ปัจจัยของการแทนที่เอฟจีดียิปซัมและอัตราส่วนของสารละลายด่างต่อกำลังรับแรงอัดและโครงสร้างทางจุลภาคของเถ้าลอยจีโอพอลิเมอร์Factors of FGD-gypsum Replacement and Alkaline Solution Ratio on Compressive Strength and Microstructure of Fly Ash Geopolymer

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาปัจจัยของการแทนที่เอฟจีดียิปซั่มต่อกำลังรับแรงอัดและโครงสร้างทางจุลภาคของเถ้าลอยจีโอโพลิเมอร์ โดยการใช้เอฟจีดียิปซั่มแทนที่เถ้าลอยในปริมาณร้อยละ 0, 10, 20 และ 30 โดยน้ำหนักวัสดุประสาน สารละลายด่างที่ใช้ในการเกิดปฏิกิริยา ได้แก่ สารละลายโซเดียมซิลิเกตและสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 10 โมลาร์ โดยแปรผันอัตราส่วนสารละลายโซเดียมซิลิเกตต่อสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เท่ากับ 1.0, 1.5, 2.0 และ 2.5 โดยน้ำหนัก อัตราส่วนของเหลวต่อวัสดุประสานเท่ากับ 0.60 และบ่มที่อุณหภูมิห้องทุกอัตราส่วนผสม ผลการทดสอบ พบว่า ระยะเวลาการก่อตัวของเถ้าลอยจีโอโพลิเมอร์มอร์ต้าร์มีแนวโน้มลดลงตามปริมาณการแทนที่เอฟจีดียิปซั่มและอัตราส่วนสารละลายโซเดียมซิลิเกตต่อสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่เพิ่มขึ้น การแทนที่เอฟจีดียิปซั่มในเถ้าลอยมีแนวโน้มส่งผลต่อกำลังอัดของจีโอโพลิเมอร์มอร์ต้าร์มากกว่าอัตราส่วนสารละลายโซเดียมซิลิเกตต่อสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ นอกจากนี้ผลการวิเคราะห์องค์ประกอบทางแร่และโครงสร้างทางจุลภาคของเถ้าลอยจีโอโพลิเมอร์ผสมเอฟจีดียิปซั่มเมื่อแปรผันอัตราส่วนสารละลายโซเดียมซิลิเกตต่อสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์สอดคล้องกับผลการทดสอบกำลังอัดของเถ้าลอยจีโอโพลิเมอร์ จากผลการทดสอบข้างต้นสามารถสรุปได้ว่าปริมาณการใช้เอฟจีดียิปซั่มในเถ้าลอยร้อยละ 10 และอัตราส่วนสารละลายโซเดียมซิลิเกตต่อสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เท่ากับ 1.0 และ 1.5 เป็นอัตราส่วนที่เหมาะสมต่อการพัฒนากำลังอัดของจีโอโพลิเมอร์มอร์ต้าร์จากเถ้าลอยผสมเอฟจีดียิปซั่มThis research aims to study the factors of FGD-gypsum replacement and alkaline solution ratio on the compressive strength and microstructure of fly ash (FA) geopolymer. FGD was used to replace FA at the ratio of 0%, 10%, 20%, and 30% by weight of the binder. The liquid activators were sodium silicate (Na2SiO3) and 10 molar of sodium hydroxide (NaOH) solutions. The differences in Na2SiO3/NaOH ratios at 1.0, 1.5, 2.0, and 2.5 were investigated. The liquid/binder ratio of 0.60 cured at ambient temperature was used in all mixing. Test results showed that the setting time of FA geopolymer mortar tended to decrease with the increasing of FGD replacement and the Na2SiO3/NaOH ratio. Besides, XRD and SEM results demonstrated that they corresponded to compressive strength results of FA geopolymer. According to the above test results, it can be concluded that using 10%FGD activated with Na2SiO3/NaOH ratios at 1.0 and 1.5 were the optimum mixing ratio to develop the compressive strength of FA geopolymer mortar incorporated with FGD-gypsum

คุณสมบัติเชิงกลของเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์ผสมนาโนซิลิกาที่มีขนาดแตกต่างกันMechanical Properties of High-calcium Fly Ash Geopolymer with Nano-SiO2 Particle Sizes

