การสังเคราะห์จีโอพอลิเมอร์จากตะกอนประปาและเถ้าเส้นใยปาล์ม...

บทความวจย วารสารวชาการเทคโนโลยอตสาหกรรม ปท15 ฉบบท 2 พฤษภาคม-สงหาคม 2562

The Journal of Industrial Technology, Vol. 15 No.2 May-August 2019

70

การสงเคราะหจโอพอลเมอรจากตะกอนประปาและเถาเสนใยปาลมนามน

นภารตน ไวยเจรญ* และสวมล อศวพศษฐ

บทคดยอ

การวจยครงนเปนการนาตะกอนประปากบเถาเสนใยปาลมน ามนมาสงเคราะหจโอพอลเมอร เพอคดเลอก

อตราสวน SiO2/Al2O3 ทเหมะสม โดยแปรผลจากการพฒนากาลงรบแรงอด และการวเคราะหโครงสรางจลภาคของ

กอนหลอแขงจโอพอลเมอรสงเคราะห ภายหลงการบมสงสด 60 วน โดยใชเทคนคการวเคราะหระดบโครงสราง

จลภาคไดแก เทคนค XRF XRD และSEM ผลการวจยสรปไดวา อตราสวน SiO2/Al2O3 ทเหมาะสมสาหรบการ

สงเคราะหจโอพอลเมอรเทากบ 2.50 (อตราสวนทใชในการทดสอบคอ 1.77 2.00 2.50 และ 3.00) สามารถเกด

ผลตภณฑจโอพอลเมอรภายใตปฏกรยาจโอพอลเมอรไรเซชนได และใหกาลงรบแรงอดสงทสดเทากบ 40.56

กโลกรมตอตารางเซนตเมตร สวนการใชเทคนค XRD และ SEM แสดงการเปลยนแปลงภายในโครงสรางอะลมโนซ

ลเกต สามารถบงบอกการเกดปฏกรยาจโอพอลเมอรไรเซชนและผลตภณฑจโอพอลเมอรสงเคราะหได สรปไดดงน

เทคนค XRD พบโครงสรางผลกของสารประกอบ Sodium Aluminum Silicate Hydrate (Na96Al96Si96O384.216H2O;

NASH) แทนทพกของ Quartz และ Potassium Aluminum Silicate (KAlSi2O6) ตลอดการเลยวแบนของรงสทมม 2

theta เทคนค SEM แสดงลกษณะพนผวของจโอพอลเมอร มลกษณะเปนเจลหรอผลกมรปทรงแตกตางกน ซอนทบ

หลายชน กระจดกระจายทวทงกอนจโอพอลเมอร สลบกบบางสวนยงคงปรากฏเปนชองโหวหรอรพรน มทงผวหนา

เรยบและขรขระ และปรากฏตาแหนงของ Silicon, Aluminum และ Sodium ในตาแหนงเดยวกน แสดงการจบกน

ภายในโครงสรางของ NASH ดงนน การสงเคราะหจโอพอลเมอรจากตะกอนประปารวมกบเถาเสนใยปาลมน ามนจง

สามารถพฒนากาลงรบแรงอดได เกดการเปลยนแปลงโครงสรางแสดงถงการเกดผลตภณฑจโอพอลเมอร ซงมความ

เหมาะสมสาหรบการประยกตใชในงานทางดานสงแวดลอม

คาสาคญ : จโอพอลเมอร, ตะกอนประปา, เถาเสนใยปาลมนามน

ภาควชาวทยาศาสตร คณะวทยาศาสตรและเทคโนโลย มหาวทยาลยสงขลานครนทร ปตตาน * ผตดตอ, อเมล: [email protected]รบเมอ 10 เมษายน2562 ตอบรบ 10 กรกฎาคม 2562

mailto:[email protected]



71

Synthesis of Geopolymer From Water Treatment Residue and Palm

Oil Fuel Ash

Naprarath Waijarean* and Suwimol Asavapisit

Abstract

This research aimed at synthesizing the geopolymer of water treatment residue and palm oil fuel ash using

proper suitable SiO2/Al2O3 ratios by varying the results of compressive strength test and also to examine the quality

and microstructure of solidified waste cubes after the maximum of 6 0 days curing. In the test, the microstructure

analysis techniques of XRF XRD SEM were employed. The findings revealed that the proper ratios of SiO2/Al2O3

in synthesizing geopolymer at 2.50 could develop geopolymerization reaction. (In SiO2/Al2O3 test were 1.77, 2.00,

2.50 and 3.00) It was also found that the synthetic geopolymer with optimum compressive strength at 40.56 Ksc. In

employing the microstructure analysis technique of XRD and SEM, the changes inside geopolymer structure both

before and after the mixing were found. The results can indicate the developing of geopolymerization reaction and

synthetic geopolymer products inside the structure of Aluminosilicate source regarding the internal changes as

follows; it was found that the peak of Quartz, Potassium Aluminum Silicate (KAlSi2O6), and X-rays diffraction had

been superseded by the structure solid of Sodium Aluminum Silicate Hydrate (Na96Al96Si96O384.216H2O; NASH). It

was also found Silicon, Aluminum, and Sodium at the same bonding position structure of NASH. As a result, the

synthesis of the geopolymer of water treatment residue and palm oil fuel ash can developing strength and changing

inside geopolymer structure by appear geopolymer product. Both starting materials can be synthesized and applied

in environmental filed.

Keywords : Geopolymer, Water treatment residue, Palm oil fuel ash

Department of science Faculty of Science and Technology Prince of Songkla University Pattani.

* Corresponding author, E-mail : [email protected], Received:10 April 2019, Accepted:19 July 2019

mailto:[email protected]



