Properties of Pervious Concrete Containing Fly Ash and Polyvinyl Alcohol Fibersคุณสมบัติคอนกรีตพรุนที่ผสมเถ้าลอยและเส้นใยพอลีไวนิลแอลกอฮอล์

Abstract

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการพัฒนาคอนกรีตพรุนด้วยการนำเถ้าลอยและเส้นใยพอลีไวนิลแอลกอฮอล์ โดยนำเถ้าลอยและเส้นใยพอลีไวนิลแอลกอฮอล์ผสมคอนกรีตพรุน การนำเส้นใย PVA มาใช้เนื่องจากมีกำลังรับแรงดึงที่ดี เมื่อคอนกรีตเกิดรอยร้าวขนาดเล็กเส้นใยจะทำหน้าที่ยึดเกาะระหว่างรอยร้าวได้ จึงทำการศึกษาสมบัติทางกลและกายภาพ เถ้าลอยแทนที่ปูนซีเมนต์ในอัตราส่วนเท่ากับ 10:90 โดยน้ำหนักของวัสดุประสาน ส่วนเส้นใยพอลีไวนิลแอลกอฮอล์ผสมในอัตราส่วนร้อยละ 0.5 ของน้ำหนักปูนซีเมนต์ วัสดุมวลรวมหยาบได้เลือกหินที่ค้างตะแกรงเบอร์ # 8 และเบอร์ # 3/4 มาใช้ในการทดลอง เพื่อศึกษาผลของขนาดมวลรวมที่แตกต่างกันต่อคุณสมบัติของคอนกรีตพรุน ทดสอบการดูดซึมน้ำ ความพรุน หน่วยน้ำหนัก แรงอัด และ แรงดัด ที่อายุการบ่ม 28 วัน ผลการทดสอบพบว่าค่าการดูดซึมน้ำมีค่าร้อยละ 9.00 ถึง 18.70 ความพรุนมีค่าร้อยละ 4.50 ถึง 9.60 หน่วยน้ำหนักมีค่า 2,027 ถึง 2,335 กก.ต่อลบ.ม.และ กำลังรับแรงอัดมีค่า 7.89 ถึง 16.30 เมกะปาสคาล ที่อายุการบ่ม 28 วัน การผสมเส้นใย PVA ในอัตราส่วนร้อยละ 0.5 โดยน้ำหนัก ร่วมกับการใช้เถ้าลอยทดแทนปูนซีเมนต์ร้อยละ 10 ส่งผลเชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญต่อสมบัติทางกลของคอนกรีตพรุน โดยเส้นใย PVA ทำหน้าที่เป็นโครงข่ายเสริมแรงภายในที่ช่วยเพิ่มความสามารถในการรับแรงดัด (Flexural Capacity) และเพิ่มความต่อเนื่องของวัสดุประสานรอบมวลรวมหยาบ แม้ว่าเส้นใยจะส่งผลต่อความหนืดและการเกิดช่องว่าง แต่การเลือกใช้ขนาดมวลรวมคละ (Grading) ที่เหมาะสม เช่นในส่วนผสม S5 สามารถชดเชยข้อด้อยดังกล่าวและเพิ่มกำลังรับแรงอัดได้สูงสุดถึง 16.30 MPa ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์มาตรฐานทั่วไปสำหรับคอนกรีตพรุน

This study focuses on the development of pervious concrete by incorporating fly ash and polyvinyl alcohol (PVA) fibers. PVA fibers were utilized due to their high tensile strength; when micro-cracks occur within the concrete matrix, these fibers function as a bridging mechanism across the cracks. Consequently, the mechanical and physical properties of the concrete were investigated. Fly ash was used to replace cement at a ratio of 10:90 by weight of binder, while PVA fibers were added at 0.5% by weight of cement. For the coarse aggregate, stone particles retained on sieve sizes No. #8 and No. #3/4 were selected to investigate the effect of different aggregate sizes on the properties of pervious concrete. The experimental program included tests on water absorption, porosity, unit weight, compressive strength, and flexural strength at 28 days of curing. The results indicated that water absorption values ranged from 9.00% to 18.70%, porosity ranged from 4.50% to 9.60%, unit weight ranged from 2,027 to 2,335 kg/m³, and compressive strength values ranged from 7.89 to 16.30 MPa at 28 days of curing. The incorporation of 0.5% PVA fibers by weight, together with 10% fly ash as a cement replacement, yielded a significant positive impact on the mechanical properties of pervious concrete. The PVA fibers acted as an internal reinforcing network that enhanced flexural capacity and improved binder continuity around the coarse aggregates. Although fiber inclusion affected the viscosity of the concrete mixture and void formation, the selection of an appropriate aggregate grading, such as Mix S5, effectively compensated for these drawbacks and achieved the highest compressive strength of 16.30 MPa, which exceeds the standard criteria generally established for pervious concrete.