เถ้าถ่านหนิ หรอื เถ้าลอย(FLY ASH)

จดัทำาโดย1. น.ส. ทิพวรรณ ชว่ยบุญชู 52101102122. น.ส. ธญัวรรณ ตันซู ้ 52101102393. นาย ธรรมรงค์ สวุรรณรตัน์ 5210110233

เถ้าถ่านหินหรอืเถ้าลอย (FLY ASH)

เถ้าถ่านหิน หรอื เถ้าลอย (Fly Ash) เกิดจากการเผาถ่านหินเพื่อผลิตกระแสไฟฟา้ เถ้าถ่านหินจะถกูพดัออกมาตามลมรอ้นเพื่อออกไปสูป่ล่องควนั จากนัน้ตัวดักจบัจะรวบรวมเถ้าถ่านหินเพื่อเก็บไวใ้นไซโลต่อไป ในบางกรณีท่ีเผาถ่านหินด้วยอุณหภมูซิึง่สงูกวา่จุดหลอมเหลวของเถ้าถ่านหิน (ประมาณ 1500 ํC หรอื สงูกวา่) เถ้าถ่านหินจะหลอมเหลวและบางสว่นจบักันเป็นก้อนหรอืเป็นเมด็ใหญ่ขึน้ทําให้มนีํ้าหนักมาก และตกลงสูก้่นเตา จงึเรยีกกวา่ เถ้าก้นเตาหรอืเถ้าหนัก (Botto Ash)

การผลิตกระไฟฟา้ที่โรงไฟฟา้พลังงานความรอ้นแมเ่มาะ จงัหวดัลำาปางของการไฟฟา้ฝ่ายผลิตแหง่ประเทศไทยซึ่งใชถ่้านหนิลิกไนต์เป็นเชื้อเพลิง กากท่ีเหลือจากการเผาถ่านหนินี้ประกอบด้วย เถ้าถ่านหนิประมาณรอ้ยละ 80 และเถ้าก้นเตาอีกประมาณรอ้ยละ 20

เถ้าถ่านหนิถือได้วา่เป็นวสัดปุอซโซลานชนิดหนึ่ง ซึ่งสามารถใชเ้ป็นสว่นผสมหรอืแทนที่ปูนซเีมนต์บางสว่นในการทำาคอนกรตีได้แต่เถ้าถ่านหนิที่ใชจ้ะเป็นวสัดปุอซโซลาท่ีดีมากน้อยเพยีงใดขึ้นอยูกั่บคณุสมบติัของเถ้าถ่านหนินัน้

รูปรา่งของอนุภาคขึ้นอยู่กับ ?

ความสมํ่าเสมอของถ่านหิน แหล่งของถ่านหิน ความละเอียดของผงถ่านหินก่อนเผา สภาพการเผา(ระดับอุณหภมูแิละ

ปรมิาณออกซเิจน) ความสมํ่าเสมอของการเผา วธิกีารดักจบัเถ้าลอย

ความละเอียดของเถ้าถ่านหนิ(Fly Ash)

เถ้าถ่านหนิโดยทัว่ไปจะมคีวามละเอียดมากกวา่ปูนซเีมนต์ลักษณะทัว่ไปจะเป็นรูปทรงกลมมขีนาดเสน้ผ่านศูนยก์ลาง

ตัง้แต่เล็กกวา่ 1 ไมโครเมตร (0.001 มม.) จนถึง 0.15 มม. ซึ่งจะพบวา่เถ้าถ่านหนิโดยทัว่ไปจะมลัีกษณะเป็นทรง

กลมตัน

ลักษณะเถ้าถ่านหนิกลวง

เถ้าถ่านหนิท่ีมขีนาดใหญ่และอาจมเีถ้าถ่านหนิ ขนาดเล็กๆ อยู่ภายใน เรยีกวา่ เถ้าถ่านหนิกลวง (Cenosphere) ซึ่งมนีำ้าหนักเบาและลอยนำ้าได้

เถ้าถ่านหนิท่ีมีรูปรา่งเป็นเหล่ียมและพรุน

ทำาใหค้อนกรตีท่ีผสมเถ้าถ่านหนิชนิดนี้ต้องการปรมิาณนำ้าในสว่นผสมมากขึ้นซึ่งทำาใหก้ำาลังของคอนกรตีตกลง

