Effect of Fly Ash Finenesses and W/B Ratios on Concrete in Marine Environment

ผลกระทบของความละเอียดของเถ้าถ่านหินและอัตราส่วนนำต่อวัสดุประสานต่อคอนกรีตที่อยู่ในสภาวะแวดล้อมทะเล

Name: Wichian Chalee

keyword: Chloride Penetration

Abstract: In this study, chloride penetration profile, compressive strength, water permeability, and steel corrosion of fly ash concretes with various covering depths at marine environment were investigated. Control concretes were designed by using Portland cement type I and V with water to binder (W/B) ratios of 0.65, 0.55, and 0.45. For each W/B ratio, fly ash concretes were cast by using two different median particle size of fly ash (30.6 and 9.7 urn for original and classified fly ashes, respectively) from Mae Moh to partly replace Portland cement type I at percentages of 15, 25, 35, and 50% by weight of binder. Concrete cube specimens of 200 mm were cast and steel bars of l2-mm in diameter and 50-mm in length were embedded at coverings of 10,20, 50, and 75 mm. Subsequently, the hardened concrete specimens were cured in fresh water until the age of 28 days and then were exposed to tidal zone of marine environment in Chonburi province. The specimens were tested for chloride penetration profile, corrosion of embedded steel bar, and compressive strength after being exposed to tidal zone of sea water for 2,3,4 and 5 years. In addition, water permeability of concrete specimens at 5-year exposure in sea water were also investigated. The results showed that original and classified fly ash concretes gained higher strength development between 28 days to 5-year exposure than the control concretes, especially in concretes with higher W/B ratios (0.55 and 0.65). In addition, the increase in compressive strength of 50%-fly ash concrete was higher than those of all concrete specimens and the use of classified fly ash gave higher compressive strength than that of original fly ash. Concretes mixed with Portland cement type I tended to have lower chloride pene.ration profile than those mixed with Portland cement type V. The increase of fly ash finenesses and replacement level in concrete reduced the chloride penetration. In addition, the use of fly ash with higher fineness in concrete had more effect on reducing chloride penetration rate than the one with lower fineness. Embedded steel bar in Portland cement type V concrete had more rusty steel than that of Portland cement type I concrete for the same W/B ratio. The use of both original and classified fly ashes could reduce the corrosion of embedded steel bar. Interestingly, concretes with the replacement of original fly ash at 25 to 50% with W/B ratio of 0.65 did not have corrosion of embedded steel bar at 50-mm covering depth at 5-year exposure in marine environment and presented the corrosion resistance as good as the control concretes with W/B ratio of 0.45. Finally, the increase in fly ash replacement and fly ash fineness distinctly decreased the coefficient of water permeability of concrete.

