การตรวจสอบจีโอโพลิเมอร์ที่มีส่วนผสมของกากผงเหล็กบนเงื่อนไขการบ่มร้อนจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

Examination of Geopolymer by incorporating waste iron powder on condition of heat curing from electromagnetic induction

Name: ตุลย์ นองเนือง

ThaSH: จีโอโพลิเมอร์

ThaSH: วัสดุและอุปกรณ์ก่อสร้าง

Abstract: จีโอโพลิเมอร์ (Geopolymer) เป็นวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่ถูกพัฒนาและวิจัยในช่วง หลายปีที่ผ่านมา โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ในการทดแทนคอนกรีตสำหรับการเป็นวัสดุก่อสร้าง เนื่องจากสามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่ชั้นบรรยากาศได้มากกว่าการใช้ คอนกรีต แต่อย่างไรก็ตามการนำโอโพลิเมอร์มาใช้ในการก่อสร้างยังไม่ได้รับความนิยมเนื่องจาก ปัญหาในการบ่มร้อน ในปัจจุบันวัสดุปอชไซลานต่าง ๆ เช่น เถ้าลอย เถ้าหนัก เป็นต้น ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายเพื่อ ผลิตเป็นจีโอโพลิเมอร์ แต่อย่างไรก็ตามยังมีวัสดุอื่น ๆ ที่ยังไม่ได้รับความสนใจในงานทางด้าน วิศวกรรมโยธา อย่างเช่น กากผงเหล็ก (Waste Iron Powder) ที่เป็นของเสียจากอุตสาหกรรมเหล็ก ประเทศไทยผลิตของเสียเหล่านี้ออกมามากกว่า 20,000 ดัน ต่อ ปีและมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งอาจ ก่อให้เกิดปัญหาทางด้านสิ่งแวดล้อมในระยะยาวได้ กากผงเหล็กนั้นมีคุณสมบัติด้านความร้อนที่ดี อีก ทั้งยังสามารถถูกเหนี่ยวนำความร้อนด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าได้ ผู้วิจัยจึงต้องการนำกากผงเหล็กนี้มา ศึกษาโดยการนำมาปรับใช้ในการผลิตจีโอโพลิเมอร์เถ้าลอยแคลเซียมสูง โดยศึกษาด้านคุณสมบัติที่ เกิดขึ้นและศึกษาวิธีการบ่มร้อนแบบใหม่โดยใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าในการเหนี่ยวนำความร้อน เปรียบเทียบกับการบ่มร้อน โดยใช้เตาอบแบบทั่วไป จากผลการศึกษาพบว่าปริมาณของกากผงเหล็กมีผลต่อคุณสมบัติเชิงกายภาพและคุณสมบัติ ชิงกลของจีโอโพลิเมอร์ ปริมาณผงเหล็กที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ความหนาแน่นของตัวอย่างเพิ่มขึ้นจาก ความต่างระหว่างความถ่วงจำเพาะของผงเหล็กและเถ้าลอย ปริมาณผงเหล็กที่เพิ่มขึ้นยังลดระยะเวลา การก่อตัวเบื้องตันและก่อตัวสุดท้ายของจีไอโพลิเมอร์เถ้าลอยเนื่องจากการเร่งการแข็งตัวจากปฏิกิริยา เคมีระหว่างกากผงเหล็กกับสารละลายด่าง สำหรับผลลัพธ์ของการบ่มร้อนด้วยเตาอบในเฟสที่ 1 พบว่าตัวอย่าง W20GP (ใส่ปริมาณกาก ผงเหล็ก 20% ต่อน้ำหนักเถ้าลอย) ที่ใช้ความความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไฮครอกไซด์ 8 โม ลาร์ อัตราส่วน SS/SH = 1.00 และ L/B = 0.45 ที่อายุ 28 วัน สามารถให้กำลังรับแรงอัดและกำลังรับ แรงดัดสูงที่สุด เท่ากับ 50.5 MPa และ 8.5 MPa ตามลำดับ แต่อย่างไรก็ตามพบการลดลงของการ พัฒนากำลังอัดตามอายุการบ่มของจีโอโพลิเมอร์ และจากผลลัพธ์ในเฟสที่ 2 พบว่าการบ่มร้อนจาก การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในตัวอย่างจีโอโพลิเมอร์เถ้าลอยผสมกากผงเหล็กสามารถทำได้จริง และ ตัวอย่าง EIGP5 (ใส่ปริมาณกากผงเหล็ก 5% ต่อน้ำหนักเถ้าลอย) สามารถให้กำลังรับแรงอัดสูงสุด เท่ากับ 76.8 MPa และตัวอย่าง EIGP20 ให้กำลังรับแรงดัดสูงสุด เท่ากับ 12.8 MPa และยังมีการพัฒนา กำลังที่ดีตามอายุ การวิเคราะห์ โดยเทคนิค SEM, EDX, XRD ถูกนำมาใช้เพื่อวิเคราะห์ผลทางจุลภาค ในการอธิบายพฤติกรรมของตัวอย่างที่เกิดขึ้น จากการศึกษา การบ่มร้อนจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในจีโอโพลิเมอร์ผสมกากผงเหล็ก สามารถทำได้จริง และตัวอย่างที่ได้ให้คุณสมบัติด้านกำลังที่ดีกว่าการบ่มร้อนด้วยเตาอบ จึงสรุปได้ว่า กากผงเหล็กเป็นวัสดุที่มีศักยภาพสำหรับงานวิจัยด้านวัสดุจีโอโพลิเมอร์ทางวิศวกรรมโยธา

