Page Header

A Study of Compressive Strength and Weight Loss of Mortars Coating with Geopolymer Paste with Field Para Rubber Latex in Sulfuric Acid and Seawater

Abideng Hawa, Preecha Saleamea, Woraphot Prachasaree


โครงสร้างพื้นฐานที่เป็นโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก เช่น สะพาน ท่าเรือ ถนนคอนกรีต และอาคารต่าง ๆ ในประเทศกำลังพัฒนาที่มีอายุมากกว่าครึ่งศตวรรษ โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กที่ตั้งอยู่บริเวณน้ำทะเลหรือใกล้เคียงน้ำทะเลจะมีความเสียหายเนื่องจากปริมาณคลอไรด์สูงและซัลเฟต จีโอพอลิเมอร์เป็นวัสดุที่ราคาไม่แพง ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับการเคลือบคอนกรีตเพื่อป้องกันการเกิดสนิมในเหล็ก การออกแบบอัตราส่วนผสมจีโอพอลิเมอร์เพสต์ในการเคลือบซีเมนต์มอร์ต้าร์ได้เตรียมจากดินขาวเผาและสารอัลคาไลน์ จีโอพอลิเมอร์เพสต์มีสารอัลคาไลน์เป็นอัตราส่วนผสม 1.0 ,0.75 และ 0.6 และใช้น้ำ 0.2 ,0.3 และ 0.4 โดยน้ำหนัก มีการเคลือบ 1 และ 2 ชั้น ใช้น้ำยางพาราแทนที่ดินขาวเผาร้อยละ 0.5, 1, 3, 5 และ 10 โดยน้ำหนัก ตัวอย่างจีโอพอลิเมอร์บ่มที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส และบ่มที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 24 ชั่วโมง ทดสอบกำลังอัดและการสูญเสียน้ำหนักเมื่อแช่ในสารละลายกรดซัลฟูริก และการสูญเสียน้ำหนักเมื่อแช่น้ำทะเลจนถึงอายุ 28, 56 และ 90 วัน จากผลการทดสอบพบว่าตัวอย่างที่เคลือบด้วยจีโอพอลิเมอร์สามารถป้องกันและลดการสูญเสียน้ำหนักได้ในทุกอัตราส่วนผสม เมื่อเทียบกับตัวอย่างที่ไม่ผ่านการเคลือบ

The infrastructure of reinforced concrete structures such as bridge, port, concrete pavement, and building in developing countries were built over half- century old. The reinforced concrete structures near seawater were damaged due to high amount of chloride and sulfate. Geopolymer is an affordable material with promising applications in concrete structure coating for protecting steel rust. The proportions of geopolymer paste for cement mortar coating consisted of metakaolin (MK) and an alkaline activator. The viscous liquid of geopolymer paste was prepared with an alkaline activator and water by various ratios of 1.0, 0.75, and 0.6 and 0.2, 0.3, and 0.4 by weight respectively, with 1 and 2 coating layers. The amount of field Para Rubber Latex (FPRL) at 0.5, 1, 3, 5, and 10 by weight were used to substitute MK. The geopolymer samples were cured at 80 °C and at ambient temperature for 24 hours. The compressive strength and weight loss with submerged sulfuric acid and weight loss with submerged seawater were subsequently tested on the curing days of 28, 56, and 90. The test results showed that the coating samples could protect them from damage and weight loss at every ratio of mixtures compared with the uncoated samples.


[1] Marine and Coastal Resources Research and Development Institute. (2019). Coral map 2019. [Online]. Available: https://www.dmcr.

[2] T. Cheewaket, C. Jaturapitakkul, and W. Chalee, “Effect of fly ash on chloride penetration ad compressive strength of reclycled and natural aggregate concrete under 5-year exposure in marine environment,” The Journal of KMUTNB, vol. 29, no. 1, pp. 112–123, 2019 (in Thai).

[3] L. Y. Ponhsampatea, T. Cheewaket, and W. Chalee, “Chloride penetration and steel corrosion of concrete containing palm oil fuel ash under 5-year exposure in marine environment,” The Journal of KMUTNB, vol. 28, no. 1, pp. 23–36, 2018 (in Thai).

[4] T. Bakharev, “Resistance of geopolymer materials to acid attack,” Cement and Concrete Research, vol. 35, no. 4, pp. 658–670, 2005.

