Mechanical Properties and Microstructure of Fly Ash based Geopolymer Using Crumb Rubber as Fine Aggregates

อาบีเด็ง ฮาวา; ปรีชา สะแลแม; ซุลกีฟลี มามะ; ซุลกิฟลี เดมะ; วรพจน์ ประชาเสรี

ผู้แต่ง

อาบีเด็ง ฮาวา หน่วยวิจัยโครงสร้างพื้นฐานและนวัตกรรมวัสดุ สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยนราธิวาสราชนครินทร์ จังหวัดนราธิวาส ประเทศไทย
ปรีชา สะแลแม หน่วยวิจัยโครงสร้างพื้นฐานและนวัตกรรมวัสดุ สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยนราธิวาสราชนครินทร์ จังหวัดนราธิวาส ประเทศไทย
ซุลกีฟลี มามะ หน่วยวิจัยโครงสร้างพื้นฐานและนวัตกรรมวัสดุ สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยนราธิวาสราชนครินทร์ จังหวัดนราธิวาส ประเทศไทย
ซุลกิฟลี เดมะ หน่วยวิจัยโครงสร้างพื้นฐานและนวัตกรรมวัสดุ สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยนราธิวาสราชนครินทร์ จังหวัดนราธิวาส ประเทศไทย
วรพจน์ ประชาเสรี ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ วิทยาเขตหาดใหญ่ จังหวัดสงขลา ประเทศไทย

คำสำคัญ:

โครงสร้างระดับจุลภาค, จีโอพอลิเมอร์, เศษยาง, อิฐบล็อก

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มุ่งศึกษาถึงสมบัติทางกลและโครงสร้างระดับจุลภาคของจีโอพอลิเมอร์มอร์ต้าร์จากเถ้าลอยที่ใช้เศษยางที่ได้จากยางรถยนต์เก่าเป็นมวลรวมละเอียด วัสดุประสานจีโอพอลิเมอร์ถูกผลิตจากเถ้าลอยผสมด้วยสารสะลายโซเดียมซิลิเกตและโซเดียมไฮดรอกไซด์ ทั้งนี้ ศึกษาผลกระทบของ 1) อัตราส่วนสารอัลคาไลน์ต่อเถ้าลอย 2) น้ำต่อเถ้าลอย และ 3) เศษยางต่อเถ้าลอย ที่มีต่อสมบัติทางกล ได้แก่ กำลังอัด ความหนาแน่น การดูดซึมน้ำ และโครงสร้างระดับจุลภาคของจีโอพอลิเมอร์มอร์ต้าร์โดยเทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนแบบส่งกราด และทำการวิเคราะห์ธาตุด้วยสเปกโทรเมตรีรังสีเอกซ์แบบกระจายพลังงาน ผลการทดสอบ พบว่า การใช้เศษยางทำให้กำลังอัดจีโอพอลิเมอร์ลดลง ความหนาแน่นของจีโอพอลิเมอร์ที่ใช้เศษยางอย่างเดียวอยู่ในช่วง 1,134-1,345 กก./ม.³ ซึ่งมีค่าน้อยกว่าซีเมนต์มอร์ต้าร์ปกติ ดังนั้น จีโอพอลิเมอร์มอร์ต้าร์ที่ใช้เศษยางอย่างเดียวจึงสามารถนำไปใช้ผลิตอิฐบล็อกที่ไม่รับน้ำหนักได้

References

Transport Statistics Sub-Division, Number of Vehicle Registered as of 31 December 2020, Report of Transport Statistics for 2020, Planning Division, Department of Land Transport. [Online], Available: https://web.dlt.go.th/statistics/. (In Thai) [22 May 2020]

Transport Statistics Sub -Division, Number of New Registered Vehicles 2020, Report of Transport Statistics for 2020, Planning Division, Department of Land Transport [Online], Available: https://web.dlt.go.th/statistics/. (In Thai) [22 May 2020]

Atahan, A.O. and Yücel, A.Ö., 2012, “Crumb Rubber in Concrete: Static and Dynamic Evaluation,” Construction and Building Materials, 36, pp. 617-622.