72

1. บทนา

ปจจบนวธการทาลายฤทธของสารอนตรายทนยม

ใชคอ การปรบเสถยรและทาเปนกอนแขง (Stabilization

และ Solidification ห รอ S/S) เป น วธการบาบดสาร

อน ต รายโด ยใชตว ยด ป ระส าน ซ เม น ต (Ordinary

Portland Cement; OPC) ทนยมใชกนทวไป โดยเฉพาะ

โลหะหนกตาง ๆ จะถกเปลยนใหอยในรปของโลหะไฮ

ดรอกไซด (Metal Hydroxides) ดวยปอรตแลนดซเมนต

หรอปนขาว ทสามารถลดความเปนพษ และลดการ

เคลอนยายสารพษออกสสงแวดลอมไดระดบหนง แต

วธนมตนทนการบาบดสง และกอใหเกดการปลดปลอย

กาซคารบอนไดออกไซดในกระบวนการผลตซเมนต

ซงเปนกาซเรอนกระจกท เปนสาเหตหลกของการ

เปลยนแปลงภมอากาศโลก ซง [1] ระบวา อตสาหกรรม

ซเมนตมการปลอยกาซคารบอนไดออกไซดมากทสด

รอยละ 75 ประกอบกบการนาวตถดบมาผลตซเมนตยง

เปนการนาทรพยากรธรรมชาตประเภทหนและแรมาใช

เปนวตถดบหลกในกระบวนการผลตซเมนต และถอได

วากระบวนการผลตซเมนตไมเปนมตรกบสงแวดลอม

ตอมามนกวจยหลายทานทาการศกษาคนควาหา

วสดใหมเพอนามาเปนสวนผสมหรอใชทดแทนซเมนต

ทงระบบ ซงในระยะแรกมการนาวสดปอซโซลานทมา

จากเถาถานหน แกลบ เถาจากวสดทางการเกษตรอน ๆ

มาใชเปนสวนผสมในการผลตซเมนตดวยเงอนไขท

แตกตางกน เชน วตถดบและแหลงทมา การเตรยม

วตถดบ การผสม อตราสวน การทาปฏกรยา การบม

และระยะเวลาการบม ตลอดจนวตถประสงคของการนา

ผลตภณฑไปประยกตใช สงผลใหผลตภณฑทไดมาม

ความหลายหลาย ไมสามารถควบคมคณภาพการผลต

ระดบอตสาหกรรมและขยายผลในเชงพาณชยได อกทง

งานวจยทผานมาจะเนนการศกษาและพฒนาสมบต

เชงกลดานการพฒนากาลงรบแรงอดของผลตภณฑท

นาไปใชในงานกอสราง มไดเนนการประยกตใชในงาน

ดานสงแวดลอม โดยเฉพาะการจดการของเสยอนตราย

ตอมามนกวจยกลมหนงมความพยายามพฒนาและ

สงเคราะหวสดทดแทนซเมนต ทใหสมบต เชงกล

ใก ล เค ย ง กน ส าม าร ถ น าไ ป ใช ใน ง าน ท างด าน

สงแวดลอม การจดการของเสยอนตรายได อกทงเปน

การนาวสดจากภาคอตสาหกรรม และทางการเกษตร

กลบมาใชใหม และทดแทนทรพยากรหนและแร วสด

สงเคราะหดงกลาวเรยกวา จโอพอลเมอร เปนวสด

สงเคราะหจากการทาปฏกรยาระหวางสารประกอบ

อะลมโนซลเกตและสารละลายดางภายใตปฏกรยาจโอ

พอลเมอไรเซชน [2] ไดผลตภณฑ ท ใหสมบตการ

แขงตวท อณหภมหอง สามารถรองรบแรงอดไดด

ทนทานตอการกดกรอน เปนวสดทนไฟ และมสมบตใน

การกกเกบโลหะหนกได [3, 4, 5] ปจจบนมการนาวสด

เหลอใชทางการเกษตร ไดแก เถาแกลบ (Rice Husk

Ash) เถ า เป ล อ ก ไ ม (Bark Ash) เถ า ไ ม ย า ง พ า ร า

(Rubber Ash) แ ล ะ เ ถ า ก า ก ป า ล ม น า ม น

(Palm Oil Fuel ash) และจากภาคอตสาหกรรม ไดแก

ตะกรนเตาถลงเหลก (Blast Furnace Slag) เถาถานหน

หรอเถาลอย (Fly Ssh) ตะกอนจากระบบบาบดน าเสย

(Wastewater Treatment residue) ตะกอนประปา (water

treatment residue) ตลอดจนกลมแรดนเหนยวซงมความ

บรสทธมากกวา มาเปนวสดเตมผสมในวสดต งตน

เพอใหไดผลตภณฑทใหสมบตตามทกาหนด แมวา จะม

การเรยกชอตวยดประสานจโอพอลเมอรในทางวชาการ

แ ต ก ต า ง ก น อ า ท เ ช น Aluminosilicate Inorganic

Polymers, Aluminosilicate Cement Minerial Polymers,



73

Inorganic Polymers, Inorganic Polymer Glasses, Alkali

Ash Material Hydroceramics, Alkali-activated Material

Alkaline Inorganic Polymers, Alkali-bonded Ceramics,

Geocements, Zeoceramics, Zeocement แ ล ะ Green

cement แตชอทไดรบความนยมอยางแพรหลายทางการ

วจยยงคงเปนชอ จโอพอลเมอร [6, 7, 8, 9] งานวจยฉบบ

นจงเลอกใชคาวา จโอพอลเมอร แทนวสดสงเคราะห

หรอผลตภณฑทไดจากปฏกรยาจโอพอลเมอรไรเซชน

การวจยครงนมการนาวสดเหลอใชทางการเกษตร

ในรปเถาเสนใยปาลมน ามน (Palm Oil Fuel Ash) และ

วสดเหลอใชจากโรงผลตนาประปาในรปตะกอนประปา

มาเปนวสดตงตนเพอสงเคราะหจโอพอลเมอร เถาเสน

ใยปาลมน ามนเปนผลพลอยไดจากการนาเสนใยปาลม

น ามนไปใชเปนเชอเพลงของหมอตมไอน า เพอผลต

กระแสไฟฟาและภายหลงการเผาไหมทอณหภม 800-

900 องศาเซลเซยส จะเกดเถาเสนใยปาลมน ามน ซงม

ปรมาณสงถงประมาณ 578,998.00 ตนตอป ดวยลกษณะ

ของเถาเสน ใยปาลมน ามน มขนาดเลกเปน ผงฝ น

นาหนกเบา สามารถฟงกระจายไดงาย ละอองขนาดเลก

จงมกกอใหเกดปญหามลพษทางอากาศ ในทางกลบกน

เถาเสนใยปาลมน ามน มสวนประกอบของ SiO2 มาก

ทสดมากกวารอยละ 55 รองลงมาเปนองคประกอบของ

K2O CaO Al2O3 และ MgO มคาเทากบรอยละ 8.2. 6.5.

4.5. และ 4.2. ตามลาดบ หากเทยบกบมาตรฐาน ASTM

C618 พบวา เถาเสนใยปาลมน ามน มองคประกอบทาง

เคมตรงกบขอกาหนดของวสดปอซโซลาน Class N

แมวา เถาเสนใยปาลมน ามน จะจดเปนวสดปอซโซลาน

สงเคราะหทผาน

กระบวน การเผาไห มท อณ ห ภม สงแลวกตาม

ยงคงจาเปนตองผานกระบวนการบดใหละเอยด เพอเพม

พนทผวของการทาปฏกรยาไดรวดเรวยงขน และเปน

การลดความพรนของเถาเสนใยปาลมน ามนอกดวย

ในทางวศวกรรมสามารถนาเถาเสนใยปาลมทมความ

ละเอยดเพยงพอผสมกบซเมนตในปรมาณทเหมาะสม

สามารถเพมกาลงรบแรงอดและความทนทานของ

คอนกรตได [10] ในปจจบนทางโรงงาน ฯ มการนาเถา

เสนใยปาลมน ามนมาใชประโยชนนอยมาก สวนมาก

เลอกวธการทงในพนทโรงงาน บางสวนนาไปใชเปน

สารปรบปรงคณภาพดน และถมพนท เถาเสนใยปาลม

น ามนจงเปนปญหาทสงผลกระทบตอสงแวดลอมและ

ก าร บ ร ห าร จด ก าร พ น ท ใช ส อ ย ภ าย ใน โ ร งงาน

เชนเดยวกบ เศษวสดเหลอทงจากภาคการเกษตรและ

อตสาหกรรมอน ๆ เชน แกลบ ตะกรน และตะกอน

ประปา ดงนน ผวจยจงมความสนใจนาเถาเสนใยปาลม

นามนมาเพมมลคา โดยวธการนากลบมาใชใหมเพอเปน

สวนผสมในการสงเคราะหจโอพอลเมอร และนามา

ประยกตใชในงานทางดานสงแวดลอม

สวนตะกอนประปาเปนผลผลตจากกระบวนการ

ผลตน าประปาของโรงผลตน าประปา จากงานวจยของ

[11, 12, 13] พบวา เปนสารประกอบในกลมแรดน

เหนยว (clay minerals) ท มอตราสวน SiO2/Al2O3 อย

ระหวาง 1.60-2.40 ซงเปนอตราสวนทเหมาะสมสาหรบ

เปนวสดต งตนในการสงเคราะห จโอพอลเมอร [8]

