This research was to study the fire resistance properties of concrete containing ground rice husk ash at different temperatures. Reinforced concrete columns were cast in a size of 0.20x0.20x0.80 m and were cured after 90 days to test the compressive strength before and after firing at 600 °C for 2 hours. From the experimental result, it showed that the use of ground rice husk ash at 10 and 20% could improve the compressive strength of concrete 90 days higher than control concrete between 106 to 111%, while the use of 30%.
The optimum use of ground rice husk ash for the highest compressive strength of concrete before combustion was 10%. For fire resistance, the optimum use was 20% replacement, which provided higher compressive strength than control concretes by about 15 to 20% and had the same trend of reinforced concrete columns containing rice husk ash ground. From the result, it can be concluded that ground rice husk ash can increase the fire of reinforced concrete.
ที่มาและความส าคัญของปัญหา
วัตถุประสงค์ของการวิจัย
เพื่อศึกษาการทนไฟของคอนกรีตผสมเถ้าแกลบที่อุณหภูมิต่างๆต่อก าลังอัดของ
เพื่อศึกษาผลกระทบของเถ้าแกลบในคอนกรีตที่มีผลต่อการทนไฟเมื่อออกแบบก าลังอัด
เพื่อศึกษาพฤติกรรมการทนไฟของเสาคอนกรีตเสริมเหล็กผสมเถ้าแกลบเมื่อ การแทนที่
ขอบเขตการวิจัย
ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์และวัสดุปอซโซลาน
ปฏิกิริยาไฮเดรชันของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์
วัสดุปอซโซลาน
ปฏิกิริยาปอซโซลานิกของสารปอซโซลาน
เถ้าแกลบ
เพลิงไหม้กับโครงสร้างหลักของอาคาร
พฤติกรรมของโครงสร้างภายใต้เพลิงไหม้
การเกิดไฟและความส าคัญของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก
คอนกรีตภายใต้อุณหภูมิสูง
คอนกรีตเผาไฟ
ปัจจัยที่มีผลต่อการแตกร้าวในคอนกรีตที่อุณหภูมิสูง
ทฤษฎีค านวณและออกแบบเสาคอนกรีตเสริมเหล็ก
งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง
Saraswathy and Song (2008) ทดสอบการแทรกซึมของคลอไรด์โดยใช้แรงดึง ตัวอย่างคอนกรีตทรงกระบอกเส้นผ่านศูนย์กลาง 100x50 มิลลิเมตร เหล็กเส้นกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 มิลลิเมตร ยาว 100 มิลลิเมตร ฝังตรงกลางแช่ในสารละลายโซเดียม ความเข้มข้นของคลอไรด์ 5% ที่อายุ 28 วัน แทนที่เถ้าแกลบในปริมาณ 30% และพบว่าการแทนที่พื้นที่ด้วยขี้เถ้าแกลบในอัตราส่วน 30% เพิ่มการซึมผ่านและการแทรกซึมของคลอไรด์ของคอนกรีตมีค่าลดลง และช่วยเพิ่มความสามารถในการทนต่อการคลอดบุตร นอกจากนี้ยังสามารถเกิดสนิมได้ 28 วันในการค้นหาการกระจายอุณหภูมิ การเสียรูปตามแนวแกนภายในของเสาคอนกรีตปกติ (NSC) และเสาคอนกรีตกำลังสูง (HSC) และผลการทดสอบ ดังแสดงในรูปที่ 2.11 25 จะต้องลดความเครียดและความแรงของการแตกหักหลังการยิง ลดลงไม่เกินร้อยละ 5 สำหรับการดับเพลิงไม่เกิน 90 นาที และจากการทดสอบพบว่าโมดูลัสความยืดหยุ่นหลังการยิง ไม่มีการเปลี่ยนแปลง
วัสดุที่ใช้ในการทดลอง
ปูนซีเมนต์
ทราย
หิน
เถ้าแกลบ
น้ า
สารผสมเพิ่ม
อุปกรณ์และเครื่องมือที่ใช้
เครื่องบดแบบตกกระทบ
เครื่องผสมคอนกรีต
เครื่องทดสอบก าลังอัด
ชุดทดสอบหาค่ายุบตัว
เตาเผาอุณหภูมิสูง
ชุดทดลองหาความถ่วงจ าเพาะของปูนซีเมนต์
ชุดตะแกรงร่อนมาตรฐาน
แบบหล่อคอนกรีต
เครื่องวัดอุณหภูมิ
เครื่องชั่งน้ าหนัก
เครื่องถ่ายภาพขยายก าลังสูง (Scanning Electron Microscope, SEM)
เครื่องวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี (X-Ray Fluorescence, XRF)
ขั้นตอนการทดสอบ
การทดสอบคุณสมบัติขั้นพื้นฐานของวัสดุ
28 3.3.1.4 น้ำหนักหน่วยและพื้นที่รวมคือน้ำหนักของมวลรวมทั้งหมดในหน่วยปริมาตร โดยรวมแล้ว ช่องว่างระหว่างมวลรวมใช้เพื่อเปลี่ยนค่าน้ำ น้ำหนักคือค่าปริมาตร หรือค่าปริมาตรคือน้ำหนักน้ำเพื่อใช้ในการออกแบบส่วนผสม ผ่านการทดสอบตามมาตรฐานของ American Society of Testing and Materials C 29 (1997)
การเตรียมตัวอย่างคอนกรีต
การผสมคอนกรีตใช้เครื่องผสมแบบกระทะตามมาตรฐาน American Society for Testing and Materials C 192 และการเทคอนกรีตโดยใช้แบบหล่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 มม.
