมสภาพของกาวทน ามาใชเชอมแผนใหตดกน แตกตางกบหลงคาในตลาดทกาวอาจหมดอายหรอเสอมสภาพได

สรป

การใชยางมะตอยชนดPMAเปนหลงคาเพอลดน าหนกโครงสรางอาคาร โดยการผสมยางมะตอยชนด PMA ผสมน ายางธรรมชาต ไมเกนรอยละ 2.0 ขนรปดวยการตมทอณหภม ไมเกน 160 องศาเซลเซยส เสรมความแขงแรงและตกแตงพนผวดวยแผนเสนใยและเกลด สามารถใชงานเปนหลงคาชงเกลรฟไดดเทยบเทากบผลตภณฑในทองตลาด แตแผนหลงคาทพฒนาขนสามารถยดเกาะระหวางแผนทดกวาหลงคาชงเกลรฟทวไป มสมบตทางกายภาพและทางกลทดเพยงพอตอการใชงาน

กตตกรรมประกาศ งานวจยนไดรบการสนบสนนทนวจยจากมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร งบประมาณแผนดนประจ าป 2558

เอกสารอางอง [1] บรษท ทปโกแอสฟลท จ ากด (มหาชน), 2550. ความรเบองตนเกยวกบยางมะตอยและการน าไปใชงาน. บรษท ทปโก

แอสฟลท จ ากด (มหาชน), กรงเทพฯ. [2] กรมทางหลวง, 2544. แผนงานการใชยางธรรมชาตในงานทางหลวง พ.ศ. 2544-2545 และขอคดเหนของหนวยงานท

เกยวของ เพอประกอบการพจารณา ของคณะกรรมการกลนกรอง เรอง เสนอคณะรฐมนตร คณะท 5. กรมทางหลวง, กรงเทพฯ.

[3] Barlow, Fred W., 1993. Rubber Compounding : Principles, Materials, and Techniques. Second Edition. [4] พงษธร แซอย และชาครต สรสงห, 2548. การศกษาปจจยทมผลตอสมบตเชงกล ความทนทานตอความรอนและความ

ตานทานตอโอโซนของยางผสม NR/EPDM, ศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต, ปทมธาน. [5] Matsuda Takatsugu, Arakawa Harunori, Nakagawa Toru, Matsumura Katsumi และ Nishikawa Ryoichi, 1988. JPO

Patent Application No.63 -25 6644 (Waterproofing by use of Thin Stone Plate with Non-vulcanized Butyl Lining). Field 12 October 1988.

[6] Soudai Kimitoyo and Kasuga Yoshinobu, 1999. JPO Patent Application No.11-026860 (Asphalt Roofing and Sand Therefor). Field 4 February 1999.

[7] American Society for Testing and Materials, 2012. ASTM D2 2 4 0 : Standard Test Method for Rubber Property_ Durometer Hardness. Annual Book of ASTM Standards. Philadelphia.

[8] American Society for Testing and Materials, 2012. ASTM D412: Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers Tension. Annual Book of ASTM Standards. Philadelphia.

แบบสป/สผ/อสป/001-ก หนา 1 ของจ านวน 2 หนา

11

ค ำขอรบสทธบตร/อนสทธบตร การประดษฐ การออกแบบผลตภณฑ อนสทธบตร ขาพเจาผลงลายมอชอในค าขอรบสทธบตร/อนสทธบตรน ขอรบสทธบตร/อนสทธบตร ตามพระราชบญญตสทธบตร พ.ศ 2522 แกไขเพมเตมโดยพระราชบญญตสทธบตร (ฉบบท 2) พ.ศ 2535 และ พระราชบญญตสทธบตร (ฉบบท 3) พ.ศ 2542

ส ำหรบเจำหนำท

วนรบค าขอ เลขทค าขอ วนยนค าขอ สญลกษณจ าแนกการประดษฐระหวางประเทศ ใชกบแบบผลตภณฑ ประเภทผลตภณฑ

