เม็ดดินเผามวลเบาจากดินเหนียวอ่อนกรุงเทพมหานครเพื่อใช้เป็น...

11
การประชุมวิชาการแห่งชาติ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกําแพงแสน ครั้งที10 เม็ดดินเผามวลเบาจากดินเหนียวอ่อนกรุงเทพมหานครเพื ่อใช้เป็ นวัสดุก ่อสร้าง Lightweight Expanded Clay Aggregate from Soft Bangkok Clay Quality to Utilize for Construction Material สําเนียง องสุพันธ์กุล 1 และ วราธร แก้วแสง 2 Sumnieng Ongsupankul 1 and Warathorn Kaewsaeng 2 บทคัดย่อ งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาคุณสมบัติทางด ้านวิศวกรรมและด้านกายภาพของเม็ดดินเผามวลเบาจากดิน เหนียวอ่อนกรุงเทพมหานคร ที่มีรูปร ่าง ขนาด และอุณหภูมิ ตลอดจนเวลาการเผาที่แตกต่างกัน เพื่อใช้เป็นวัสดุ ก่อสร้างในอนาคต โดยในการศึกษาใช้ดินเหนียวอ่อนกรุงเทพมหานคร จํานวน 2 แหล่ง คือ ดินเหนียวบางโพ และ ดินเหนียวพระราม 3 ที่ได้จากการก่อสร้างทําเสาเข็มเจาะ โดยเก็บตัวอย่างดินเหนียวที่ระดับตั้งแต่ 2 - 8 เมตร แล้ว ดําเนินการหาคุณสมบัติทางกายภาพและองค์ประกอบทางเคมีโดย X-Ray Fluorescence (XRF) การเตรียมเม็ดดิน ตัวอย่างมี 3 ลักษณะคือ ทรงกลม ทรงลูกบาศก์ ที่มีขนาดรูปร ่าง 0.5 และ 1.0 เซนติเมตร ตามลําดับ และแบบที่มี รูปร่างไม่แน่นอน ซึ่งมีขนาดตั้งแต2-4.75 มิลลิเมตร ในการศึกษาเลือกการเผาตัวอย่าง ณ อุณหภูมิ 800, 900, 1000, 1100 และ 1200 องศาเซลเซียส เวลาที่ใช้ในการเผา 10, 15, 30, 45, 50 และ 60 นาที สําหรับเม็ดดินแบบ ทรงกลม ทรงลูกบาศก์ และเม็ดดินแบบที่มีรูปร ่างไม่แน่นอน จะใช้เวลาในการเผา 10 นาที เท่านั ้น ตามลําดับ เมื่อ ได้เม็ดดินเหนียวเผามวลเบาแล้วนําไปทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพ เช่น ค่าความถ่วงจําเพาะแบบรวมของเม็ด ดินเผา ค่าความถ่วงจําเพาะสัมบูรณ์ของเม็ดดินเผา ค่าหน่วยนํ้าหนักของเม็ดดินเผา ปริมาณของรูพรุนปิดและรู พรุนเปิดที ่มีอยู ่ในเม็ดดินเผา และการดูดซับนํ้าของเม็ดดินเผา ส่วนเม็ดดินแบบที่มีรูปร ่างไม่แน่นอนนําไปทดสอบหา ค่าแรงเฉือนของเม็ดดินเผาด้วยวิธีการทดสอบการให้แรงเฉือนแบบตรง จากการศึกษา พบว่า ดินเหนียวอ่อนทั้ง 2 แหล่ง มีองค์ประกอบทางเคมีที่ใกล้เคียงกัน และมีความสามารถ ในการขยายตัวได้ดีเมื่อได้รับความร้อนสูง เม็ดดินเหนียวเผามวลเบาที่สามารถนําไปประยุกต์ใช้เป็นวัสดุก่อสร้างได้ นั้นควรเป็นเม็ดดินเหนียวเผามวลเบาที ่เป็นรูปทรงกลมมีขนาดคละต่างๆ กัน และการผลิตควรใช้อุณหภูมิการเผา ตั้งแต่ 1000 1200 องศาเซลเซียส ที่เวลาการเผา 10 นาทีขึ้นไป Abstract This research study the engineering physical property of the expanded clay aggregate from the Bangkok soft clay varying in shape, size, firing temperature and duration of firing so as to be utilized คําสําคัญ : เม็ดดินเผามวลเบา, ดินเหนียวอ่อนกรุงเทพมหานคร, วัสดุมวลรวมเบา 1 สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์และสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลรัตนโกสินทร์ พื้นที่ศาลายา พุทธมณฑล นครปฐม 73170 2 สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเอเชียอาคเนย์ หนองแขม กรุงเทพฯ 10160 1 Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Architecture, Rajamangala University of Technology Rattanakosin, Phutthamonthon, Nakhon Pathom 73170 2 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, South-East Asia University, Nongkhaem, Bangkok 10160 1430

