ผลกระทบของการใช้เถ้าชานอ้อยบดละเอียดแทนที่ปูนซีเมนต์ในปริมาณสูงต่อกำลังอัดโมดูลัสยืดหยุ่นและการหดตัวแบบแห้งของคอนกรีตกำลังสูง
คำสำคัญ:
เถ้าชานอ้อยปริมาณสูง, คอนกรีตกำลังสูง, กำลังอัด, โมดูลัสยืดหยุ่น, การหดตัวแบบแห้งบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ศึกษาผลกระทบของการใช้เถ้าชานอ้อยบดละเอียด (GSCBA) แทนที่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ (OPC) ในปริมาณสูงที่มีต่อกำลังอัด โมดูลัสยืดหยุ่น และการหดตัวแบบแห้งของคอนกรีตกำลังสูง โดยนำเถ้าชานอ้อยมาบดละเอียดจนมีขนาดอนุภาคเฉลี่ย (Median particle size, d50) เท่ากับ 4.67 ไมโครเมตร แทนที่ OPC ที่ร้อยละ 60, 70 และ 80 โดยน้ำหนักวัสดุประสาน (60GSCBA, 70GSCBA และ 80GSCBA) กำหนดปริมาณวัสดุประสานเท่ากับ 560 กก/ม3 ควบคุมค่าอัตราส่วนน้ำต่อวัสดุประสานคงที่เท่ากับ 0.28 และใช้สารลดน้ำพิเศษควบคุมค่าการยุบตัวของคอนกรีตให้มีค่าระหว่าง 150–200 มม. ผลการวิจัย พบว่า คอนกรีต 60GSCBA, 70GSCBA และ 80GSCBA สามารถพัฒนากำลังอัดที่อายุ 28 วัน เท่ากับ 71.1, 63.8 และ 56.8 เมกะปาสคาล ตามลำดับ ซึ่งจัดเป็นคอนกรีตกำลังสูง (มากกว่า 55 เมกะปาสคาล) ค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของคอนกรีตขึ้นกับกำลังอัดของคอนกรีตมากกว่าปริมาณการแทนที่ OPC ด้วย GSCBA กล่าวคือค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของคอนกรีตเพิ่มขึ้นเมื่อกำลังอัดของคอนกรีตมีค่าเพิ่มขึ้น การหดตัวแบบแห้งของคอนกรีตกำลังสูงที่ผสม GSCBA มีค่าสูงกว่าคอนกรีตควบคุม (CT) และมีค่ามากขึ้นเมื่อปริมาณการแทนที่ OPC ด้วย GSCBA เพิ่มขึ้น สำหรับการประเมินต้นทุนการผลิตคอนกรีต พบว่า คอนกรีตกำลังสูงที่แทนที่ OPC ด้วย GSCBA มีต้นทุนวัสดุลดลงร้อยละ 13–18 เมื่อเทียบกับคอนกรีต CT จากผลการทดสอบ สรุปได้ว่า GSCBA เป็นวัสดุปอซโซลานที่ดีสามารถใช้แทนที่ OPC ได้ถึงร้อยละ 80 โดยน้ำหนักของวัสดุประสาน เพื่อผลิตเป็นคอนกรีตกำลังสูงที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และสามารถลดต้นทุนในการผลิตคอนกรีตลงได้ด้วย
References
Office of Cane and Sugar Board, 2018, Report on Total Cane Crushing and Sugar Production 2018/2019, Ministry of Industry, Thailand, 111 p. (In Thai)
Krungsri Research, 2021, Thailand Industry Outlook 2021–23, Sugar Industry, Thailand, 12 p.
Cordeiro, G.C., Toledo Filho, R.D., Fairbairn, E.M., Tavares, L.M.M. and Oliveira, C.H., 2004, “Influence of Mechanical Grinding on the Pozzolanic Activity of Residual Sugarcane Bagasse Ash,” Proceedings of International RILEM Conference on the Use of Recycled Materials in Building and Structures, Barcelona, Spain, pp. 731–40.
Srinivasan, R. and Sathiya, K., 2010, “Experimental Study on Bagasse Ash in Concrete,” International Journal for Service Learning in Engineering, Humanitarian Engineering and Social Entrepreneurship, 5 (2), pp. 60–66.
Jagadesh, P., Ramachandramurthy, A. and Murugesan, R., 2018, “Evaluation of Mechanical Properties of Sugar Cane Bagasse Ash Concrete,” Construction and Building Materials, 176, pp. 608–617.
