พฤติกรรมแรงเค้น ความเครียดและการรับกำลังของขยะชีวมวลประเภทเถ้าปาล์มน้ำมันปรับปรุงคุณภาพด้วยทรายและซีเมนต์ เพื่อพัฒนาเป็นวัสดุมวลเบา

บทคัดย่อ

บทคัดย่อ เถ้าปาล์มน้ำมัน เป็นวัสดุพลอยได้จากการนำกากของผลปาล์มน้ำมัน ได้แก่ เศษกะลา เส้นใย และทลายปาล์มเปล่าของผลปาล์ม มาเผาเป็นเชื้อเพลิงให้กับหม้อกำเนิดไอน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ซึ่งในปัจจุบันในประเทศไทย มีเถ้าปาล์มน้ำมันเป็นจำนวนมาก ซึ่งเกิดจากรัฐบาลได้ประกาศให้เรื่องพลังงานทดแทนเป็นวาระแห่งชาติ “ไบโอดีเซล” ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ปาล์มน้ำมันเป็นวัตถุดิบสำคัญในการผลิต ก็ได้กลายเป็นแหล่งพลังงานสำคัญ จึงทำให้กากของผลปาล์มน้ำมัน ได้แก่ เศษกะลา เส้นใย และทลายปาล์มเปล่าของผลปาล์ม มีปริมาณเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งจะถูกนำมาเผาเป็นเชื้อเพลิงให้กับหม้อกำเนิดไอน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า เถ้าปาล์มน้ำมันมีลักษณะเป็นผงฝุ่นน้ำหนักเบาสามารถฟุ้งกระจายได้ง่าย เถ้าปาล์มน้ำมันที่เกิดขึ้นมีการนำมาใช้ประโยชน์น้อยมากเมื่อเทียบกับปริมาณที่เกิดขึ้นในแต่ละปี ส่วนใหญ่ต้องนำไปทิ้ง ทำให้เกิดปัญหาในเรื่องการกำจัดทิ้งตามมา เช่น ปัญหาทางด้านสภาวะแวดล้อม เป็นต้น ในประเทศไทย การก่อสร้างทางหลวงบนดินอ่อนทำให้เกิดปัญหาอย่างมาก เพราะจะมีการทรุดตัวมากตั้งแต่ 30 ถึง 100 ซม. ในทางหลวงที่สร้างขึ้น ปัญหาเหล่านี้จะเกิดขึ้นมากบริเวณสะพานและท่อลอดสำหรับเรือขนาดใหญ่ ซึ่งคันทางจะถูกสร้างขึ้นให้มีความสูงมากพอ เพื่อให้มีช่องว่างสำหรับเรือลอดจึงเป็นการเพิ่มการทรุดตัว ในกรณีสะพานซึ่งโครงสร้างเป็นแบบ rigid เพราะสร้างบนเสาเข็ม จะทำให้เกิดการทรุดตัวที่แตกต่างกันระหว่างส่วนโครงสร้างและคันทางช่วงคอสะพาน ซึ่งมักจะก่อให้เกิดอันตรายเมื่อเดินทางด้วยความเร็วสูง เนื่องจากปัญหาดังที่กล่าวมาทำให้มีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องใช้วัสดุถมน้ำหนักเบา ในบริเวณดังกล่าวและเถ้าปาล์มน้ำมันก็เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมเพราะมีน้ำหนักเบาและสามารถหาได้ง่าย โครงการวิจัยนี้ เป็นการศึกษาการปรับปรุงคุณภาพเถ้าปาล์มน้ำมันด้วยทรายและปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ประเภท 1 โดยนำเถ้าปาล์มน้ำมันมาผสมกับทรายที่อัตราส่วน 100 : 0. 90 : 10. 80 : 20, 70 : 30 และ 60 : 40 ในแต่ละอัตราส่วนผสมปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ประเภท 1 ร้อยละ 0, 3, 5, 7 และ 9 โดยน้ำหนักวัสดุแห้ง บดอัดวัสดุในแบบหล่อ ให้ได้หน่วยน้ำหนักตามที่หาไว้จากการทดสอบการบดอัดแบบสูงกว่ามาตรฐาน จากนั้น นำตัวอย่างมาทดสอบด้วยวีธีเฉือนโดยตรง ที่อายุบ่มต่างๆ เพื่อหาพารามิเตอร์กำลังเฉือน (มุมเสียดทานภายในและค่าแรงยึดเหนี่ยว) ผลการทดสอบสามารถสรุปได้ ดังนี้ สำหรับการทดสอบการบดอัด พบว่า เถ้าปาล์มน้ำมันมีค่าหน่วยน้ำหนักแห้งสูงสุด เท่ากับ 0.753 ตัน / ม.3 และเมื่อผสมทรายที่สัดส่วน 60 : 40 จะมีค่าความหนาแน่นแห้งสูงสุดมากที่สุด เท่ากับ 1.054 ตัน / ม.3 โดยปริมาณความชื้นที่เหมาะสมและหน่วยน้ำหนักแห้งสูงสุดของตัวอย่างจะลดลงและจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณทรายที่เพิ่มขึ้น เถ้าปาล์มน้ำมันมีค่าแรงยึดเหนี่ยวและมุมเสียดทานภายใน เท่ากับ 0.314 กก./ซม.2 และ 43.8 องศา ตามลำดับ ค่าแรงยึดเหนี่ยวของเถ้าปาล์มน้ำมันผสมทรายและปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ประเภท 1 มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามปริมาณทรายและปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ประเภท 1 ที่เพิ่มขึ้น โดยเถ้าปาล์มน้ำมันผสมทรายที่อัตราส่วน 60 : 40 เมื่อผสมกับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ประเภท 1 ที่ปริมาณร้อยละ 9 จะให้ค่าแรงยึดเหนี่ยวสูงสุด โดยมีค่าเท่ากับ 4.073 กก./ซม.2 ส่วนค่ามุมเสียดทานภายในของตัวอย่างมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเมื่อถูกนำไปผสมกับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ประเภท 1 แต่ไม่มีแนวโน้มเพิ่มขี้นตามปริมาณปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ประเภท 1 ที่เพิ่มขึ้น ค่ามุมเสียดทานภายในของเถ้าปาล์มน้ำมันผสมทรายและปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ประเภท 1 ทุกสัดส่วนจะมีค่าอยู่ในช่วง 40-50 องศา โดยประมาณ ปริมาณทรายที่เพิ่มขึ้นไม่มีแนวโน้มทำให้ค่ามุมเสียดทานภายในของตัวอย่างเพิ่มขึ้นแต่อย่างใด ในส่วนของความเครียด พบว่า ความเครียดวิบัติของกลุ่มตัวอย่าง เถ้าปาล์มน้ำมันผสมทรายที่สัดส่วน 100 : 0, 90 : 10 และ 80 : 20 มีแนวโน้มลดลงตามปริมาณปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ประเภท 1 ที่เพิ่มขี้น แต่ในกลุ่มตัวอย่างที่มีสัดส่วน 70 : 30 และ 60 : 40 ค่าความเครียดมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามปริมาณปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ประเภท 1 ที่เพิ่มขี้น คำสำคัญ : เถ้าปาล์มน้ำมัน, การปรับปรุงคุณภาพด้วยซีเมนต์, วัสดุมวลเบา, คันทาง

คำสำคัญ