ผลตภณฑทไดใหสมบตดานการพฒนากาลงอดไดด

และสามารถกกเกบโลหะหนกจากโรงชบสงกะสได

[11] อกทงปจจบน วสดเหลอใชจากโรงผลตน าประปา

เกดขนปรมาณมากและไมมการนาวสดเหลอใชจากโรง

ผลตนาประปามาใชประโยชน มกจะเลอกใช

วธการกาจดแบบถมพนท กอใหเกดปญหาในการ

บรหารจดการพนทในโรงงาน ฯ และเพมตนทนในการ



74

ขนถาย ซงจาเปนตองวาจางบรษทเอกชนเพอนาไป

กาจดภายนอกโรงงาน จากปญหาดงกลาวและการ

มองเหนความสาคญของการนากลบมาใชใหม จงเปน

ทมาของการนาวสดเหลอใชจากโรงผลตน าประปา มา

สงเคราะหจโอพอลเมอร เพอประยกตใชในงานทางดาน

สงแวดลอมเชนเดยวกบเถาเสนใยปาลมนามน

ดงนน งานวจยนจงเปนการศกษาความเปนไปได

ของการนาวสดเหลอใชทางการเกษตร และวสดเหลอใช

จาก โรงผ ล ต น าป ระป าม าเป น ส ารต งตน ใน ก าร

สงเคราะหจโอพอลเมอร เพอหาอตราสวน SiO2/Al2O3

ทเหมาะสมในการพฒนากาลงรบแรงอดของจโอพอล

เมอรสงเคราะห โดยการปรบอตราสวนผสมของ

SiO2/Al2O3 มการตดตามการเปลยนแปลงของปฏกรยา

จโอพอลเมอรไรเซชน จากการพฒนากาลงรบแรงอด

ตลอดอายการบม 60 วน และศกษาการเปลยนแปลงของ

ปฏกรยาภายในโครงสรางของจโอพอลเมอรดวยเทคนค

ตาง ๆ ไดแก XRD และ SEM ประกอบการอธบาย เพอ

ประยกตใชในงานทางดานสงแวดลอมตอไป

2. อปกรณและวธการทดลอง

2.1 อปกรณ

อปกรณตรวจวเคราะหสมบตเชงกล เพอทดสอบ

กาลงรบแรงอดใชเครองทดสอบการรบแรงอดแบบ

Universal testing machine ร น H5000L/Tinius Oisen,

English สวนคาออกไซดของธาตใชเครองยหอ Bruker

AXS รน S4 Pioneer ดวย Rh Radiation XRD ใชเครอง

ยหอ Bruker AXS รน D8 Discover และใชโปรแกรม

match peak ข อ ง เค ร อ ง Panalytical series X Pert Pro

และ SEM-EDS ใชเครองยหอ JEOL รน 6400

2.2 วธการศกษางานวจย

การวจยครงนมวตถประสงคเพอการศกษาความ

เปนไปไดของการนาตะกอนประปา และเถาเสนใย

ปาลมนามน มาเปนสารตงตนในการสงเคราะหจโอพอล

เมอร เพอหาอตราสวนระหวาง SiO2/Al2O3 ทเหมาะสม

โดยใชอตราสวนผสมของสารอะล มโน ซล เกต ท

แตกตางกน เรมตงแตอตราสวน 1.77 2.00 2.50 และ

3.00 แปรผลโดยการทดสอบการพฒนากาลงรบแรงอด

ของกอนจโอพอลเมอรสงเคราะหทมอายการบมสงสด

60 วน และศกษาการเปลยนแปลงภายในโครงสรางหลอ

แขงจโอพอลเมอรดวยเทคนคตาง ๆ ไดแก XRF XRD

และ SEM ซงแบงการศกษาออกเปน 2 ขนตอน ดงน

2.2.1 การเตรยมวสดตงตน การเผาทอณหภมสงและ

การบดละเอยดใหอนภาคมขนาดเลก มผลตอการเรง

ปฏกรยาจโอพอลเมอรไรเซชนได [8] ดงนน การวจย

ครงนจงมการนาตะกอนประปามาผานการเผาทอณหภม

800 องศาเซลเซยสเปนเวลา 1 ชวโมง ตามดวยการ

บดละเอยด 13 ชวโมง โดยใชเค รองบดแบบขดส

(Ios Angeles Abrasion achine) และการทดสอบความ

ละเอยดของวสดดวยวธการรอนเปยก (wet sieving)