การทดสอบคอนกรีต
สมบัติของวัสดุ
องค์ประกอบทางเคมีของปูนซีเมนต์และเถ้าแกลบ
ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์และเถ้าแกลบ
การกระจายขนาดคละของทรายและหิน
ความถ่วงจ าเพาะและการดูดซึมของทราย
ความถ่วงจ าเพาะและการดูดซึมของหิน
หน่วยน้ าหนักและช่องว่างของหิน
ความละเอียดของอนุภาคปูนซีเมนต์และเถ้าแกลบบดละเอียด
การพัฒนาก าลังอัดของคอนกรีตผสมเถ้าแกลบบดละเอียด
ก าลังอัดของคอนกรีตทรงกระบอกก่อนและหลังการเผา
ใช้ตะแกรงเบอร์มาตรฐาน 325 ขนาดช่องเปิด 45 ไมโครเมตร หาความละเอียดของตัวอย่าง จากการทดสอบพบว่าปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ชนิด 1.ซม.2 มีอัตราการลดกำลังตกค้างเท่ากับร้อยละ 54, 55 และ 56 ของ ควบคุมคอนกรีต จะเห็นได้ว่ากำลังอัดลดลงประมาณร้อยละ 45 เกือบเท่ากันสำหรับส่วนผสมที่ออกแบบทั้งหมด ผลการทดสอบกำลังรับแรงอัดของตัวอย่างทรงกระบอกขนาด 0.10 x 0.20 เมตร คอนกรีตควบคุมเข้า
ที่อุณหภูมิ 600 องศาเซลเซียส พบว่าการทดแทนขี้เถ้าแกลบบดละเอียดร้อยละ 10-30 จะให้กำลังรับแรงอัดหลังไฟสูงกว่าคอนกรีต ควบคุมได้ทุกการออกแบบ การทดแทนร้อยละ 20 ให้กำลังรับแรงอัดสูงสุดในทุกแบบที่มีกำลังอัดเท่ากับ คอนกรีตควบคุมก่อนเผาร้อยละ 105, 74 , 71 และ 18 เปอร์เซ็นต์ สำหรับการทดแทนร้อยละ 30 พบว่ากำลังรับแรงอัดที่เหลือมีค่าใกล้เคียงกับคอนกรีตควบคุมหลังการเผาไหม้ ดังแสดงในตารางที่ 4.4
การทดสอบก าลังอัดของเสาคอนกรีต
วิเคราะห์การวิบัติจากก าลังอัดของเสาคอนกรีตจากภาพถ่าย
สรุปผล
ข้อเสนอแนะ
1 องค์ประกอบทางเคมีของเถ้าแกลบและปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์
American Society for Testing and Materials (1997) ให้คำจำกัดความของวัสดุ
1 ส่วนผสมของคอนกรีต
2 การค านวณก าลังอัดของเสาคอนกรีตเสริมเหล็ก
1 องค์ประกอบทางเคมีของเถ้าแกลบและปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์
2 ก าลังอัดของคอนกรีตก่อนและหลังเผา
3 ก าลังอัดของคอนกรีตทรงกระบอก CC 300 ก่อนและหลังเผา
4 ก าลังอัดของคอนกรีตทรงกระบอก CC 500 ก่อนและหลังเผา
5 ก าลังอัดของคอนกรีตทรงกระบอก CC 700 ก่อนและหลังเผา
6 ก าลังอัดของเสาคอนกรีตเสริมเหล็ก
ในรายงานการประชุมวิศวกรรมโยธาแห่งชาติ ครั้งที่ 20 ในรายงานการประชุมวิศวกรรมโยธาแห่งชาติ ครั้งที่ 20 ข้อกำหนดมาตรฐานจังหวัดชลบุรีสำหรับเถ้าลอยและปอซโซลานธรรมชาติดิบหรือเผาเพื่อใช้เป็นส่วนผสมแร่ในคอนกรีตปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์
The effect of a proprietary inorganic layer on compressive strength and carbonation depth of simulated fire-damaged concrete. The effect of high temperature on compressive strength and tensile strength of structural lightweight concrete containing fly ash.
