Cement Type 1 and 5 That Mix With Fly Ash

วารสารวจยและพฒนา มจธ. ปท 31 ฉบบท 2 เมษายน-มถนายน 2551 357

ผลกระทบของนำทะเลตอคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1และประเภทท 5 ผสมเถาถานหนจากระบบฟลอดไดซเบดปยพงษ สวรรณมณโชต 1 ธวชชย สาสกล 1 ชย จาตรพทกษกล 3

มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร บางมด ทงคร กรงเทพฯ 10140และ วเชยร ชาล 2

มหาวทยาลยบรพา อ.เมอง จ.ชลบร 20131

บทคดยอ

บทความนมงศกษาความแตกตางของการใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และประเภทท 5 ผสมเถาถานหนจากระบบฟลอดไดซเบด เพอตานทานการกดกรอนเนองจากนำทะเล โดยศกษากำลงอด การแทรกซมของคลอไรด และการเกดสนมของแทงเหลกทฝงในคอนกรต การศกษาทำการหลอคอนกรตจากปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และประเภทท 5 ใหมอตราสวนนำตอวสดประสานเทากบ 0.65 จากนนแทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และประเภทท 5ดวยเถาถานหนทบดละเอยดจนมอนภาคคางบนตะแกรงมาตรฐานเบอร 325 เทากบรอยละ 2 ในอตราสวนรอยละ 0, 15,25, 35 และ 50 โดยนำหนกของวสดประสาน และฝงเหลกเสนกลมขนาดเสนผานศนยกลาง 12 มม. ยาว 50 มม. ในคอนกรตรปทรงลกบาศกขนาด 200 มม. ใหมระยะคอนกรตหมเหลกเทากบ 20 และ 50 มม. บมคอนกรตในนำประปา 27วน จากนนนำคอนกรตไปแชนำทะเลในสภาพเปยกสลบแหง และเกบตวอยางทดสอบกำลงอด การแทรกซมของคลอไรดและวดพนทการเกดสนมของแทงเหลกทฝงในคอนกรต ทอาย 1 ป

หลงจากแชคอนกรตในนำทะเลเปนเวลา 1 ป พบวา คอนกรตมกำลงอดตำกวาคอนกรตทบมในนำประปาเลกนอยคอนกรตทผสมเถาถานหนสามารถตานทานการซมผานของคลอไรดไดดกวาคอนกรตทใชปนซเมนตเปนวสดประสานเพยงอยางเดยว เมอเพมปรมาณเถาถานหนในสวนผสมมากขน ชวยใหการตานทานการซมผานของคลอไรดดขน นอกจากนนการใชเถาถานหนในสวนผสมชวยลดการกดกรอนของแทงเหลกทฝงในคอนกรต เมอพจารณาความแตกตางของการใชปนซเมนตทงสองประเภท พบวา คลอไรดแทรกซมเขาไปในคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ทผสมเถาถานหนมากกวาคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 ทผสมเถาถานหนเลกนอย สวนการเกดสนมของแทงเหลกยงไมเหนความแตกตางของการกดกรอนทเกดขน

1 นกศกษาปรญญาโท ภาควชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตร2 อาจารย ภาควชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตร3 ศาสตราจารย ภาควชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตร

วารสารวจยและพฒนา มจธ. ปท 31 ฉบบท 2 เมษายน-มถนายน 2551358

Abstract

This research aimed to study the effect of cement type I and V blended fly ash from fluidized bedcombustion on compressive strength, chloride penetration, and corrosion of steel in concrete undermarine exposure. Portland cement type I and V were used to cast concrete. Water to binder ratio was keptconstant at 0.65. Fly ash was ground to have particles as retained on a sieve No. 325 of 2% by weight andthen was used as a partial replacement of Portland cement type I and V at 0, 15, 25, 35 and 50% byweight of binder. The 200-mm concrete cube specimens with steel bar of 12-mm in diameter and 50-mmin length embedded at the cover depth of 20 and 50 mm were cast. Concrete specimens were cured infresh water for 27 days, and then were placed to expose tidal zone of sea water at wet-dry condition.Compressive strength, chloride penetration, and rusted area of steel in concrete at the age of 1 year ofexposure in sea water were investigated.

The results illustrated that the compressive strength of exposed concrete in sea water was slightlylower than that of concrete cured in fresh water. Fly ash concrete provided better resistance of chlorideingress than the one without fly ash. The increase in fly ash replacement in both of Portland cement typeI and V concretes could reduce the chloride ingress and steel corrosion. In addition, Portland cement typeI concrete containing fly ash had slightly higher chloride ingress than Portland cement type V concretecontaining fly ash. However, the results of corrosion of steel bars were not different from both concretes.

Effect of Sea Water on Portland Cement Type I and V ConcretesContaining Fly Ash from Fluidized Bed Combustion

Piyapong Suwanmaneechot 1, Thawatchai Sasakul 1, Chai Jaturapitakkul 3,King Mongkut's University of Technology Thonburi, Bangmod, Toongkru, Bangkok 10140

and Wichian Chalee 2

Burapha University, Muang, Chonburi 20131

1 Graduate Student, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering.2 Lecturer, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering.3 Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering.


