Page 60 - งานวิจัยพร้อมใช้

การใช้ประโยชน์จาก
คอนกรีตรีไซเคิล

และเถ้าขยะ จีโอโพลีเมอร์

ในงานวัสดุชั้นพื้นทาง

The utilization of recycled concrete and fly ash
geopolymer in pavement base material

�
แหล่งทุน สานักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์วิจัย และนวัตกรรม (สกสว.) ปีงบประมาณ 2563
หน่วยงาน คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย

หลักแนวคิดในการสร้างนวัตกรรม

ื
ิ
ี
คอนกรีตเป็นวัสดุโครงสร้างท่นิยมใช้กันอย่างมากในประเทศไทย และยังได้รับความนิยมอย่างต่อเน่องจนถึงปัจจุบัน เม่อถึงเวลาท่ส่งก่อสร้าง
ี
ื
ิ
�
ื
ี
ี
�
ช�ารุดหรือส้นสุดอายุการใช้งานเม่อผ่านไประยะเวลาหนึ่งโครงสร้างของคอนกรีตเหล่าน้จาเป็นท่จะต้องถูกรื้อถอนเพื่อความปลอดภัยทาให้เกิดเศษ
ิ
ิ
ั
ี
ึ
ี
คอนกรีตปริมาณมาก และมีแนวโน้มท่จะเพ่มมากข้นในอนาคต เศษคอนกรีตน้จัดเป็นเศษขยะจากการรื้อถอนส่งก่อสร้างดังน้นการเพ่มข้นของเศษ
ิ
ึ
คอนกรีตท�าให้หน่วยงานที่เกี่ยวข้องต้องตระหนักถึงปัญหาปริมาณของเศษคอนกรีตและแนวทางการก�าจัดเศษคอนกรีตที่จะเพิ่มขึ้นในอนาคต จากงาน
�
วิจัยในอดีตแสดงให้เห็นว่าขยะเศษคอนกรีตสามารถนามาใช้เป็นมวลรวมหยาบในงานคอนกรีต และงานถนน อย่างไรก็ตามการใช้ปูนซีเมนต์เป็นวัสด ุ
ื
ิ
เช่อมประสานส่งผลกระทบต่อส่งแวดล้อมซึ่งขบวนการผลิตปูนซีเมนต์ปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก่อให้เกิด Greenhouse effect การผลิต
ปูนซีเมนต์ปริมาณ 1 ตัน จะต้องปล่อยก๊าซเรือนกระจก (คาร์บอนไดออกไซด์) ออกสู่ชั้นบรรยากาศในปริมาณ 1 ตัน เช่นเดียวกัน จากปัญหาที่กล่าว
�
ี
ั
มาข้างต้นผู้วิจัยมีแนวความคิดท่จะศึกษาถึงความเป็นไปได้ในการนาคอนกรีตมาประยุกต์ใช้เป็นวัสดุช้นพ้นทาง โดยใช้เถ้าขยะ จีโอโพลีเมอร์เป็นวัสด ุ
ื
ปรับปรุงคุณภาพแทนที่การใช้ซีเมนต์ วัสดุจีโอโพลิเมอร์นี้จัดเป็น Green material ซึ่งไม่จ�าเป็นต้องใช้ปูนซีเมนต์เป็นวัสดุเชื่อมประสาน (ขบวนการผลิต
ปูนซีเมนต์ปลดปล่อยกาซคาร์บอนไดออกไซด์ และก่อให้เกิด Greenhouse effect) จีโอโพลิเมอร์ไม่ต้องการกระบวนการเผาด้วยอุณหภูมิสูงในการ
เตรียมตัวอย่าง ปลดปล่อย CO2 ต�่า และมีก�าลังอัดและความคงทนสูง งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์ที่จะน�าคอนกรีตรีไซเคิล และเถ้าขยะ จีโอโพลีเมอร์
ั
ประยุกต์ใช้เป็นวัสดุช้นพื้นทางของโครงสร้างช้นทาง โดยพิจารณาตัวแปรควบคุมได้แก่ อัตราส่วนผสม (คอนกรีตรีไซเคิล ขนาดคละของคอนกรีต
ั
รีไซเคิล ปริมาณเถ้าขยะ ปริมาณความช้น ปริมาณสารละลาย อัตราส่วนโซเดียมซิลิเกตและโซเดียมไฮดรอกไซด์ และอายุบ่ม) และเปรียบเทียบกาลัง
�
ื
�
�
ึ
