Fire Resistance of Concrete Containing Bagasse Ash

Abstract

This research was to study the properties of fire resistance of concrete containing ground bagasse ash at different temperatures. Designed compressive strength of control concrete at 28 days was 300, 500 and 700 kg/cm2. Bagasse ash from sugar mills was improved the quality by burning at a temperature of 400 ºC and ground to a particle size retaining on standard sieve No. 325 less than 5% by weight to replace Portland cement type I at the rate of 0, 10, 20 and 30 by weight. The cylindrical samples were cast and cured at 90 days and then tested for strength before and after burned at 200, 400, 600 and 800 °C for 1, 2, 3 and 4-hour, respectively. Reinforced concrete columns were cast at size of 0.20x0.20x0.80 m and were cured at 90 days. After that, some of them were burned at 600 °C for 2 hours to test the compressive strength before and after burning.

The results showed that the compressive strength of concrete after burning depend on the temperature, the period of burning and replacement of ground bagasse ash. The temperature and period of burning increase while the compressive strength of concrete decline. Use of ground bagasse ash as an ingredient in concrete can improve the strength and fire resistance of concrete in all temperatures. The optimum usage of ground bagasse ash for the highest compressive strength of concrete before burning was 10% of replacement which its compressive strength increased about 12% of control concrete. For fire resistance, the optimum usage was 20% of replacement which provided the higher compressive strength about 10% of control concrete after burning which it had the same trend of the reinforced concrete columns containing ground bagasse ash. From the result, it can be concluded that ground bagasse ash can increase the fire of reinforced concrete to a certain level.

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาคุณสมบัติการทนไฟของคอนกรีตผสมเถ้าชานอ้อยบดละเอียดที่อุณหภูมิต่างๆ โดยออกแบบกำลังอัดของคอนกรีตควบคุมที่อายุ 28 วัน เท่ากับ 300 500 และ 700 กก./ซม.2 โดยนำเถ้าชานอ้อยจากโรงงานน้ำตาลมาปรับปรุงคุณภาพโดยการเผาที่อุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียส และนำไปบดให้มีขนาดอนุภาคค้างบนตะแกรงมาตรฐานเบอร์ 325 ในอัตราส่วน น้อยกว่าร้อยละ 5 โดยน้ำหนัก เพื่อใช้แทนที่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ 1 ในอัตราส่วนร้อยละ 0 10 20 และ 30 โดยน้ำหนักวัสดุประสาน ทำการหล่อตัวอย่างรูปทรงกระบอกแล้วบ่มที่อายุ 90 วัน จากนั้นทำการทดสอบกำลังอัดก่อนและหลังการเผาที่อุณหภูมิ 200 400 600 และ 800 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1 2 3 และ 4 ชั่วโมง ตามลำดับ ทำการหล่อตัวอย่างเสาคอนกรีตเสริมเหล็กขนาด 0.20x0.20x0.80 เมตร แล้วบ่มเสาคอนกรีตเสริมเหล็กเป็นระยะเวลา 90 วัน จากนั้นนำตัวอย่างบางส่วนไปเผาที่อุณหภูมิ 600 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง เพื่อทำการทดสอบกำลังอัด ก่อนและหลังการเผา

ผลการทดสอบ พบว่า กำลังอัดของคอนกรีตหลังการเผาจะขึ้นกับอุณหภูมิที่เผาระยะเวลาและการแทนที่ด้วยเถ้าชานอ้อยบดละเอียด โดยอุณหภูมิและระยะเวลาการเผาที่เพิ่มขึ้นจะทำให้กำลังอัดลดลง การใช้เถ้าชานอ้อยบดละเอียดเป็นส่วนผสมในคอนกรีตสามารถช่วยพัฒนาในกำลังอัดและการทนไฟของคอนกรีตได้ในทุกอุณหภูมิ โดยอัตราส่วนที่เหมาะสมสำหรับกำลังอัดก่อนการเผาคืออัตราการแทนที่ร้อยละ 10 ซึ่งให้ค่ากำลังอัดเพิ่มขึ้นประมาณร้อยละ 12 เมื่อเทียบกับคอนกรีตควบคุม และอัตราส่วนการแทนที่เหมาะสมสำหรับการทนไฟคืออัตราการแทนที่ร้อยละ 20 ซึ่งให้ค่ากำลังอัดเพิ่มขึ้นประมาณร้อยละ10 ของคอนกรีตควบคุมหลังการเผา ซึ่งผลที่ได้สอดคล้องกับการทดสอบเสาคอนกรีตเสริมเหล็ก ที่ผสมเถ้าชานอ้อยบดละเอียด จากผลการทดลองสามารถสรุปได้ว่าการใช้เถ้าชานอ้อยบดละเอียดสามารถเพิ่มความสามารถการทนไฟของคอนกรีตได้ในระดับหนึ่ง