ได้

นอกจากนี้ยงัพบวา่ความละเอียดและรูปรา่งของเถ้าถ่านหนิ ยงัขึ้นอยูกั่บการบดถ่านหนิที่จะนำาไปเผา ชนิดของเครื่องบด และชนิดของเตาเผา กล่าวคือ ถ้าบดถ่านหนิละเอียดมากขึ้นและเผาไหมอ้ยา่งสมบูรณ์ในเตาเผา จะทำาใหไ้ด้เถ้าถ่านหนิท่ีมคีวามละเอียดสงูกวา่ เมื่อใชถ้่านหนิที่บดหยาบกวา่หรอืเผาไหมไ้ด้ไมส่มบูรณ์ โดยเฉพาะอยา่งยิง่ในกรณีที่เผาไหมไ้มส่มบูรณ์จะมถ่ีานหนิปนอยู่จำานวนมาก ซึ่งโดยทัว่ไปแล้วถ่านหนิท่ีบดละเอียดจะมีขนาดใหญ่กวา่เถ้าถ่านหนิมาก ดังนัน้ความละเอียดของเถ้าถ่านหนิจงึขึ้นกับปัจจยัหลายประการด้วยกัน

ตัวอยา่งท่ีพบคือ ผลการทดสอบความละเอียดของเถ้าถ่านหนิจำานวน 12 ตัวอยา่งท่ีเหมอืงแมเ่มาะโดยวธิ ีBlaine พบวา่มคีวามละเอียดในชว่ง 2130 ถึง 3650 /ก. ซึ่งถือวา่มคีวามแตกต่างกันค่อนขา้งสงู แต่อยา่งไรก็ตามงานวจิยัเก่ียวกับเรื่องความละเอียดของเถ้าถ่านหนิต่อกำาลังอัดคอนกรตีสว่นใหญ่แล้วสอดคล้องกัน กล่าวคือ หากเถ้าถ่านหนิมคีวามละเอียดมากขึ้นจะทำาใหก้ำาลังอัดคอนกรตีสงูกวา่คอนกรตีท่ีใชเ้ถ้าถ่านหนิท่ีหยาบกวา่

ความถ่วงจำาเพาะ

ความถ่วงจำาเพาะของเถ้าลอยอยูร่ะหวา่ง 2.2-2.8

เถ้าลอยจากแมเ่มาะ มค่ีาความถ่วงจำาเพาะประมาณ 2.0

เมื่อทำาการแยกเถ้าลอยใหม้ขีนาดเล็กลง ความถ่วงจำาเพาะจะสงูขึ้น เพราะเถ้าลอยขนาดใหญ่มกัมรูีพรุนมากกวา่ขนาดเล็ก

*ประเภทของเถ้าถ่านหินเถ้าถ่านหนิท่ีได้จากการเผาถ่านหนิบด มคีวามละเอียดสามารถผ่านตะแกรงเบอร ์200 (ชว่งเปิด 75 มม.) ในปรมิาณรอ้ยละ 70-80 % โดยนำ้าหนักประเภทของเถ้าลอยแบง่ตาม ASTM C618• เถ้าลอย Class F ได้จากการเผาถ่านหนิประเภท แอ

นทราไซด์ หรอื บทิมูนิัส• เถ้าลอน Class C ได้จากการเผาถ่านหนิประเภท ซมับิ

ทมูนัิส หรอื ลิกไนต์Class F Class C

ศักยภาพของเถ้าถ่านหนิมาใช้ประโยชน์มรีายงานที่เกี่ยวกับการนำาเถ้าถ่านหนิมาใชแ้ทนปูนซเีมนต์โดย Davisและคณะ ตัง้แต่เมื่อปี พ.ศ.2480 ถือได้วา่เป็นก้าวแรกของการนำาเถ้าถ่านหนิมาใชง้านคอนกรตี หลังจากนัน้มงีานวจิยัเก่ียวกับการนำาเถ้าถ่านหนิมาใชป้ระโยชน์อีกจำานวนมาก และมกีารนำาเถ้าถ่านหนิไปใชใ้นงานจรงิเป็นจำานวนมากด้วยเชน่กัน

ธาตเุหล่านี้สามารถทำาปฏิกิรยิาปอซโซลานได้ดี ปฏิกิรยิาปอซโซลานจะชว่ยเพิม่กำาลังอัดคอนกรตีใหส้งูขึ้นเมื่อใชเ้ถ้าถ่านหนิท่ีมคีณุภาพดีและในปรมิาณท่ีเหมาะสม ประการท่ีสอง เน่ืองจากเถ้าถ่านหนิอนุภาคท่ีค่อนขา้งเล็กละเอียดและเป็นเมด็กลม ดังนัน้อนุภาคเหล่าน้ีเมื่อผสมในคอนกรตีจะเขา้ไปแทรกอยูใ่นชอ่งวา่งเล็กๆ ระหวา่งปูนซเีมนต์ ทราย และหนิ การท่ีเถ้าถ่านหนิเขา้ไปแทรกตัวอยูใ่นชอ่งงวา่งของคอนกรตีจะทำาใหค้อนกรตีแน่นขึ้น และเนื่องจากเถ้าถ่านหนิมสีณัฐาน เป็นทรงกลมจะทำาให้คอนกรตีมกีารล่ืนไหลได้ดีขึ้น นอกจากน้ี ยงัทำาให้การป๊ัมหรอืเทคอนกรตีลงในแบบทำาได้สะดวกขึ้นอีกด้วย

