Page Header

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

Chudapak Detphan, Satakhun Detphan, Khattiya Chompoovong, Tanakorn Phoongernkham, Sakonwan Hanjitsuwan, Prinya Chindaprasirt

Abstract


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 เป็นปริมาณการใช้ที่เหมาะสมสำหรับการใช้เป็นสารผสมเพิ่มในเถ้าลอยแคลเซียมสูงจีโอพอลิเมอร์เพสต์

This 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.


Keywords



Full Text: PDF

DOI: 10.14416/j.kmutnb.2020.06.005

ISSN: 2465-4698