การศึกษาการผลิตปูนซีเมนต์อลูมินาสูงจากซิลิกา-อลูมินาที่ใช้แล้ว

Abstract

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาการนำซิลิกา-อลูมินาที่ใช้แล้วมาใช้ประโยชน์ในการเป็นวัตถุดิบผลิตปูนซีเมนต์อลูมินาสูง (HAC) ร่วมกับหินปูนและตะกรันเหล็ก (GGBS) ซึ่งปูนซีเมนต์ที่ผลิตได้จะนำไปใช้ประโยชน์ในการทำ เสถียรตะกอนโลหะหนักนิเกิลให้เป็นก้อนแทนการใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ในการทดลองแรกทำการศึกษาถึงผลกระทบที่มีผลต่อการผลิต HAC และแสดงสมบัติทางกายภาพเพื่อเปรียบเทียบกับมาตรฐานได้แก่ ค่ากำลังรับแรงอัด ค่าความหนาแน่นและค่าระยะเวลาก่อตัว นอกจากนี้ยังได้ทำการตรวจสอบสารประกอบที่เกิดขึ้นด้วยเครื่องเอ็กซเรย์ดีฟแฟรกชั่น (X-Ray Diffraction) ในการวิจัยมีการทดลองสามส่วนคือ ส่วนแรกทำการศึกษาอัตราส่วนของหินปูนต่อซิลิกา-อลูมินาที่ใช้แล้ว (L/Si-AI) ซึ่งแปรค่า ตั้งแต่ 35/65 40/60 45/55 และ 50/50 การทดลองชุดที่สองทำการศึกษาผลกระทบของอุณหภูมิในการเผาซึ่งแปรค่าตั้งแต่ 1200 1300 1400 และ 1450℃ และการทดลองส่วนที่สามทำการศึกษาผลกระทบของเวลาในการ เผาซึ่งแปรค่าตั้งแต่ 1.5 2.5 3.5 และ 4.5 ชั่วโมง ผลการทดลองพบว่า อัตราส่วนนํ้าต่อปูนซีเมนต์ (w/c) ที่ทำให้กำลังรับแรงอัดของ HAC ที่ L/Si-AI เท่ากับ 40/60 อุณหภูมิเผา 1200 ℃ เวลาเผา 2.5 ชั่วโมง ณ อายุ 3 วัน และ HAC ผสม GGBS ณ อายุ 28 วัน มีค่าสูงสุดคือ 0.65 และ 0.60 ตามลำดับ สัดส่วนของ L/Si-AI อุณหภูมิและเวลาเผาที่เหมาะสม ในการผลิต HAC และ HAC ผสม GGBS คือ 40/60 1300 ℃ และ 3.5 ชั่วโมง ตามลำดับโดยกำลังรับแรงอัดของ HAC น้อยกว่าค่ามาตรฐาน ส่วนกำลังรับแรงอัดของ HAC ผสม GGBS ให้ค่าน้อยกว่ามาตรฐานปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ที่อายุ 28 วัน แต่ที่ 60 วัน จะให้ค่าสูงกว่าเกณฑ์มาตรฐาน กำลังรับแรงอัดของ HAC ณ สัดส่วน L/Si-AI อุณหภูมิและเวลาเผาที่เหมาะสม อายุการบ่ม 28 วัน จะมีค่าลดลงจากอายุ 3 วัน เท่ากับ 16.7% เป็นผลเนื่องมาจากการเปลี่ยนเฟส CAH10 ไปเป็น C3AH8 ส่วนกำลังรับแรงอัดของ HAC ผสม GGBS ที่อายุ 28 วัน และ 60 วัน มีค่าเพิ่มขึ้นจากอายุ 3 วัน เท่ากับ 127% และ 186% เป็นผลเนื่องมาจากการ เปลี่ยน เฟส C2AH8 ไปเป็น C3ASH8 ระยะเวลาก่อตัวของ HAC และ HAC ผสม GGBS มีค่าน้อยลงเมื่ออัตราส่วน CaO/Al2O3 สูงขึ้นและระยะเวลาก่อตัวมีค่ามากขึ้นเมื่อเพิ่มอุณหภูมิในการเผา โดยเมื่อเปรียบเทียบค่าระยะเวลาก่อตัวของ HAC ณ สัดส่วน L/Si-AI อุณหภูมิและเวลาเผาที่เหมาะสมกับมาตรฐาน พบว่ามีค่าไม่ผ่านมาตรฐานและมีค่าน้อยกว่ามาก ส่วนระยะเวลาก่อตัวของ HAC ผสม GGBS เมื่อเปรียบเทียบกับมาตรฐานปูนซีเมนต์ปอร์ต์แลนด์ พบว่ามีค่าผ่านมาตรฐาน เกิดปฏิกิริยาคอนเวอร์ชันใน HAC โดยเปลี่ยนเฟสจาก CAH10ไปเป็น C3AH8 และเกิดปฏิกิริยาลดการคอนเวอร์ชันใน HAC ผสม GGBS ซึ่งเปลี่ยนเฟสจาก C2AH8 ไปเป็น C2ASH8 ซึ่งพบที่อายุ 3 วัน การทดลองที่สองได้ทำการตรวจสอบคุณสมบัติเบื้องต้นของ HAC และ HAC ผสม GGBS ทีผลิตได้ในการทำเสถียรตะกอนโลหะหนักให้เป็นก้อนโดยใช้อัตราส่วนผสมของตะกอนโลหะหนักต่อปูนซีเมนต์เท่ากับ 1.0 w/c = 0.65 ผลการทดลองพบว่าค่ากำลังรับแรงอัด ค่าความหนาแน่น และการชะละลายมีค่าผ่านมาตรฐานโดยมีประสิทธิภาพในการลดการชะละลายเท่ากับ 99.99%