เมื่อผสมเถ้าถ่านหนิบางสว่นเขา้ไปในสว่นผสมคอนกรตีกำาลังอัดคอนกรตีท่ีอายุต้นๆจะตำ่าลง มรีายงานวา่การใช้เถ้าถ่านหนิแบบ class Fแทนท่ีปูนซเีมนต์รอ้ยละ 30 จะทำาใหค้อนกรตีท่ีอายุ 1 วนัมค่ีาเพยีงรอ้ยละ 50 ของกำาลังอัดคอนกรตีในสว่นผสมเดียวกัน ท่ีไมไ่ด้ใสเ่ถ้าถ่านหนิ การใชเ้ถ้าถ่านหนิแทนท่ีปูนซเีมนต์ในอัตรารอ้ยละ 25 และ 35 จะทำาใหท้ำาใหก้ำาลังอัดคอนกรตีท่ีอายุ 7 วนั มค่ีาประมาณรอ้ยละ 75 และ 65 ตามลำาดับเมื่อเปรยีบเทียบกับคอนกรตีท่ีไมใ่ชเ้ถ้าถ่านหนิ แต่วา่ค่ากำาลังอัดคอนกรตีท่ีผสมเถ้าถ่านหนิเหล่านี้มค่ีาเพิม่ขึ้นเป็นรอ้ยละ 90 และ 85 ตามลำาดับ ของกำาลังอัดคอนกรตีท่ีไมม่เีถ้าถ่านหนิผสมอยูใ่นคอนกรตีนี้ มอีายุ 6 เดือน และมแีนวโน้มท่ีเพิม่ขึ้นเรื่อยๆ การใชเ้ถ้าถ่านหนิท่ีมคีวามละเอียดสงูจะสามารถแก้ปัญหากำาลังอัดตำ่าของคอนกรตีในชว่งอายุต้นๆได้

องค์ประกอบทางเคมีองค์ประกอบหลักทางเคมขีองเถ้าถ่านหนิ คือ ซลิิกอนไดออกไซด์ (SiO2), อะลมูนิัมออกไซด์ (Al2O3) และเฟอรร์คิออกไซด์ (Fe2O3) อัตราสว่นของออกไซด์ทัง้ 3 ชนิดจะแปรเปลี่ยนไปตามอุณหภมู ิสภาพแวดล้อมขณะเผา และชนิดของถ่านหนิที่ใชเ้ผา ด้วยเหตผุลนี้ ASTM C618 จงึได้แยกประเภทของเถ้าถ่านหนิไว ้2 ชนิด คือ Class C และ Class F โดย Class F มปีรมิาณ SiO2 +Al2O2+Fe2O2 มากกวา่รอ้ยละ 70 โดยนำ้าหนัก และ Class C จะมปีรมิาณของออกไซด์ดังกล่าว ระหวา่งรอ้ยละ 50-70 โดยนำ้าหนัก

สว่นใหญ่แล้วถ่านหนิลิกไนต์ (Lignite), สบับทิมูนัิส (Sub-bituminus) เมื่อเผาแล้วจะใหเ้ถ้าถ่านหนิ Class C สว่นถ่านหนิชนิดแอนทราไซด์ (Anthracite) , บทิมูนิัส (Bituminus) จะใหเ้ถ้าถ่านหนิ Class F สำาหรบัโรงผลิตกระแสไฟฟา้แมเ่มาะ ใชถ่้านหนิลิกไนต์เป็นวตัถดุิบในการใหค้วามรอ้น แต่เถ้าถ่านหนิท่ีได้มทัีง้ Class F และ Class C การท่ีเถ้าถ่านหนิจากแหล่งเดียวกัน แต่สามารถพบเถ้าถ่านหนิได้ทัง้ Class F หรอื Class C เป็นเรื่องปกติเพราะถ่านหนิเป็นวสัดธุรรมชาติมเีนื้อไมส่มำ่าเสมอ คณุสมบติัทางกายภาพและทางเคมยีอ่มเปล่ียนไป แต่โดยสรุปก็คือเถ้าถ่านหนิท่ีได้เป็น Class F หรอื Class C ต่างก็ศักยภาพเพยีงพอท่ีจะนำาไปใชใ้นงานคอนกรตี