Upload: others

Post on 13-Aug-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: เม็ดดินเผามวลเบาจากดินเหนียวอ่อนกรุงเทพมหานครเพื่อใช้เป็น ...esd.kps.ku.ac.th/kuk-conference/img/gallery/article_10/pdf/o_eng25.p… ·

การประชมวชาการแหงชาต มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน ครงท 10

เมดดนเผามวลเบาจากดนเหนยวออนกรงเทพมหานครเพอใชเปนวสดกอสราง

Lightweight Expanded Clay Aggregate from Soft Bangkok Clay

Quality to Utilize for Construction Material

สาเนยง องสพนธกล1 และ วราธร แกวแสง 2

Sumnieng Ongsupankul 1 and Warathorn Kaewsaeng 2

บทคดยอ

งานวจยนเปนการศกษาคณสมบตทางดานวศวกรรมและดานกายภาพของเมดดนเผามวลเบาจากดน

เหนยวออนกรงเทพมหานคร ทมรปราง ขนาด และอณหภม ตลอดจนเวลาการเผาทแตกตางกน เพอใชเปนวสด

กอสรางในอนาคต โดยในการศกษาใชดนเหนยวออนกรงเทพมหานคร จานวน 2 แหลง คอ ดนเหนยวบางโพ และ

ดนเหนยวพระราม 3 ทไดจากการกอสรางทาเสาเขมเจาะ โดยเกบตวอยางดนเหนยวทระดบตงแต 2 - 8 เมตร แลว

ดาเนนการหาคณสมบตทางกายภาพและองคประกอบทางเคมโดย X-Ray Fluorescence (XRF) การเตรยมเมดดน

ตวอยางม 3 ลกษณะคอ ทรงกลม ทรงลกบาศก ทมขนาดรปราง 0.5 และ 1.0 เซนตเมตร ตามลาดบ และแบบทม

รปรางไมแนนอน ซงมขนาดตงแต 2-4.75 มลลเมตร ในการศกษาเลอกการเผาตวอยาง ณ อณหภม 800, 900,

1000, 1100 และ 1200 องศาเซลเซยส เวลาทใชในการเผา 10, 15, 30, 45, 50 และ 60 นาท สาหรบเมดดนแบบ

ทรงกลม ทรงลกบาศก และเมดดนแบบทมรปรางไมแนนอน จะใชเวลาในการเผา 10 นาท เทานน ตามลาดบ เมอ

ไดเมดดนเหนยวเผามวลเบาแลวนาไปทดสอบคณสมบตทางกายภาพ เชน คาความถวงจาเพาะแบบรวมของเมด

ดนเผา คาความถวงจาเพาะสมบรณของเมดดนเผา คาหนวยนาหนกของเมดดนเผา ปรมาณของรพรนปดและร

พรนเปดทมอยในเมดดนเผา และการดดซบนาของเมดดนเผา สวนเมดดนแบบทมรปรางไมแนนอนนาไปทดสอบหา

คาแรงเฉอนของเมดดนเผาดวยวธการทดสอบการใหแรงเฉอนแบบตรง

จากการศกษา พบวา ดนเหนยวออนทง 2 แหลง มองคประกอบทางเคมทใกลเคยงกน และมความสามารถ

ในการขยายตวไดดเมอไดรบความรอนสง เมดดนเหนยวเผามวลเบาทสามารถนาไปประยกตใชเปนวสดกอสรางได

นนควรเปนเมดดนเหนยวเผามวลเบาทเปนรปทรงกลมมขนาดคละตางๆ กน และการผลตควรใชอณหภมการเผา

ตงแต 1000 – 1200 องศาเซลเซยส ทเวลาการเผา 10 นาทขนไป

Abstract

This research study the engineering physical property of the expanded clay aggregate from

the Bangkok soft clay varying in shape, size, firing temperature and duration of firing so as to be utilized

คาสาคญ : เมดดนเผามวลเบา, ดนเหนยวออนกรงเทพมหานคร, วสดมวลรวมเบา 1สาขาวชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลรตนโกสนทร พนทศาลายา

พทธมณฑล นครปฐม 73170 2 สาขาวชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเอเชยอาคเนย หนองแขม กรงเทพฯ 10160 1 Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Architecture, Rajamangala University of Technology

Rattanakosin, Phutthamonthon, Nakhon Pathom 73170 2 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, South-East Asia University, Nongkhaem, Bangkok 10160

1430

Page 2: เม็ดดินเผามวลเบาจากดินเหนียวอ่อนกรุงเทพมหานครเพื่อใช้เป็น ...esd.kps.ku.ac.th/kuk-conference/img/gallery/article_10/pdf/o_eng25.p… ·

การประชมวชาการแหงชาต มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน ครงท 10

for construction material. The soft clay specimens were selected from bored piles at the depth of 2 – 8

meters from 2 areas in Bangkok; i.e. Bangpor and Pharam 3 road. The method used for testing the

physical property and chemical element of the specimens was X-Ray Fluorescence (XRF).The

preparation of the specimens can be implemented in 3 characteristics with regards to their shape;

sphere, cube with the size of 0.5 to 1.0 millimeters, and non-geometry with the size of 2 to 4.75

millimeters. All specimens were fired at the varying temperature of 800, 1000, 1100 and 1200 °C for the

duration of 10, 15, 30, 45, 50 and 60 minute respectively. On the other hand, the firing duration for the

specimens with the non-geometry shape is 10 minutes. After acquiring the lightweight expanded clay,

test its physical property by bulk specific gravity, absolute specific gravity, the degree of porosity the

unit weight and water absorption. On the other hand, the non-geometry type was tested by direct shear

strength.

The result of the research found that the soft clay from 2 areas possess a common chemical

component and common degree of expansion capability at high firing temperature. Moreover the clay

suitable to be utilized as construction material is lightweight expanded clay with a sphere shape varying

in size; and in the production process, the firing temperature should be between 1000 – 1200°C at the

duration of at least 10 minutes.

Keywords : Lightweight Expanded Clay Aggregate, Soft Bangkok Clay, Lightweight Aggregate

E-mail address : [email protected], [email protected]

คานา

ดนเหนยวออนซงจดวาเปนวสดทมคณสมบตในทางวศวกรรมทคอนขางตาและหาไดงาย นามาทาการ

ปรบปรงคณสมบตโดยผานกระบวนการใหความรอน ซงผลทไดคอ เมดดนเผามวลเบา โดยเมดดนเผามวลเบา

ดงกลาวมคณสมบตดานนาหนกทเบาและเกดโพรงภายใน สามารถใชทดแทนมวลรวมหยาบตามธรรมชาตได อก

ทงนามาเปนวสดกอสรางไดหลายอยางเชน ใชเปนสวนผสมมวลรวมในคอนกรต หรอคอนกรตมวลเบา เปนการลด

นาหนกของโครงสราง ทาใหลดลดตนทนการกอสรางโครงสรางอาคาร และยงมคณสมบตการถายเทความรอนตา

ทาใหชวยลดอณหภมและเสยงในอาคารไดอกดวย ดวยเหตผลดงกลาวขางตน ผ วจยจงไดดาเนนการวจยเปน

งานวจยเชงวศวกรรม เพอหาวสดกอสรางชนดใหมซงอาจนามาใชงานแทนวสดมวลรวมธรรมชาตทใชอยในปจจบน

เปนการหาแนวทางในการนาวสดพนถนมาใชเปนวสดกอสรางทมคณภาพเหมาะสม ทงยงเปนการสรางมลคาเพม

ใหกบวสดทหาไดในทองถนอกดวย โดยใชดนเหนยวออน ซงจดวาเปนวสดพนถน ทมคณสมบตในทางวศวกรรมท

คอนขางตาและหาไดงาย ทาการปรบปรงคณสมบตโดยผานกระบวนการใหความรอนตงแต 800 - 1200 องศา

เซลเซยส แลวไดผลเปน เมดดนเผามวลเบา

1431

Page 3: เม็ดดินเผามวลเบาจากดินเหนียวอ่อนกรุงเทพมหานครเพื่อใช้เป็น ...esd.kps.ku.ac.th/kuk-conference/img/gallery/article_10/pdf/o_eng25.p… ·

การประชมวชาการแหงชาต มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน ครงท 10

อปกรณและวธการ

วธการเตรยมวสดอปกรณ

1. การเกบตวอยางดนเหนยวออน โดยดนเหนยวออนทใชศกษาเปนดนเหนยวออนกรงเทพมหานคร จานวน 2

แหลง คอ จากฝงพระนครและธนบรอยางละแหลง โดยจากถนนประชาราษฎร สาย 1 แยกบางโพ จงใชชอเรยกดน

ดงกลาววา ดนเหนยวบางโพ และดนอกแหลงไดมาจากถนนพระราม 3 ซอย 10 จงใชชอเรยกดนดงกลาววา ดน

เหนยวพระราม 3 โดยไดมาจากการกอสรางทาเสาเขมเจาะขนาดเลก และตวอยางดนทจดเกบจะเลอกดนเหนยวท

ระดบตงแต 2 ถง 8 เมตร ซงเปนชนของดนเหนยวออน ตวอยางทงหมดทจดเกบไดทงหมดจะถกนาใสในกระสอบ