วนประกาศโฆษณา เลขทประกาศโฆษณา

วนออกสทธบตร/อนสทธบตร

เลขทสทธบตร/อนสทธบตร

ลายมอชอเจาหนาท

1.ชอทแสดงถงการประดษฐ/การออกแบบผลตภณฑ แผนหลงคายางมะตอยผสมน ายางพรวลคาไนซ และกรรมวธการผลต 2.ค าขอรบสทธบตรการออกแบบผลตภณฑนเปนค าขอส าหรบแบบผลตภณฑอยางเดยวกนและเปนค าขอล าดบท ในจ านวน ค าขอ ทยนในคราวเดยวกน 3.ผขอรบสทธบตร/อนสทธบตร และทอย (เลขท ถนน ประเทศ) มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร ทอย เลขท 399 ถนนสามเสน แขวงวชรพยาบาล เขตดสต กรงเทพมหานคร รหสไปรษณย 10300 ประเทศไทย

3.1 สญชาต ไทย 3.2 โทรศพท 0 2282 9009, 08 8274 0869 3.3 โทรสาร 0 2282 9009 3.4 อเมล [email protected]

4.สทธในการขอรบสทธบตร/อนสทธบตร

ผประดษฐ/ผออกแบบ ผ รบโอน ผขอรบสทธโดยเหตอน 5.ตวแทน(ถาม)/ทอย (เลขท ถนน จงหวด รหสไปรษณย) วาทรอยเอกกตตพงษ สวโร ทอย เลขท 8/3 หมท8 ถนนพทธรกษา ต าบลทายบานใหม อ าเภอเมองสมทรปราการ จงหวดสมทรปราการ รหสไปรษณย 10280 ประเทศไทย

5.1 ตวแทนเลขท 2262 5.2 โทรศพท 08 1199 4705

5.3 โทรสาร 0 2549 4032

5.4 อเมล [email protected]

6.ผประดษฐ/ผออกแบบผลตภณฑ และทอย ( เลขท ถนน ประเทศ ) ผชวยศาสตราจารย ดร.วหาร ดปญญา ทอย คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร เลขท 1381 ถ.พบลสงคราม แขวงบางซอ เขตบางซอ กรงเทพมหานคร รหสไปรษณย 10800 และ วาทรอยเอกกตตพงษ สวโร ทอย มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร เลขท 39 หมท 1 ถนนรงสต-นครนายก คลองหก อ าเภอธญบร จงหวดปทมธาน รหสไปรษณย 12110 ประเทศไทย

7. ค าขอรบสทธบตร/อนสทธบตรนแยกจากหรอเกยวของกบค าขอเดม ผขอรบสทธบตร/อนสทธบตร ขอใหถอวาไดยนค าขอรบสทธบตร/อนสทธบตรน ในวนเดยวกบค าขอรบสทธบตร เลขท วนยน เพราะค าขอรบสทธบตร/อนสทธบตรนแยกจากหรอเกยวของกบค าขอเดมเพราะ

ค าขอเดมมการประดษฐหลายอยาง ถกคดคานเนองจากผขอไมมสทธ ขอเปลยนแปลงประเภทของสทธ หมำยเหต ในกรณทไมอาจระบรายละเอยดไดครบถวน ใหจดท าเปนเอกสารแนบทายแบบพมพนโดยระบหมายเลขก ากบขอและหวขอทแสดงรายละเอยด เพมเตมดงกลาวดวย

แบบสป/สผ/อสป/001-ก (ใบตอ) หนา 2 ของจ านวน 2 หนา

8.การยนค าขอนอกราชอาณาจกร

วนยนค าขอ เลขทค าขอ ประเทศ สญลกษณจ าแนกการประดษฐระหวางประเทศ

สถานะค าขอ

8.1

8.2

8.3

8.4 ผขอรบสทธบตร/อนสทธบตรขอสทธใหถอวาไดยนค าขอนในวนทไดยนค าขอรบสทธบตร/อนสทธบตรในตางประเทศเปนครงแรกโดย

