Efficiency Factor of Palm Oil Fuel Ash in Concrete

วชิรกรณ์ เสนาวัง; โยชัย ชินบุตร; ศตวรรษ หฤหรรษพงศ์; วีรชาติ ตั้งจิรภัทร; ชัย จาตุรพิทักษ์กุล

ผู้แต่ง

วชิรกรณ์ เสนาวัง สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยนครพนม จังหวัดนครพนม ประเทศไทย
โยชัย ชินบุตร สาขาบริหารงานก่อสร้างและโครงสร้างพื้นฐาน คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยนครพนม จังหวัดนครพนม ประเทศไทย
ศตวรรษ หฤหรรษพงศ์ สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์และสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลตะวันออก วิทยาเขตอุเทนถวาย กรุงเทพฯ ประเทศไทย
วีรชาติ ตั้งจิรภัทร ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี กรุงเทพฯ ประเทศไทย
ชัย จาตุรพิทักษ์กุล ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี กรุงเทพฯ ประเทศไทย

คำสำคัญ:

แฟกเตอร์ประสิทธิผล, เถ้าปาล์มน้ำมัน, กำลังอัด

บทคัดย่อ

บทความนี้รายงานผลการศึกษาหาค่าแฟกเตอร์ประสิทธิผล (k) ของเถ้าปาล์มน้ำมันเพื่อใช้ในการออกแบบส่วนผสมคอนกรีตที่ผสมเถ้าปาล์มน้ำมัน โดยประยุกต์จากมาตรฐานอังกฤษที่แนะนำให้ใช้ค่าแฟกเตอร์ประสิทธิผล หรือค่าเทียบเท่าปริมาณซีเมนต์ k (k-value) ในส่วนผสมคอนกรีต ซึ่งมีประสิทธิผลเทียบเท่ากับปูนซีเมนต์ เพื่อเป็นการส่งเสริมการใช้เถ้าปาล์มน้ำมันในส่วนผสมของคอนกรีตให้เหมาะสม งานวิจัยนี้หาค่าแฟกเตอร์ประสิทธิผลของเถ้าปาล์มน้ำมัน โดยรวบรวมส่วนผสมจากงานวิจัยอื่น พิจารณาถึงค่าความละเอียดของเถ้าปาล์มน้ำมัน อัตราส่วนการแทนที่เถ้าปาล์มน้ำมันในปูนซีเมนต์ และอายุการบ่มของคอนกรีต โดยดัดแปลงมาจากสมการของ Abrams และ Bolomey จากนั้น วิเคราะห์สมการเชิงเส้นแบบถดถอยหลายตัวแปร โดยแบ่งอายุของคอนกรีตที่ศึกษาออกเป็น 7, 28 และ 90 วัน สำหรับใช้ในการออกแบบส่วนผสมคอนกรีต จากการศึกษา พบว่า ค่าแฟกเตอร์ประสิทธิผล (k_d) ของเถ้าปาล์มน้ำมันที่อายุ 7 วัน มีค่า k₇ เท่ากับ 0.75 โดยค่า R² เท่ากับ 0.99 เมื่ออายุเพิ่มขึ้นเป็น 28 วัน มีค่า k₂₈ เท่ากับ 0.73 ค่า R² เท่ากับ 0.96 และค่า k ที่อายุ 90 วัน มีค่า k₉₀ เท่ากับ 0.81 โดยค่า R² เท่ากับ 0.95 นอกจากนี้ ยังได้แนะนำการใช้สมการในการออกแบบส่วนผสมของคอนกรีต รวมถึงเปรียบเทียบผลของค่ากำลังอัดที่คำนวณได้จากสมการกับผลการทดสอบค่ากำลังอัดจากงานวิจัย ซึ่งพบว่า ผลการคำนวณค่า k₂₈ ที่อายุ 28 วัน มีค่าความคลาดเคลื่อน 7.5%

References

Office of Agricultural Economics Ministry of Agriculture and Cooperatives. 2019, Page [Online system], Available : http://www. oae.go.th/assets/portals/1/fileups/prcaidata/files/ oilpalm%2062.pdf. [25 May 2021] (In Thai)

Charoennatkul, C., 2014, "Interlocking Blocks Containing Oil Palm Ash and Shells Waste," Journal of Community Development and Life Quality, 2 (1), pp. 103-112.

Tay, J.H., 1990, “Ash from Oil-Palm Waste as Concrete Material,” Journal of Materials in Civil Engineering, 2, pp. 94-105.

