Effects of Seawater as Mixing Water on Cementitious Properties, Autogenous Shrinkage and Drying Shrinkage of Paste/ Mortar/ Concrete
โดย ทศพร พรมวงค์
ปี 2563
บทคัดย่อ
ในอุตสาหกรรมคอนกรีตมีการใช้น้ำจืดหลายพันล้านตันต่อปี ถ้าสามารถนำน้ำทะเลมาใช้แทนน้ำจืดได้ ทำให้สามารถประหยัดน้ำจืดและประหยัดค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างได้ ดังนั้นมีความจำเป็นในการศึกษาวิจัยเพื่อนำน้ำทะเลมาใช้ในอุตสาหกรรมคอนกรีตให้เป็นที่ยอมรับได้
วิทยานิพนธ์ครั้งนี้เป็นการศึกษาผลกระทบของน้ำทะเลใช้ผสมต่อสมบัติด้านซีเมนต์การหดตัวแบบออโตจีนัส และการหดตัวแบบแห้งของเพสต์/มอร์ต้าร์/คอนกรีต โดยแทนที่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ 1 บางส่วนด้วยเถ้าลอย เถ้าก้นเตาบดละเอียด และผงหินปูน แล้วทำการทดสอบสมบัติด้านซีเมนต์ของเพสต์/ มอร์ต้าร์/คอนกรีต การหดตัวแบบออโตจีนัสของมอร์ต้าร์ และการหดตัวแบบแห้งของมอร์ต้าร์แล้ว เปรียบเทียบสมบัติดังกล่าวระหว่างน้ำจืดกับน้ำทะเลใช้ผสมและบ่มของเพสต์/มอร์ต้าร์/คอนกรีต
ผลการศึกษาพบว่า ปริมาณน้ำที่เหมาะสมของเพสต์น้ำทะเลใช้ผสมมีค่ามากกว่าของเพสต์น้ำจืดใช้ ผสม และระยะเวลาการก่อตัวของเพสต์น้ำทะเลใช้ผสมเร็วกว่าของเพสต์น้ำจืดใช้ผสม ส่วนการขยายตัวแบบ ออโตเคลฟของเพสต์น้ำทะเลใช้ผสมมีค่ามากกกว่าของเพสต์น้ำจืดใช้ผสม สำหรับค่าการไหลแผ่ของมอร์ต้าร์ น้ำทะเลใช้ผสมนั้น มีค่าน้อยกว่าของมอร์ต้าร์น้ำจืดใช้ผสม และค่าการยุบตัวของคอนกรีตน้ำทะเลใช้ผสมมีค่า น้อยกว่าของคอนกรีตน้ำจืดใช้ผสม นอกจากนี้พบว่า คอนกรีตน้ำทะเลใช้ผสมและบ่มนั้น กำลังอัดประลัยและกำลังดึงแยกของคอนกรีตในช่วงอายุต้น (น้อยกว่า 28 วัน) ให้ค่าที่มีแนวโน้มเดียวกันกับกรณีเมื่อน้ำจืดใช้ผสม และบ่ม กล่าวคือมีการพัฒนากำลังไปตามอายุที่เพิ่มขึ้น แต่เมื่ออายุมากขึ้น (91 วัน) กำลังอัดประลัยและกำลังดึงแยกของคอนกรีตน้ำทะเลใช้ผสมและบ่มนั้นกลับมีแนวโน้มที่ลดลง โดยกำลังอัดประลัยและกำลังดึง แยกของคอนกรีตน้ำทะเลใช้ผสมและบ่มในช่วงอายุ 28 วันนั้นมีค่ามากกว่าของคอนกรีตน้ำจืดใช้ผสมและบ่ม แต่เมื่ออายุของคอนกรีตมากขึ้น (ที่ 91 วัน) นั้น กำลังอัดประลัยและกำลังดึงแยกของคอนกรีตน้ำทะเลใช้ผสม และบ่มนั้น กลับให้ค่าที่น้อยกว่าของคอนกรีตน้ำจืดใช้ผสมและบ่ม สุดท้ายการหดตัวแบบออโตจีนัสและแบบ แห้งของมอร์ต้าร์น้ำทะเลใช้ผสมมีค่ามากกว่าของมอร์ต้าร์น้ำจืดใช้ผสม
Abstract
In the concrete industry, billions of tons of freshwater are used annually. If seawater can be used instead of freshwater, it can save freshwater and construction costs. Hence, there is a need for research studies to make the use of seawater in the concrete industry to be acceptable.
This study aimed to investigate the effects of seawater as mixing water on cementitious properties, autogenous shrinkage, and drying shrinkage of the paste/mortar/concrete, by partially replacing Portland Cement Type I with fly ash, ground granulated bottom ash, and limestone powder. The cementitious properties of the paste/mortar/concrete, the autogenous shrinkage of the mortar and the drying shrinkage of the mortar were examined. The cementitious properties, the autogenous shrinkage and the drying shrinkage of the paste/mortar/concrete mixed and cured with freshwater were compared with the ones mixed and cured with seawater.
The research results showed that the optimal water quantity of seawater mixed in the paste was greater than that of freshwater, while the setting time of the mixed seawater paste was shorter than that of the freshwater paste. The autoclave expansion of the mixed seawater paste was greater than that of the freshwater paste. In addition, the result of flow table test of the mixed seawater mortar was less than that of the freshwater mortar. The slump of the mixed seawater concrete was less than that of the freshwater concrete. In addition, it was found that the compressive strength and the splitting tensile strength of the concrete mixed and cured with seawater at an early age (less than 28 days) seemed to give the same values as that mixed and cured with freshwater. In other words, it was developing with increasing age. However, once the age of the concrete was longer (91 days), the compressive strength and the splitting tensile strength of the concrete mixed and cured with seawater were lower than that mixed and cured with freshwater. Finally, the autogenous shrinkage and the drying shrinkage of the mixed seawater mortar were greater than that of the freshwater mixed mortar.