ไดยนเอกสารหลกฐานพรอมค าขอน ขอยนเอกสารหลกฐานหลงจากวนยนค าขอน 9.การแสดงการประดษฐ หรอการออกแบบผลตภณฑ ผขอรบสทธบตร/อนสทธบตรไดแสดงการประดษฐทหนวยงานของรฐเปนผจด วนแสดง วนเปดงานแสดง ผจด 10.การประดษฐเกยวกบจลชพ 10.1 เลขทะเบยนฝากเกบ 10.2 วนทฝากเกบ 10.3 สถาบนฝากเกบ/ประเทศ

11.ผขอรบสทธบตร/อนสทธบตร ขอยนเอกสารภาษาตางประเทศกอนในวนยนค าขอน และจะจดยนค าขอรบสทธบตร/อนสทธบตรนทจดท าเปนภาษาไทยภายใน 90 วน นบจากวนยนค าขอน โดยขอยนเปนภาษา

องกฤษ ฝรงเศส เยอรมน ญป น อนๆ 12.ผขอรบสทธบตร/อนสทธบตร ขอใหอธบดประกาศโฆษณาค าขอรบสทธบตร หรอรบจดทะเบยน และประกาศโฆษณาอนสทธบตรน หลงจากวนท เดอน พ.ศ

ผขอรบสทธบตร/อนสทธบตรขอใหใชรปเขยนหมายเลข ในการประกาศโฆษณา 13.ค าขอรบสทธบตร/อนสทธบตรนประกอบดวย ก. แบบพมพค าขอ 2 หนา ข. รายละเอยดการประดษฐ หรอค าพรรณนาแบบผลตภณฑ 2 หนา ค. ขอถอสทธ 1 หนา ง. รปเขยน รป หนา จ. ภาพแสดงแบบผลตภณฑ

รปเขยน รป หนา

ภาพถาย รป หนา ฉ. บทสรปการประดษฐ 1 หนา

14.เอกสารประกอบค าขอ

เอกสารแสดงสทธในการขอรบสทธบตร/อนสทธบตร

หนงสอรบรองการแสดงการประดษฐ/การออกแบบ ผลตภณฑ

หนงสอมอบอ านาจ

เอกสารรายละเอยดเกยวกบจลชพ

เอกสารการขอนบวนยนค าขอในตางประเทศเปนวนยน ค าขอในประเทศไทย

เอกสารขอเปลยนแปลงประเภทของสทธ

เอกสารอน ๆ 15. ขาพเจาขอรบรองวา

การประดษฐนไมเคยยนขอรบสทธบตร/ อนสทธบตรมากอน

การประดษฐนไดพฒนาปรบปรงมาจาก………………………………………………….…..……………………………………

16.ลายมอชอ ( ผขอรบสทธบตร / อนสทธบตร; ตวแทน ) (วาทรอยเอกกตตพงษ สวโร) ตวแทนผ รบมอบอ านาจ

หมายเหต บคคลใดยนขอรบสทธบตรการประดษฐหรอการออกแบบผลตภณฑ หรออนสทธบตร โดยการแสดงขอความอนเปนเทจแกพนกงานเจาหนาท เพอใหไดไปซงสทธบตรหรออนสทธบตร ตองระวางโทษจ าคกไมเกนหกเดอน หรอปรบไมเกนหาพนบาท หรอทงจ าทงปรบ

หนา 1 ของจ านวน 3 หนา

5 10 15 20 25 30

รายละเอยดการประดษฐ

ชอทแสดงถงการประดษฐ แผนหลงคายางมะตอยผสมน ายางพรวลคาไนซ และกรรมวธการผลต สาขาวทยาการทเกยวของกบการประดษฐ สาขาวศวกรรมวสดทเกยวของกบแผนหลงคายางมะตอยผสมน ายางพรวลคาไนซ และกรรมวธการผลต ภมหลงของศลปะหรอวทยาการทเกยวของ