แลวนาไปเกบยงหองจดเกบวสดเพองานวจยตอไป

2. เตาเผาทใชในการทดลอง ใชเตาเผาแบบดจตอลทอบดวยอณหภมสงสด 1200 องศาเซลเซยส รน ME H1200-

240712 ขนาดภายใน กวาง 300 มลลเมตร ลก 300 มลลเมตร และสง 300 มลลเมตร ระบบควบคมการทางานของ

เตาดวยชดควบคมอณหภมแบบดจตอล 25 ขนตอน และวดอณหภมภายในเตาดวย Thermocouple type k (See

figure 1 and 2)

Figure 1 1200°C Chamber Furnaces Figure 2 Chamber Size (mm) W 300XD 300X H 300

3. การเตรยมเมดดนตวอยาง โดยในการศกษาจดเตรยมเมดดนตวอยางแบงออกเปน 2 ลกษณะ คอ การเตรยมเมด

ดนทมรปรางเปนแบบทรงกลม และทรงลกบาศก โดยกาหนดใหมขนาดเสนผานศนยกลาง 0.5 และ 1.0 เซนตเมตร

ตามลาดบ และการเตรยมเมดดนทมรปรางไมแนนอน จะใชดนทรอนผานตะแกรงมาตรฐานเบอร 4 คางบนตะแกรง

มาตรฐานเบอร 10 มาใชในการเผา ซงจะไดดนตวอยางขนาดตงแต 2-4.75 มลลเมตร (See figure 3)

(a) (b) (c)

Figure 3 Preparation of soil samples. (a) Diameter 1.0 cm Sphere (b) Size 1.0 cm Cube and

(c) Diameter 2-4.75 mm non-geometry shape

1432

Page 4: เม็ดดินเผามวลเบาจากดินเหนียวอ่อนกรุงเทพมหานครเพื่อใช้เป็น ...esd.kps.ku.ac.th/kuk-conference/img/gallery/article_10/pdf/o_eng25.p… ·

การประชมวชาการแหงชาต มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน ครงท 10

การเผาดนเหนยวตวอยาง

การเผาดนเหนยวตวอยางโดยใชอณหภมในการเผาตงแต 800, 900, 1000, 1100 และ 1200 องศาเซลเซยส เวลาท

ใชในการเผาใชตงแต 10, 15, 30, 45, 50 และ 60 นาท ตามลาดบ ทงนเพอดการเปลยนแปลงของตวอยางเมอเผาท

อณหภมและเวลาทแตกตางกน การเผาในงานวจยครงนจะดาเนนการเผาแบบรวดเดยวจากอณหภมหองจนถง

อณหภมทตองการ (โดยในขนนจะกาหนดใหชวงเวลาการขนอณหภมจากอณหภมหองจนถงอณหภมทตองการ

ประมาณ 1 ชวโมงกบอก 40 นาท และเวลาในการเผาทอณหภมสงสดอยท 60 นาท)

ระเบยบวธการทดสอบ

1. การทดสอบคณสมบตทางกายภาพและองคประกอบทางเคมของดนเหนยวออน

- การวเคราะหสวนประกอบทางเคม ของดนเหนยวทง 2 แหลงโดยใชเครองมอ X-Ray Fluorescence

(XRF) ดาเนนการโดยนาดนเหนยวทแหงแลวมารอนผานตะแกรงมาตรฐานเบอร 100 แลวนาไปหาองคประกอบ

ทางเคมของดนเหนยวตวอยาง ซงประกอบดวย SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, CaO, MgO, K2O และ Na2O

ตามลาดบ

- การหาขนาดคละของดน (Particle-Size Analysis of Soils) ระบตามมาตรฐาน ASTM D 2487 และ

ASTM D 422

- การหาขดจากดแอตเตอรเบอรก (Atterberg' Limit) ไดแก ขดจากดความเหลว (Liquid Limit, LL)

ขดจากดความเหนยว (Plastic Limit, PL) และดชนความเหนยว (Plasticity Index, PI) ระบตามมาตรฐาน ASTMD

4318

- การหาคาความถวงจาเพาะของดน (Specific Gravity of Soil) ระบตามมาตรฐาน ASTM D 584

2. การทดสอบคณสมบตทางกายภาพและคณสมบตทางดานวศวกรรมของเมดดนเหนยวเผามวลเบา

- การทดสอบคณสมบตทางดานกายภาพของเมดดนเหนยวเผามวลเบา โดยทาการทดสอบดงตอไปน

ความถวงจาเพาะแบบรวม (Bulk Specific Gravity) ความถวงจาเพาะสมบรณ (Absolute Specific Gravity)