เชนเดยวกบชดควบคมตามมาตรฐาน ASTM C 430-71

(ทดสอบอนภาคคางตะแกรงไดรอยละ 12) สวนการ

เตรยมเถาเสนใยปาลมนามนซงผานการเผาทอณหภมสง

แล ะ ผ าน ก ารบ ด ล ะ เอ ยด ม ก าร เต รยม วส ด ต งตน

เชนเดยวกบตะกอนประปา จากนนนาวสดตงตนทง 2

ชนด มาหาชนดและปรมาณธาตในรปออกไซดดวย

เทคนควเคราะห XRF ใชเครอง Bruker AXS รน S4

Pioneer ด วย Rh Radiation เพ อ คาน วณ อต ร าส ว น

SiO2/Al2O3 ของกอนหลอแขงจโอพอลเมอรทเหมาะสม



75

และคดเลอกอตราสวนจากผลการทดสอบการพฒนา

กาลงรบแรงอดและโครงสรางจลภาคในลาดบตอไป

2.2.2 การสงเคราะหจโอพอลเมอร ขนตอนการ

สงเคราะหจโอพอลเมอร เพอหาอตราสวน SiO2/Al2O3

ท เห มาะสมท สด เพอประยกตใชใน งาน ทางดาน

สงแวด ลอม ข น ต อน น เรมจาก การกาห น ด อตรา

สวนผสมของ SiO2 /Al2O3 เรมตนท 1.77 2.00 2.50 และ

3.00 ซงแสดงอตราสวนดงตารางท 1 การสงเคราะหจโอ

พอลเมอรค รงน ใชตวกระตนปฏ ก รยาด างโดยใช

สารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด (ยหอ Merck, AR grad

CAS# 1310-73-2, impurity ≥ 98.0%) ท อ ต ร า ส ว น

Na2O:Si2O คงทเทากบ 0.25 ในทกชดการทดสอบ เพอ

เปนตวกระตนปฏกรยาจโอพอลเมอรไรเซชน

ตารางท 1 อตราสวนผสมระหวางตะกอนประปา

เถาเสนใยปาลม และโซเดยมไฮดรอกไซด

หมายเหต

WTR หมายถง ตวอยางจโอพอลเมอรสงเคราะหจาก

ตะกอนประปา เพยงอยางเดยว WTRPA2.00 หมายถง

ตวอยางจโอพอลเมอรสงเคราะหจากตะกอนประปา

รวมกบเถาเสนใยปาลมในอตราสวน 2.00 ตวเลข 2.50

และ 3.00 หมายถง จโอพอลเมอรสงเคราะห ระหวาง

ตะกอนประปากบเถาเสนใยปาลมทอตราสวนผสม

2.50 และ 3.00

จากนนทาการผสมดวยเครองกวนอตโนมตดวย

อตราเรวและชา ตามลาดบ จนกระทง จโอพอลเมอร

ผสมเปนเนอเดยวกน เทสวนผสมจโอพอลเมอรลงใน

แบบหลอพลาสตกทรงกระบอก เสนผานศนยกลางและ

สงเทากบ 3.5 และ 7.0 เซนตเมตร ตามลาดบ ซงขนาด

ของกอนหลอแขงจโอพอลเมอรทใชทดสอบกาลงอดยง

ไมมการกาหนดใชตามมาตรฐาน การวจยครงน จงมการ

ปรบขนาดกอนหลอแขงแบบทรงกระบอก และทดสอบ

กาลงรบแรงอดตามขอกาหนดการทดสอบกาลงรบ

แรงอดข องกอน ซ เม น ตท รงกระบ อกท ระบ ต าม

มาตรฐาน ASTM C 39 (จานวน 3 ซา) แสดงดงรปท 1

รปท 1 อปกรณการสงเคราะหจโอพอลเมอร

a. แบบหลอทรงกระบอก b. จโอพอลเมอรบรรจใน

แบบหลอ และ c. เครองผสมตวอยาง

จากนนทาการไลฟองอากาศเพอลดชองวางภายใน

กอนหลอแขงดวยวธการสนใชเค รองเขยา 1 นาท

กระทงตาม 30 ครงและเขยาอก 1 นาทตามลาดบ วธการ

ผสมประยกตจาก ASTM C 305-65 หรอ มอก. 15 เลม

17 ทาการปาดผวหนาใหเรยบสมาเสมอ หมแบบหลอ

ดวยพลาสตก เพอปองกนการระเหยของน า และปองกน

Samples Quantity of raw materials (gram)

WTR POFA NaOH

WTR 600 - 60

WTRPA2.00 330 270 60

WTRPA2.50 189 411 60

WTRPA3.00 126 474 60

a

b c



76

การ carbonation เมอสมผสกบอากาศ จากนนบมกอน

ตวอยางจโอพอลเมอรทอณหภมหอง และถอดแบบ

ภายหลงการผสมเสรจสน 24 ชวโมง ภายหลงถอดแบบ

ใ ห บ ม จ โ อ พ อ ล เม อ ร ต อ เน อ ง ท อ ณ ห ภ ม ห อ ง

(28±1 องศาเซลเซยส) จน กระทงครบกาหน ดการ

ทดสอบกาลงรบแรงอดทอายการบม 7 14 28 และ 60

วน ซงปฏกรยา จโอพอลเมอรไรเซชนจะเรมเขาส

ภาวะสมดล ตลอดการบมใหหอกอนจโอพอลเมอรดวย

พลาสตกเพอปองกนการสญเสยความชน จากนน นาผล

การทดสอบมาหาคาเฉลย และสวนเบยงแบนมาตรฐาน

นอกจากการทดสอบกาลงรบแรงอดแลว นาสวนทเหลอ

จากการทดสอบกาลงรบแรงอดไปศกษาโครงสราง

จลภาคของ จโอพอลเมอรสงเคราะหดวยเทคนค XRD

และ SEM ในลาดบตอไป

3. ผลและวจารณผลการทดลอง

3.1 ความเปนไปไดในการนาสารอะลมโนซลเกตมาเปน

วสดตงตนในการสงเคราะหจโอพอลเมอร

การวจยครงนใชวสดตงตนของสารอะลมโนซล

เกต รวมกน 2 ชนดคอ ตะกอนประปา และเถาเสนใย

ปาลมน ามน ทผานการกระตนดวยความรอนและผาน

การบดใหละเอยด ใหมขนาดอนภาคละเอยดเหมาะสม

สาหรบการเกดปฏกรยากบสารละลายดางไดอยาง

รวดเรว ตามผลการศกษาของผวจยหลายทาน ทมการ

แนะนาในเรองการเตรยมตวอยางทจาเปนตองผานการ

กระตนดวยความรอนทอณหภมสงใหอยในรปแบบของ

สารอนนทรยคงตวและทาใหโครงสรางผลกมการ

จดเรยงตวใหม พรอมกบการบดละเอยดเพอเพมพนท

ผวสมผสในการทาปฏกรยามากยงข น สวนผลการ

วเคราะหชนดและปรมาณของธาตในรปออกไซดของ

ธาตของวสดต งตนแสดงดงตารางท 2 พบวา ตะกอน

ประปาทผานการเผาทอณหภม 800 องศาเซลเซยส ตาม

ดวยการบดละเอยด จะปรากฏออกไซดของธาตซลกอน

ในปรมาณมากทสดเทากบรอยละ 55.06 รองลงมาคอ

ธาตอะลมเนยมเทากบรอยละ 31.08 สงผลใหอตราสวน

SiO2/Al2O3 ทพบมคาตงตนเทากบ 1.77 ซงธาตซลกอน

ในตะกอนมาจากแรปฐมภม สวนธาตอะลมเนยมมาจาก

ก ร ะ บ ว น ก าร ผ ล ต น าป ร ะ ป าม ก าร เต ม ส าร ส ม

(Al2(SO4)2.18H2O) เปนตวชวยเรงการสรางตะกอนใน

กระบวนการตกตะกอนของระบบผลตน าประปา ทงน

อตราสวน SiO2/Al2O3 เทากบ 1.77 เปนคาทใกลเคยง

สาหรบการเกดปฏกรยาจโอพอลเมอรไรเซชน ซง

อตราสวน SiO2/Al2O3 ระหวาง 2.00-3.00 เปน คาท

เหมาะสม สาหรบวสดอนนทรยตงตนเพอสงเคราะห

จโอพอลเมอรสามารถทาปฏกรยารวมกบดางและ

ผลตภณฑสามารถแขงตวไดรวดเรว ประกอบกบการ

เตรยมวตถดบมการบดละเอยดซงผานการทดสอบ

อนภาคคงคางบนตะแกรงใหนอยกวารอยละ 34 จงเปน

ปจจยสนบสนนใหการเกดปฏกรยาไดมากยงขน อกทง

จโอพอลเมอรทไดยงเปนวสดทนไฟ และสามารถกก

เกบของเสยอนตรายได [2, 11, 13, 14, 15] สวนเถาเสน

ใ ย ป าล ม ม อ ง ค ป ร ะ ก อ บ ข อ ง ธ าต ซ ล ก อ น เป น

องคประกอบหลกมากกวารอยละ 45.00 ซงมค า

ใกลเคยงกบผลการศกษาเถากากปาลมของโรงงานสกด

น ามนปาลมของ [16, 17, 18] ทแสดงผลในตารางท 2 ม

ซลกอนไดออกไซดเปนองคประกอบหลกอย ระหวาง

รอยละ46.00-67.72รองลงมาเปนองคประกอบของธาต

Ca, Al, Fe, Mg, K, และ P ไมเกนรอยละ 10.00 และม

Cl ในเถาเสนใยปาลมดวย



77

ตารางท 2 องคประกอบทางเคมของธาตในรปออกไซดของวสดตงตนในการสงเคราะหจโอพอลเมอร

Samples Oxide compositions of the elements (%wt.wet)

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O TiO2 SO3 Cl P2O5 ZnO MnO CuO NiO SiO2/

Al2O3

WTR1 55.06 31.08 7.80 0.94 1.12 2.33 - 0.80 0.32 - 0.37 - 0.20 - - 1.77

WTR2 48.21 23.39 9.81 15.30 1.63 1.20 0.27 - - - - - - - - 2.06

WTR3 52.68 42.42 2.01 0.04 0.12 0.34 0.07 1.46 0.05 - 0.40 - 0.08 - - 1.24

POFA4 48.83 4.78 3.25 8.43 3.32 6.55 0.09 0.23 1.72 0.77 3.72 0.02 0.13 0.06 0.01 10.22

POFA5 63.41 5.55 4.19 4.34 3.74 6.33 0.16 0.33 0.91 0.45 7.78 - 0.17 - - 11.43

POFA6 60.43 4.26 3.34 11.0 5.31 5.03 0.18 0.19 0.45 - 4.48 - - - - 14.18

หมายเหต WTR1 ตะกอนประปาผานการเผาทอณหภม 800 องศาเซลเซยส นาน 1 ชวโมง

(ผวจยทดสอบและใชในงานวจยน)