ขนาดโครงสรางอาคารมความสมพนธกบน าหนกบรรทกโดยตรง ทงน าหนกจากวสดกอสราง (น าหนกบรรทกคงท) และน าหนกใชงาน (น าหนกบรรทกจร) ปจจบนนยมลดน าหนกวสดกอสรางจ าพวกวสดกอผนงกนมาก โดยเปลยนจากคอนกรตบลอก อฐกอสรางสามญ (อฐมอญ) มาเปนอฐมวลเบา ซงชวยใหขนาดโครงสรางเลกลงได แตส าหรบน าหนกของหลงคากลบไมคอยใหความส าคญมากนก ทงนหลงคาทมน าหนกเบาและเปนทนยมกนในตางประเทศ คอ “หลงคายางมะตอย” หรอทรจกกนในชอ “หลงคาชงเกลรฟ” เปนหลงคาทมน าหนกเบาเพยง 18 กโลกรม ในขณะทหลงคาทวไปหนกมากกวา 100 กโลกรม สามารถตดตงไดรวดเรว พนผวสวยงามเปนธรรมชาต

ในประเทศไทยมการน าเขาหลงคาชนดนจากประเทศสหรฐอเมรกา เนองจากไมมผ ผลตภายในประเทศ ซงแตกตางจากหลงคาชนดอนทสามารถผลตไดเองภายในประเทศ ดวยเหตนจงมแนวคดในการพฒนาหลงคายางมะตอยขนจากวตถดบภายในประเทศ โดยใชยางมะตอยชนด PMA เปนวสดหลก พรอมทงปรบปรงวสดเสรมแรง แผนกนซม และพฒนาผวหนาดวยหนเกลดธรรมชาตทเหมาะสมกบภมอากาศและมอยในประเทศไทย ยางมะตอยหรอแอสฟลต เปนสารประกอบไฮโดรคารบอน (Hydro Carbon) ไดมาจากขบวนการกลนน ามนปโตรเลยม โดยยางมะตอยจะเปนสวนของน ามนดบทหนกทสด ซงมองคประกอบทงหมด 3 สวน คอ Asphaltenes เปนสวนทมสน าตาลเกอบด า ลกษณะเปนอนภาคของแขงแขวนลอย เปนตวท าใหเกดความขนหนดในแอสฟลต, Asphaltic เปนของแขงทมสน าตาลแก เปนของเหลวเมอถกความรอนท าหนาทชวยให Asphaltenes กระจายตวในแอสฟลต, และ Oily Constituents เปนสวนของน ามนเหลวไรส

ทงน การทยางมะตอยไดรบความนยมในการใชงานอยางกวางขวางนน เนองจากคณสมบตทส าคญ คอ เปนตวเชอมประสานทด (Good Binder) ท าหนาทเปนตวเชอมวสดตางๆ ใหตกน เชน การผสมยางมะตอยกบหนยอย เพอใชท าผวจราจรตางๆ เปนตน , ปองกนน าซมผาน (Good Waterproofing) เมอวสดเคลอบดวยยางมะตอยแลว โอกาสทน าจะซมผานจะเปนไปไดยาก , ใชความรอนแลวกลายเปนของเหลว (Liquid) ออนตวเมอถกความรอน และแขงตวเมอเยนลงคณสมบตนจะท าใหสามารถน ายางมะตอยมาใชประโยชนไดงายขน เชน การท าถนน เมอท าใหยางมะตอยเหลวกสามารถผสมยางมะตอยกบวสด