หนวยนาหนก (Unit Weight) ปรมาณของรพรนปดและรพรนเปดทมอยในเมดดนเผามวลเบา และการดดซบนา

(Water Absorption)

- การทดสอบคณสมบตทางดานวศวกรรมของเมดดนเหนยวเผามวลเบา เปนการทดสอบเฉพาะทมรปราง

ไมแนนอน โดยทาการทดสอบหาคาแรงเฉอนของเมดดนเผาดวยวธการทดสอบการใหแรงเฉอนแบบตรง (Direct

Shear Test) ระบตามมาตรฐาน ASTM D 3080

ผลการทดสอบและวจารณ

คณสมบตทางกายภาพและองคประกอบทางเคมของดนเหนยวออน

ผลการศกษาคณสมบตทางกายภาพและองคประกอบทางเคมของดนเหนยวออนทง 2 แหลงคอ ดนเหนยว

บางโพ และดนเหนยวพระราม 3 ใหผลการทดสอบคณสมบตทางกายภาพของดนเหนยวออน พบวา ตวอยางดนทง

2 แหลง คอ ดนเหนยวบางโพและดนเหนยวพระราม 3 เปนดนเหนยวออน มคาขดจากดความเหลวรอยละ 76.93,

71.42 ขดจากดความเหนยวรอยละ 26.59, 26.64 และคาดชนความเหนยวรอยละ 50.34, 44.78 ใหคาความ

1433

Page 5: เม็ดดินเผามวลเบาจากดินเหนียวอ่อนกรุงเทพมหานครเพื่อใช้เป็น ...esd.kps.ku.ac.th/kuk-conference/img/gallery/article_10/pdf/o_eng25.p… ·

การประชมวชาการแหงชาต มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน ครงท 10

ถวงจาเพาะเทากบ 2.66, 2.69 ตามลาดบ ซงสามารถจาแนกชนดของดนตามระบบเอกภาพ (Unified Soil

Classification) พบวาเปนกลม CH ชอ Fat CLAY ทง 2 แหลง (See table 1 and 2)

Table 1 Basic engineering properties of soft clay.

Properties Bangpor Clay Pharam 3 Clay

Texture Composition:

Gravel; >2.00 mm. (%)

Coarse Sand; 2.00-0.425 mm. (%)

Fine Sand; 0.425-0.075 mm. (%)

Silt and Clay; ≤0.075 mm. (%)

-

0.34

1.27

98.39

-

0.59

1.10

98.31

Physical Properties:

Liquid Limit (%)

Plastic Limit (%)

Plasticity Index (%)

Shrinkage Limit (%)

Specific Gravity

76.93

26.59

50.34

23.31

2.66

71.42

26.64

44.78

16.23

2.69

Classification System:

Unified Soil Classification

Fat CLAY (CH)

Fat CLAY (CH)

Table 2 Chemical composition of soft clay by X-Ray Fluorescence (XRF).

Properties Bangpor Clay Pharam 3 Clay

SiO2 55.77 60.20

Al2O3 13.34 11.39

Fe2O3+ FeO 7.06 7.69

CaO 1.19 1.01

MgO 1.94 2.84

K2O 2.62 2.53

Na2O 1.27 1.97

จาก Table 2 ผลการทดสอบองคประกอบทางเคมของดนเหนยวทง 2 แหลง พบวา มซลกอนไดออกไซด

(SiO2) รอยละ 55.77, 60.20 เปนสวนประกอบหลกทางเคม และมอลมเนยมออกไซด (Al2O3) รอยละ 13.34,

11.39 เปนสวนประกอบรอง ตามลาดบ และเมอนาผลของการทดสอบองคประกอบทางเคมของดนเหนยวทง 2

แหลง มาปรบแกใหไดผลรวมรอยละ 100 แลวนามาเขยนลงบนแผนภมสามเหลยมของ Riley, Wilson และ

Albenque (Murray et. al., 1968) เพอพจารณาวาองคประกอบทางเคมจะมผลตอความสามารถในการขยายตว

1434

Page 6: เม็ดดินเผามวลเบาจากดินเหนียวอ่อนกรุงเทพมหานครเพื่อใช้เป็น ...esd.kps.ku.ac.th/kuk-conference/img/gallery/article_10/pdf/o_eng25.p… ·

การประชมวชาการแหงชาต มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน ครงท 10

หรอไม (See table 3 and Figure 4) จากแผนภมสามเหลยมดงกลาว พบวาดนเหนยวทง 2 แหลง มองคประกอบ

ทางเคมทใกลเคยงกน และทมผลตอความสามารถในการขยายตวไดดเมอไดรบความรอนสงเฉพาะแผนภมของ

Riley แตเมอพจารณาแผนภมสามเหลยม Wilson และ Albenque ไมพบวามตวอยางดนเหนยวใดทม

ความสามารถขยายตวได

Table 3 Chemical composition of soft clay from 2 areas (SiO2, Al2O3 and fluxes)

Properties Bangpor Clay Pharam 3 Clay

SiO2 67.04 68.70

Al2O3 16.04 13.00

Fe2O3, FeO, CaO, MgO, K2O,

Na2O 16.93 18.30

Figure 4 Riley, Wilson and Albenque‘s composition diagram showing the position of Bangpor clay and

Pharam 3 clay.