1. บทนำเนองจากปญหาความเสยหายของโครงสราง

คอนกรตเสรมเหลกบรเวณชายฝงทะเล กอใหเกดคาใชจายในการซอมแซม หรอคากอสรางองคอาคารขนมาใหม เพอทดแทนสงปลกสรางเดมทวบตเนองจากเหลกเสรมเปนสนมจนสญเสยความสามารถในการรบนำหนกบรรทก ซงทำใหเกดความไมคมคาในเชงการลงทนและการใชงาน ดงนนการเลอกวธปองกนการกดกรอนเนองจากสภาวะแวดลอมทะเล จำเปนตองพจารณาใหรอบดาน ทงขอมลการกดกรอนสภาพแวดลอมทกอใหเกดความเสยหาย วสดทสามารถนำมาใชปองกน ฯลฯ แนวความคดในการใชเถาถานหนเปนสวนผสมในคอนกรต เพอปรบปรงคณภาพคอนกรตใหดขน[1] จงเปนวธการทเหมาะสม และเปนการนำวสดเหลอทงมาสรางประโยชนอยางสงสด

จากขอกำหนดของ ACI 318-05 ทระบวา คอนกรตทสมผสกบนำทะเลซงมซลเฟต ละลายอยในปรมาณสง ควรใชคอนกรตททำจากปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 ซงสามารถทนทานตอซลเฟตไดด แตเมอพจารณาคณสมบตดานการปองกนเหลกเสรมเปนสนม พบวา มนอยกวาปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ขณะทการใชเถาถานหนแทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ชวยทำใหคอนกรตมความทบนำ และสามารถตานทานการแทรกซมของคลอไรดไดด เชน งานวจยของ Thomas และMatthews [2] ไดทดลองหลอแทงคอนกรตทฝงเหลกเสนไวภายในคอนกรต ซงใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1และเถาถานหนเปนวสดประสาน แลวนำไปแชนำทะเลในประเทศองกฤษเปนเวลา 10 ป พบวา คอนกรตทผสมเถาถานหนสามารถลดการซมผานของคลอไรดไดดกวาคอนกรตควบคมทไมไดผสมเถาถานหน อกทงคอนกรตทผสมเถาถานหนในปรมาณรอยละ 50 โดยนำหนกของวสดประสาน ชวยปองกนการเกดสนมของเหลกทฝงอยภายในคอนกรตไดดทสด นอกจากน Bai และคณะ [3] ไดทดสอบการซมผานของคลอไรด โดยนำคอนกรตแชนำทะเลสงเคราะหในหองปฏบตการเปนเวลา 18 เดอน ซงคอนกรตทผสมเถาถานหนในอตราสวนรอยละ 30 โดยนำหนกของวสดประสาน พบปรมาณคลอไรดในคอนกรตทระยะความ

ลกตางๆ นอยกวาคอนกรตทผสมเถาถานหนในอตราสวนรอยละ 10 และคอนกรตควบคม รวมไปถงงานวจยอกหลายชนทแสดงใหเหนวา เถาถานหนมคณสมบตในการลดการซมผานของคลอไรด และปองกนเหลกไมใหเกดสนมไดด [4-7]

งานวจยในประเทศไทยทเกยวของกบการกดกรอนเนองจากสภาวะแวดลอมทางทะเลจรง เรมมการทำวจยและเกบขอมลไปบางแลว เชน งานวจยของวเชยร ชาล และคณะ [8] ซงใชเถาถานหนแมเมาะแทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 บางสวน เพอลดการกดกรอนเนองจากสภาวะแวดลอมทะเล เถาถานหนแมเมาะไดจากการเผาถานหนลกไนตแบบ Pulverized Coal Combustion ทำใหเถาถานหนมเมดกลม และทำใหคอนกรตมการตานทานการกดกรอนจากนำทะเลไดดขน ดงนน การศกษาชนดของถานหนและรปแบบการเผาไหมทแตกตางออกไป จะทำใหประเทศไทยมฐานขอมลการเลอกใชวสดปอซโซลานทหลากหลายขน ในขณะทเถาถานหนจากจงหวดปราจนบรเปนผลพลอยไดจากการเผาถานหนประเภทบทมนสและแอนทราไซดในระบบการเผาไหมแบบ Fluidized BedCombustion ซงมอณหภมการเผาไหมอยระหวาง 800-900C อกทงเปนแหลงเถาถานหนทมปรมาณสง (ประมาณ200,000 ตนตอป) และตงอยใกลกรงเทพมหานครนอกจากน การทดลองใชเถาถานหนแทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 เพอเปรยบเทยบกบการใชเถาถานหนแทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1จะสามารถเหนความแตกตางของผลกระทบของการใชปนซเมนตทงสองประเภทตอการกดกรอนเนองจากนำทะเลตอคอนกรตไดชดเจนมากยงขน