คณุสมบติัทางเคมขีองเถ้าลอย

คณุสมบติัASTM C168 (%)

Class F Class C

SiO2 + Al2O3+Fe2O3 70 50

SO3มากท่ีสดุ 5.0 5.0

ปรมิาณความชื้นมากท่ีสดุ 3.0 3.0

การสญูเสยีนำ้าหนักเน่ืองจากการเผาไหม้

6.0 6.0

อัลคาไลน์ในรูปของ Na2O มากท่ีสดุ

1.5 1.5

ปฏิกิรยิาปอซโซลาลาน ของเถ้าถ่านหิน

(Pozzolanic Reaction) ความสามารถของเถ้าถ่านหนิ ในการรวมตัวกับแคลเซยีมไฮดรอกไซด์เพื่อทำาปฏิกิรยิาปอซโซลาน จะขึ้นอยูกั่บความละเอียดของเถ้าถ่านหนิ คือ เถ้าถ่านหนิท่ีมีความละเอียดมากปฏิกิรยิาจะเกิดขึ้นได้เรว็กวา่เถ้าถ่านหนิท่ีมคีวามละเอียดน้อยกวา่ และในทำานองเดียวกันเถ้าถ่านหนิท่ีมปีรมิาณรอ้ยละของคารบ์อนตำ่าก็จะมกีารพฒันากำาลังได้ไวเชน่กัน ความไวในการทำาปฏิกิรยิาปอซโซลานสามารถวดัได้โดยใชค่้าดัชนีกำาลัง (Strength Activity Index)

Strength Activity Index with Portland Cement =[]โดย A= กำาลังอัดของมอรต้์าท่ีแทนท่ีปูนซเีมนต์ด้วยเถ้าถ่านหนิรอ้ยละ 20 B = กำาลังอัดของมอรต้์ารม์าตรฐานท่ีไมม่เีถ้าถ่านหนิ

ASTM C618 ได้กำาหนดวา่ดัชนีกำาลังของเถ้าถ่านหนิทัง้ Class F และ Class C ไมค่วรตำ่ากวา่รอ้ยละ 75 ของมอรต์าร์มาตรฐานท่ีอายุ 28 วนั

กระบวนการเกิดปฏิกิรยิาปอซโซลานจะเกิดขึ้นภายหลังปฏิกิรยิาไฮเดรชัน่ หลังจากปฏิกิรยิาไฮเดรชัน่เกิดขึ้นแล้วจะทำาใหปู้นซเีมนต์มลัีกษณะเป็นของเหลวขน้ (Cement Gel) และในขณะเดียวกันนี้จะเกิดสารประกอบขึ้นมา 2 ชนิด คือ C-S-H และ Ca(OH)2 หลังจากนัน้ Ca(OH)2 ทำาปฏิกิรยิากับ SiO2 และ Al2O3 ท่ีมอียูใ่นเถ้าถ่านหนิให้สารประกอบมคีณุสมบติัในการยดึประสานทำาใหซ้เีมนต์เพสต์มคีวามสามารถในการยดึประสานดีขึ้นและความสามารถในการรบักำาลังอัดของคอนกรตีจะดีขึ้นตามไปด้วย

ปฏิกิรยิาปอซโซลานปฏิกิรยิา Silicate Hydration2C3S + 6H2O CSH + 3Ca(OH)22C3S + 6H2O CSH + 3Ca(OH)2

ปฏิกิรยิาปอซโซลานิก Fly Ash + Ca(OH)2 + H2O CSH

CSH = 3CaO.2SiO2.3H2O = Calcium-silicate-hydrate

การใชเ้ถ้าถ่านหนิในงานคอนกรตี

การใชเ้ถ้าถ่านหนิบางสว่นผสมในคอนกรตีจะมผีลทำาให้ขอ้ดี-คอนกรตีเทได้ง่ายขึ้น เพราะเถ้าถ่านหนิเป็นรูปทรงกลมแรงเสยีดสรีะหวา่งอนุภาคตำ่า-ลดการแยกตัวของคอนกรตี-ลดการซมึผ่านของนำ้าในคอนกรตี-ลดความรอ้นจากปฏิกิรยิาไฮเดรชนั-ยดืเวลาการก่อตัว-ลดราคาของคอนกรตีใหต้ำ่าลง