ลกษณะทางกายภาพของเมดดนเหนยวเผามวลเบา

ผลการศกษาจะพจารณาเปรยบเทยบลกษณะรปรางภายในและภายนอกของเมดดนเหนยวเผามวลเบา

โดยดาเนนการถายภาพทงลกษณะโดยรวมของเมดดนเหนยวเผามวลเบา ณ อณหภม และระยะเวลาในการเผาท

แตกตางกน ในการนาเสนอในบทความนจะยกตวอยางดนเหนยวบางโพ ณ เวลาการเผาท 1000 องศาเซลเซยส

เวลาทใชในการเผาใชตงแต 10, 15, 30, 45, 50 และ 60 นาท ตามลาดบ (See Figure 5-8)

1435

Page 7: เม็ดดินเผามวลเบาจากดินเหนียวอ่อนกรุงเทพมหานครเพื่อใช้เป็น ...esd.kps.ku.ac.th/kuk-conference/img/gallery/article_10/pdf/o_eng25.p… ·

การประชมวชาการแหงชาต มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน ครงท 10

จากเปรยบเทยบลกษณะรปรางภายในและภายนอกของเมดดนเหนยวเผามวลเบา ทงสองแหลง พบวา ท

อณหภมการเผาสดทาย 1000 องศาเซลเซยส ทเวลาของการเผาตากวา 15 นาท ลงมาภายในของเมดดนจะมสแดง

เขม และจะมจดทดากตอเมอใชเวลาของการเผาสงมากกวา 15 นาทไปแลว

10 minutes 15 minutes

30 minutes 45 minutes

50 minutes 60 minutes

10 minutes 15 minutes

30 minutes 45 minutes

50 minutes 60 minutes

Figure 5 Diameter 0.5 cm Sphere, 1000 °C. Figure 6 Diameter 1.0 cm Sphere, 1000 °C.

10 minutes 15 minutes

30 minutes 45 minutes

50 minutes 60 minutes

10 minutes 15 minutes

30 minutes 45 minutes

50 minutes 60 minutes

Figure 7 Size 0.5 cm Cube, 1000 °C. Figure 8 Size 1.0 cm Cube, 1000 °C.

และพบวา ทเวลาของการเผาท 60 นาท จดสดาจะเปลยนเปนสเทาดาและมขนาดเลกลง ทอณหภมการเผาสดทาย

1100 องศาเซลเซยส ผวเปลอกดานนอกเรมเปลยนจากสนาตาลเปนสนาตาลเขมตามเวลาการเผาทนานขน และ

1436

Page 8: เม็ดดินเผามวลเบาจากดินเหนียวอ่อนกรุงเทพมหานครเพื่อใช้เป็น ...esd.kps.ku.ac.th/kuk-conference/img/gallery/article_10/pdf/o_eng25.p… ·

การประชมวชาการแหงชาต มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน ครงท 10

เปลอกทหอหมภายนอกมความหนาลดลงเมอเวลาการเผาทนานขน เชนกน และบรเวณชนในของเมดดนเผาเรม

ปรากฎใหเหนรพรนชดเจนขนและทบรเวณผวนอกของเมดดนเผาเรมปรากฎใหเหนรอยปรแตก ตงแตเวลาของการ

เผา 15 นาท ขนไป ซงคาดวาจะเกดจากเนอดนมแรงตงผวและความหนดไมเพยงพอทจะเกบกกกาซทเกดไวในเมด

ดนเผา สวนทอณหภมการเผาสดทาย 1200 องศาเซลเซยส พบวา ทผวภายนอกของเมดดนเผามวลเบาเรมเปลยน

จากสนาตาลมาเปนทนาตาลเขมมากขนและมลกษณะมนวาว ซงคาดวาจะเกดจากเกลอทอยในผลกแกวขณะเผาม

การเคลอนยายออกมาอยดานนอกผวเมดดนเผา Cubaud et.al., 1968 และอภรฐ, 2547 ทเวลาการเผาตงแต 15

นาทขนไป และยงพบมการปรแตกทผวนอกของเมดดนเชนเดยวกนกบการเผา 1100 องศาเซลเซยส และรพรน

ภายใน พบวา มลกษณะคลายรงผง และจาก Figure 9 ทอณหภมตงแต 1100 องศาเซลเซยส ขนไป พบวา เมดดน

เผามวลเบารปทรงลกบาศกจะเกดการขยายตวออกดานขางทงสดานทาใหรปทรงมลกษณะเปนเมดดนเผามวลเบา

ทรงกลมถงรอยละ 90 ตงแตการเผาท 10 นาทเปนตนไป ดงนนในการศกษาวจยจงตองพจารณาอณหภมสดทาย

ของการเผา ณ อณหภม 1000 องศาเซลเซยส

Size 0.5 cm Cube

Size 1.0 cm Cube

Figure 9 Firing temperature 800, 900, 1000 and 1100 °C at time 10 minutes.