WTR2 ตะกอนประปา ผวจยทดสอบในปพ.ศ. 2552

WTR3 ตะกอนประปา จากงานวจยของ [21]

POFA4 เถาเสนใยปาลมนามนผานการเผาทอณหภม 800-1,000 องศาเซลเซยส

(ผวจยทดสอบและใชในงานวจยน)

POFA5 เถาเสนใยปาลมนามน จากงานวจยของ [21]

POFA6 เถาเสนใยปาลมนามน จากงานวจยของ [20]

สวนการจดเรยงของอะตอมภายในโครงสรางดวย

เทคนคการเลยวเบนของรงสเอกซ (XRD) ทแสดงดงรป

ท 2 พบวา ตะกอนประปามสวนประกอบของแรดน

เ ห น ย ว ก ล ม Muscovite แ ล ะ พ บ ก ล ม ข อ ง

ซลกอนไดออกไซดโดยเฉพาะในรป Quartz และ

โครงสรางทมซลกอนและอะลมนม เปนองคประกอบ

ไ ด แ ก Aluminum Silicate Sillimanite, Aluminum

Silicate Hydroxide แ ล ะ Sodium Aluminum Oxide

Silicate ซงจะระบสญลกษณเลขแสดงตาแหนงพกใน

รปท 2 โครงสรางการเลยวเบนของรงสเอกซทมม 2

theta ระหวาง 10-80 องศา จากภาพ พบโครงสรางกง

ผลก มลกษณะสวนโคงหลงเตา

ระหวางมม 17-34 องศา ใกลเคยงกบผลการศกษาทม

การนาแรดนเหนยวกลม Metakaolin ผานการเผาท

อณหภม 700 องศาเซลเซยส เกดโครงสรางอสณฐาน

เปนผลมาจากกระบวนการ dehydroxylation ในกลม

แรดนเหนยว การศกษาครงนพบพกหลกทสาคญและ

สงเกตเหนชดเจนตลอดการเลยวเบนของรงสเอกซทมม

2 theta ระหวางมม 25-30 องศา โครงสรางนคอ Quartz

ในรปของ SiO2 ซงการเกดแร Quartz จะไมขดขวางการ

เกดป ฏ ก รยาจโอพ อล เมอรไรเซชน [19] สวน แร

muscovite ภ า ย ใ น โ ค ร ง ส ร า ง ป ร ะ ก อ บ ด ว ย แ ร

โพแทสเซยม ซงเปนสารประกอบของแรดนเหนยว

กลมแรปฐมภม [20] ดงน น จงสรปไดวา ตะกอน



78

ประปาจากโรงผลตนาประปาเปนกลมแรดนเหนยวเปน

สารอนนทรยอะลมโนซลเกต

รปท 2 แสดงการจดเรยงอะตอมภายในโครงสราง

ดวยเทคนคการเลยวเบนของรงสเอกซ (XRD) ของเถา

เส น ใ ย ป าล ม ซ ง พ บ ว า ม ส ว น ป ร ะ ก อ บ ข อ ง

ซลกอนไดออกไซดโดยเฉพาะในรป Quartz เดนชด

ม าก ท ส ด ท ม ม 2 theta ป ร ะ ม าณ 2 1 .8 8 อ ง ศ า ม

โ ค ร ง ส ร าง อ ส ณ ฐ าน (Amorphous) ซ ง ซ ล ก าใ น

โค รงส ราง ท ไ ม เป น ผ ล ก ห าก ผ าน ก ระบ วน ก าร

บดละเอยดจะเหมาะสมตอการนาไปใชเปนสารปอซโซ

ลานมากยงขน ซงวตถดบกลมปอซโซลานทมซลกา

แล ะอ ะล ม น าเป น องคป ระก อบ ใน ป รม าณ สง ม

โครงสรางอสณฐาน จะสนบสนนการเกดปฏกรยาได

ซ ง พ บ ใ น เถ า แ ก ล บ ด า เ ช น เ ด ย ว ก น [11, 21]

สวนโครงสรางอน ๆ ทมซลกอนเปนองคประกอบ

สวนมากจะอย รวมกบธาต CalciuไดแกAkermanite

(Ca2Mg(Si2O7), Wollastonite ( CaOSiO2) , Grossular

(Ca3Al2Si3O12) และรวมกบ Potassium เชน Potassium

Aluminum Silicate น อ ก จ าก น พ บ โ ค ร งส ร างข อ ง

Aluminum Oxide, Calcium Carbonate ( Calcite) [16]

เชนเดยวกบผลการวเคราะหออกไซดของธาตดวย

เทคนค XRF

นอกจากนการเลยวเบนของรงสเอกซตลอดมม 2

theta ระหวาง 10-80 องศา พบพกของสารประกอบ

Potassium แ ล ะ Silicon ใน เถ า เส น ใ ย ป าล ม ไ ดแ ก

Potassium Aluminum Chloride Oxide, Potassium

Aluminum Silicate, Calcium Aluminum Silicate แล ะ

Silicon Oxide ในรปของ Cristobalite และ Quartz สวน

อะลมเนยม พบในรปของ Aluminum Oxide สวนพกท

พบมากทสดอยรปสารประกอบของ Calcium ไดแก

Calcium Silicate, Calcium Magnesium Silicate,

Calcium Carbonate แ ล ะ Calcium Aluminum Silicate

ซงในกระบวนการกกเกบเถาเสนใยปาลมมการฉดพน

แคลเซยมออกไซด (CaO) เพอลดการฟงกระจายของเถา

เสนใยปาลม สวนซลกอนในรปของสารประกอบตาง ๆ

สอดคลองกบผลการวเคราะหออกไซดของธาตซลกอน

พบในปรมาณมากทสดมากกวารอยละ 45 [16, 17]

เมอพจารณาอตราสวน SiO2 /Al2O3 สาหรบการ

เกด ป ฏ ก รยาจโอ พ อ ล เม อ รไรเซ ชน (อต ราส วน

SiO2/Al2O3 ระห วาง 2.00 -3.00) ซ ง เป น อตราสวน

เหมาะสมสาหรบวสดอนนทรยต งตนเพอสงเคราะห

จโอพอลเมอรสามารถทาปฏกรยารวมกบดางและ

ผลตภณฑสามารถแขงตวไดรวดเรว [2, 11, 14, 15]

ดงนน ตะกอนประปาภายหลงการกระตนดวยความ

รอนและการบดละเอยดมอตราสวน SiO2/Al2O3 เทากบ

1.77 จงมความเปนไปไดในการนามาเปนวสด ตงตนใน

การสงเคราะหจโอพอลเมอร สวนเถาเสนใยปาลมจาก

โรงงาน สกดน ามนปาลม มอตราสวน SiO2/Al2O3

เทากบ 10.22 ซงมสดสวนของซลกอนมากทสด แต

ท งน มสวนผสมของแคลเซยมออกไซดในปรมาณ

มากกวารอยละ 8.00 จงสามารถนามาเปนสวนผสมของ

การสงเคราะหจโอพอลเมอรได แตท งนจาเปนตองม

การคานวณอตราสวนของ อตราสวน SiO2/Al2O3 และ

ทดสอบสมบตเชงกลและการเปลยนแปลงภายใน

โครงสรางหลอแขงจโอพอลเมอรเพอหาอตราสวนท

เหมาะสมในการเกดปฏกรยาจโอพอลเมอรไรเซชนใน

ลาดบตอไป



79

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

10 20 30 40 50 60 70 80

Intensity (a.u.)