5 10 15 20 25 30

ตางๆ ไดด และเมอลาดยางแลวจะเยนลงจนเกดการแขงตว และทนทานคงสภาพดนฟาอากาศ (Aging Resistance) จงเหมาะกบการใชงานกลางแจง การใชยางมะตอยชนดPMA ผสมน ายางพรวลคาไนซเปนหลงคาเพอลดน าหนกโครงสรางอาคาร จงเปนการพฒนาวสดกอสรางประเภทวสดมงหลงคาทสามารถประหยดคาใชจายในการกอสราง นอกจากน หลงคายางมะตอยทพฒนา ยงมการน าน ายางธรรมชาต ทก าลงประสบปญหาดานราคาตกต า มาใชปรบปรงสมบตตางๆ ของหลงคายางมะตอยใหดขน ซงจะเปนแนวทางการน าน ายางธรรมชาตมาใชประโยชน และชวยสรางเสถยรภาพใหกบราคายางและเศรษฐกจของประเทศอกดวย ลกษณะและความมงหมายของการประดษฐ ลกษณะของแผนหลงคายางมะตอยผสมน ายางพรวลคาไนซ ประกอบดวย ยางมะตอยชนด PMA (Polymer Modified Asphalt), น ายางธรรมชาตชนดพรวลคาไนซ, แผนเสนใยไฟเบอรชนด E-glass cloth แบบสองทาง, และหนเกลด โดยมกรรมวธการผลต เรมจากการผสมยางมะตอยชนด PMA และน ายางธรรมชาตชนดพรวลคาไนซดวยความรอน แลวน าสวนผสมทไดเทหรอฉดพนลงบนแผนเสนใยไฟเบอรชนด E-glass cloth ปรบความหนาใหเรยบสม าเสมอ และโรยหนเกลดลงบนผวหนา แลวกดทบจนหนเกลดจมลงเหลอเพยงผวดานบน ไดแผนหลงคายางมะตอยผสมน ายางพรวลคาไนซ ความมงหมายของการประดษฐน เพอใชเปนแผนหลงคาน าหนกเบา ส าหรบใชในบานพกอาศย และอตสาหกรรมการกอสรางทวไป การเปดเผยการประดษฐโดยสมบรณ แผนหลงคายางมะตอยผสมน ายางพรวลคาไนซ มสวนผสมและกรรมวธการผลต ดงน ก. ท าการคดขนาดหนเกลดใหมขนาด 1.00 – 2.38 มลลเมตร (ผานตะแกรงเบอร 8 และคางตะแกรงเบอร 18) ข. ละลายยางมะตอยชนด PMA (Polymer Modified Asphalt) ในภาชนะดวยอณหภม 140 – 160 องศาเซลเซยส จนยางมะตอยชนด PMA เปลยนสถานะจากของแขงเปนของเหลว ค. เตมน ายางธรรมชาตชนดพรวลคาไนซ ปรมาณ 0.015 – 0.030 สวนโดยน าหนกของยางมะตอยชนด PMA ใสลงในยางมะตอยชนด PMA ทละลายแลว จากนนท าการกวนผสมจนเขากน ภายในระยะเวลา 2 นาท ง. ตดแผนเสนใยไฟเบอรชนด E-glass cloth แบบสองทาง มาวางและยดลงในแบบหลอหลงคายางทมความหนาตามตองการ จ. เทหรอฉดพนสวนผสมระหวางยางมะตอยชนด PMA และน ายางพรวลคาไนซลงบนแผนเสนใยไฟเบอรชนด E-glass cloth ทเตรยมไว พรอมอดใหมความหนาเทากน ภายในเวลา 1 นาท หลงจากเทหรอฉดสวนผสม

5


ฉ. โรยหนเกลดทคดขนาดแลวลงบนแผนสวนผสมทปรบใหเรยบ แลวจงกดอดหนเกลดใหจมลงไป โดยเหลอไวเพยงพนผวดานบนของหนเกลดเทานน ช. รอใหสวนผสมเยนตวและจบตวแขง ไดแผนหลงคายางมะตอยผสมน ายางพรวลคาไนซ วธการในการประดษฐทดทสด

ดงไดกลาวไวแลวในหวขอการเปดเผยการประดษฐโดยสมบรณ


5 10 15

ขอถอสทธ

1. แผนหลงคายางมะตอยผสมน ายางพรวลคาไนซ มสวนผสมและกรรมวธการผลต ดงน ก. ท าการคดขนาดหนเกลดใหมขนาด 1.00 – 2.38 มลลเมตร (ผานตะแกรงเบอร 8 และคาง

ตะแกรงเบอร 18) ข. ละลายยางมะตอยชนด PMA (Polymer Modified Asphalt) ในภาชนะดวยอณหภม 140