Abstract: Geopolymer is an environmentally friendly material that has been developed and researched over the years. It is intended to be used as a substitute for concrete as a construction material. Because it can reduce carbon dioxide emissions into the atmosphere. Nevertheless, the usage of geopolymer in construction has not been widely utilized due to heat curing problems. In general, many pozzolanic materials such as fly ash, bottom ash, and etc. are universally used to synthesize geopolymer. However, there are other materials that have not received interest in civil engineering including Waste Iron Powder (WIP), which is a waste from the steel industries. Thailand's steel industries produces more than 20,000 tons of these wastes per year and the trend is increasing. This may cause long-term environmental problems in the future. WIP has good thermal properties and it can also be induced to generate heat by electromagnetic fields. The author would like to study this WIP by applying it to the production of high calcium fly ash based geopolymer by studying its properties and a new method of heat curing using electromagnetic field for heat induction compared to using oven, a conventional heat curing method. From the results, it was found that the amount of WIP affects on the physical and mechanical properties of the geopolymer. More WIP content resulted in an increase in samples' density due to the difference between the specific gravity of WIP and fly ash. The higher content of WIP also reduced the initial and final setting time of the geopolymer. The chemical reaction between WIP and alkaline solution accelerated the solidification of geopolymer. For the results of the first phase, heat curing by oven, the W20GP sample (20% WIP by weight of fly ash) mixed with 8 M sodium hydroxide, SS/SH ratio of 1.00 and L/B = 0.45 at 28 aged day were able to provide the highest compressive strength and flexural strengh of 50.5 MPa and 8.5 MPa, respectively. However, the reduction of compressive strength development was detected. Meanwhile, from the results of the second phase, it was found that the electromagnetic induction heating in the WIP mixed geopolymer sample was practical. The EIGP5 sample (5% WIP by weight of fly ash) provided the highest compressive strength of 76.8 MPa, and the EIGP20 (20% WIP) sample had the highest flexural strength of 12.8 MPa. The strength development with time occured. SEM, EDX, XRD techniques were performed to analyze the microstructure for describing the results. According to this study, electromagnetic heat induction in fly ash based geopolymer mixed with WIP was practically possible. The mechanical properties of EIGPx samples are better than oven curing samples. It can be concluded that WIP is a potential material for research in civil engineering field.

มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. สำนักหอสมุด

Address: เชียงใหม่

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: ธวัชชัย ตันชัยสวัสดิ์

Role: ประธานกรรมการ

Name: พีรพงศ์ จิตเสงี่ยม

Role: กรรมการ

Name: สุริยะ ทองมุณี

Role: กรรมการ

Name: กรกฎ นุสิทธิ์

Role: กรรมการ

Created: 2564

Modified: 2565-11-18

Issued: 2565-11-18

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมโยธา

Grantor: มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

©copyrights มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	620631027.pdf	12.53 MB	12	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.036186 วินาที