2. วธการศกษา2.1 วสดทใชในงานวจย

วสดประสานทใชในงานวจยน คอ ปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท5 และเถาถานหนจากจงหวดปราจนบร เนองจากเถาถานหนจากจงหวดปราจนบรเปนเถาถานหนทมขนาดคอนขางใหญ(ขนาดเฉลย 31 ไมครอน) จงนำเถาถานหนมาปรบปรง


คณภาพดวยการบดละเอยด ใหมนำหนกคางบนตะแกรงมาตรฐานเบอร 325 เทากบรอยละ 2 สวนมวลรวมละเอยดใชทรายแมนำสะอาด มวลรวมหยาบใชหนปนยอย ขนาดใหญสดไมเกน 20 มม.

ตารางท 1 แสดงองคประกอบทางเคมของวสดทใชในการศกษาน ปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1และประเภทท 5 มปรมาณไตรแคลเซยมอลมเนต (C3A)เทากบรอยละ 9.23 และ 1.80 โดยนำหนก ตามลำดบซงอยในเกณฑมาตรฐานของปนซเมนตตามท ASTM C 150กำหนดไว

ผลการวเคราะหองคประกอบทางเคมของเถาถานหน พบวา ผลรวมของ SiO2, Al2O3 และ Fe2O3 มคาเทากบรอยละ 65.46 ซงปรมาณออกไซดดงกลาวมคาระหวางรอยละ 50 ถง 70 โดยนำหนก มปรมาณ SO3 ไมเกนรอยละ 5 แตคา LOI มคาสงถงรอยละ 25 ซงสงกวารอยละ 6 คอนขางมาก จงไมอาจจดเถาถานหนจากจงหวดปราจนบรอยใน Class C ไดตามหลกการของการจำแนกเถาถานหนตามองคประกอบทางเคม

อยางไรกตาม ในการศกษาคณสมบตเบองตนของเถาถานหนปราจนบรทบดละเอยดจนมนำหนกคางบนตะแกรงเบอร 325 เทากบรอยละ 2 พบวา คาดชนกำลงของมอรตารทผสม เถาถานหนปราจนบรทอาย 7 และ 28

วน มคาเทากบรอยละ 99 และ 103 ตามลำดบ ซงมคาสงกวารอยละ 75 ของมอรตารทใชปนซเมนตเปนวสดประสานลวน แสดงใหเหนวา เถาถานหนปราจนบรเมอบดใหมความละเอยดสงขน มความสามารถในการทำปฏกรยาปอซโซลานและนาจะสามารถใชเปนสวนผสมคอนกรตได อกทงประเทศไทยตงอยในเขตอากาศรอน การใชเถาถานหนทมLOI สงผสมคอนกรต จงไมมปญหาเรองการแขงตวและละลายของนำสลบกนในคอนกรตเกดขน

2.2 การเตรยมตวอยางคอนกรตออกแบบปฏภาคสวนผสมคอนกรตตาม

มาตรฐานของ ACI 211.1-91 กำหนดอตราสวนนำตอวสดประสานเทากบ 0.65 นำเถาถานหนทบดละเอยดแทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และประเภทท 5 ในอตราสวนรอยละ 0, 15, 25, 35 และ 50 โดยนำหนกของวสดประสาน ควบคมคายบตวของคอนกรตใหมคาระหวาง5 ถง 10 ซม. หากการยบตวของคอนกรตทผสมเถาถานหนไมอยในชวงทกำหนด จะใชสารลดนำพเศษชวยเพมความสามารถในการเทได ซงอตราสวนผสมคอนกรตแสดงไวในตารางท 2 หลอคอนกรตรปทรงกระบอกขนาดเสนผานศนยกลาง 100 มม. สง 200 มม. และหลอคอนกรตรปทรงลกบาศกขนาด 200 มม. เพอฝงเหลกเสนกลมขนาดเสนผานศนยกลาง 12 มม. ยาว 50 มม. ทตำแหนงระยะคอนกรตหมเหลกหนา 20 และ 50 มม.


ตารางท 1 องคประกอบทางเคมของวสด

ซลกาออกไซด (SiO2) 20.80 21.52 46.70อลมนาออกไซด (Al2O3) 5.50 3.56 12.85เฟอรรกออกไซด (Fe2O3) 3.16 4.51 5.91แคลเซยมออกไซด (CaO) 64.97 66.70 4.17แมกนเซยมออกไซด (MgO) 1.06 1.20 -โซเดยมออกไซด (Na2O) 0.08 0.10 0.14โพแทสเซยมออกไซด (K2O) 0.55 0.24 1.07ซลเฟอรไตรออกไซด (SO3) 2.96 2.11 0.77การสญเสยนำหนกเนองจากการเผา (LOI) 2.89 1.74 25.06ความถวงจำเพาะ 3.13 3.17 2.35ปรมาณคางบนตะแกรงมาตรฐานเบอร 325 N/A N/A 2สารประกอบหลกของปนซเมนตไตรแคลเซยมซลเกต (C3S) 56.50 71.60 -ไดแคลเซยมซลเกต (C2S) 17.01 7.68 -ไตรแคลเซยมอลมเนต (C3A) 9.23 1.80 -เตตระแคลเซยมอลมโนเฟอรไรต (C4AF) 9.62 13.72 -

