สวัสดีเพื่อนๆชาว ไอทีเมามันส์ ทุกคน กลับมาพบกันเป็นประจำทุกวันเช่นเคยกับเรื่องราวสาระดีๆ เเละข่าวสารอัพเดทที่จะไม่ทำให้คุณตกเทรนด์ สำหรับสาระความรู้ที่เราจะมาอัพเดทให้เพื่อนๆได้ทราบกันในวันนี้เป็นเรื่องราวในวงการก่อสร้าง ซึ่งตอนนี้นักวิจัยคิดค้นสูตรคอนกรีตใหม่ไม่ใช้ปูนซิเมนต์ แต่ใช้ ‘เถ้าลอย’ ของเสียจากโรงไฟฟ้าแทนซึ่งทำให้ได้คอนกรีตที่มีคุณสมบัติพิเศษ เเถมยังช่วยลดมลภาวะ เพราะเป็นการนำของสิ่งเหลือใช้จากการผลิตไฟฟ้ามาใช้ให้เกิดประโยชน์ 

1200px-FlyAsh_(SEM)_750X

การผลิตปูนซิเมนต์เป็นหนึ่งในแหล่งปล่อยมลพิษโดยเฉพาะก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ที่ใหญ่ที่สุดในโลก เป็นรองแค่การขนส่งและการผลิตไฟฟ้า แต่มันเป็นวัสดุก่อสร้างที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งซึ่งใช้งานกันมานานนับพันปี โดยที่ยังไม่มีวัสดุอื่นใดมาทดแทนมันได้ แต่ตอนนี้นักวิจัยได้คิดค้นวัสดุผสมตัวใหม่โดยมีเถ้าลอย (Fly Ash) ที่เป็นของเสียจากโรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินเป็นวัสดุหลัก สามารถนำมาใช้แทนปูนซิเมนต์ได้ พร้อมกับช่วยลดของเสียของโรงไฟฟ้าในเวลาเดียวกัน

เถ้าลอยเป็นของเสียที่เป็นผลพลอยได้ในขบวนการเผาถ่านหินของโรงไฟฟ้า เถ้าลอยส่วนใหญ่ถูกนำไปถมที่หรือกลบฝัง ต่อมาเมื่อราวสามสิบปีก่อนเริ่มมีการนำเถ้าลอยมาใช้แทนปูนซิเมนต์ เพราะเถ้าลอยบางชนิดมีคุณสมบัติช่วยเพิ่มความแข็งแรงของคอนกรีตและช่วยให้คอนกรีตมีความคงทนมากขึ้น รวมทั้งช่วยลดความร้อนในปฏิกิริยาของปูนซิเมนต์ในคอนกรีตได้ด้วย และโรงไฟฟ้าได้มีการควบคุมคุณภาพของเถ้าลอยให้มีความสม่ำเสมอมากขึ้น

การใช้เถ้าลอยทดแทนปูนซิเมนต์ได้รับความนิยมมากเพราะนอกจากทำให้คอนกรีตมีคุณสมบัติที่ดีแล้ว ที่สำคัญมันช่วยลดต้นทุนการผลิตคอนกรีตลงได้มาก แต่ปริมาณของเถ้าลอยที่ใช้ทดแทนปูนซิเมนต์จะจำกัดอยู่ที่ราว 10 – 20% และใช้ได้เฉพาะเถ้าลอยชนิด F (Class F) เท่านั้น มิฉะนั้นผลเสียจะมีมากกว่าผลดี รวมทั้งมันยังต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำจากโซเดียมอีกด้วยซึ่งมันจะไปเพิ่มต้นทุนและไม่ดีต่อสิ่งแวดล้อม

“การทดแทนปูนซิเมนต์ด้วยเถ้าลอยในสัดส่วน 5 – 20% มีส่วนช่วยลดมลพิษทำให้เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น แต่วัสดุสำคัญในส่วนผสมยังคงเป็นปูนซิเมนต์อยู่ดี” Rouzbeh Shahsavari หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว “และในท้ายที่สุดมันอาจจะแพงกว่าปูนซิเมนต์”