ขอ้เสยี-กำาลังอัดท่ีอายุต้นๆจะตำ่ากวา่คอนกรตีธรรมดา-จำาเป็นต้องมกีารบม่มากกวา่คอนกรตีธรรมดา ขอ้แนะนําควรใชเ้ถ้าถ่านหนิ class F 15-25%โดยนำ้าหนักปูนซเีมนต์บวกกับเถ้าถ่านหนิสว่น class C ควรใช ้15-35% 

การใชเ้ถ้าถ่านหนิในงานคอนกรตีกำาลังสงู

หลักทัว่ไปของการผลิตคอนกรตีกำาลังสงู คือ ลดปรมิาณนำ้าท่ีใชผ้สมคอนกรตีลงมากที่สดุเท่าที่จะทำาได้โดยไมท่ำาใหค้อนกรตีคณุสมบติัด้านการเทเปล่ียนไปเกิดการแยกตัว ปรมิาณท่ีใชจ้ะประมาณ 0.25-0.35 โดยนำ้าหนักของปูนซเีมนต์ ซึ่งถือวา่น้อยมาก จงึต้องใชส้ารลดนำ้าหรอืสารลดนำ้าพเิศษชว่ย ทำาใหค้อนกรตีใชน้ำ้าน้อยลง และใชซ้ลิิกาฟูมหรอืเถ้าถ่านหนิผสมเพื่ออุดชอ่งวา่งเล็กๆในคอนกรตี(ต้องใช้เถ้าถ่านหนิ class F)จากการทดสอบเถ้าถ่านหนิจากแมเ่มาะ การใช้เถ้าถ่านหนิในคอนกรตีกำาลังสงูจะใหก้ำาลังอัดท่ีอยู่ในเกณฑ์ท่ียอมรบัและราคาของคอนกรตีถกูกวา่คอนกรตีที่ทำาด้วยซลิิกาฟูม  

ขอ้ท่ีควรคำานึงถึงมากท่ีสดุคณุสมบติัของคอนกรตีกำาลังสงูท่ีมสีว่นผสมของเถ้าถ่านหนิ ขึ้นอยูกั่บคณุภาพของเถ้าถ่านหนินัน้ๆ

คณุสมบติัของซเีมนต์ผสมเถ้าถ่านหนิ

1.ความต้องการนํ้า เถ้าถ่านหนิมลัีกษณะเป็นเมด็กลมและมผิีวเรยีบทำาให้สว่นผสมทำางานได้ง่ายขึ้นและต้องการนำ้าลดลงเมื่อกำาหนดใหม้คีวามสามารถในการเทเท่ากัน เถ้าถ่านหนินอกจากสามารถลดปรมิาณนำ้าแล้ว ในหลายกรณีพบวา่ยงัเพิม่ความสามารถในการทำางานของมอรต์ารแ์ละคอนกรตีได้โดยคงปรมิาณนำ้าไว ้ค่าการไหลแผ่ของมอรต์ารท์ำาจากปูนซเีมนต์ผสมเถ้าถ่านหนิแมเ่มาะรอ้ยละ 0, 20 และ 40 ท่ีมอัีตราสว่นนำ้าต่อวสัดปุระสานเท่ากับ 0.45 มค่ีาเท่ากับรอ้ยละ 125,135 และ 145 ตามลำาดับ

สว่นผสมความ

ละเอียด(cm2/g)

W/B กําลังอัด (MPa)

3 วนั 7 วนั 28 วนั 90 วนั

ปูนซเีมนต์ปอรต์แลนด์

3500 0.500 20.0 31.5 48.5 52.0

เถ้าถ่านหนิ 3000 0.458 11.5 20.5 30.5 41.5

เถ้าถ่านหนิผ่านแรง่200

3900 0.402 15.5 19.0 38.5 53.5

เถ้าถ่านหนิสว่นละเอียด

9300 0.439 25.0 31.0 53.5 61.5

ความต้องการนํ้าและกําลังอัดของมอรต์ารผ์สมเถ้าถ่านหินแมเ่มาะ

2. ระยะเวลาก่อตัวโดยทัว่ไประยะเวลาการก่อตัวของเพสต์ผสมเถ้าถ่านหนิจะเพิม่ขึ้นเล็กน้อยเนื่องจากการแทนที่ด้วยเถ้าถ่านหนิทำาใหป้รมิาณปูนซเีมนต์ปอรต์แลนด์ลดลง เถ้าถ่านหนิที่ละเอียดมแีนวโน้มทำาใหก้ารก่อตัวเรว็ขึ้นและในทางกลับกันเถ้าถ่านหนิที่หยาบมแีนวโน้มทำาใหก้ารก่อตัวชา้ลง เถ้าถ่านหนิที่มปีรมิาณ SO3 สงูจะมเีวลาการก่อตัวเพิม่ขึ้นมากได้