ปนซเมนตประเภทท 5องคประกอบทางเคม (%) ปนซเมนต

ประเภทท 1 เถาถานหน

ทำการถอดแบบหลอคอนกรตหลงจากหลอคอนกรต 24 ชวโมง และนำคอนกรตไปบมในนำประปาเปนเวลา 27 วน จากนนนำคอนกรตไปแชนำทะเลบรเวณชายฝงทะเลดานหลงโรงพยาบาลสมเดจพระบรมราชเทว ณศรราชา อำเภอศรราชา จงหวดชลบร โดยคอนกรตจะสมผสกบนำทะเลในสภาพเปยกสลบแหง ตามระดบนำขน-ลง(ดงรปท 1) ซงภายในหนงวน นำทะเลขนและลง 2 รอบนำทะเลบรเวณดงกลาวมลกษณะใส ไมมส มคา pH

ประมาณ 8.2 แสดงวามความเปนดางออนๆ สวนสารประกอบทปะปนในนำทะเล (แสดงดงตารางท 3) พบวามปรมาณคลอไรด 16,000 ถง 18,000 มก./ล. ปรมาณซลเฟต 2,240 ถง 2,500 มก./ล. ซงใกลเคยงกบนำทะเลโดยทวไป [2, 9] และเมอพจารณาตาม ACI 318-05 ซงกลาววาคอนกรต ทอยในนำทะเลทมซลเฟตละลายอยในปรมาณ 2,200 ถง 2,500 มก./ล. อาจเกดการกดกรอนเนองจากซลเฟตในขนรนแรงได


I65CT 0 295 - 1,039 814 192 - 9I65FN15 15 251 44 1,028 814 192 0.59 8I65FN25 25 221 74 1,023 814 192 0.89 9I65FN35 35 192 103 1,012 814 192 1.18 9I65FN50 50 148 148 998 814 192 1.77 8V65CT 0 295 - 1,039 814 192 - 8V65FN15 15 251 44 1,025 814 192 0.59 8V65FN25 25 221 74 1,017 814 192 0.89 7V65FN35 35 192 103 1,009 814 192 1.18 7V65FN50 50 148 148 996 814 192 1.77 5

ตารางท 2 ปฏภาคสวนผสมคอนกรต

คอนกรตปรมาณ

เถาถานหน(%)

สวนผสมคอนกรต (กก./ม.3) คายบตว(ซม.)ปนซเมนต เถาถานหน หน ทราย นำ สารผสมเพม

ตารางท 3 คณสมบตของนำทะเล

ตวแปร เมษายน 2547 กมภาพนธ 2548ลกษณะของนำทะเล ใส ไมมส ใส ไมมสpH 8.2 8.2คลอไรด (มล./ล.) 16,210 18,035ซลเฟต (มล./ล.) 2,500 2,240


รปท 1 สถานทแชตวอยางคอนกรตบรเวณชายหาดทโรงพยาบาลสมเดจพระบรมราชเทว ณ ศรราชา

(ก) คอนกรตในสภาพเปยก (ข) คอนกรตในสภาพแหง

2.3 การทดสอบคอนกรตทำการทดสอบกำลงอดคอนกรตรปทรง

กระบอก เมอคอนกรตมอาย 28 วน และ 1 ป ซงบมในนำประปา สำหรบคอนกรตทแชนำทะเลจนมอายครบ 1 ปจะนำคอนกรตรปทรงกระบอกมาทดสอบกำลงอด และเจาะคอนกรตรปทรงลกบาศกตรงบรเวณกงกลางของกอนตวอยาง ใหมขนาดเสนผานศนยกลาง 75 มม. ทำการปาดผวหนาของแทงคอนกรตทไดจากการเจาะทงประมาณ 1มม. เพอลดความแปรปรวนของปรมาณคลอไรดทเกาะอยบรเวณผวหนาคอนกรต จากนนทำการตดแทงคอนกรตทเจาะตามขวางใหมความหนา 1 ซม. จำนวน 3 ชน นำตวอยางทไดมาทำการบดจนละเอยด และนำสวนทรอนผานตะแกรงเบอร 20 ทระยะความลกตางๆ ไปทดสอบหาปรมาณสารประกอบคลอไรดทละลายในกรด (Acid-solublechloride) ตามมาตรฐาน ASTM C 114 และ C 1152/C1152M และกดอดคอนกรตทฝงแทงเหลกใหแตกออก เพอนำเหลกทฝงตามระยะหมตางๆ มาตรวจสอบความเปนสนมดวยการวดพนทผวทเกดสนมเทยบกบพนทผวทงหมด