การวิเคราะห์ขนาดของทรายด้วยตะแกรงมาตรฐาน
การวิเคราะห์ขนาดของหินด้วยตะแกรงมาตรฐาน
การหาค่าความถ่วงจ าเพาะและการดูดซึมของมวลรวมละเอียด (ทราย)
การหาค่าความถ่วงจ าเพาะและการดูดซึมของมวลรวมหยาบ (หิน)
หน่วยน้ าหนักแบบกระทุ้งและปริมาณช่องว่างระหว่างมวลรวมหยาบ (หิน)
ความถ่วงจ าเพาะของวัสดุประสาน
ก าลังอัดของคอนกรีต ควบคุม
1 ความสัมพันธ์ระหว่างไฟและเวลาของการลุกไหม้
2 ความสัมพันธ์ที่ลดลงเมื่อเทียบกับที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส
จากตัวอย่าง 2 ตัวอย่างในภาคผนวก 1 และ 2 พบว่าโมดูลัสความละเอียดของทรายเท่ากับ 2.76 และหินมีค่าโมดูลัสความละเอียด 6.32 เมื่อนำข้อมูลที่ได้รับมาแสดงเป็นกราฟ ในการหาการกระจายตัวของทรายขนาดผสม ดังแสดงในรูปที่ 4.3 พบว่าการกระจายตัวของทรายอยู่ภายใน ขีดจำกัดบนและล่างเป็นไปตามมาตรฐานของ American Society for Testing Materials (1997) จึงจัดเป็นมาตรฐานทราย .
3 ความสัมพันธ์ของอุณหภูมิกับเวลา
4 รอยแตกร้าวขนาดเล็กในคอนกรีตบริเวณรอยต่อของมวลรวมและซีเมนต์เพสต์ 16
6 สัดส่วนก าลังอัดและพลังงานการแตกร้าวจากอุณหภูมิ
7 เสาสั้นรับน้ าหนักตามแนวแกน
8 ความสัมพันธ์หน่วยแรงและหน่วยการยืดหด
10 เปรียบเทียบการหลุดร่อนในเสาคอนกรีตปกติ (NSC) และเสาคอนกรีตก าลังสูง
1 กราฟเวลาการไต่อุณหภูมิในเตาเผาสอดคล้องกับตามมาตรฐานการทดสอบวัสดุ
2 แผนภูมิการผสมคอนกรีตผสมเถ้าแกลบและการทดสอบก าลังอัด
1 ภาพถ่ายขยายอนุภาคปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ก าลังขยาย 1,000 และ 2,000 เท่า
2 ภาพถ่ายขยายก าลังสูงอนุภาคเถ้าแกลบ ก าลังขยาย 500 และ1,000 เท่า
3 การกระจายขนาดคละของทราย
4 ความสัมพันธ์ระหว่างก าลังอัดและชนิดของคอนกรีตที่อายุ 28 และ 90 วัน
5 ความสัมพันธ์ระหว่างก าลังอัดกับเวลาในการเผา
6 ความสัมพันธ์ระหว่างก าลังอัดกับอุณหภูมิในการเผา
7 ความสัมพันธ์ระหว่างก าลังอัดกับเวลาในการเผา
8 ความสัมพันธ์ระหว่างก าลังอัดกับอุณหภูมิในการเผา
9 ความสัมพันธ์ระหว่างก าลังอัดกับเวลาในการเผา
10 ความสัมพันธ์ระหว่างก าลังอัดกับอุณหภูมิในการเผา
11 แสดงรอยร้าวหลังการเผาของคอนกรีตควบคุม CC 300 ขนาด 0.10 เมตร. สูง
13 แสดงรอยร้าวหลังการเผาของคอนกรีตควบคุม CC 700 ขนาด
14 ก าลังอัดของเสาคอนกรีตเสริมเหล็กก่อนและหลังการเผา
15 แสดงการจัดเรียงก่อนน าเข้าเตาเผา
16 การเผาตัวอย่างคอนกรีต
17 ลักษณะหลังการเผาคอนกรีตควบคุมทรงกระบอก
18 ลักษณะหลังการเผาคอนกรีตควบคุมทรงกระบอก
19 การวิบัติของเสาคอนกรีตเสริมเหล็กควบคุมก่อนการเผา
20 การวิบัติของเสาคอนกรีต หลังการเผาที่อุณหภูมิ 600 องศาเซลเซียส เป็นเวลา
21 การวิบัติของเสาคอนกรีตหลังการเผาที่อุณหภูมิ 600 องศาเซลเซียส เป็นเวลา
22 การวิบัติของเสาคอนกรีตหลังการเผาที่อุณหภูมิ 600 องศาเซลเซียส เป็นเวลา
23การวิบัติของเสาคอนกรีตหลังการเผาที่อุณหภูมิ 600 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2
24 ลักษณะของเหล็กเสริมและเหล็กปลอกของเสาคอนกรีตเสริมเหล็กหลังการเผา