ผลการทดสอบหาคณสมบตทางดานกายภาพของเมดดนเหนยวเผามวลเบา

จากผลการศกษาคณสมบตทางดานกายภาพของเมดดนเหนยวเผามวลเบาโดยทมรปราง ขนาด และ

อณหภมและเวลาการเผาทแตกตางกน สรปผลไดดงน

เมดดนเผามวลเบาบางโพ ใหคาถวงจาเพาะแบบรวมอยระหวาง 0.77 – 3.09 และ 0.59 – 2.22 คาถวงจาเพาะ

สมบรณอยระหวาง 2.25 – 2.77 และ 2.13 – 2.65 คาหนวยนาหนกอยระหวาง 0.597 – 2.90 และ 1.597 – 2.765

กรมตอลกบาศกเซนตเมตร คารพรนเปดอยระหวางรอยละ 25.00 – 42.50 และ 25.00 – 47.00 คารพรนปดอย

ระหวางรอยละ 0.20 – 17.00 และ 0.50 – 17.00 คาการดดซบนาอยระหวางรอยละ 5.73 – 12.73 และ 5.65 –

12.63 สาหรบแบบทรงกลมและลกบาศก ตามลาดบ

1437

Page 9: เม็ดดินเผามวลเบาจากดินเหนียวอ่อนกรุงเทพมหานครเพื่อใช้เป็น ...esd.kps.ku.ac.th/kuk-conference/img/gallery/article_10/pdf/o_eng25.p… ·

การประชมวชาการแหงชาต มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน ครงท 10

เมดดนเผามวลเบาพระราม 3 ใหคาถวงจาเพาะแบบรวมอยระหวาง 0.77 – 3.09 และ 0.59 – 2.22 คา

ถวงจาเพาะสมบรณอยระหวาง 2.21 – 2.87 และ 2.09 – 2.71 คาหนวยนาหนกอยระหวาง 0.757 – 3.113 และ

1.861 – 3.275 กรมตอลกบาศกเซนตเมตร คารพรนเปดอยระหวางรอยละ 25.00 – 47.00 และ 9.00 – 15.10 คาร

พรนปดอยระหวางรอยละ4.45 – 16.25 และ 9.00 – 15.10 คาการดดซบนาอยระหวางรอยละ 3.13 – 15.84 และ

8.96 – 17.42 สาหรบแบบทรงกลมและลกบาศก ตามลาดบ

ผลการทดสอบหาคณสมบตทางดานวศวกรรมของเมดดนเหนยวเผามวลเบา

ผลการทดสอบคณสมบตทางดานวศวกรรมของเมดดนเหนยวเผามวลเบาเฉพาะทมรปรางไมแนนอน โดย

การทดสอบหาคาแรงเฉอนของเมดดนเผาดวยวธการทดสอบการใหแรงเฉอนแบบตรง ระบตามมาตรฐาน ASTM D

3080 ตวอยางดนเหนยวเผามวลเบาทใชเวลาในการเผาท 10 นาท ณ ทอณหภมสดทาย 800, 900, 1000, 1100

และ 1200 องศาเซลเซยส ตามลาดบ (See Figure 10)

Figure 10 Relationship between the angle of Internal friction and Firing temperature of Bangpor and

Pharam 3 LECA.

จาก Figure 10 พบวา คามมเสยดทานภายในมคาทคอนขางสงและมแนวโนมเพมขนตามอณหภมการเผา

ทสงขน อนเนองจากตวอยางทใชในการทดสอบเปนตวอยางแบบไมแนนอนทมขนาดตงแต 2 - 4.75 มลลเมตร และ

มเหลยมคมทาใหเกดการยดเกาะกนเนองจากความขรขระของเมดดนเผาเอง โดยทเมดดนเหนยวเผามวลเบาบาง

โพใหคามมเสยดทานภายในตาสดและสงสดเทากบ 30.10 และ 46.55 องศา ตามลาดบ สวนเมดดนเหนยวเผามวล