Seeting, T., 2004, “Development of Palm Oil Fuel Ash for Use as Pozzolanic Material in Concrete,” Annual Concrete Conference 2, 26-27 October 2004, Plaza Hotel Chiangmai, pp. 17-22. (In Thai)

Kanmankong, J., Suena, D. and Choksawangnate, T., 2003, Study of Potential Palm Oil Ash for Use as Pozzolanic Material, Bachelor of Engineering Project, Civil Engineering Program, Faculty of Engineering, King Mongkut’s University of Technology Thonburi, 59 p. (In Thai)

Sukanpee, S., Namarak, C. and Jatarupitukkul, C., 2002 “Use of Calcium Carbide Residue and Palm Oil Fuel Ash in Concrete,” Engineering Conference, 20-23 June 2002, Bangkok, Thailand, pp. 191-199. (in Thai)

Chaiyanunt Ratanashotinunt, 2005, A Study of Compressive Strength and Heat Evolution of Concrete Mixed with Palm Oil Fuel Ashes, Master of Engineering Thesis, Civil Engineering Program, Faculty of Engineering, King Mongkut’s University of Technology Thonburi, 101 p. (In Thai)

Awal, A.S.M.A., 2013, “Evaluation of Heat of Hydration of Concrete Containing High Volume Palm Oil Fuel Ash,” Fuel, 105, pp. 728-731.

Tangchirapat, W., Seating, T., Jaturapitakkul, C., Kiattikomol, K. and Siripanichgorn, A., 2007, “Use of Waste Ash from Palm Oil Industry in Concrete,” Waste Management, 27 (1), pp. 81-88.

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. ASCE 0899-1561.

TSI 2888-61, 2018, “Palm Oil Ash for Use as an Admixture in Concrete,” Thai Industrial Standard, ISBN 978-616475-909-0, 15 p.

Khammathit, P. and Chindaprasirt, P., 2004, “Evaluation of Efficiency Factor of Mae Moh Fly Ash,” The 9th National Convention on Civil Engineering, 19-21 May 2004, Cha am, Petchaburi, pp. MAT 77-82. (In Thai)

Smith, I.A., 1967, “The Design of Fly Ash Concrete,” Proceedings of the Institute of Civil Engineers, London, pp. 769-790.

Abrams, D.A., 1918, Design of Concrete Mixtures Bulletin 1, Structural Materials Research Laboratory, Lewis Institute, Chicago, Revised Edition, 20 p.

Bolomey, J., 1927, “Durcissement des Mortiers et Bétons,” Bulletin Technique de la Suisse Romande 16, pp. 262-268.

Hedegaard, S.E. and Hansen, T.C., 1992, “Modified Water/Cement Ratio Law for Compressive Strength of Fly Ash Concrete,” Materials and Structures, 25 (5), pp. 273-283.

Bamaga, S.O., Ismail, M.A., Majid, Z.A., Ismail, M. and Hussin, M.W., 2013, “Evaluation of Sulfate Resistance of Mortar Containing Palm Oil Fuel Ash from Different Sources, Arabian Journal for Science and Engineering, 38 (9), pp. 2293-2301.

Sata, V., Jaturapitakkul, C. and Rattanashotinunt, C., 2010, “Compressive Strength and Heat Evolution of Concretes Containing Palm Oil Fuel Ash,” Journal of Materials in Civil Engineering, ASCE, 22 (10), pp. 1033-1038.

Tunsathien, P., Tangchiraphat, W. and Jaturapitukkul, C., 2014, “A Study of Properties of Palm Oil Fuel Ash from Various Sources for Use in Concrete,” Annual Concrete Conference 9, 21-31 October 2014, Topland Hote, Phitsanulok, pp. STR34-40. (In Thai)

ASTM Standard C618, 2012, "Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete," ASTM International, West Conshohocken, Philadelphia.

Sadudee, B., 2001, Mix Design of Mae Moh Fly Ash Concrete, Master of Engineering Thesis, Civil Engineering (International Graduate) Program, Department of Civil Engineering, Kasetsart University, Thailand, 127 p.

Khammathit, P., 2005, Evaluation of Efficiency Factor of Mae Moh Fly Ash, Master of Engineering Thesis, Civil Engineering Program, Graduate School, Khon Kaen University, 139 p. (In Thai)

Songpiriyakij, S., 2002, Influence of Particle Size of Fly Ash on Compressive Strength of Fly Ash Concrete, Philosophy of Doctoral Dissertation, Faculty of Engineering, King Mongkut’s University of Technology Thonburi,

ASTM Standard C403, 2008, “Standard Test Method for Fineness of Hydraulic Cement by the 45-μm (No. 325) Sieve,” ASTM International, West Conshohocken, Philadelphia.