Chusilp, N., Jaturapitakkul, C. and Kiattikomol, K., 2009, “Utilization of Bagasse Ash as a Pozzolanic Material in Concrete,” Construction and Building Materials, 23 (11), pp. 3352–3358.
Singh, N.B., Singh, V.D. and Rai, S., 2000,” Hydration of Bagasse Ash–Blended Portland Cement,” Cement and Concrete Research, 30 (9), pp. 1485–1488.
Ganesan, K., Rajagopal, K. and Thangavel, K., 2007, “Evaluation of Bagasse Ash as Supplementary Cementitious Material,” Cement and Concrete Composites, 29 (6), pp. 515–524.
Cordeiro, G.C., Toledo Filho, R.D., Tavares, L.M. and Fairbairn, E.D.M.R., 2009, “Ultrafine Grinding of Sugar Cane Bagasse Ash for Application as Pozzolanic Admixture in Concrete,” Cement and Concrete Research, 39 (2), pp. 110–115.
Rajasekar, A., Arunachalam, K., Kottaisamy, M. and Saraswathy, V., 2018, “Durability Characteristics of Ultra High Strength Concrete with Treated Sugarcane Bagasse Ash,” Construction and Building Materials, 171, pp. 350–356.
Zareei, S.A., Ameri, F. and Bahrami, N., 2018, “Microstructure, Strength, and Durability of Eco–Friendly Concretes Containing Sugarcane Bagasse Ash,” Construction and Building Materials, 184, pp. 258–268.
Akkarapongtrakul, A., Julphunthong, P. and Nochaiya, T., 2017, “Setting Time and Microstructure of Portland Cement–Bottom Ash–Sugarcane Bagasse Ash Pastes,” Monatshefte für Chemie–Chemical Monthly, 148 (7), pp. 1355–1362.
Ríos–Parada, V., Jiménez–Quero, V.G., Valdez–Tamez, P.L. and Montes–García, P., 2017, “Characterization and Use of an Untreated Mexican Sugarcane Bagasse Ash as Supplementary Material for the Preparation of Ternary Concretes,” Construction and Building Materials, 157, pp. 83–95.
Cordeiro, G.C. and Kurtis, K.E., 2017, “Effect of Mechanical Processing on Sugar Cane Bagasse Ash Pozzolanicity,” Cement and Concrete Research, 97, pp. 41–49.
American Society for Testing and Materials, 2017, “ASTM C618 Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete,” ASTM International, West Conshohocken, Vol. 04.02, Philadelphia, United States.
Rukzon, S. and Chindaprasirt, P., 2012, “Utilization of Bagasse Ash in High–Strength Concrete,” Materials and Design, 34, pp. 45–50.
Rerkpiboon, A., Tanawuttiphong, N., Tangchirapat, W. and Jaturapitakkul, C., 2018, “Compressive Strength, Water Permeability, and Chloride Ion Penetration of High Volume Ground Bagasse Ash Concrete,” Journal of Thailand Concrete Association, 6 (1), pp. 1–9. (In Thai)
Klathae, T., Tanawuttiphong, N., Tangchirapat, W., Chindaprasirt, P., Sukontasukkul, P. and Jaturapitakkul, C., 2020, “Heat Evolution, Strengths, and Drying Shrinkage of Concrete Containing High Volume Ground Bagasse Ash with Different LOIs,” Construction and Building Materials, 258, p.119443.
Rerkpiboon, A., Tangchirapat, W. and Jaturapitakkul, C., 2015, “Strength, Chloride Resistance, and Expansion of Concretes Containing Ground Bagasse Ash,” Construction and Building Materials, 101, pp. 983–989.
Chindaprasirt, P., Kroehong, W., Damrongwiriyanupap, N., Suriyo, W. and Jaturapitakkul, C., 2020, “Mechanical Properties, Chloride Resistance and Microstructure of Portland Fly Ash Cement Concrete Containing High Volume Bagasse Ash,” Journal of Building Engineering, 31, p. 101415.
American Society for Testing and Materials, 2018, “ASTM C150 Standard Specification for Portland Cement,” ASTM International, West Conshohocken, Philadelphia, United States.
American Society for Testing and Materials, 2016, “ASTM C494 Standard Specification for Chemical Admixtures for Concrete,” ASTM International, West Conshohocken, Philadelphia, United States.
America Society for Testing and Materials, 2014, “ASTM C188 Standard Test Method for Density of Hydraulic Cement,” ASTM International, West Conshohocken, Vol. 04.01, Philadephia, United States, 3 p.