3. ผลการทดสอบและวเคราะหผล3.1 กำลงอด

กำลงอดของคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และประเภทท 5 แสดงไวในตารางท 4 พบวาทอาย 28 วน กำลงอดของคอนกรตควบคมปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 มคาเทากบ 309 กก./ซม.2 และเพมขนเปน 390 กก./ซม.2 ทอาย 1 ป หรอคดเปนรอยละ126 ของกำลงอดทอาย 28 วน สวนคอนกรตควบคมปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 มคากำลงอดทอาย28 วน เทากบ 333 กก./ซม.2 ซงสงกวาคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และมคากำลงอดเพมขนเปน 441กก./ซม.2 ทอาย 1 ป หรอคดเปนรอยละ 132 ของกำลงอดทอาย 28 วน ซงจะเหนวา การพฒนากำลงอดของคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 เรวกวาคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ทงนเนองจาก ปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 มความละเอยดมากกวาปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 จงมพนทผวมาก มความวองไวในการทำปฏกรยา และมอตราการเพมของกำลงเรวขน เปน


ผลใหคอนกรตทหลอจากปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5มกำลงอดสงกวา เมอผสมเถาถานหนในอตราสวนตางๆพบวา กำลงอดมแนวโนมไปในแนวทางเดยวกน กลาวคอคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ผสมเถาถานหนมคากำลงอดตำกวา คอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 เมอเปรยบเทยบทอตราสวนการแทนทปนซเมนตดวย

เถาถานหนเทากน ขณะทการผสมเถาถานหนในอตราสวนรอยละ 15 โดยนำหนกของวสดประสาน มคากำลงอดสงกวาคอนกรตควบคม แตเมอผสมเถาถานหนในอตราสวนรอยละ 50 กำลงอดของคอนกรตมคาตำทสด แสดงใหเหนถงขดความเหมาะสมของการใชเถาถานหนจากจงหวดปราจนบรในการแทนทปนซเมนต

ตารางท 4 กำลงอดคอนกรต ซงบมนำประปา 28 วน และ 1 ป และแชนำทะเลเปนเวลา 1 ป

I65CT 309 390 411 126 105I65FN15 331 422 412 127 98I65FN25 316 411 393 130 96I65FN35 286 357 322 125 90I65FN50 254 343 327 135 95V65CT 333 441 441 132 100V65FN15 342 477 448 139 94V65FN25 354 425 397 123 93V65FN35 327 409 399 125 98V65FN50 219 372 346 170 93

1 ป

คอนกรตกำลงอด (กก./ซม.2) กำลงอดคอนกรตทบม

ในนำประปา1 ป / 28 วน

กำลงอดคอนกรต1 ป ในนำทะเล /1 ป ในนำประปา

บมนำประปา แชนำทะเล28 วน 1 ป

คอนกรตทแชนำทะเลเปนเวลา 1 ป สามารถพฒนากำลงอดใหมคาสงกวากำลงอดท 28 วนคอนขางมากและเมอนำไปเปรยบเทยบกบคอนกรตทบมในนำประปาเปนเวลา 1 ป พบวา คอนกรตทแชในนำทะเลมคากำลงอดตำกวาเพยงเลกนอย แสดงใหเหนวา คอนกรตทมอตราสวนนำตอวสดประสานเทากบ 0.65 เมออยในสภาวะแวดลอมทะเลเปนเวลา 1 ป เรมมการกดกรอนเนองจากซลเฟตเกดขน เมอพจารณาถงความแตกตางของการใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และประเภทท 5 เพอตานทาน

การกดกรอนเนองจากซลเฟตในนำทะเล ในดานกำลงอดพบวา คากำลงอดทอาย 1 ปในนำทะเลตอกำลงอดในนำประปา ของคอนกรตทงสองประเภทมคาใกลเคยงกน ไมเหนถงความแตกตาง และการแชนำทะเล 1 ป เปนชวงเวลาสนๆ เมอเทยบกบอายการใชงานคอนกรตทกอสรางจรงดงนน การกดกรอนเนองจากซลเฟตจงมผลกระทบตอคอนกรตนอยมาก และจำเปนทจะตองเกบขอมลในระยะยาวเพอใหเหนผลทชดเจนตอไป