เบาพระราม 3 ใหคามมเสยดทานภายในตาสดและสงสดเทากบ 31.2 และ 48.97 องศา ตามลาดบ

สรปผลการศกษา

20

25

30

35

40

45

50

55

700 800 900 1000 1100 1200 1300

Angl

e of

Inte

rnal

fric

tion

(Deg

ree )

Firing temperature (°C )

Bangpor

LECA

Pharam 3

LECA

1438

Page 10: เม็ดดินเผามวลเบาจากดินเหนียวอ่อนกรุงเทพมหานครเพื่อใช้เป็น ...esd.kps.ku.ac.th/kuk-conference/img/gallery/article_10/pdf/o_eng25.p… ·

การประชมวชาการแหงชาต มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน ครงท 10

จากการศกษาคณะผ วจย พบวา การนาดนเหนยวออนกรงเทพ ฯ มาผลตเปนเมดดนเหนยวเผามวลเบา

เปนการนาดนเหนยวออนซงจดวาเปนวสดทมคณสมบตในทางวศวกรรมทคอนขางตาและหาไดงาย มาใชใหเกด

ประโยชน และเปนการหาแนวทางในการนาวสดพนถนมาใชเปนวสดกอสรางทมคณภาพเหมาะสมเมอเปรยบเทยบ

กบวสดกอสรางประเภทเดยวกนทมจาหนายในทองตลาด ทงยงเปนการสรางมลคาเพมใหกบวสดทหาไดในทองท

อกดวย โดยตวอยางดนเหนยวออนทง 2 แหลง มความเหมาะสมทจะนามาผลตเปนเมดดนเหนยวเผามวลเบา และ

ยงพบวารปรางทเหมาะสมในการผลตเปนเมดดนเหนยวเผามวลเบาคอรปแบบทรงกลม สวนขนาดตางกนนนไม

สงผลตอคณสมบตทางกายภาพและวศวกรรมของเมดดนเหนยวเผามวลเบามากนก และการผลตควรใชอณหภม

การเผา 1000 – 1200 องศาเซลเซยส ทเวลาการเผาไมนอยกวา 10 นาท ซงใหความเหมาะสมทสดในการนาไป

ประยกตใชงาน

กตตกรรมประกาศ

คณะผ วจยขอขอบคณมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลรตนโกสนทร ทไดใหการสนบสนนเงนทนวจย

ประจาปงบประมาณ 2555 และสถาบนวจยและพฒนา มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลรตนโกสนทร

รองศาสตราจารยวชย สงวรปทานสกล ภาควชาวศวกรรมโยธา มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร ท

กรณาชวยใหคาแนะนาซงเปนสงทมประโยนชอยางยงในการทาวจย ขอขอบคณคณาจารยและเจาหนาทประจา

หองปฎบตการของสาขาวชาวศวกรรมโยธา มหาวทยาลยเอเชยอาคเนย ทสนบสนนอปกรณและเครองมอในการ

ทางานวจยดวยดมาตลอด นายโฆษต ชวยรตนะ นายวรากรณ ณ สวรรณ และนายสรสทธ บญชวย นกศกษา

สาขาวชาวศวกรรมโยธา มหาวทยาลยเอเชยอาคเนย ทชวยดาเนนการทดสอบและเกบขอมลงานวจย

เอกสารอางอง

วชย สงวรปทานสกล. 2523. การผลตและหาคณสมบตทางดานวศวกรรมของเมดดนเผาซงทาจากดน

เหนยวกรงเทพฯ. วทยานพนธปรญญาโท สาขาวชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณ

มหาวทยาลย, กรงเทพฯ : 115 หนา

อภรฐ คลายรน. 2547. การผลตดนเหนยวเผามวลเบาจากดนเหนยวออนกรงเทพมหานคร. วทยานพนธ

ปรญญาโท. มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร. กรงเทพฯ: 149 หนา

Baudet, G., Les. 1971. Matieres Premieres Expansibles. Bulletin du B.R.G.M. Deuxieme Serie. Section

II, no5.

Cubaud, J.C.and Murat, M. 1968. Fabrication Industrielle de I’Argile Expansee. Silicates Industries,

tome 23. no25.

Murray, H.H. and Smith, J.M. 1968. Lightweight Aggregate Potentials of Some Indiana Shale.

1439

Page 11: เม็ดดินเผามวลเบาจากดินเหนียวอ่อนกรุงเทพมหานครเพื่อใช้เป็น ...esd.kps.ku.ac.th/kuk-conference/img/gallery/article_10/pdf/o_eng25.p… ·

การประชมวชาการแหงชาต มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน ครงท 10

Geological Survey Indiana. Department of Conservation Report Progress. No.12.

Riley, C.M., 1951. Relation of Chemical Properties to Bloating of Clays. American Ceramic Society

Journal. (34) : 121-128.

1440