Abstract: งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาถึงผลกระทบของน้ำทะเลต่อการแทรกซึมของคลอไรด์, กำลังอัด, การซึมผ่านของน้ำ, และการกัดกร่อนของเหล็กเสริมที่ระยะหุ้มต่างๆ ในคอนกรีตที่ผสมเถ้าถ่านหิน โดยคอนกรีตกลุ่มควบคุมทำจากปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ I และ V ที่มีอัตราส่วนน้ำต่อวัสดุประสานเท่ากับ 0.65, 0.55 และ 0.45 สำหรับคอนกรีตที่ผสมเถ้าถ่านหินได้ใช่เถ้าถ่านหินที่มีขนาดกลางของอนุภาคสองขนาด (เถ้าถ่านหินไม่แยกขนาดและเถ้าถ่านหินแยกขนาดมีขนาดกลาง ของอนุภาคเท่ากับ 30.6 และ 9.7 ไมโครเมตร ตามลำดับ) จากแม่เมาะแทนที่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ I และ V หล่อคอนกรีตทรงลูกบาศก์ขนาด 200 มม. และฝังเหล็กเส้นกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 มม. ยาว 50 มม. โดยมีคอนกรีตหุ้มเหล็กหนา 10, 20, 50 และ 75 มม. ภายหลังจากบ่มในน้ำประปาจนคอนกรีตมี อายุครบ 28 วัน จึงนำตัวอย่างไปวางที่ชายทะเลในสภาวะเปียกสลับแห้งที่จังหวัดชลบุรี หลักจากนั้นเก็บตัวอย่างคอนกรีตมาเพื่อทดสอบปริมาณคลอไรด์, การเกิดสนิม ของเหล็กที่ฝังในคอนกรีต, และกำลังอัดของคอนกรีต เมื่อคอนกรีตอยู่ในน้ำทะเลในสภาวะเปียกสลับแห้งของน้ำทะเลเป็นเวลา 2, 3, 4 และ 5 ปี นอกจากนี้ยังทำการ ทดสอบการซึมของน้ำผ่านคอนกรีตที่แช่น้ำทะเลเป็นเวลา 5 ปี ผลการวิจัยพบว่าคอนกรีตที่ผสมเถ้าถ่านหินทั้งที่แยกและไม่แยกขนาด มีการเพิ่มของกำลังอัดในช่วงอายุ 28 วัน ถึง 5 ปี สูงกว่าคอนกรีตที่ใช้ปูนว๊เมนต์ปอร์ตแลนด์ ประเภทที่ I และ V โดยเฉพาะในคอนกรีตที่มีอัคราส่วนน้ำต่อวัสดุประสาน 0.55 และ 0.65 นอกจากนี้ยังพบว่าการเพิ่มกำลังอัดของคอนกรีตที่ผสมเถ้าถ่านหิน ร้อยละ 50 มีค่าสูงกว่าส่วนผสมอื่นๆ ตลอดจนคอนกรีตที่ผสมเถ้าถ่าหินที่แยกขนาดละเอียดมีกำลังอัดสูงกว่าคอนกรีตที่ผสมเถ้าถ่าหินที่ไม่มีการแยกขนาด คอนกรีตที่ใช้ปูนซีเมนต์ปอรฺตแลนด์ประเภททที่ I มีการแทรกซึมของคลอไรด์ต่ำกว่าคอนกรีตที่ใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ V และการใช้เถ้าถ่านหินที่มี ความละเอียดสูงแทนที่ปูนซีเมนต์ในปริมาณที่มากขึ้น สามารถลดการแทรกซึมของคลอไรด์ในคอนกรีตได้ดี ตลอดจนการใช้เถ้าถ่านหินที่มีความละเอียดต่ำ ให้ผลต่อการลดอัตราการแทรกซึมของคลอไรด์มากกว่าคอนกรีตที่ใช้เถ้าถ่านหินที่มีความละเอียดต่ำ การกัดกร่อนของเหล็กที่ฝังในคอนกรีตของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ประเภทที่ V มีการเกิดสนิมมากกว่าเหล้กที่ฝังในคอนกรีตที่ใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ I ที่มีอัตราส่วนน้ำต่อวัสดุประสานเท่ากัน และการใช้เถ้าถ่านหินทั้งที่ แยกและไม่แยกขนาดสามารถลดการกักร่อนของเหล็กได้อย่างชัดเจน นอกจากนี้ยังพบว่า เมื่อแช่น้ำทะเลเป็นเวลา 5 ปี คอนกรีตที่ผสมเถ้าถ่านหินที่ไม่แยกขนาด ร้อยละ 25 ถึง 50 ที่มีอัตราส่วนน้ำต่อวัสดุประสาน 0.65 ไม่ปรากฎการกัดกร่อนของเหล็กที่ฝังที่ระยะคอนกรีตหุ้มเห็ก 50 มม. และป้องกันการกัดกร่อนของเหล็ก ได้ดีใกล้เคียงกับคอนกรีตของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ I ที่มีอัตราส่วนน้ำต่อวัสดุประสาน 0.45 นอกจากนี้การใช้เถ้าถ่านหินที่มีความละเอียดสูง และแทนที่ ปูนซีเมนต์ในปริมาณที่มากขึ้น สามารถลดการซึมของน้ำผ่านคอนกรีตได้ดีขึ้น

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library.

Address: BANGKOK

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

Name: Chai Jaturapitakkul

Role: Advisor

Created: 2553-01-23

Modified: 2553-01-23

Issued: 2010-01-23

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: CVE2700

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral 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	CVE2700.pdf	2.13 MB	148	2024-01-31 16:36:06
2	CVE2700ab.pdf	72.38 KB	49	2019-08-02 09:41:41

ใช้เวลา

0.032504 วินาที