2 theta

Palm-Oil-Fuel-Ash-PA

WTR-800C-1h'

รปท 2 การจดเรยงอะตอมภายในโครงสรางดวยเทคนคการเลยวเบนของรงสเอกซ (XRD) ทมม 2 theta ของ

วสดตงตนเถาเสนใยปาลมและตะกอนประปา

3.2 การศกษาสมบตเชงกลและโครงสรางจลภาค ของ

จโอพอลเมอรสงเคราะห

ก ารวจยค รง น ทาก ารก ระตน ป ฏ ก รยาดวย

โซเดยมไฮดรอกไซดทอตราสวน Na2O:Si2O เทากบ

0.25 คงทในทกชดการทดสอบ และทาซ าจานวน 5

กอน ทาการบมทอณหภมหอง (28 ± 1 องศาเซลเซยส)

ภายหลงเกดปฏกรยาจโอพอลเมอรไรเซชน นากอน

ตวอยางทผานการบมท 7 14 28 และ 60 วน ไปทดสอบ

กาลงรบแรงอดดวยเครองทดสอบรบแรงอดแบบ

Universal testing machine ร น H5000L/Tinius Oisen,

English แสดงดงรปท 3 และนาผลทไดมาคานวณหา

คาเฉลยและสวนเบยงแบนมาตรฐาน สรปไดดงรปท 4

จากรปแสดงความสมพนธระหวางระยะเวลาการบม

กอนตวอยางและการพฒนากาลงอด ซงการวจยครงนม

วตถประสงคเพอคดเลอกอตราสวน SiO2/Al2O3 ท

เห ม าะส ม ท ส ด เพ อ ป ระ ยก ต ใช ใน งาน ท างดาน

สงแวดลอม ผลการศกษาพบวา กอนจโอพอลเมอร

สงเคราะหในทกชดการทดสอบ มแนวโนมพฒนากาลง

อดไดตลอดอายการบม โดยสามารถพฒนากาลงอดได

อยางรวดเรวทอายการบมชวงตน (7 วน) โดยเฉพาะท

อตราสวน SiO2/Al2O3 เทากบ 2.50 พฒนากาลงอดได

สงทสดมคาเทากบ 15.05 กโลกรมตอตารางเซนตเมตร

และสามารถพฒนากาลงอดไดเพมขนท 60 วน มคา

เทากบ 40.56 กโลกรมตอตารางเซนตเมตร ซงมคาตา

กวากาลงอดทอตราสวน SiO2/Al2O3 3.00 เพยงเลกนอย

แตท งนหากพจารณาทอายตน (7 วน) ทอตราสวน

SiO2/Al2O3 3.00 พฒนากาลงอดไดนอยกวาอตราสวน

SiO2/Al2O3 2.50 และใชวสดตงตนมาผสมนอยกวา การ

วจยครงน จงเลอกอตราสวน SiO2/Al2O3 เทากบ 2.50

เปนอตราสวนผสมท เหมาะสมทสด สวนชดการ

ทดสอบอน ๆ พฒนากาลงอดไดอยในชวง 5.03-6.64

กโลกรมตอตารางเซนตเมตร ทกอตราสวนผานเกณฑ

มาตรฐาน ทากอน ห ลอแขงของเสยอน ตรายของ

US.EPA. ทกาหนดคารบแรงอดไมนอยกวา 3.515

กโลกรมตอตารางเซนตเมตร



80

รปท 3 a. กอนตวอยาง และ b. เครองทดสอบรบ

แรงอดแบบ Universal testing machine รน

H5000L/Tinius Oisen, English

มการสงเคราะหจโอพอลเมอรรวมกบซเมนตผสม

เถากากปาลมน ามน [22] พบวา ชดการทดสอบทมการ

เตมเถากากปาลมน ามนแทนทซเมนตมกาลงอดลดลง

หากมการบดเถากากปาลมให มขนาดเลกลงหรอ

ละเอยดมากข น จะสามารถเพมกาลงรบแรงอดได

ดงนน การเพมกาลงรบแรงอดดวยสวนผสมของวสด

ปอซโซลานจาเปนตองบดอนภาคละเอยด และขนอย

กบอตราสวนการแทนทดวยซเมนตดวย เชนเดยวกบผล

การศ กษ าข อง [23] ท ดสอ บ กาลง รบ แรงอด ขอ ง

คอนกรตทมสวนผสมของเถากากปาลมทอตราสวนรอย

ละ 10 20 30 40 และ 50 พบวาทอตราสวนผสมรอยละ

10 สามารถพฒนากาลงรบแรงอดไดดทสด เมอเพม

อตราสวนมากขน พบวา การพฒนากาลงอดกลบลดลง

สวน [24] ไดศกษาการพฒนากาลงรบแรงอดของ

คอนกรตผสมกบเถากากปาลมเชนเดยวกน พบวา ขนาด

ของเถาเสนใยปาลมมอนภาคนอยกวา 11 ไมครอน เปน

วสดปอซโซลานทดและสามารถพฒนากาลงอดไดด ซง

ทอตราสวนผสมเถากากปาลมรอยละ 10 พฒนากาลง

รบ แ รงอด ท 28 วน ไดระห วาง 80 -91 MPa เม อ

เปรยบเทยบกบชดควบคมทไมมการเตมเถากากปาลม

นอกจากน การสงเคราะหจโอพอลเมอรจากเถากาก

ป าลม ผ ส ม เถ าล อ ย โ ด ย ก าร เพ ม อต ร าส วน ข อ ง

SiO2/Al2O3 ต งแต 4 .07 -34.03 พ บ วา ท อตราสวน

SiO2/Al2O3 แตกตางกนสงผลตอปฏกรยาจโอพอลเมอร

ไรเซชน แตกตางกน โดยทอตราสวนเทากบ 7.68-34.03

สามารถพฒนากาลงรบแรงอดไดดทสดทชวงตน 3 วน

ซงการเพมอตราสวนเปนผลจากการทาปฏกรยาของ

ความเขมขนของอะลมเนยมในชวงตน ประกอบกบการ

บดละเอยดของซลกอน จะสงผลตอ

การเกดปฏกรยาไดดขน และเปลยนรปใหอยในพนธะ

oligomeric silicates ไดดยงขน

สวนผลการศกษาโครงสรางผลกดวยเทคนคการ

เลยวแบนของรงสเอกซทมม 2 theta แสดงดงรปท 5

สามารถเกดปฏกรยาจโอพอลเมอรไรเซชนไดตลอดการ

เลยวเบนของรงสเอกซระหวางมม 10-80 องศา ซงจะ

ป ร า ก ฏ โ ค ร ง ส ร า ง ผ ล ก Na96Al96Si96O384.216H2O

(Sodium Aluminum Silicate Hydrate; NASH) ตรงกบ

เลข pattern 39-0222 นอกจากน ณ ตาแหนงนจะเกดการ

แทนทผลก Quartz ดวยพกของ NASH เปนผลมาจาก

ปฏกรยาระหวางสารละลาย NaOH ตวกระตนปฏกรยา

เปนตวชะละลายกบสารอะลมโนซลเกตในตะกอน

ป ระป าและเถาเสน ใยป าลม สวน ก ารคงอยขอ ง

โครงสรางผลก Quartz เปนผลจากการเกดปฏกรยา

อาจจะไมทวถงและไมสงผลตอการเปลยนแปลง

a

b



81

6.645.03

15.05

5.276.65 6.00

36.83

31.10

23.50

15.42

37.0238.28

31.00 30.25

40.5642.30

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

GWTR1.77 GWTRPA2.00 GWTRPA2.50 GWTRPA3.00

Ksc.

