การพัฒนาคุณภาพของกระเบื้องเซรามิกที่ผลิตจากของเสียที่เป็นแก้ว

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาคุณภาพของกระเบื้องเซรามิกที่มีการใช้ของเสียที่เป็นแก้วสีชามาทดแทนเฟลด์สปาร์ซึ่งเป็นตัวหลอมละลายในกระบวนการผลิตกระเบื้องเซรามิก โดยนำซิลิกาอะลูมินาที่ใช้แล้วมาใช้ร่วมกับของเสียที่เป็นแก้วสีชา เพื่อให้เกิดองค์ประกอบทางเคมีที่ใกล้เคียงกับเฟลด์สปาร์มากขึ้น โดยงานวิจัยนี้คงอัตราการใช้ส่วนผสมดินดำต่อเฟลด์สปาร์เท่ากับ 8 ต่อ 5 ซึ่งคิดเป็น 60 เปอร์เซ็นต์ของส่วนผสมทั้งหมด รวมกับทรายแก้วอบแห้ง 40 เปอร์เซ็นต์ ทำการแปรค่าอัตราส่วนการทดแทนเฟลด์สปาร์ด้วยของเสียที่เป็นแก้วสีชาต่อซิลิกา-อะลูมินาที่ใช้แล้วเป็น 100:0, 80:20, 75:25 และ 70:30 ของเฟลด์สปาร์ที่ใช้ในส่วนผสม ขึ้นรูปเป็นแผ่นกระเบื้องขนาด 4x4 นิ้ว และแปรค่าอุณหภูมิที่ใช้ในการเผาขึ้นรูปที่อุณหภูมิ 1200, 1150 และ 1100 องศาเซลเซียส ทดสอบคุณภาพของกระเบื้องในด้านกำลังรับแรงดัด การหดตัว การดูดซึมน้ำ การทนสารเคมี และความทนการราน ผลการศึกษาพบว่า ทุกอัตราส่วนของการทดแทนที่เผาขึ้นรูปที่อุณหภูมิ 1200 องศาเซลเซียส ให้ค่าการทดสอบเป็นไปตามเกณฑ์มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมกระเบื้องดินเผาปูพื้น (มอก.37-2529) ส่วนกระเบื้องที่เหมาะสมในเชิงเศรษฐศาสตร์ คือ กระเบื้องที่ผ่านการเผาขึ้นรูปที่อุณหภูมิ 1150 องศาเซลเซียส ด้วยอัตราส่วนการทดแทนเฟลด์สปาร์ด้วยของเสียที่เป็นแก้วสีชาต่อซิลิกา-อะลูมินาที่ใช้แล้วเท่ากับ 80:20 ซึ่งมีคุณสมบัติในด้านกำลังรับแรงดัดเท่ากับ 27.46 เมกกะปาสคาล ค่าการหดตัวเท่ากับ 4.89 เปอร์เซ็นต์ ค่าการดูดซึมน้ำเท่ากับ 1.93 เปอร์เซ็นต์ มีความสามารถการทนสารเคมีและความทนการรานได้ ผลการวิเคราะห์เฟสด้วยวิธีเอ็กซเรย์ดิฟแฟรกชัน พบว่าเกิดเฟสของควอตซ์และคริสโตบัลไลท์ ซึ่งเป็นเฟสเบื้องต้นของการเกิดเฟสมัลไล์ซึ่งเป็นเฟสที่ทำให้เกิดความแข็งแรงในกระเบื้องเซรามิก และจากการประมาณค่าใช้จ่ายเบื้องต้นของกระเบื้องเซรามิกที่อัตราส่วนนี้พบว่ามีค่าใช้จ่ายเท่ากับ 8.61 บาทต่อแผ่นกระเบื้องเซรามิก และเมื่อเทียบกับอัตราส่วนที่ไม่ใช้วัตถุดิบทดแทนที่ผ่านการเผาขึ้นรูปที่อุณหภูมิ 1200 องศาเซลเซียส พบว่าสามารถลดค่าใช้จ่ายลงได้ 2.98 บาทต่อกระเบื้องเซรามิก