– 160 องศาเซลเซยส จนยางมะตอยชนด PMA เปลยนสถานะจากของแขงเปนของเหลว ค. เตมน ายางธรรมชาตชนดพรวลคาไนซ ปรมาณ 0.015 – 0.030 สวนโดยน าหนกของยางมะ

ตอยชนด PMA ใสลงในยางมะตอยชนด PMA ทละลายแลว จากนนท าการกวนผสมจนเขากน ภายในระยะเวลา 2 นาท

ง. ตดแผนเสนใยไฟเบอรชนด E-glass cloth แบบสองทาง มาวางและยดลงในแบบหลอหลงคายางทมความหนาตามตองการ

จ. เทหรอฉดพนสวนผสมระหวางยางมะตอยชนด PMA และน ายางพรวลคาไนซลงบนแผนเสนใยไฟเบอรชนด E-glass cloth ทเตรยมไว พรอมอดใหมความหนาเทากน ภายในเวลา 1 นาท หลงจากเทหรอฉดสวนผสม

ฉ. โรยหนเกลดทคดขนาดแลวลงบนแผนสวนผสมทปรบใหเรยบ แลวจงกดอดหนเกลดใหจมลงไป โดยเหลอไวเพยงพนผวดานบนของหนเกลดเทานน

ช. รอใหสวนผสมเยนตวและจบตวแขง ไดแผนหลงคายางมะตอยผสมน ายางพรวลคาไนซ


5

บทสรปการประดษฐ

แผนหลงคายางมะตอยผสมน ายางพรวลคาไนซ และกรรมวธการผลต เปนการน ายางมะตอยชนด PMA (Polymer Modified Asphalt), น ายางธรรมชาตชนดพรวลคาไนซ, แผนเสนใยไฟเบอรชนด E-glass cloth แบบสองทาง, และหนเกลด มาผานกรรมวธการผลต เรมจากการผสมยางมะตอยชนด PMA และน ายางธรรมชาตชนดพรวลคาไนซดวยความรอน แลวน าสวนผสมทไดเทหรอฉดพนลงบนแผนเสนใยไฟเบอรชนด E-glass cloth ปรบความหนาใหเรยบสม าเสมอ และโรยหนเกลดลงบนผวหนา แลวกดทบจนหนเกลดจมลงเหลอเพยงผวดานบน ไดแผนหลงคายางมะตอยผสมน ายางพรวลคาไนซ ส าหรบใชเปนหลงคาของบานพกอาศย และอตสาหกรรมการกอสรางทวไป

หนงสอสญญาโอนสทธขอรบสทธบตร / อนสทธบตร

เขยนท มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร ถนนสามเสน แขวงวชรพยาบาล เขตดสต กรงเทพมหานคร 10300 วนท 10 กนยายน 2558 สญญาระหวางผโอน คอ ผชวยศาสตราจารย ดร.วหาร ดปญญา ทอย คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร เลขท 1381 ถ.พบลสงคราม แขวงบางซอ เขตบางซอ กรงเทพมหานคร รหสไปรษณ ย 10800 ประเทศไทย และ วา ทรอยเอกกตตพงษ สวโร ทอย มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร เลขท 39 ม.1 ถ.รงสต-นครนายก คลองหก อ.ธญบร จ.ปทมธาน รหสไปรษณย 12110 ประเทศไทย โดยมผ รบโอน คอ มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร โดย รองศาสตราจารยสภทรา โกไศยกานนท ต าแหนง อธการบดมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคล พระนคร ทอย มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคล พระนคร เลขท 399 ถ.สามเสน แขวงวชรพยาบาล เขตดสต กรงเทพมหานคร รหสไปรษณย 10300 ประเทศไทย โดยสญญาน ผ โอนซงเปนผประดษฐ แผนหลงคายางมะตอยผสมน ายางพรวลคาไนซ และกรรมวธการผลต ขอโอนสทธในการประดษฐดงกลาว ซงรวมถงสทธขอรบอนสทธบตรและสทธอนๆ ทเกยวของใหแกผรบโอน โดยผรบโอนไดจายคาตอบแทนทเหมาะสมใหแกผโอน เพอเปนพยานหลกฐานแหงการน ผโอนและผรบโอนไดลงลายมอชอไวขางลางน (ลงชอ) ผโอน