ต้านทานแรงอัดของวัสดุจีโอโพลีเมอร์กับวัสดุดินซีเมนต์ให้มีคุณสมบัติเป็นไปตามข้อกาหนดของกรมทางหลวง และกรมทางหลวงชนบทซ่งกาลัง
ี
�
�
อัดท่อายุบ่ม 7 วันต้องไม่น้อยกว่า 2,413 และ1,750 กิโลนิวตัน ตามลาดับ นอกจากน้จะทาการศึกษาการเปล่ยนแปลงโครงสร้างระดับจุลภาคด้วย
ี
ี
เทคนิค Scanning electron microscope (SEM) เพื่อทราบถึงปฏิกิริยาเคมีที่คาดว่าจะเกิดขึ้นระหว่างวัสดุเชื่อมประสานกับเศษคอนกรีต ปฏิกิริยาเคมี
ี
ึ
ี
ท่เกิดข้นน้จะส่งผลให้เกิดการเปล่ยนแปลงทางโครงสร้างจุลภาคของคอนกรีตรีไซเคิล-เถ้าขยะ จีโอโพลีเมอร์ ซ่งความรู้ดังกล่าวสามารถอธิบายถึง
ี
ึ
ี
�
พฤติกรรมด้านกาลังของคอนกรีตรีไซเคิล-เถ้าขยะ จีโอโพลีเมอร์ท่ถูกปรับปรุงคุณภาพได้ งานวิจัยน้มีประโยชน์อย่างมากในการนาขยะเศษคอนกรีต
ี
�
กลับมาใช้ใหม่เพื่อทดแทนการใช้ทรัพยากรธรรมชาติเพื่อประยุกต์ใช้เป็นวัสดุชั้นพื้นทางที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
ลักษณะเด่นของสิ่งประดิษฐ์ การประยุกต์ใช้
และคุณค่าในงานสร้างสรรค์
ิ
ในปัจจุบัน องค์กรด้านส่งแวดล้อมของ
ประเทศไทย (Thailand Energy and Environmental
Assessment Method, TEEAM) และต่างประเทศ
(Building Research Establishment’s
Environment Assessment Method, BREEAM;
Leadership in Energy and Environmental
ื
ั
ี
�
Design, LEED) ได้กาหนดมาตรฐาน และหลัก งานวิจัยน้จะนาคอนกรีตรีไซเคิล และเถ้าขยะ จีโอโพลีเมอร์มาประยุกต์ใช้เป็นวัสดุช้นพ้นทาง
�
เกณฑ์ในการประเมินอาคารสีเขียว วัสดุพื้นทาง (Base Course) ของโครงสร้างชั้นทางดังรูปที่ 1 ซึ่งแสดงลักษณะโครงสร้างของถนน ในการ
ื
ั
ื
�
จากคอนกรีตรีไซเคิล และเถ้าขยะ จีโอโพลีเมอร์ ก่อสร้างช้นพ้นทาง (Base Course) เครื่องจักรจะดาเนินการขุดกัดผิวทางด้วยวงเล่อยขนาด
ื
ี
่
มีข้อได้เปรียบในทางตลาดด้านการปล่อยก๊าซ ใหญ่ดังรูปท 2 โดยที่น�้าจะถูกฉีดพ่นไปยังห้องผสม (Mixing Chamber) เพ่อคลุกเคล้ากับเถ้า
เรือนกระจกตา ซ่งส่งผลต่อคะแนนประเมิน ขยะ จีโอโพลีเมอร์ และสามารถท�าการบดอัดได้.
�
่
ึ
อีกท้งยังได้นวัตกรรมชุมชน (ชุมชนสามารถ หน่วยงานที่ใช้ประโยชน์
ั
น�าเถ้าขยะ และคอนกรีตรีไซเคิลมาใช้ให้เกิด หน่วยงานท่ใช้ประโยชน์จากงานวิจัยน้ประกอบด้วยหน่วยงานท้งภาครัฐ (กรมทางหลวง,
ี
ั
ี
ประโยชน์) สู่การยกระดับของนวัตกรรม ท้าย กรมทางหลวงชนบท, กรมชลประทาน, เทศบาล, องค์การบริหารส่วนจังหวัด และองค์การ
สุดมหาวิทยาลัยได้ประชาสัมพันธ์การเป็นผู้นา � บริหารส่วนต�าบล) และภาคเอกชนที่ท�างานเกี่ยวข้องกับการก่อสร้างทางวิศวกรรมโยธา รวมไป
ด้านนวัตกรรม
ถึงสถาบันการศึกษาที่เปิดสอนทางด้านวิศวกรรมโยธา และวิศวกรรม
42
อ.ดร.วิศิษฏ์ศักดิ์ ทับยัง
คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย