Effect of Particle Size and Shape of Fly Ash on Pore Structure and Permeability of Blended Cement Paste

ผลกระทบของขนาดอนุภาคและรูปร่างของเถ้าถ่านหินต่อโครงสร้างโพรงและการซึมผ่านของเพสต์

Name: Theerawat Sinsiri

Organization : King Mongkut's University of Technology Thonburi. Faculty of Engineering. Civil Engineering

Name: ธีรวัฒน์ สินศิริ

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. คณะวิศวกรรมศาสตร์. สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา

keyword: Fineness

; Fly Ash

; Compressive Strength

; Porosity

; Air Permeability

; Blended Cement Paste

; ความละเอียด

; เถ้าถ่านหิน

; กำลังอัด

; โพรง

; การซึมผ่านของอากาศ

Abstract: The aims of this dissertation are to investigate the effect of particle size and shape of fly ash and insoluble material on pore structure and air permeability of hardened blended cement paste. The mix proportions of paste used in this study were designed in 2 series. In series 1, a constant water to binder ratio (w/b) of 0.35 was used. Fly ash from Mae Moh power plant was classified in two different finenesses. Ashes at the original fineness and at 0-45 microns fineness were used to replace Portland cement at the rate of 0, 20, and 40 percent by weight of binder. The compressive strength, pore structure, and microstructure of hardened pastes were tested at the ages of 7, 28, 60 and 90 days. In series 2, two types of pastes were used; pastes with a constant water to binder ratio (w/b) of 0.35 and pastes kept at a constant normal consistency by adjusting the quantity of mixing water. Fly ashes from 2 sources (Mae Moh and COCO power plants) were classified in three different finenesses, original, 0-45, and 0-10 microns. An insoluble material (river sand) was ground with a ball mill to have particle size distributions close to those of the fly ash. The ground sand was used to replace Portland cement at the rate of 0, 20, and 40 percent by weight of binder. Air permeability and porosity by helium of hardened pastes containing fly ash and insoluble material (ground river sand) were determined at the ages of 28 and 90 days. The test results in series 1 indicated that classified fly ash produced paste with higher compressive strength than original fly ash. The replacement of Portland cement by original fly ash increased the porosity but decreased the average pore size of the paste. The measured gel porosity (5.7-10 nm) increased with an increase in the fly ash content. The incorporation of classified fly ash decreased the porosity and average pore size of the paste as compared to original fly ash. The total porosity and capillary porosity decreased while the gel porosity increased as a result of the addition of finer fly ash, at all replacement levels. The cement paste blended with classified fly ash was more effective in reducing the intensity of Ca(OH)2 than that blended with the original fly ash. In series 2, the porosity of fly ash pastes increased with an increase in the replacement of fly ash and the porosity of paste containing finer fly ash was significantly lower than that with coarser fly ash, at all replacements and ages. The air permeability of fly ash pastes decreased as the percentage replacement and the fineness of fly ash increased. The porosity and air permeability of COCO fly ash pastes were higher than those of Mae Moh fly ash paste. This is because COCO fly ash has irregular shape, high porosity, and higher content of crystalline phase than Mae Moh fly ash. This results in lower pozzolanic reaction of COCO fly ash as compared to Mae Moh fly ash with the same particle size. The paste with finer ground river sand showed lower porosity than that with the coarser sand. Comparing ground river sand and Mae Moh fly ash at the same size and same replacement, it was found that the porosity of ground river sand paste was higher than that of Mae Moh fly ash paste. The explanation for this is that Mae Moh fly ash can decrease porosity from both pozzolanic reaction and the packing effect, while ground river sand can decrease porosity only through the packing effect of small particle size. This leads to the air permeability of Mae Moh fly ash pastes being lower than that of ground river sand pastes.