3.2 การแทรกซมของคลอไรดรปท 2 แสดงปรมาณคลอไรดทแทรกซมเขาใน

คอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ทระดบความลกตางๆ เมอแชนำทะเลเปนเวลา 1 ป พบวา ทระดบความลก 5 มม. จากผวหนาคอนกรตทกสวนผสม พบปรมาณคลอไรดคอนขางสง และมความแปรปรวนของขอมล อนเนองมาจากเปนบรเวณทอยใกลผวหนาของคอนกรตซงไดรบผลกระทบทงทางกายภาพและเคมของนำทะเลสง ทำใหไมสามารถวเคราะหถงแนวโนมของสารประกอบคลอไรดทระดบความลกดงกลาวไดชดเจน แตทระดบความลกทมากขนพบวาปรมาณคลอไรดทซมเขาไปในคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 มความชดเจนและมแนวโนมไปในทศทางเดยวกน กลาวคอ คอนกรตทแทนทปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ดวยเถาถานหนในอตราสวนรอยละ15, 25, 35 และ 50 โดยนำหนกของวสดประสานพบปรมาณคลอไรดทซมเขาไปในคอนกรตทกระดบความลกมคานอยกวาคอนกรตทไมไดผสมเถาถานหน ซงมผลการศกษาคลายกบงานวจยทผานมา [2-4, 10] ทงนเนองจากอนภาคขนาดเลกของเถาถานหนเขามาอดชองวางในเนอคอนกรต ตลอดจนผลตภณฑทไดจากปฏกรยาปอซโซลานคอ แคลเซยมซลเกตไฮเดรต (C-S-H) และแคลเซยมอลมเนยมไฮเดรต (C-A-H) ซงชวยลดชองวางระหวางอนภาคของปนซเมนตลง ทำใหคอนกรตมความทบนำมากขน และพบวาเมอแทนทเถาถานหนในปรมาณทมากขนปรมาณคลอไรดทซมผานเขาไปจะมคาลดลง เชน ทระดบความลก 15 มม. คอนกรตทผสมเถาถานหนในอตราสวน

รอยละ 15, 25, 35 และ 50 โดยนำหนกของวสดประสานมปรมาณคลอไรดรอยละ 3.51, 2.12, 0.90 และ 0.32 โดยนำหนกของวสดประสาน ตามลำดบ สวนคอนกรตควบคมI65CT มปรมาณคลอไรดรอยละ 5.66 แสดงวา การแทนทปนซเมนตดวยเถาถานหนในปรมาณทมากขน ใหผลในการตานทานการแทรกซมของคลอไรดไดดขน ขณะทผลการทดสอบคลอไรดทระดบความลก 25 มม. กใหผลในทศทางเดยวกน คอ มปรมาณคลอไรดตำลงตามการแทนทเถาถานหนทมากขน

สำหรบคอนกรตปนซ เมนตปอรตแลนดประเภทท 5 แสดงผลการทดสอบคลอไรดทแทรกซมเขาไปในคอนกรตทระดบความลกตางๆ ดงรปท 3 ทระดบความลก 15 มม. คอนกรตควบคม V65CT มปรมาณคลอไรดเทากบรอยละ 1.55 โดยนำหนกของวสดประสาน สวนคอนกรตทผสมเถาถานหนในอตราสวนรอยละ 15, 25, 35และ 50 มแนวโนมของการแทรกซมของคลอไรดเปนไปในทศทางเดยวกบกลมคอนกรตทใชปนซเมนตปอรตประเภทท1 กลาวคอ มปรมาณคลอไรดลดลงตามปรมาณการแทนทเถาถานหนทมากขน โดยมคาเทากบรอยละ 1.71, 1.44,0.73 และ 0.16 โดยนำหนกของวสดประสาน ตามลำดบแสดงใหเหนวาเถาถานหน มอทธพลตอปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 ในการชวยลดการซมผานของคลอไรดเขาไปในคอนกรต ซงศกยภาพดงกลาวจะเดนชดขนเมอเพมปรมาณเถาถานหนในสวนผสม (ไมเกนรอยละ 50 โดยนำหนกของวสดประสาน)


รปท 3 ปรมาณคลอไรดในคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 ทระยะความลกตางๆ

รปท 2 ปรมาณคลอไรดในคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ทระยะความลกตางๆ


3.3 การเกดสนมของเหลกทฝงในคอนกรตรปท 4 แสดงลกษณะการเกดสนมของ

แทงเหลกทตำแหนงระยะหม 20 มม. โดยตวเลขทแสดงบนแทงเหลก หมายถง รอยละของพนทการเกดสนมตอพนททงหมดของแทงเหลก แทงเหลกทฝงในคอนกรตควบคมปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ทไมไดผสมเถาถานหน(I65CT) มพนทการเกดสนมรอยละ 11 ของพนททงหมดแสดงใหเหนวา คอนกรตควบคมทอยในสภาวะแวดลอมทะเล 1 ป เรมมการกดกรอนแทงเหลกเกดขน ในขณะทคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ผสมเถาถานหนรอยละ 15 ถง 50 โดยนำหนกของวสดประสาน ไมพบการเกดสนมทตำแหนงระยะหมน ทำใหมนใจไดวาเถาถานหนมความสามารถในการปองกนการกดกรอนจากนำทะเลไดดขน สำหรบคอนกรตควบคมปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 ทไมไดผสมเถาถานหน (V65CT) มพนทการเกดสนม

เทากบรอยละ 10 ของพนททงหมด และคอนกรตทผสมเถาถานหนในปรมาณรอยละ 15 โดยนำหนกของวสดประสาน มพนทการเกดสนมเทากบรอยละ 2 สวนแทงเหลกทฝงในคอนกรตทผสมเถาถานหนปรมาณทสงกวารอยละ 15ไมมการเกดสนม

