Development of Bagasse Ash Based Geopolymer Concrete with Aluminium Waste

Abstract

The aim of this research was to utilize bagasse ash, a waste material from the sugar industry, as a precursor to the production of geopolymer concrete. According to the bagasse ash has a lot of silica elements but has little alumina therefore use aluminum dust as waste material to add alumina in the geopolymer. This research used bagasse ash from 2 sources, replaced bagasse ash with aluminum waste 0-1.0% by weight. Vary the ratio of alkaline solution to raw materials (AL/BA) 0.50-0.65 by weight. Curing the sample at 40-100 °C. Use Crushed-limestone and gravel ware coarse aggregates in the concrete. The results of the re-burned of bagasse ash were also studied before used as a raw material for geopolymer concrete production. The results showed that the source of bagasse ash had a great effect on compressive strength. Replacing bagasse ash with aluminum waste at 0.40% by weight resulted in the concrete having the highest compressive strength. Low AL/BA resulted in high compressive strength but lower slump of concrete. High temperature curing yields high compressive strength in early age. However, as the concrete age increases. Geopolymer concrete with low temperature curing developed compressive strength to the same as high temperature curing. Coarse aggregate material affected the bond between geopolymer paste and aggregate particles, affecting the strength of concrete. And as a result of refinement of bagasse ash by repeated incineration, the geopolymer concrete has higher compressive strength. Compressive strength of geopolymer concrete produced from re-burned bagasse ash mixed with aluminum waste was was 323 and 458 ksc. at age 28 and 90 days, respectively. The study of factors affecting the water permeability rate of geopolymer concrete was found. Water permeability is directly related to compressive strength. Concrete with high compressive strength has low water permeability and from the study of factors affecting the abrasion resistance, it was found that geopolymer concrete, with high compressive strength, has low abrasion. Except for concrete that uses gravel in the mix Because the surface of the gravel is smooth and rounded. Reduce friction as well. The geopolymer concrete with low AL/BA ratio has high compressive strength but low abrasion resistance.

งานวิจัยนี้มีเป้าหมายที่จะใช้ประโยชน์จากเถ้าชานอ้อยซึ่งเป็นวัสดุเหลือทิ้งจากโรงงานน้ำตาลมาเป็นวัสดุตั้งต้นผลิตจีโอโพลิเมอร์คอนกรีต เถ้าชานอ้อยจาก 2 แหล่ง ถูกนำมาปรับปรุงความละเอียดด้วยการบด เนื่องจากเถ้าชานอ้อยมีองค์ประกอบของอลูมิน่าที่ค่อนข้างต่ำ จึงนำเศษอะลูมิเนียมที่เป็นวัสดุเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมก่อสร้างมาเติมอลูมิน่าในจีโอโพลิเมอร์ โดยแทนที่เถ้าชานอ้อยด้วยเศษอะลูมิเนียม ร้อยละ 0-1.0 โดยน้ำหนัก แปรผันอัตราส่วนสารละลายอัลคาไลน์ต่อวัสดุตั้งต้น (AL/BA) อยู่ในช่วง 0.50-0.65 โดยน้ำหนัก อุณหภูมิในการบ่มตัวอย่าง 40-100 องศาเซลเซียส ใช้หินปูนย่อยและกรวดเป็นวัสดุมวลรวมหยาบในส่วนผสมคอนกรีต รวมถึงศึกษาผลจากการเผาซ้ำเถ้าชานอ้อยก่อนนำมาเป็นวัสดุตั้งต้นผลิตจีโอโพลิเมอร์คอนกรีต ผลการวิจัยพบว่าแหล่งของเถ้าชานอ้อยนั้นมีผลอย่างมากต่อกำลังรับแรงอัดของจีโอโพลิเมอร์คอนกรีต การแทนที่เถ้าชานอ้อยด้วยเศษอะลูมิเนียมร้อยละ 0.40 โดยน้ำหนัก ส่งผลให้จีโอโพลิเมอร์คอนกรีตมีกำลังรับแรงอัดเพิ่มขึ้นมากกว่าร้อยละ 145 อัตราส่วน AL/BA ที่มีค่าต่ำมีแนวโน้มทำให้กำลังรับแรงอัดสูงแต่ค่าการยุบตัวของคอนกรีตต่ำลง การบ่มที่อุณหภูมิสูงทำให้กำลังรับแรงอัดสูงในช่วงอายุต้น อย่างไรก็ดีเมื่ออายุคอนกรีตมากขึ้น จีโอโพลิเมอร์คอนกรีตที่บ่มในระดับอุณหภูมิต่ำ สามารถพัฒนากำลังรับแรงอัดได้ดีเทียบเคียงการบ่มด้วยอุณหภูมิสูง วัสดุมวลรวมหยาบมีผลต่อการยึดเหนี่ยวระหว่างจีโอโพลิเมอร์เพสต์กับอนุภาคมวลรวมส่งผลต่อความแข็งแรงของคอนกรีต และผลจากการปรับปรุงเถ้าชานอ้อยด้วยการเผาซ้ำทำให้จีโอโพลิเมอร์คอนกรีตมีกำลังรับแรงอัดสูงขึ้น กำลังรับแรงอัดของจีโอโพลิเมอร์คอนกรีตที่ผลิตจากเถ้าชานอ้อยเผาซ้ำผสมเศษอลูมิเนียม เท่ากับ 323 และ 458 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร ที่อายุ 28 และ 90 วัน ตามลำดับ จากการศึกษาปัจจัยที่ส่งผลต่ออัตราการซึมผ่านของน้ำของจีโอโพลิเมอร์คอนกรีตพบว่า สัมประสิทธิ์การซึมผ่านน้ำสัมพันธ์โดยตรงกับกำลังรับแรงอัด โดยคอนกรีตที่มีกำลังรับแรงอัดสูงจะมีค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านน้ำต่ำ และจากการศึกษาปัจจัยที่ส่งผลต่อความต้านทานการสึกกร่อนพบว่า จีโอโพลิเมอร์คอนกรีตที่มีกำลังรับแรงอัดสูงจะมีค่าการสึกกร่อนต่ำ ยกเว้นคอนกรีตที่ใช้กรวดในส่วนผสม เนื่องจากผิวของกรวดมีลักษณะเรียบและโค้งมน ลดแรงเสียดทานได้ดี อีกทั้งจีโอโพลิเมอร์คอนกรีตที่มีอัตราส่วน AL/BA ต่ำ มีกำลังรับแรงอัดสูงแต่ความต้านทานการสึกกร่อนต่ำ