Jirasit, F., Jaturapitakkul, C., Siripanichgorn, A. and Kiattikomol, K., 1999, “Effects of Cement and Fly Ash Contents in Concrete Against Sulfuric Acid Attack,” KMUTT Research and Development Journal, 22 (2), pp. 27-45. (In Thai)

Masruksa, P., 2001, A Proposed Modified ACI Mix Design Method for Mea-Moh Fly Ash Concrete, Master of Engineering Thesis Civil Engineering Program, Graduate School, Chiang Mai University, 127 p. (In Thai)

Pitiwat Wattanachai, 2001, A Proposed Modified ACI Mix Design Method for No-Slump Concrete with Mea-Moh Fly Ash, Master of Engineering Thesis, Civil Engineering Program, Graduate School, Chiang Mai University, 124 p. (In Thai)

Papadakis, V.G. and Tsimas, S., 2002, “Supplementary Cementing Materials in Concrete Part I: Efficiency and Design,” Cement and Concrete Research, 32 (10), pp. 1525-1532.

Homwuttiwong, S., 2006, Study of Strength and Water Permeability of Concrete Containing Various Pozzolanic Materials, Philosophy of Doctoral Dissertation, Civil Engineering Program, Faculty of Engineering, King Mongkut’s University of Technology Thonburi, 123 p.

Sanawung, W., 2011, Effect of Palm Oil Fuel Ash on Compressive Strength, Water Permeability and Chloride Penetration of Concrete, Master of Engineering Thesis, Civil Engineering Program, Faculty of Engineering, King Mongkut’s University of Technology Thonburi, 164 p. (In Thai)

Papadakis, V.G., Antiohos, S. and Tsimas, S., 2002, “Supplementary Cementing Materials in Concrete Part II: A Fundamental Estimation of The Efficiency Factor,” Cement and Concrete Research, 32 (10), pp. 1533-1538.

ASTM Standard C39, 2012, “ASTM C 39: Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens,” ASTM International, West Conshohocken, Philadelphia.

Awal, A.S.M.A. and Hussin, M.W., 1999, “Durability of High Performance Concrete Containing Palm Oil Fuel Ash,” Proceedings of the 8th International Conference on Durability of Building Materials and Components, National Research Council Canada, 30 May -3 June 1999, pp. 465-474.

Awal, A.S.M.A. and Hussin, M.W.,1997, “The Effectiveness of Palm Oil Fuel Ash in Preventing Expansion due to Alkali-Silica Reaction,” Cement and Concrete Composites, 19 (4), pp. 367-72.

Jaturapitakkul, C., Kiattikomol, K., Tangchirapat, W. and Saeting, T., 2007, "Evaluation of the Sulfate Resistance of Concrete Containing Palm Oil Fuel Ash," Construction and Building Materials, 21 (7), pp. 1399-1405.

Sata, V., Jaturapitakkul C. and Kiattikomol, K., 2007, “Influence of Pozzolan from Various By-Product Materials on Mechanical Properties of High-Strength Concrete,” Construction and Building Materials, 21 (7), pp. 1589-1598.

Chindaprasirt, P., Homwuttiwong, S. and Jaturapitakkul, C., 2007, “Strength and Water Permeability of Concrete Containing Palm Oil Fuel Ash and Rice Husk-Bark Ash,” Construction Building Materials, 21 (7), pp. 1492-1499.

Chindaprasirt, P., Rukzon, S. and Sirivivatnanon, V., 2008, “Resistance to Chloride Penetration of Blended Portland Cement Mortar Containing Palm Oil Fuel Ash, Rice Husk Ash and Fly Ash,” Construction and Building Materials, 22 (5), pp. 932-938.

Tangchirapat, W., Jaturapitakkul, C. and Chindaprasirt, P., 2009, “Use of Palm Oil Fuel Ash as a Supplementary Cementitious Material for Producing High-Strength Concrete,” Construction and Building Materials, 23 (7), pp. 2641-2646.

Kroehong, W., Sinsiri, T., Jaturapitakkul, C. and Chindaprasirt, P., 2011, “Effect of Palm Oil Fuel Ash Fineness on the Microstructure of Blended Cement Paste,” Construction and Building Materials, 25 (11), pp. 4095-4104.

Chindaprasirt, P., Chotetanorm, C. and Rukzon, S., 2011, “Use of Palm Oil Fuel Ash to Improve Chloride and Corrosion Resistance of High-Strength and High-Workability Concrete,” Journal of Materials in Civil Engineering, 23 (4).

Tieng Cheewaket, 2012, Long-Term Properties of Fly Ash and Palm Oil Fuel Ash Concretes in Marine Environment, Philosophy of Doctoral Dissertation, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, King Mongkut’s University of Technology Thonburi, 162 p.