มาตรฐาน ACI 201.2R กำหนดใหคอนกรตทอยในสภาพแวดลอมทมซลเฟตและคลอไรดสง มระยะหมเหลกเสรมไมนอยกวา 50 ถง 60 มม. เพอลดความเสยงของการเกดสนมในเหลกเสรม ซงจากผลการทดสอบนแทงเหลกทฝงทระยะหม 50 มม. (ดงรปท 5) ในคอนกรตทกสวนผสม ยงไมมการเกดสนม นนแสดงใหเหนวาคอนกรตทแชนำทะเลเปนเวลา 1 ป ยงไมปรากฏการกดกรอนของเหลกเสรม เมอกำหนดระยะหมเหลกอยางตำตาม ACI 201.2R

รปท 4 ลกษณะการเกดสนมของเหลกทฝงในคอนกรตทผสมเถาถานหนในอตราสวนตางๆ ทระยะหม 20 มม. แชนำทะเล 1 ป

(ก) คอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 (ข) คอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5


(ก) คอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1

รปท 5 ลกษณะการเกดสนมของเหลกทฝงในคอนกรตทผสมเถาถานหนในอตราสวนตางๆ ทระยะหม 50 มม. แชนำทะเล 1 ป

(ข) คอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5

3.4 ความแตกตางของการใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และประเภทท 5เปนวสดประสานในคอนกรตทผสมเถาถานหนตอกำลงอด และการแทรกซมของคลอไรดเมอพจารณาความแตกตางของการใชปน

ซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และประเภทท 5 ในดานกำลงอด พบวา คอนกรตทหลอจากปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 มกำลงอดตำกวาคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 เนองจากปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5มความละเอยดมากกวาปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1และเมอพจารณาผลจากปฏกรยาปอซโซลานของเถาถานหนทอตราสวนการแทนทเดยวกน พบวา การเกดปฏกรยาไมแตกตางกนมาก จงทำใหกำลงอดของคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 ทผสมเถาถานหน มคาสงกวากรณของคอนกรตทใชปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 เมอมอตราสวนการแทนทเทากน สำหรบระยะเวลา 1 ปทคอนกรตแชอยในนำทะเล พบวา คลอไรดและซลเฟตในนำทะเลไมมผลตอกำลงอดมากนก

รปท 6 แสดงความสมพนธระหวางปรมาณคลอไรดทระยะความลกตางๆ กบรอยละการแทนทเถาถานหนในปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และประเภทท 5 พบวา ปรมาณคลอไรดทซมเขาไปในคอนกรตปนซเมนต

ปอรตแลนดประเภทท 1 มแนวโนมมากกวาคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 เลกนอย ซงแตกตางจากงานวจยทผานมา [4, 11-12] ทพบวา คอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 มความสามารถในการตานทานการแทรกซมของคลอไรดดกวาคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 เนองจากปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1มปรมาณ C3A สงกวาปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5อยางไรกตาม ในงานวจยนพบวา กำลงอดของคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 มคาสงกวากำลงอดของคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 พอสมควร จงเปนปจจยทมอทธพลททำใหการแทรกซมของคลอไรดเขาไปในคอนกรตทแชนำทะเล 1 ป มคาตำกวากรณของคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ดงนน เพอความชดเจนของการศกษาจงจำเปนตองเกบขอมลในระยะยาวตอไป

สำหรบความแตกตางของการกดกรอนของแทงเหลกทฝงในคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดทง 2ประเภท ซงไมใสเถาถานหน พบวา พนทการเกดสนมของแทงเหลกทระยะคอนกรตหมเหลกหนา 20 และ 50 มม.ยงไมเหนความแตกตางทชดเจน อยางไรกตาม การแทนทปนซเมนต ปอรตแลนดทงสองประเภทดวยเถาถานหน สามารถชวยลดการเกดสนมของแทงเหลกไดเปนอยางดเมอเปรยบเทยบกบกรณทไมมการใชเถาถานหนในสวนผสม


4. สรปผลการทดลอง1. เมอคอนกรตแชอยในสภาวะแวดลอมทะเลเปน

เวลา 1 ป พบวา การกดกรอนเนองจากคลอไรดและซลเฟตในนำทะเล มผลกระทบตอกำลงอดของคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และประเภทท 5 ทผสมเถาถานหนนอยมาก

2. คอนกรตทผสมเถาถานหนสามารถลดการแทรกซมของคลอไรดไดดกวาคอนกรตควบคมทใชปนซเมนตปอรตแลนดทงประเภทท 1 และ 5 เปนวสดประสานเพยงอยางเดยว และเมอเพมปรมาณเถาถานหนในสวนผสม (ไมเกนรอยละ 50 โดยนำหนกของวสดประสาน) ชวยใหสามารถตานทานการแทรกซมของคลอไรดไดดยงขน