Compressive Strength 7 days 14 days28 days 60 days

รปท 4 การพฒนากาลงรบแรงอดของกอนหลอแขงจโอพอลเมอรสงเคราะห

รปท 5 โครงสรางผลกของจโอพอลเมอรสงเคราะหระหวางตะกอนประปาและเถาเสนใยปาลมทอตราสวน 2.50

(อายการบม 28 วน) ดวยเทคนคการเลยวแบนของรงสเอกซ ทมม 2 theta



82

รปท 6 ลกษณะพนผวภายในของโครงสรางจโอพอลเมอรดวยเทคนคภาพถาย SEM a ตะกอนประปากอนทาปฏกรยา

b เถาเสนใยปาลมนามนกอนทาปฏกรยา และ c จโอพอลเมอรสงเคราะหจาก

ตะกอนประปาและเถาเสนใยปาลมนามน

ป ฏ ก ร ย า [10, 11, 12] ก าร ศ ก ษ าค ร ง น ย ง พ บ

โครงสรางผลกของ KAlSi2O6 (Potassium Aluminum

Silicate) ตรงกบเลข pattern 31-0967 อาจจะเปนผลจาก

การเกดปฏกรยาจโอพอลเมอรไรเซชนระหวางวสดตง

ตนตะกอนประปาและเถาเสนใยปาลมน ามน ซงเถาเสน

ใยปาลมน ามนพบออกไซดของธาตโพแทสเซยมตงตน

รอ ย ล ะ 6 .55 ภ ายห ลงทาป ฏ ก รยากบ ด างจะ พ บ

โครงส รางผล ก ไดแ ก Halite (NaCl), Quartz (SiO2)

Sylvite (KCl) เชนเดยวกบการศกษาครงน และพบพก

อนๆ โดยเฉพาะกลมของ Ca ดงน CaSO4, CaAl2Si2O8

และ CaCO3 นอกจากนพบวา ชดการทดสอบทมการ

พฒนากาลงรบแรงอดสงจะแปรตามการเพมจานวน

CaCO3 ในอตราสวนผสมทมากกวา

สวนลกษณะพนผวภายในโครงสรางจโอพอลเมอร

ดวยเทคนคภาพถาย SEM ของการศกษาครงนแสดงดง

รปท 6 พบวา ภายหลงทาปฏกรยากบสารละลายโซเดยม

ไซดรอกไซดและวสดต งตน (ตะกอนประปาและเถา

เสนใยปาลมน ามน)จะเกดปฏกรยาจโอพอลเมอรไรเซ

ชน พบการเปลยนแปลงลกษณะพนผวและรปทรงผลก

ในลกษณะเดยวกนในทกชดการทดสอบ ลกษณะพนผว

ของวสดจะไมเปนเนอเดยวกน มลกษณะเปนเจลหรอ

ผลกมรปทรงแตกตางกน ซอนทบหลายชน กระจด

กระจายทวทงกอนจโอพอลเมอร สลบกบบางสวนยงคง

ปรากฏเปนชองโหวหรอรพรน มทงผวหนาเรยบและ

ขรขระ ซงในสภาวะการเกดปฏกรยากบดาง อะตอม

ของซลกอนและอะลมเนยมจะถกสารละลายดางชะ

ละลายออกมาบรเวณผวหนาอนภาค ดงปรากฏใหเหน

เปนพนผวขรขระ สวนภายในโครงสรางอะลมโนซล

เกตของวดสตงตนจะเกดการแลกเปลยนอออนระหวาง

ประจลบของอะลมเนยมจบกบประจบวกของอะตอม

โซเดยม อออนทงสองถกเคลอนยายและจดเรยงตวใหม

เกดการเชอมตอกนเปนสายโซทยาวขน จนกลายเปน

โครงสรางจโอพอลเมอรทแขงแรงกวาเดม ซงสงเกต

จากลกษณะพนผวทมการซอนทบกนหนาแนน กระจาย

ทวพนผวของกอนจโอพอลเมอร ซงปรากฏเดนชดเมอ

a

b

c



83

อายการบม 28 วน ซงเปนผลจากปฏกรยาจโอพอลเมอร

ไรเซชนเขาสภาวะสมดล

4. สรปผล

การวจยครงนสามารถนาตะกอนน าประปาและเถา

เสนใยปาลมนามนมาสงเคราะหจโอพอลเมอรได

โดยแปรผลจากการพฒนากาลงรบแรงอด และวเคราะห

โครงสรางจลภาคของกอนหลอแขงจโอพอลเมอร

สงเคราะหโดยใชเทคนค XRF XRD และSEM ทอาย

การบมสงสด 60 วน

สรปไดวา อตราสวน SiO2/Al2O3 ท เหมาะสม

สาห รบการสงเคราะห จโอพอลเมอรเท ากบ 2.50

สามารถเกดปฏกรยาจโอพอลเมอรไรเซชนได เกด

ผลตภณฑจโอพอลเมอรสงเคราะหทใหกาลงรบแรงอด

สงทสดเทากบ 40.56 กโลกรมตอตารางเซนตเมตร สวน

การใชเทคนค XRD และ SEM แสดงการเปลยนแปลง

ภายในโครงสรางอะลมโนซลเกต สามารถบงบอกการ

เกดปฏกรยาจโอพอลเมอรไรซชนและผลตภณฑจโอพอ

ลเมอรสงเคราะหได กลาวคอ พบโครงสรางผลกของ

ส า ร ป ร ะ ก อ บ Sodium Aluminum Silicate Hydrate

( Na96Al96Si96O384.216H2O; NASH) แ ท น ท พ ก ข อ ง

Quartz และ Potassium Aluminum Silicate (KAlSi2O6)

ตลอดการเลยวแบนของรงสเอกซ สวนเทคนค SEM

แสดงลกษณะพนผวของจโอพอลเมอร มลกษณะเปน

เจลหรอผลกมรปทรงแตกตางกน ซอนทบหลายชน

กระจดกระจายทวท งกอนจโอพอลเมอร สลบกบ

บางสวนยงคงปรากฏเปนชองโหวหรอรพรน มท ง

ผวหนาเรยบและขรขระ มลกษณะแตกตางจากวสดตง

ตนกอนทาปฏกรยากบดาง

ดงนน การสงเคราะห จโอพอลเมอรจากตะกอน

ประปารวมกบเถาเสนใยปาลมน ามนจงสามารถพฒนา

กาลงรบแรงอดได เกดการเปลยนแปลงโครงสรางแสดง

ถงการเกดผลตภณฑจโอพอลเมอร ซงมความเหมาะสม

สาหรบการประยกตใชในงานทางดานสงแวดลอม ทงน

หากมการประยกตใชในการกกเกบสารอนตรายควรม

การศกษาในลาดบตอไป

5. กตตกรรมประกาศ

ขอขอบพระคณแหลงทนอดหนนการวจยจาก

ส านกงาน ป ระส าน งาน โค รงการวจยการพฒ น า

เศ รษ ฐก จ จาก ฐาน ค วาม ห ล าก ห ล ายท างชวภาพ

ปงบประมาณ 2560 และขอกราบขอบพระคณรศ.ดร.