3. การเยิม้นํ้าการผสมเถ้าถ่านหนิทำาใหป้รมิาตรของวสัดปุระสานเพิม่ขึ้นเนื่องจากเถ้าถ่านหนิมคีวามถ่วงจำาเพาะตำ่ากวา่ปูนซเีมนต์และทำาใหก้ารเยิม้นำ้าของเพสต์และมอรต์ารล์ดลง การเยิม้นำ้าของคอนกรตีตำ่ากวา่เพสต์และมอรต์ารเ์น่ืองจากมปีรมิาณเพสต์ตำ่ากวา่ คอนกรตีผสมเถ้าถ่านหนิจะมกีารเยิม้นำ้าลดลงเชน่กัน แต่มรีายงานเชน่กันวา่เถ้าถ่านหนิ 6 จาก 11 ชนิดท่ีทดสอบเพิม่การเยิม้นำ้า เมื่อผสมเถ้าถ่านหนิท่ีอัตราสว่นนำ้าต่อวสัดปุระสาน (W/B) เท่ากันโดยไมล่ดนำ้า คอนกรตีจะมคีวามสามารถทำางานได้ดีขึ้นเนื่องจากมนีำ้าอิสระ(Free Water) มากทำาใหก้ารเยิม้นำ้าเพิม่ขึ้นได้การผสมถ่านหนิแทนท่ีปูนซเีมนต์ยงัทำาใหส้ว่นผสมเกาะตัวกันได้ดีเป็นผลให้โอกาสในการเกิดการแยกตัว (Segregation)ของคอนกรตีน้อยลงด้วย

Se-ries1

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

คอนกรตีธรรมดา30 MPa

ผสมเถ้าถ่านหนิ25% 30 MPa

คอนกรตีธรรมดา50 MPa

ผสมเถ้าถ่านหนิ25 % 50 MPa

ปรมิาตรนำ้าเยิม้ (10-3 มลิลิลิตรต่อตารางมลิลิเมตร)

4. โพรงการใชเ้ถ้าถ่านหนิแทนที่ปูนซเีมนต์ปอรต์แลนด์ทำาใหข้นาดและโครงสรา้งของโพรงเปล่ียนไป ปฏิกิรยิาในชว่งต้นขึ้นอยูกั่บปูนซเีมนต์ปอรต์แลนด์ การใสเ่ถ้าถ่านหนิทำาใหป้รมิาณของปูนซเีมนต์ปอรต์แลนด์และปฏิกิรยิาไฮเดรชัน่ในชว่งต้นลดลง เป็นผลใหโ้พรงของเพสต์มีมากขึ้นเมื่อเทียบกับเพสต์ของปูนซเีมนต์ปอรต์แลนด์ แต่ทัง้น้ีการกระจายตัวของโพรงจะดีขึ้นเพราะเถ้าถ่านหนิมลัีกษณะอนุภาคกลมทำาใหส้ามารถกระจายตัวได้ดีในซเีมนต์เพสต์ และทำาใหข้นาดเฉล่ียของโพรงเล็กลงเมื่อปรมิาณเถ้าถ่านหนิ มากขึ้น

โพรงทัง้หมด (%)

7 วนั 28 วนั 60 วนั 90 วนั05

10152025303540

ปูนซเีมนต์ปอรต์ แลนด์ (OPC)

เถ้าถ่านหนิ 20% (OFA20)

เถ้าถ่านหนิ 40% (OFA40)

การเกิดปฏิกิรยิาไฮเดรชัน่และปอซโซลานของเพสต์ยงัคงมต่ีอไป ผลิตผลจากปฏิกิรยิาไฮเดรชัน่และปอซโซลานเขา้ไปแทรกตามโพรงทำาใหป้รมิาตรโพรงลดลง สำาหรบัสว่นผสมท่ีมเีถ้าถ่านหนิพอเหมาะประมาณรอ้ยละ 20 การลดลงของโพรงจะเกิดขึ้นได้เรว็กวา่สว่นผสมที่มเีถ้าถ่านหนิมาก แต่อยา่งไรก็ตามปรมิาตรโพรงของเพสต์ที่ผสมเถ้าถ่านหนิจะลดลงตำ่ากวา่ของเพสต์ธรรมดาได้

การใชเ้ถ้าถ่านหนิในการป้องกันการกัดกรอ่น

การทําลายโดยสารซลัเฟตเถ้าถ่านหนิสามารถเพิม่การต้านทานการ

กัดกรอ่นของคอนกรตีจากซลัเฟตได้โดยเฉพาะอยา่งยิง่เถ้าถ่านหนิ class F จะต้านทานการกัดกรอ่นได้ดีกวา่ class C