งานวิจัยนี้นำเสนอการใช้นาโนซิลิกาที่มีขนาดอนุภาคแตกต่างกันเป็นสารผสมเพิ่มต่อคุณสมบัติเชิงกลของเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์เพสต์ นาโนซิลิกาถูกเพิ่มเข้าไปในเถ้าลอยแคลเซียมสูงร้อยละ 0, 1, 2 และ 3 โดยน้ำหนักของวัสดุประสาน โดยใช้สารละลายโซเดียมซิลิเกตและสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เป็นตัวทำปฏิกิริยาในส่วนผสม และใช้ความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เท่ากับ 10 โมลาร์ อัตราส่วนสารละลายโซเดียมซิลิเกตต่อสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เท่ากับ 2.0 อัตราส่วนของเหลวต่อวัสดุประสานเท่ากับ 0.60 และบ่มที่อุณหภูมิห้องทุกอัตราส่วนผสม โดยทำการทดสอบระยะเวลาก่อตัว กำลังรับแรงอัด กำลังรับแรงดัด มอดุลัสยืดหยุ่น และกำลังรับแรงเฉือนอัดของเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์เพสต์ ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า ระยะเวลาการก่อตัวมีแนวโน้มลดลงตามปริมาณการใช้นาโนซิลิกาเป็นสารผสมเพิ่มที่เพิ่มขึ้น กำลังอัด กำลังดัด มอดุลัสยืดหยุ่น และกำลังรับแรงเฉือนอัดของเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์เพสต์มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามปริมาณการใช้นาโนซิลิกาจนถึงปริมาณการใช้ที่เหมาะสมยกเว้นนาโนซิลิกาที่มีขนาด 150 นาโนเมตรซึ่งผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า นาโนซิลิกาที่มีขนาด 150 นาโนเมตร ร้อยละ 3 ยังคงสามารถพัฒนาคุณสมบัติเชิงกลของเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์เพสต์ได้จากผลการทดสอบข้างต้นสามารถสรุปได้ว่า การใช้นาโนซิลิกาที่มีขนาด 12 และ 80 นาโนเมตร ร้อยละ 2 เป็นปริมาณการใช้ที่เหมาะสม ขณะที่การใช้นาโนซิลิกาที่มีขนาด 150 นาโนเมตร ร้อยละ 3 เป็นปริมาณการใช้ที่เหมาะสมสำหรับการใช้เป็นสารผสมเพิ่มในเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์เพสต์This article presents effects of the use of nano-SiO2 with different particle sizes as an additive on mechanical properties of high-calcium fly ash (FA) geopolymer paste. Nano-SiO2 with different particle sizes were added in high-calcium FA at the rates of 0%, 1%, 2%, and 3% by weight of the binder. Sodium hydroxide (NaOH) and sodium silicate (Na2SiO3) solutions were used as the liquid portion in mixtures. The 10 molar NaOH solution, Na2SiO3-to-NaOH ratio of 2.0, liquid alkali-to-binder ratio of 0.60, and curing at ambient temperature were used in all mixtures. The setting time, compressive strength, flexural strength, modulus of elasticity, and slant shear bond strength of high-calcium FA geopolymer paste were studied. Test results indicated that the setting times of geopolymer paste tended to decrease with increasing nano-SiO2 content. Compressive strength, flexural strength, modulus of elasticity and slant shear bond strength of high-calcium FA geopolymer paste tended to increase with an increase in nano-SiO2 content up to 2% by weight and then gradually decrease except nano-SiO2 with particle size of 150 nm. It was found that using 3% nano-SiO2 particle size of 150 nm could develop the mechanical properties of highcalcium FA geopolymer paste. It could be concluded that using 2%nano-SiO2 with particle size of 12 and 80 nm and 3%nano-SiO2 with particle size of 150 nm were the optimum levels for use as an additive in high-calcium FA geopolymer paste

Effect of Portland Cement Content on Compressive Strength and Elastic Modulus of High-Calcium Fly Ash Geopolymer Mortar Containing Various Type of Alkali Solution

บทความนี้เป็นการศึกษาผลกระทบของชนิดสารละลายด่างต่อกำลังอัด และมอดุลัสยืดหยุ่นของเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์มอร์ตาร์ผสมปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ เถ้าลอยแคลเซียมสูงถูกแทนที่ด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ร้อยละ 0, 5, 10, 15 และ 20 โดยน้ำหนักของวัสดุประสาน สารละลายด่าง 3 ประเภท ประกอบด้วย สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ความเข้มข้น 10 โมลาร์ เพียงอย่างเดียว (NH) สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์และสารละลายโซเดียมซิลิเกตผสมกัน (NHWG) และสารละลายโซเดียมซิลิเกตเพียงอย่างเดียว (WG) ถูกใช้เป็นของเหลวในส่วนผสม โดยทำการทดสอบกำลังอัด และมอดุลัสยืดหยุ่นของเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์มอร์ตาร์ ผลการทดสอบพบว่า การใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์แทนที่เถ้าลอยแคลเซียมสูงสามารถปรับปรุงกำลังอัด และมอดุลัสยืดหยุ่นของเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์มอร์ตาร์ได้ ซึ่งกำลังอัดของเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์มอร์ตาร์ขึ้นอยู่กับวัสดุตั้งต้นที่ใช้ และสารละลายด่างที่ใช้ในส่วนผสม โดยการใช้สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ และสารละลายโซเดียมซิลิเกตผสมกัน (NHWG) สามารถให้กำลังอัดสูงสุดของเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์มอร์ตาร์ผสมปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์This article aims to study the effect of alkaline solution types on compressive strength and elastic modulus of high-calcium fly ash (FA) geopolymer containing Portland cement (PC). FA was replaced by PC at the dosages of 0%, 5%, 10%, 15%, and 20% by weight of the binder. Three types of alkaline solutions viz., sodium hydroxide solution (NH), sodium silicate solution (WG), and NH plus WG solution (NHWG) were used as the liquid portion in the mixture. The compressive strength and elastic modulus of highcalcium FA geopolymer mortar were investigated. Test results indicated that the use of PC to replace FA could enhance the compressive strength and elastic modulus of high-calcium FA geopolymer mortar. The compressive strength of high-calcium FA geopolymer mortar depended on the types of source materials and alkali activators. The increase in PC content enhanced the compressive strength and elastic modulus of high-calcium FA geopolymer mortar. Finally, the use of NHWG showed the highest compressive strength of high-calcium FA geopolymer mortar containing PC

สมบัติทางกายภาพของเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์คอนกรีตและคอนกรีตปกติเมื่อใช้เศษคอนกรีตแทนที่หินปูนย่อยMechanical Properties of High-calcium Fly Ash Geopolymer and Normal Concretes Using Recycled Concrete Aggregate Replaced Crushed Limestone

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาอิทธิพลของการใช้คอนกรีตรีไซเคิลเป็นมวลรวมหยาบในเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์คอนกรีตและคอนกรีตปกติ โดยศึกษาปริมาณการแทนที่คอนกรีตรีไซเคิลในมวลรวมหยาบธรรมชาติร้อยละ 0, 20, 40, 60, 80 และ 100 ที่มีต่อระยะเวลาก่อตัว กำลังอัด มอดุลัสยืดหยุ่น และอัตราส่วนปัวซองของคอนกรีตที่อายุการบ่มเท่ากับ 1 วัน โดยออกแบบส่วนผสมของเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์คอนกรีตตามงานวิจัยที่ผ่านมา โดยใช้อัตราส่วนสารละลายต่อวัสดุประสานเท่ากับ 0.50 อัตราส่วนสารละลายโซเดียมซิลิเกตต่อสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 10 โมลาร์ เท่ากับ 1.0 ส่วนคอนกรีตปกติถูกออกแบบตามมาตรฐาน ACI211.1-91 ผลการทดสอบ พบว่า ระยะเวลาการก่อตัวของเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์คอนกรีตและคอนกรีตปกติมีแนวโน้มลดลงตามปริมาณการใช้คอนกรีตรีไซเคิลที่เพิ่มขึ้น ส่วนกำลังอัดและมอดุลัสยืดหยุ่นของเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์คอนกรีตมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นแต่อย่างไรก็ตามกำลังอัดและมอดุลัสยืดหยุ่นของคอนกรีตปกติมีแนวโน้มลดลงตามปริมาณการใช้คอนกรีตรีไซเคิลที่เพิ่มขึ้น ขณะที่อัตราส่วนปัวซองของทั้งระบบเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์คอนกรีตและคอนกรีตปกติมีแนวโน้มลดลงตามปริมาณคอนกรีตรีไซเคิลในส่วนผสมซึ่งสอดคล้องกับค่าความเครียดอัดที่จุดความเค้นสูงสุดมากขึ้น จากผลการทดสอบข้างต้นสามารถสรุปได้ว่า คอนกรีตรีไซเคิลสามารถใช้ทดแทนมวลรวมหยาบธรรมชาติสำหรับผลิตคอนกรีตได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบของจีโอพอลิเมอร์ This research aims to study the influence of using Recycled Concrete Aggregate (RCA) in high-calcium Fly Ash (FA) geopolymer and normal concretes. The use of RCA to replace Normal Coarse Aggregate (NCA) at the percentage rates of 0, 20, 40, 60, 80, and 100 by weight were studied. The effects of using RCA in both high-calcium FA geopolymer and normal concretes on setting time, compressive strength, elastic modulus, and Poisson’s ratio at curing time of 1 day were tested. In this work, the mix proportions of high-calcium FA geopolymer concrete were based on the previous work. The alkaline solution/binder ratio of 0.50 and sodium silicate solution/10M sodium hydroxide solution ratio of 1.0 were used. For the normal concrete, it was based on the ACI 211.1-91 for designing its mix proportion. The test results revealed that the setting time of high-calcium FA geopolymer and normal concretes tended to decrease with increasing RCA content. Compressive strength and elastic modulus high-calcium FA geopolymer concrete tended to increase; however, they tended to decrease in the normal concrete system. While Poisson’s ratio of both high-calcium FA geopolymer and normal concretes tended to decrease with increasing RCA content in the mixture. The outcomes correspond to the strain at peak stress values that was increased. From the test results above, it can be concluded that the RCA can be used as the coarse aggregate for making concrete, especially in the geopolymer system