Mechanical Properties, Thermal Conductivity and Microstructure of Hemp Concretes

วันโชค เครือหงษ์; ศตวรรษ หฤหรรษพงศ์

ผู้แต่ง

วันโชค เครือหงษ์ สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์และสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลตะวันออก วิทยาเขตอุเทนถวาย กรุงเทพฯ ประเทศไทย
ศตวรรษ หฤหรรษพงศ์ สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์และสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลตะวันออก วิทยาเขตอุเทนถวาย กรุงเทพฯ ประเทศไทย

คำสำคัญ:

คอนกรีตกัญชง, สมบัติเชิงกล, โครงสร้างทางจุลภาค

บทคัดย่อ

บทความนี้รายงานผลในแง่ของสมบัติทางกล การนำความร้อน และโครงสร้างจุลภาคของคอนกรีตผสมแกนกัญชง และศึกษาความเป็นไปได้ของการใช้แกนกัญชงเพื่อแทนมวลรวมหยาบทั้งหมด ทั้งนี้ ใช้แกนกัญชงเป็นมวลรวมหยาบร่วมกับสารละลายอลูมิเนียมซัลเฟต และแคลเซียมไฮดรอกไซด์ ในการผลิตคอนกรีตกัญชง โดยทำการศึกษาอัตราส่วนผสมแกนกัญชงที่เหมาะสมที่ร้อยละ 0.8 1.2 1.6 2.0 และ 2.4 โดยน้ำหนักของปูนซีเมนต์ และใช้อัตราส่วนซีเมนต์ต่อทรายเท่ากับ 1 ต่อ 2 สารละลายอลูมิเนียมซัลเฟตต่อสารแคลเซียมไฮดรอกไซด์ที่อัตราส่วน 1 ต่อ 2 และส่วนสารลดน้ำพิเศษที่ร้อยละ 1 ของปูนซีเมนต์ จากผลการทดสอบ พบว่า กำลังอัดของตัวอย่างคอนกรีตผสมแกนกัญชงที่อัตราส่วนน้อยที่สุด (ร้อยละ 0.8) มีการรับกำลังอัดและแรงดัดที่สูงกว่ากรณีการผสมแกนกัญชงที่อัตราส่วนที่มากขึ้น ตัวอย่างคอนกรีตซึ่งมีอัตราส่วนผสมของแกนกัญชงสูงที่สุด (ร้อยละ 2.4) มีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนที่ต่ำกว่าตัวอย่างที่ผสมแกนกัญชงที่อัตราส่วนผสมต่ำกว่า ในแง่ของโครงสร้างทางจุลภาค พบว่า คอนกรีตผสมแกนกัญชงมีลักษณะการกระจายตัวของโพรงอากาศที่ดี และอัตราส่วนผสมของแกนกัญชงที่สูงขึ้นส่งผลให้ความเป็นรูพรุนสูงขึ้น ซึ่งทำให้คอนกรีตมีความพรุนสูง และค่ากำลังอัดมีค่าที่ลดลง ผลการทดสอบโครงสร้างจุลภาคสอดคล้องกับผลค่ากำลังอัด

References

Netinger Grubeša, I., Marković, B., Gojević, A. and Brdarić, J., 2018, “Effect of Hemp Fibers on Fire Resistance of Concrete,” Construction and Building Materials, 184, pp. 473-484.

Çomak, B., Bideci, A. and Salli Bideci, Ö., 2018, “Effects of Hemp Fibers on Characteristics of Cement Based Mortar,” Construction and Building Materials, 169, pp. 794-799.

Ramadan, R., Saad, G., Awwad, E., Khatib, H. and Mabsout, M, 2017, “Short-Term Durability of Hemp Fibers,” Procedia Engineering, 200, pp. 120-127.

Wadi, H., Amziane, S., Toussaint, E. and Taazount, M., 2019, “Lateral Load-Carrying Capacity of Hemp Concrete as a Natural Infill Material in Timber Frame Walls,” Engineering Structures, 180, pp. 264-273.

Seng, B., Magniont, C. and Lorente, S, 2019, “Characterization of a Precast Hemp Concrete Block Part II: Hygric Properties,” Journal of Building Engineering, 24, pp. 546-568.

Dubois, V., Wirquin, E., Flament, C. and Sloma, P., 2016, “Fresh and Hardened State Properties of Hemp Concrete Made up of a Large Proportion of Quarry Fines for the Production of Blocks,” Construction and Building Materials, 102, pp. 84-93.

Pantawee, S., Sinsiri, T., Jaturapitakkul, C. and Chindaprasirt, P, 2017, “Utilization of Hemp Concrete Using Hemp Shiv as Coarse Aggregate with Aluminium Sulfate [Al2(SO4)3] and Hydrated Lime [Ca(OH)2] Treatment,” Construction and Building Materials, 156, pp. 435-442.

Seng, B., Magniont, C. and Lorente, S, 2019, “Characterization of a Precast Hemp Concrete. Part I: Physical and thermal properties,” Journal of Building Engineering. 24, pp. 346-356.

Niyigena, C., Amziane, S. and Chateauneuf, A, 2019, “Assessing the Impact of Calculation Methods on the Variability of Young’s Modulus for Hemp Concrete Material,” Construction and Building Materials, 198, pp. 332-344.

Gourlay, E., Glé, P., Marceau, S., Foy, C. and Moscardelli, S, 2017, “Effect of Water Content on the Acoustical and Thermal Properties of Hemp Concretes,” Construction and Building Materials, 139, pp. 513-523.

Arnaud, L. and Gourlay, E., 2012, "Experimental Study of Parameters Influencing Mechanical Properties of Hemp Concretes," Construction and Building Materials, 28 (1), pp. 50-56.

American Society for Testing and Material, 2012, "ASTM C518 Standard Test Method for Steady-State Thermal Transmission Properties by Means of the Heat Flow Meter Apparatus," Annual Book of ASTM Standard, Philadelphia.

Jittabut, P., 2019, "The Mechanical Properties and Thermal Conductivity of Concrete Block from Agricultural Wastes," The Journal of KMUTNB, 29 (2), pp. 342-351.

Sanawung, W., Tangchirapat, W. and Jaturapitakkul, C., 2018, "Strength, Abrasion Resistance, and Chloride Ion Penetration of Concrete Containing Palm Oil Fuel Ash," KMUTT Research and Development Journal, 41 (1), pp.83-96.