การต้านทานการกัดกรอ่นเกิดจากปฏิกิรยิาปอซโซลานได้เปล่ียนรูปของ Ca(OH)2 ใหเ้ป็น CSH ซึ่งเป็นสารประกอบท่ีทนต่อการกัดกรอ่นได้สงูกวา่ Ca(OH)2 อยา่งมาก

***การต้านทานการกัดกรอ่นยงัขึ้นกับ ความละเอียดของเถ้าถ่านหนิด้วย ยิง่ละเอียดมากยิง่ชว่ยมาก

การทําลายโดยกรด

การใชถ่้านหนิแทนท่ีปูนซเีมนต์สามารถลดการกัดกรอ่นของกรดซลัฟูรกิได้ คอนกรตีท่ีผสมเถ้าถ่านหนิจากแมเ่มาะในปรมิาณท่ีสงูกวา่รอ้ยละ 35 โดยนำ้าหนักของวตัถปุระสาน จะเพิม่ความต้านทานของการกัดกรอ่นของกรดซลัฟูรกิเขม้ขน้รอ้ยละ 10 ได้สงูขึ้นกวา่คอนกรตีธรรมดาท่ีไมม่ีเถ้าถ่านหนิ

สว่นผสม น้ําหนักท่ีสญูหายไป (%)

1 วนั 3 วนั 7 วนั 28 วนั 56 วนั 84 วนั

ปูนซเีมนต์ปอรต์แลนด์

0 18 29 58 66 80

เถ้าถ่านหนิ 2 0 9 19 57 82

เถ้าถ่านหนิผ่านแรง่ 200

1 1 14 41 66 78

เถ้าถ่านหนิสว่นละเอียด

1 0 6 30 68 91

เถ้าถ่านหนิสว่นหยาบ 1 0 -1 -5 -4 -17

การสญูเสยีนำ้าหนักของมอรต์ารผ์สมเถ้าถ่านหนิแมเ่มาะในกรดซลัฟูรกิ

หมายเหต ุ: มอรต์ารท์ำาจากปูนซเีมนต์ปอรต์แลนด์แทนท่ีด้วยเถ้าถ่านหนิแมเ่มาะรอ้ยละ 40 ใชว้สัดปุระสาน 1 สว่น ทราย 2.75 สว่นโดยนำ้าหนัก ค่าการไหลแผ่รอ้ยละ 1105

การซมึผา่นของสารคลอไรด์คลอไรด์ท่ีซมึเขา้ในคอนกรตีจะทำาใหเ้หล็กเสรมิเริม่เกิดสนิม การใชเ้ถ้าถ่านหนิสามารถลดปรมิาณคลอไรด์ท่ีซมึผ่านเขา้ไปในคอนกรตีและการใชเ้ถ้าถ่านหนิท่ีละเอียดสามารถต้านทานการซมึผ่านของสารคลอไรด์ได้ดีขึ้นกวา่คอนกรตีท่ีไมม่สีว่นผสมของเถ้าถ่านหนิ

1.25 2.5 7.5 12.5 17.5 22.50

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

คอนกรตีธรรมดาคอนกรตีผสมเถ้าถ่านหนิคอนกรตีผสมเถ้า

ถ่านหนิ 30%

ปรมิา

ณคล

อไรด

์ (% โด

ย น.

น.

ของค

อนกร

ตี)

ระยะเวลาจากผิว (ม.ม.)

ปรมิาณคลอไรด์ในคอนกรตีผสมเถ้าถ่านหนิ

การเกิดคารบ์อเนชนัคารบ์อเนชนั(Carbonation) เป็นการท่ีก๊าซ

คารบ์อนไดออกไซด์เขา้ไปทำาปฏิกิรยิากับซเีมนต์เพสต์ท่ีแขง็ตัวแล้ว โดยทำาปฏิกิรยิากับแคลเซยีมไฮดรอกไซด์ ทำาใหเ้กความเป็นด่างของซเีมนต์เพสต์ลดลงจาก pH 13 เหลือเพยีง 8-9 และทำาใหฟ้ล์ิมบางท่ีเคลือบผิวเหล็กเสรมิถกูทำาลายได้เชน่กัน

การใชเ้ถ้าถ่านหนิแมจ้ะลดปรมิาณแคลเซยีมไฮดรอกไซด์ลงทำาใหก้ารเกิด คารบ์อเนชนัเรว็ขึ้น แต่การใชเ้ถ้าถ่านหนิทำาใหค้อนกรตีมเีนื้อแน่นขึ้น ทึบนำ้ามากขึ้น ซึ่งจะสง่ผลใหก้ารเกิดคารบ์อเนชนัลดลงเชน่กัน