Adamu, M., Mohammed, B.S., Shafiq, N. and Liew, M.S., 2020, “Durability Performance of High Volume Fly Ash Roller Compacted Concrete Pavement Containing Crumb Rubber and Nano Silica,” International Journal of Pavement Engineering, 21, pp. 1437-1444.

Park, Y., Abolmaali, A., Kim, Y.H. and Ghahremannejad, M., 2016, “Compressive Strength of Fly Ash-based Geopolymer Concrete with Crumb Rubber Partially Replacing Sand,” Construction and Building Materials, 118, pp. 43-51.

Moghaddam, S.C., Madandoust, R., Jamshidi, M. and Nikbin, I. M., 2021, “Mechanical Properties of Fly Ash-based Geopolymer Concrete with Crumb Rubber and Steel Fiber under Ambient and Sulfuric Acid Conditions,” Construction and Building Materials, 281, p. 122571.

Long, W.J., Li, H.D., Wei, J.J., Xing, F. and Han, N.X., 2018, “Sustainable use of Recycled Crumb Rubbers in Eco-Friendly Alkali Activated Slag Mortar: Dynamic Mechanical Properties,” Journal of Cleaner Production, 204, pp. 1004-1015.

Kazmierczak, C.D., Schneider, S.D., Aguilera, O., Albert, C.C. and Mancio, M., 2020, “Rendering Mortars with Crumb Rubber: Mechanical Strength, Thermal and Fire Properties and Durability Behavior,” Construction and Building Materials, 253, 119002.

Wongpa, A., Sata, V., Nematollahi, B., Sanjayan, J. and Chindaprasirta, P., 2018, “Mechanical and Thermal Properties of Lightweight Geopolymer Mortar Incorporating Crumb Rubber,” Journal of Cleaner Production, 195, 1069-1080.

Zaetang, Y., Wongsa, A., Chindaprasirt, P. and Sata, V., 2019, “Utilization of Crumb Rubber as Aggregate in High Calcium Fly Ash Geopolymer Mortars,” International Journal of GEOMATE, 17 (64), 158-165.

American Society for Testing and Materials, 2019, “ASTM C618-19 Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete,” ASTM International, West Conshohocken, Vol. 04.02, Philadelphia.

American Society for Testing and Materials, 2008, “ASTM C109/C109M-07 Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2-in. or [50-mm] Cube Specimens),” ASTM International, West Conshohocken, Vol. 04.01, Philadelphia.

Wongsa, A., Sata, V. and Chindaprasirta, P., 2016, “The Flow Value, Compressive Strength, Density, and Thermal Conductivity of Crumb Rubber Geopolymer Mortar,” The 21st National Convention on Civil Engineering, 28-30 June 2016, Songkhla, Thailand, pp. 620-625.

Hanjitsuwan, S., Phoo-ngernkham, T. and Chindaprasirt, P., 2013, “Influence of Fineness of High Calcium Fly ash on Properties of Geopolymer Paste,” KMUTT Research and Development Journal, 36 (4), pp. 399-408. (In Thai)

Boonserm, K., Baoulan, A., Lisnund, S., Supamathanon, N., Sombatsri, S., Paopongpaiboon, K., Chotetanorm, C. and Chindaprasirt, P., 2018, “Synthesis of Geopolymer from Phimai Soil with Fly Ash,” KMUTT Research and Development Journal, 41 (4), pp. 465-474. (In Thai)

Wardhono, A. 2019, “The Effect of Waterbinder Ratio on Strength Development of Class C Fly Ash Geopolymer Mortar Prepared by Dry Geopolymer Powder,” MTEC Web of Conferences 258, pp. 1-4.

Hawa, A., Prachasaree, W. and Tonnayopas, D., 2017, “Effect of Water-to-Powder Ratios on the Compressive Strength and Microstructure of Metakaolin based Geopolymers,” Indian Journal of Engineering and Materials Sciences, 24 (6), pp. 499-506.

TIS. 58-2530, 1987, Standard for Hollow Non-load-bearing Concrete Masontry Units, Thai Industrial Standard, pp. 1-11. (In Thai)

Gunasekara, C.M., 2016, Influence of Properties of Fly Ash from Different Sources on the Mix Design and Performance of Geopolymer Concrete, Philosophy of Doctoral Engineering Thesis, Department of Civil and Infrastructure Engineering, School of Engineering, College of Science, Engineering and Health, RMIT University.