; เพสต์

Abstract: จุดประสงค์ของวิทยานิพนธ์ฉบับนี้ เพื่อศึกษาผลกระทบของความละเอียด รูปร่างของเถ้าถ่านหิน และวัสดุเฉื่อย ต่อกำลังอัด ขนาดโพรง การกระจายขนาดโพรง และการซึมผ่านอากาศในเพสต์ที่ แข็งตัวแล้ว การศึกษาแบ่งเป็น 2 ส่วนคือ ส่วนที่ 1 นำเถ้าถ่านหินจากโรงไฟฟ้าแม่เมาะ คือเถ้าถ่าน หินที่ไม่ได้แยกขนาด และเถ้าถ่านหินที่ผ่านการแยกขนาด แทนที่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ 1 ในอัตราส่วนร้อยละ 0, 20, และ 40 โดยน้ำหนักของวัสดุประสาน ควบคุมอัตราส่วนน้ำต่อวัสดุ ประสานให้มีค่าเท่ากับ 0.35 ทดสอบกำลังอัด ขนาดโพรง การกระจายขนาดโพรง และโครงสร้าง ระดับจุลภาคของเพสต์โดยทดสอบที่อายุการบ่ม 7, 28, 60, และ 90 วัน ส่วนที่ 2 ศึกษาเพสต์ 2 ชุด ชุดแรกควบคุมเพสต์ให้มีค่าอัตราส่วนน้ำต่อวัสดุประสานเท่ากับ 0.35 และชุดที่สองควบคุมเพสต์ให้ มีปริมาณน้ำที่ความข้นเหลวปกติ นำเถ้าถ่านหินจากโรงไฟฟ้าแม่เมาะ และ โรงไฟฟ้า COCO มาแยก ให้มี 3 ขนาด คือ เถ้าถ่านหินที่ไม่ได้แยกขนาด และเถ้าถ่านหินที่ผ่านการแยกขนาดมีอนุภาคตั้งแต่ 0-45 และ 0-10 ไมโครเมตร ตามลำดับ นำทรายแม่น้ำมาบดด้วยเครื่องบดลูกเหล็กให้มีขนาดใกล้เคียง กับเถ้าถ่านหิน โดยนำเถ้าถ่านหินหรือทรายแม่น้ำบดมาแทนที่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ 1 ใน อัตราส่วนร้อยละ 0, 20, และ 40 โดยน้ำหนักของวัสดุประสาน ทดสอบปริมาณโพรงโดยใช้ก๊าซ ฮีเลียมและการซึมผ่านอากาศของเพสต์ผสมเถ้าถ่านหินและวัสดุเฉื่อย (ทรายแม่น้ำบด) ที่อายุการบ่ม 28 และ 90 วัน ผลการทดสอบในส่วนที่ 1 พบว่าเพสต์ผสมเถ้าถ่านหินแยกขนาดให้กำลังอัดสูงกว่าเพสต์ผสมเถ้า ถ่านหินที่ไม่ได้แยกขนาด การแทนที่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ 1 ด้วยเถ้าถ่านหินที่ไม่ได้แยก ขนาดในอัตราการแทนที่ที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ปริมาณโพรงทั้งหมดของเพสต์เพิ่มขึ้นแต่ขนาดเฉลี่ยของ โพรงลดลง ขณะที่การแทนที่เถ้าถ่านหินที่มีขนาดเล็กในเพสต์ ทำให้ขนาดเฉลี่ยของโพรงและ ปริมาณโพรงทั้งหมดของเพสต์ลดลง ผลการทดสอบแคลเซียมไฮดรอกไซด์พบว่าการแทนที่เถ้าถ่าน หินที่มีขนาดเล็กในเพสต์ ทำให้แคลเซียมไฮดรอกไซด์ของเพสต์ลดลงมากกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับ เพสต์ที่ผสมเถ้าถ่านหินที่หยาบกว่า ผลการทดสอบในส่วนที่ 2 พบว่าปริมาณโพรงของเพสต์ผสมเถ้าถ่านหินมีค่าเพิ่มขึ้น เมื่อแทนที่ เถ้าถ่านหินในอัตราการแทนที่ที่เพิ่มขึ้น และเมื่อแทนที่เถ้าถ่านหินที่มีขนาดเล็กในเพสต์ พบว่าทำให้ ปริมาณโพรงลดลง ในขณะที่การซึมผ่านอากาศในเพสต์ลดลงเมื่อแทนที่เถ้าถ่านหินในปริมาณที่ เพิ่มขึ้นและเถ้าถ่านหินมีความละเอียดขึ้น ปริมาณโพรงและการซึมผ่านอากาศของเพสต์ผสมเถ้าถ่าน หิน COCO สูงกว่าเพสต์ที่ผสมเถ้าถ่านหินแม่เมาะ เพราะเถ้าถ่านหิน COCO มีรูปร่างเป็นเหลี่ยม มี ความพรุนสูง และมีความเป็นผลึกสูงกว่าเถ้าถ่านหินแม่เมาะ ส่งผลให้การเกิดปฏิกิริยาปอซโซลานต่ำ กว่าเถ้าถ่านหินแม่เมาะ เพสต์ผสมวัสดุเฉื่อยที่มีขนาดเล็ก พบว่าปริมาณโพรงลดลงมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเพสต์ที่ผสม วัสดุเฉื่อยที่หยาบกว่า เมื่อเปรียบเทียบระหว่างวัสดุเฉื่อยและเถ้าถ่านหินแม่เมาะที่มีขนาดอนุภาค ใกล้เคียงกันและการแทนที่ที่เท่ากัน พบว่าปริมาณโพรงและการซึมผ่านอากาศของเพสต์ผสมวัสดุ เฉื่อยสูงกว่าเพสต์ที่ผสมเถ้าถ่านหินแม่เมาะ เนื่องจากเถ้าถ่านหินแม่เมาะเป็นวัสดุปอซโซลานจึง สามารถลดขนาดโพรงจากปฏิกิริยาปอซโซลานและผลจากการอัดตัวแน่นของอนุภาคที่มีขนาดเล็กใน ขณะที่วัสดุเฉื่อยสามารถลดปริมาณโพรงจากผลการอัดตัวแน่นของอนุภาคที่เล็กเท่านั้น ทำให้การซึม ผ่านอากาศของเพสต์ผสมเถ้าถ่านหินแม่เมาะต่ำกว่าเพสต์ผสมวัสดุเฉื่อย

King Mongkut's University of Technology Thonburi

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Chai Jaturapitakkul

Role: Advisor

Name: Prinya Chindaprasirt

Role: Advisor

Name: ชัย จาตุรพิทักษ์กุล

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Name: ปริญญา จินดาประเสริฐ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2005

Modified: 2017-07-17

Issued: 2008-11-17

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9741852045

CallNumber: CVE2415

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Civil Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

©copyrights King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	CVE2415abth.txt	3.33 KB	38	2022-04-07 12:04:19
2	CVE2415ab.pdf	58.82 KB	39	2022-04-07 12:04:27
3	CVE2415aben.txt	4 KB	13	2018-05-10 20:01:51
4	CVE2415.pdf	5.81 MB	83	2026-02-23 23:03:16

ใช้เวลา

0.056076 วินาที