คอนกรตีธรรมดา

คอนกรตีผสมเถ้า

ถ่านหนิ20%

010203040506070

บ่ม 1 วนั บ่ม 7 วนั บ่ม 28 วนั

อัตรา

การเ

รง่กา

รคาร

บ์อเน

ชนั (ม

.ม./ปี

0.5 )

การเกิดคารบ์อเนชนัในชิน้สว่นคอนกรตีท่ีปรมิาณ co2รอ้ยละ 4

การใชเ้ถ้าถ่านหินO การประยุกต์ใชเ้ถ้าลอยในงานคอนกรตีท่ีเด่นชดัเริม่

ขึ้นครัง้แรก ในปี พ.ศ. 2491 เมื่อมกีารสรา้งเขื่อนHungry Horse ในรฐัมอนทานา สหรฐัอเมรกิา

โดยมวีตัถปุระสงค์หลัก เพื่อลดความรอ้นจากปฏิกิรยิาระหวา่งนำ้ากับซเีมนต์

O ในประเทศไทยมกีารทดลองใชเ้ถ้าลอยครัง้แรกเมื่อ ปี พ.ศ. 2530 ในการปรบัปรุงถนนภายในโรง

ไฟฟา้แมเ่มาะ โดยเป็นการทดลองแบบลองผิดลอง ถกู และใชเ้ถ้าลอยผสมนำ้าโดยไมม่กีารผสมกับ

ซเีมนต์ ซึ่งได้ผลเป็นท่ีน่าพอใจ ทำาใหใ้นปีต่อมามีการนำาเถ้าลอยมาใชป้รบัปรุงถนนทกุสายในโรง

ไฟฟา้แมเ่มาะ โดยมกีารพฒันาวธิกีารใหเ้หมาะสมมากขึ้นเป็นลำาดับ

การใชเ้ถ้าถ่านหนิในประเทศไทย

การก่อสรา้งเขื่อนปากมูล เมื่อปี พ.ศ. 2537 ซึ่งใช้ คอนกรตีบดอัด (Roller Compacted Concrete)

โดยมสีว่นผสมของซเีมนต์ 58 กิโลกรมั และเถ้าลอย134 กิโลกรมั/ คอนกรตี 1 ลกูบาศก์เมตร มกีารใชเ้ถ้าถ่านหนิ

จากโรงไฟฟา้แมเ่มาะไปทัง้สิน้ 6,450 ตัน

เขื่อนคลองท่าด่าน เป็นเขื่อนคอนกรตีบดอัดท่ี ใหญ่ท่ีสดุในโลก มปีรมิาตรคอนกรตีบดอัด ถึง 5,470,000 ลกูบาศก์

เมตร สงู 93 เมตร ยาว 2,720 เมตร ขนาดความจุ 224 ล้านลกูบาศก์

เมตรการก่อสรา้งผสมผสานระหวา่งวศิวกรรมงานคอนกรตี

กับวศิวกรรมงานดิน มกีารนำาเอาเถ้าลอยลิกไนท์ ท่ีได้จากเหมอืงแมเ่มาะ

อำาเภอแมเ่มาะ จงัหวดัลำาปาง มาใชใ้หเ้กิดประโยชน์

จากปรมิาณการนำาเถ้าลอยมาใชด้ังกล่าว ทำาให้ ประเทศไทยเป็นอันดับท่ีหน่ึงในโลก เมื่อเทียบ

สดัสว่นปรมิาณการนำากลับมาใชต่้อปรมิาณการ ผลิตในปี พ.ศ. 2544

ราคาของเถ้าลอยจำาหน่ายท่ีโรงไฟฟา้แมเ่มาะ ตัน ละ 70 บาท ถ้ารวมค่าขนสง่และการจดัการราคา

เถ้าลอยจะอยูท่ี่ประมาณ 1,000 บาท/ ตัน ในขณะ ท่ีซเีมนต์ปกติจะจำาหน่ายในราคาประมาณ 2,000

บาท/ ตัน

ในหนึ่งวนัจะมรีถขนเถ้าถ่านหนิออกจากโรงไฟฟา้ มากกวา่ 150 คัน หรอืประมาณ 4,000-5,000 ตัน

ทัง้นี้ขึ้นอยูกั่บวา่เถ้าถ่านหนิท่ีออกมาจากเตามปีรมิาณ มากน้อยเพยีงใด โดยรถท่ีเขา้มารบัเถ้าลอยนัน้จะต้อง

เป็นรถท่ีมกีารป้องกันอยา่งมดิชดิก่อนท่ีจะขนออกไป

THE END