สวมล อศวพศษฐ ทปรกษาโครงการวจย ตลอดจน

เจาหนาทหองปฏบตการทกทานทสนบสนนการทาวจย

ครงนจนสาเรจลลวงไปไดดวยความเรยบรอย

6. เอกสารอางอง

[1] Pollution control department, “State of Solid

Waste and Hazardous Waste, and Solid Waste

and Hazardous Waste Management”,

Available: http://www.pcd.go.th/infoserv/haz_

report.html#top, 2 July 2016. (in Thai)

[2] J. Davidovits, Geopolymer Chemistry &

Applications, 3rd ed, Institute Geopolymer, 16 rue

Gelilee, Saint-Quentin France, Insitut

Geopolymere, pp. 585. 2008.

http://www.pcd.go.th/infoserv/haz_

http://www.pcd.go.th/info_serv/haz_dump_report.html#top



84

[3] P. Duxson, A. Fernandez-Jimenez, J. Provis, G.

Lucky, A. Palomo and J. van Deventer,

“Geopolymer Technology: The Current State of

The Art” J. Mater. Sci., 42, 2007a, pp. 2917-2933.

[4] P. Duxson, S. W. Mallicoat, G. C. Lukey, W. M.

Kriven and J.S.J. van Deventer, “The Effect of

Alkali and Si/Al Ratio on the Development of

Mechanical Properties of Metakaolin-Based

Geopolymer”, Colloids and Surfaces A:

Physicochem. Eng., 292, 2007b, pp. 8-20.

[5] A. Fernández-Jiménez, M. MonzÓ, M. Vicent, A.

Barba and A. Palomo “Alkaline Activation of

Metakaolin-Fly Ash Mixtures: Obtain of

Zeoceramics and Zeocements”, Microporous and

Mesoporus Materials, 108, 2008, pp. 41-49.

[6] J. L. Provis and J. S. J. van Deventer,

“Introduction to Geopolymers”, Geopolymers

Structure, Processing, Properties and Industrial

Applications, TJ International limited, Padstow,

Cornwall, UK., 2009, pp. 1-6.

[7] A. Buchwald, M. Hohmann, K. Posern and E.

Brendler, “The Suitability of Thermally Activate

Illite/Smectite Clay as Raw Material for

Geopolymer Binders”, Applied Clay Science, 46,

2009, pp. 300-304.

[8] K. J. D. MacKenzie, “Utilisation of non-

Thermally activated clays in the production of

geopolymer,Geopolymers structure, processing,

properties and industrial applicatrions”, New

York Washington, DC: Woodhead Publishing

Limited and CRC Press LLC. 2009.

[9] A. Hajimohammadi, J.L. Provis and J. S.J. van

Deventer, “The Effect of Silica Availability On

the Mechanism of Geopolymerisation”, Cement

and Concrete Research, 41, 2011, pp. 210-216.

[10] P. Chindaprasirt and C. Jaturapitakkul, “Cement,

Pozzolan and Concrete” SCG company,

Bangkok, 2009. (in Thai)

[11] N. Waijarean, S. Asavapisit, and K.

Sombatsompop, “Strength and Microstructure of

Water Treatment Residue-Based Geopolymers

Containing Heavy Metals”, Construction and

Building Materials, 50, 2014, pp. 486-491.


Sombatsompop and K. J. D. MacKenzie., “The

Effect of the Si/Al Ratio on the Properties of

Geopolymers Prepared from Water Treatment

Residue (WTR) Containing Heavy Metals”, The

8th GMSARN Int. Conf. 2013 on Green Growth

in GMS: Energy, Environmental

and Social Issues, 18-20 December 2013,

Mandalay, Myanmer.



85


Sombatsompop and K. J. D. MacKenzie., “The

Effect of the Si/Al Ratio on the Properties of

Water Treatment Residue (WTR) –Based

Geopolymers”, International Conference on

Traditional and Advanced Ceramic 2013

(ICTA2013), 11-13 September 2013, Bangkok,

Thailand.

[14] R. A. Fletcher, K. J. D. MacKenzie and C. L.

Nicholson, “The Composition Range of

Aluminosilicate Geopolymers”, J. Eur Ceram.

Soc., 25, 2005, pp. 1471-1477.

[15] C. Montes, “Development of a Geopolymer-

Based Cementitious Coating for the

Rehabilitation of Buried Concrete Infrastructure.

A Dissertation forthe Degree Doctorof

Philosophy”, College of engineering and

science,Louisiana Tech University, U.S.A. 2010.

[16] M. Yusuf, M. Johari, Z. Ahmad, M.

Maslehuddin, “Strength and Microstructure of

Alkali-Activated Binary Blended Binder

Containing Palm Oil Fuel Ash and Ground Blast-

Furnace Slag”, Construction and Building

Materials, 52, 2014, pp. 504-510.

[17] Kabir et al 2017 S.M. A. Kabir, U. J.

Alengaram, M. Z. Jumaat, S. Yusoff, A. Sharmin

and I. I. Bashar, “Performance

evaluation and some durability characteristics of

environmental friendly palm oil clinker based

geopolymer concrete”, Journal of cleaner

Production, 161, 2017, pp. 477-492. [18] I.I. Bashar, U. J. Alengaram, M. Z. Jumaat and

A. Islam, “Development of Sustainable

Geopolymer Mortar using Industrial Waste

Materials” materialstoday proceedings, 3, 2016,

pp. 125-199.

[19] M.R. Wang, D.C. Jia, P.G. He and Y. Zhou,

“Influence of Calcinations Temperature of

Kaolin on the Structure and Peoperties of Final

Geopolymer”, Material Letters, 64, 2010, pp.

2551-2554.

[20] R.E. Grim, “Clay Mineralogy”, 2nd ed, McGraw-

Hill, Inc. printed in the United States of America.

1968

[21] N. H. Rodríguez, S. Martínez-Ramírez, M.T.

Blanco-Varala, M. Guillem, J. Puig, E. Larrotcha

and J. Flores, “Evaluation of Spray-Dried Sludge

From Drinking Water Treatment Plants as a Prime

Material for Clinker Manufacture”, Cement &

Concrete Composites, 33, 2011, pp. 267-275.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652617309198#!













86

[22] E.Khankhaje, M.W. Hussin, J.Mirza, M.

Rafieizonooz,M.N.M.Warid, “On blended

cement and geopolymer concretes

containing palm oil fuel ash” Materials &

Design, 89, 2016, pp. 385-398.

[23] N. Ranjber, M. Mehrali, A. Behnia, U. J.

Alengaram and M.Z. Jumaat “Compressive

Strength and Microstructural Analysis of Fly

ash/Palm Oil Fuel Ash Based Geopolymer

Mortar”, Materials and Design, 59, 2014, pp.

532-539.

[24] E. Diaz-Loya, N. Allouche, E. Eklund, S.R.

Joshi. and A. Kupwade-Patil, “Toxicity

Mitigation and Solidification of Municipal Solid

Waste Incinerator Fly Ash Using Alkaline

Activated Coal Ash”, Waste Management, 32,

2012, pp. 1521-1527.

https://www.sciencedirect.com/science/journal/02641275

https://www.sciencedirect.com/science/journal/02641275

การสังเคราะห์จีโอพอลิเมอร์จากตะกอนประปาและเถ้าเส้นใยปาล์ม...

Documents