ทีมวิจัยที่มหาวิทยาลัยไรซ์ ประเทศสหรัฐอเมริกาใช้เทคนิคการวิเคราะห์ของทากูชิ (Taguchi analysis) ในการค้นหาสูตรของวัสดุผสมใหม่ที่จะนำมาใช้แทนปูนซิเมนต์และเทคนิคในการผสมที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด แล้วพวกเขาก็ได้สิ่งที่ต้องการเป็นส่วนผสมของเถ้าลอยราว 80%, ตัวเร่งปฏิกิริยาทำจากโซเดียม 5%, ส่วนที่เหลือเป็นผงนาโนซิลิกาและแคลเซียมออกไซด์หรือปูนขาว ส่วนผสมใหม่นี้ไม่มีปูนซิเมนต์เป็นส่วนประกอบเลย

fly-ash-concrete-2

หัวใจสำคัญของส่วนผสมนี้คือชนิดของเถ้าลอย ส่วนใหญ่เถ้าลอยที่ถูกนำมาใช้จะเป็นเถ้าลอยชนิด F ซึ่งมีปริมาณซิลิคอนและอะลูมิเนียมสูง แต่ทีมวิจัยที่มหาวิทยาลัยไรซ์กลับใช้เถ้าลอยชนิด C ซึ่งมีปริมาณแคลเซียมสูงกว่า

“งานส่วนใหญ่ในอดีตมักจะเลือกใช้เถ้าลอยชนิด F ที่ได้มาจากการเผาถ่านหินแอนทราไซต์หรือถ่านหินบิทูมินัสในโรงไฟฟ้าและมีปริมาณแคลเซียมต่ำ” Shahsavari กล่าว “แต่ทั่วโลกมีการใช้ถ่านหินคุณภาพที่ต่ำกว่า เช่น ลิกไนท์หรือซับทูมินัส การเผาพวกมันได้เถ้าลอยชนิด C ที่มีปริมาณแคลเซียมสูงซึ่งทำปฏิกิริยาได้ยากกว่า งานของเราได้เปิดเส้นทางสายใหม่ที่สามารถนำเถ้าลอยชนิด C ไปใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีต้นทุนต่ำ เพื่อนำไปสู่การผลิตคอนกรีตที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม”

จากการทดสอบคอนกรีตที่ทำมาจากส่วนผสมของเถ้าลอยชนิดใหม่นี้ปรากฏว่าได้กำลังอัดที่อายุ 7 วันเท่ากับ 16.18 MPa หรือประมาณ 165 กก./ตร.ซม. ซึ่งมีค่าใกล้เคียงกับคอนกรีตที่ทำจากปูนซิเมนต์

จากผลในขั้นต้นถือว่าวัสดุผสมตัวใหม่นี้มีแนวโน้มที่ดีมากสำหรับการผลิตคอนกรีตที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมโดยที่มีความแข็งแรงพอๆกับคอนกรีตแบบเดิมที่ใช้ปูนซิเมนต์ ทีมวิจัยยังบอกว่าพวกเขาจะทำการตรวจสอบคุณสมบัติของวัสดุใหม่นี้ต่อไป รวมทั้งพฤติกรรมในระยะยาว การหดตัว และความทนทาน

lignite01

เป็นอย่างไรกันบ้าง หลังจากที่ได้อ่านจบไปเพื่อนๆคงเห็นเเล้วว่านี่คือหนึ่งในงานวิจัยที่มีประโยชน์ ช่วยให้เราได้วัสดุก่อสร้างที่เป็นคอนกรีตชนิดใหม่ที่คุณภาพไม่ได้ด้อยลงกว่าเดิม เเละช่วยลดของเสียจากการผลิตไฟฟ้า ซึ่งส่งผลดีต่อสิ่งเเวดล้อมเป็นอย่างมาก 

ข้อมูลและภาพจาก rice.edu, newatlas

ไม่มีความคิดเห็น

แสดงความคิดเห็นของคุณที่บนบทความนี้