[5] S. Hanjitsuwan, T. Phoo-ngernkham, L. Y. Li, N. Damrongwiriyanupap, and P. Chindaprasirt, “Strength development and durability of alkaliactivated fly ash mortar with calcium carbide residue as additive,” Construction and Building Materials, vol. 162, pp. 714–723, 2018.

[6] U. Rattanasa, “Coating materials for concrete prepared from alkali-activated fly ash for application in acid condition,” Faculty of Science, Burapha University, Thailand, 2015.

[7] A. M. Aguirre-Guerrero, R. A. Robayo-Salazar, and R.M. Gutiérrez, “A novel geopolymer application: Coatings to protect reinforced concrete against corrosion,” Applied Clay Science, vol. 137, pp. 437–446, 2017.

[8] A. Hawa. D. Tonnayopas, W. Prachasaree, and P. Taneerananon, “Properties of metakaolin based geopolymer binder used in repair of concrete pavement,” Princess of Naradhiwas University Journal, vol. 5, no. 2, pp. 37–47, 2013 (in Thai).

[9] A. Hawa and W. Prachasaree, “Metakaolin based geopolymer,” Princess of Naradhiwas University Journal, vol. 8, no. 1, pp. 155–167, 2016 (in Thai).

[10] Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2-in. or [50-mm] Cube Specimens), ASTM C109/ C109M-07, 2008.

[11] V. Sata, A. Sathonsaowaphak, and P. Chindaprasirt, “Resistance of lignite bottom ash geopolymer mortar to sulfate and sulfuric acid attack,” Cement and Concrete Composites, vol. 34, no. 5, pp. 700-708, 2012.

[12] S. Alonso and A. Palomo, “Alkaline activation of metakaolin and calcium hydroxide mixtures: Influence of temperature, activator concentration and solids ratio,” Materials Letters, vol. 47, no. 1-2, pp. 55-62, 2001.

[13] K. Somna, C. Jaturapitakkul, P. Kajitvichyanukul, and P. Chindaprasirt, “NaOH-activated ground fly ash geopolymer cured at ambient temperature,” Fuel, vol. 90, no. 6, pp. 2118– 2124, 2011.

[14] S. Hanjitsuwan, T. Phoo-ngernkham, and P. Chindaprasirt, “Influence of fineness of high calcium fly ash on properties of geopolymer paste,” KMUTT Research and Development Journal, vol. 36, no. 4, pp. 399–408, 2013 (in Thai).

[15] P. Rovnaník, “Effect of curing temperature on the development of hard structure of metakaolin-based geopolymer,” Construction and Building Materials, vol. 24, no. 7 pp. 1176– 1183, 2010.

[16] K. Sothonchaivit, W. Tangchirapat, T. Cheewaket, and C. Jaturapitakkul, “A study of compressive strength and sulfuric acid and magnesium sulfate resistances of geopolymer mortar made from calcium fly ash blended with high calcium fly ash,” Journal of Thailand Concrete Association, vol. 6, no. 2, pp. 58-66, 2018 (in Thai).

[17] A. Hawa, W. Prachasaree, and D. Tonnayopas, “Effect of water-to-powder ratios on the compressive strength and microstructure of metakaolin based geopolymers,” Indian Journal of Engineering and Materials Sciences, vol. 24, no. 6, pp. 499–506, 2017.

[18] S. Sikora, E. Gapys, B. Michalowski, T. Horbanowicz, and M. Hynowski, “Geopolymer coating as a protection of concrete against chemical attack and corrosion,” in Proceedings E3S Web of Conferences 49, 2018.

[19] P. Krammart, I, Sirisawat, W. Saengsoy, and S. Tangtermsirikul, “Sulfate resistance of mortars with limestone powder,” Journal of Thailand Concrete Association, vol. 2, no. 2, pp. 17–24, 2014 (in Thai).

[20] D. Bondar, C. J. Lynsdale, N. B. Milestone, and N. Hassani, “Sulfate resistance of alkali activated pozzola,” International Journal of Concrete Structures and Materials, vol. 9, no. 2, pp. 145–158, 2015.

Full Text: PDF

DOI: 10.14416/j.kmutnb.2022.09.015

ISSN: 2985-2145