America Society for Testing and Materials, 2012, “ASTM C127 Standard Test Method for Density, Relative Density (Specific Gravity), and Absorption of Coarse Aggregate,” ASTM International, West Conshohocken, Vol. 04.02, Philadephia, United States, 6 p.
America Society for Testing and Materials, 2012, “ASTM C 128 Standard Test Method for Density, Relative Density (Specific Gravity), and Absorption of Fine Aggregate,” ASTM International, West Conshohocken, Vol. 04.02, Philadephia, United States, 6 p.
America Society for Testing and Materials, 2006, “ASTM C 136 Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregate,” ASTM International, West Conshohocken, Vol. 04.02, Philadephia, United States, 5 p.
Tam, V.Y., Gao, X.F. and Tam, C.M., 2006, “Comparing Performance of Modified Two-stage Mixing Approach for Producing Recycled Aggregate Concrete,” Magazine of Concrete Research, 58 (7), pp. 477-484.
America Society for Testing and Materials, 2014, “ASTM C39 Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens,” ASTM International, West Conshohocken, Vol. 04.02, Philadephia, United States, 7 p.
America Society for Testing and Materials, 2014, “ASTM C469 Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio of Concrete in Compression,” ASTM International, West Conshohocken, Philadephia, United States.
American Society for Testing and Materials, 2011, “ASTM C 490 Standard Test Method for Use of Apparatus for the Determination of Length Change of Hardened Cement Paste, Mortar, and Concrete,” ASTM International, West Conshohocken, Vol. 04.01, Philadephia, United States, 5 p.
American Concrete Institute (ACI) Committee, 2010, Report on High–Strength Concrete, ACI 363 R, American Concrete Institute.
Lam, L., Wong, Y.L. and Poon, C.S., 2000, “Degree of Hydration and Gel/Space Ratio of High–Volume Fly Ash/Cement Systems,” Cement and Concrete Research, 30 (5), pp. 747–756.
Kiattikomol, K., Jaturapitakkul, C., Songpiriyakij, S. and Chutubtim, S., 2001, “A Study of Ground Coarse Fly Ashes with Different Finenesses from Various Sources as Pozzolanic Materials,” Cement and Concrete Composites, 23 (4–5), pp. 335–343.
Güneyisi, E., Gesoglu, M. and Mermerdas, K., 2008, “Improving Strength, Drying Shrinkage, and Pore Structure of Concrete Using Metakaolin,” Materials and Structures, 41 (5), pp. 937–949.
Arif, E., Clark, M.W. and Lake, N., 2016, “Sugar Cane Bagasse Ash from a High Efficiency Co–Generation Boiler: Applications in Cement and Mortar Production,” Construction and Building Materials, 128, pp. 287–297.
Sata, V., Jaturapitakkul, C. and Kiattikomol, K., 2004, “Utilization of Palm Oil Fuel Ash in High–Strength Concrete,” Journal of Materials in Civil Engineering, 16 (6), pp. 623–628.
Cetin, A. and Carrasquillo, R.L., 1998, “High–Performance Concrete: Influence of Coarse Aggregates on Mechanical Properties,” Materials Journal, 95 (3), pp. 252–261.
Neville, A., 1997, “Aggregate Bond and Modulus of Elasticity of Concrete,” Materials Journal, 94 (1), pp. 71–74.
Barr, B., Hoseinian, S.B. and Beygi, M.A., 2003, “Shrinkage of Concrete Stored in Natural Environments,” Cement and Concrete Composites, 25 (1), pp. 19–29.
Al–Manaseer, A.A., Chiorino, M.A., Issa, M.A., Rieder, K.A., Bazant, Z.P., Daye, M.A., Marzouk, H., Robertson, I., Brooks, J.J., Dilger, W.H. and Miao, B., 2005, “Report on Factors Affecting Shrinkage and Creep of Hardened Concrete,” Concrete International, 21.
Nisbet, M.A., VanGeem, M.G., Gajda, J. and Marceau, M., 2000, Environmental Life Cycle Inventory of Portland Cement Concrete, Portland Cement Association, 61 p.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2022 มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เนื้อหาของบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science and Engineering Connect ในทุกรูปแบบ รวมถึงข้อความ สมการ สูตร ตาราง ภาพ ตลอดจนภาพประกอบในรูปแบบอื่นใด เป็นลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี การนำเนื้อหา ไม่ว่าจะในรูปแบบใด ของบทความไปใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์ ต้องได้รับอนุญาตจากบรรณาธิการวารสารอย่างเป็นลายลักษณ์อักษรก่อนเท่านั้น