3. เมอผสมเถาถานหนในอตราสวนรอยละ 15 ถง50 โดยนำหนกของวสดประสาน ในคอนกรตปนซเมนตปอรตแลนดทง 2 ประเภท สามารถชวยปองกนการเกดสนมเหลกไดดกวา คอนกรตทไมผสมเถาถานหน

รปท 6 ความสมพนธระหวางปรมาณคลอไรดทระยะความลก 5, 15 และ 25 มม. จากผวหนาคอนกรตกบรอยละการแทนทเถาถานหนในปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 และประเภทท 5

5. กตตกรรมประกาศผวจยขอขอบคณ สำนกงานกองทนสนบสนนการวจย

(สกว.) และบรษท ปนซเมนตนครหลวง จำกด (มหาชน)ทไดใหการสนบสนนทนวจย ขอขอบคณกองทนพฒนาบคลากร มหาวทยาลยนเรศวร วทยาเขตสารสนเทศพะเยาสำหรบทนอดหนนการศกษาตอระดบบณฑตศกษา รวมไปถงมหาวทยาลยบรพาทอนเคราะหเครองมอในการทำงานวจย และโรงพยาบาลสมเดจพระบรมราชเทว ณ ศรราชาทเออเฟอสถานทสำหรบการแชตวอยางคอนกรตในนำทะเล

6. เอกสารอางอง1. ชย จาตรพทกษกล, ไกรวฒ เกยรตโกมล และ

เอนก ศรพานชกร, รายงานวจยฉบบสมบรณ เรอง การศกษาศกยภาพเถาถานหนในประเทศไทยเพอใชทดแทนปนซเมนต,ภาควชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร, หนา 158-159.


2. Thomas, M.D.A. and Matthews, J.D., 2004,“Performance of PFA Concrete in a MarineEnvironment-10-year Results”, Cement andConcrete Composites, Vol. 26, No. 1, pp. 5-20.

3. Bai, J., Wild, S., and Sabir, B.B., 2003,“Chloride Ingress and Strength Loss in Concretewith Different PC-PFA-MK Binder CompositionsExposed to Synthetic Seawater”, Cement andConcrete Research, Vol. 33, No. 3, pp. 353-362.

4. Al-Saadoun, S.S., Rasheeduzzafar, andAl-Gahtani, A.S., 1993, “Corrosion of ReinforcingSteel in Fly Ash Blended Cement Concrete”,Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 5,No. 3, pp. 356-371.

5. Dhir, R.K., El-Mohr, M.A.K., and Dyer T.D.,1997, “Developing Chloride Resisting ConcreteUsing PFA”, Cement and Concrete Research, Vol.27, No. 11, pp. 1633-1639.

6. Ampadu, K.O. and Torii , K., 2002,“Chloride Ingress and Steel Corrosion in CementMortars Incorporating Low-Quality Fly Ashes”,Cement and Concrete Research, Vol. 32, No. 6,pp. 893-901.

7. Sujjavanich, S., Sida, V., and Suwanvitaya,P., 2005, “Chloride Permeability and Corrosion Riskof High-Volume Fly Ash Concrete with Mid-RangeWater Reducer”, ACI Materials Journal, Vol. 102,No. 3, pp. 177-182.

8. วเชยร ชาล, มณเฑยร ฑฆวาณช, ประสทธอตสาหพานช และ ชย จาตรพทกษกล, 2550, “ผลกระทบของนำทะเลตอกำลงอด การซมผานของคลอไรด และการกดกรอนของเหลกเสรมในคอนกรตทผสมเถาถานหนทอยในสภาวะแวดลอมทะเลเปนเวลา 4 ป”, วารสารวจยและพฒนา มจธ., ปท 30, ฉบบท 1, หนา 153-166.

9. Mohammed, T.U., Hamada, H., and Yamaji,T. , 2004, “Performance of Seawater-MixedConcrete in the Tidal Environment”, Cement andConcrete Research, Vol. 34, No. 4, pp. 593-601.

10. Chindaprasirt, P., Chotithanorm, C., Cao,H.T., and Sirivivatnanon, V., 2007, “Influence of FlyAsh Fineness on the Chloride Penetration ofConcrete”, Construction and Building Materials, Vol.21, No. 2, pp. 356-361.

11. Sakr, K., 2005, “Effect of Cement Typeon the Corrosion of Reinforcing Steel BarsExposed to Acidic Media Using ElectrochemicalTechniques”, Cement and Concrete Research, Vol.35, No. 9, pp. 1820-1826.

12. Chalee, W., Teekavanit , M., andJaturapitakkul, C., 2006, “Chloride PenetrationProfile and Steel Corrosion in Fly Ash Concreteunder 4-Year Exposure in Marine Environment ofThailand”, The Tenth East Asia-Pacific Conferenceon Structural Engineering and Construction,August 3-5, pp. 359-364.

Documents

Cement Type 1 and 5 That Mix With Fly Ash