(ผชวยศาสตราจารย ดร.วหาร ดปญญา) (ลงชอ) ผโอน (วาทรอยเอกกตตพงษ สวโร)

(ลงชอ) ผรบโอน (รองศาสตราจารยสภทรา โกไศยกานนท)

(ลงชอ) พยาน (ผชวยศาสตราจารย ดร.ปราโมทย วรานกล)

(ลงชอ) พยาน (ดร.ผกามาศ ชสทธ)

หนงสอมอบอ ำนำจ ขาพเจา มหำวทยำลยเทคโนโลยรำชมงคลพระนคร โดย รองศาสตราจารยสภทรา โกไศยกานนท ต าแหนง อธการบดมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร ทอย มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร เลขท 399 ถนนสามเสน แขวงวชรพยาบาล เขตดสต กรงเทพมหานคร รหสไปรษณย 10300 ประเทศไทย ขอมอบหมายและแตงตงให วำทรอยเอกกตตพงษ สวโร (ตวแทนสทธบตรเลขท 2262) ทอย เลขท 8/3 หมท 8 ถนนพทธรกษา ต าบลทายบานใหม อ าเภอเมองสมทรปราการ จงหวดสมทรปราการ รหสไปรษณย 10280 ประเทศไทย เปนตวแทนและผรบมอบอ านาจของขาพเจาอนแทจรงและชอบดวยกฎหมายเพอขาพเจาและในนามขาพเจาใหยนค าขอรบสทธบตรและใหไดมาซงสทธบตรภายใตชอ “แผนหลงคำยำงมะตอยผสมน ำยำงพรวลคำไนซ และกรรมวธกำรผลต ” ใหรบโอนการประดษฐการออกแบบผลตภณฑสทธบตรและค าขอรบสทธบตรตางๆ และเพอความประสงคดงทไดกลาวมาแลวในนามของขาพเจา ใหลงนามและยนบรรดาหนงสอและเอกสารทงมวลซงตวแทนผรบมอบอ านาจในฐานะดงทไดกลาวมาแลวอาจคดเหนวาเปนการจ าเปนหรอพงตองการ ใหเปลยนแปลงแกไขและเพกถอนค าขอรบสทธบตรและเอกสารตางๆ เชนวามานน ใหไปปฏบตการ ณ สถานทราชการหรอ ณ ทอนใด ใหตอสหรอปองกนค าขอและสทธบตรใหพนจากการปฏเสธการคดคานหรอการขดขวางใดๆ ใหยนค ารองคดคานและค าอทธรณ ใหช าระคาธรรมเนยมทงหลายทงปวง และใหแตงตงตวแทนชวงภายใตอ านาจของตวแทนผรบมอบอ านาจเพอกระท ากจการอยางหนงอยางใดหรอกระท าการทงมวลดงทไดกลาวมาแลวนน และใหมอ านาจยกเลกการแตงตงตวแทนชวงไดตามอ าเภอใจเชนเดยวกน และโดยหนงสอนขาพเจาขอยนยนและใหสตยาบนรบรองทกสงทกอยางทตวแทนของขาพเจาหรอตวแทนชวงอาจไดกระท าไปโดยชอบดวยกฎหมายอาศยอ านาจแหงหนงสอน

ลงวนท ณ วนท 10 กนยายน 2558

(ลงชอ) ผมอบอ านาจ

(รองศาสตราจารยสภทรา โกไศยกานนท)

(ลงชอ) ผรบมอบอ านาจ

(วาทรอยเอกกตตพงษ สวโร)

(ลงชอ) พยาน

(ผชวยศาสตราจารย ดร.วหาร ดปญญา)

(ลงชอ) พยาน

(ผชวยศาสตราจารย ดร.ปราโมทย วรานกล)

Using PMA Asphalt to Produce Roof Plates for …...4.9 แผ...

Documents

Transcript of Using PMA Asphalt to Produce Roof Plates for …...4.9 แผ...