Development of Heat Resistance Properties of Geopolymer Bricks from Fly Ash and Metakaolin by Bagasse Ash Additionการพัฒนาสมบัติการทนความร้อนของอิฐจีโอโพลิเมอร์จากเถ้าลอยและดินขาวเผาโดยการเติมเถ้าชานอ้อย

Abstract

งานวิจัยนี้มุ่งศึกษาการพัฒนาอิฐจีโอโพลิเมอร์จากเถ้าลอยผสมดินขาวเผาและเถ้าชานอ้อยเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการป้องกันความร้อน โดยศึกษาผลของการแทนที่เถ้าลอยด้วยเถ้าชานอ้อยในอัตราส่วนร้อยละ 0 10 20 และ 30 โดยน้ำหนัก ต่อคุณสมบัติทางกายภาพและเชิงกล ได้แก่ กำลังรับแรงอัด ความหนาแน่น ความพรุน การดูดซึมน้ำ ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน และความสามารถในการต้านทานความร้อนสูง ผลการวิจัยพบว่าการเพิ่มปริมาณเถ้าชานอ้อยส่งผลให้ค่าการนำความร้อนลดลงอย่างมีนัยสำคัญ โดยสูตร BA30 มีค่าการนำความร้อนลดลงมากที่สุดถึง 41.1% (0.277 W/m·K) ขณะที่กำลังรับแรงอัดมีแนวโน้มลดลงเมื่อเพิ่มปริมาณเถ้าชานอ้อย โดยที่อายุ 28 วัน สูตร BA0 BA10 BA20 และ BA30 มีค่ากำลังรับแรงอัดเฉลี่ย 14.23 13.29 8.53 และ 9.18 MPa ตามลำดับ ทั้งนี้ เมื่อพิจารณาคุณสมบัติโดยรวมพบว่าสูตร BA10 มีความเหมาะสมที่สุดโดยมีกำลังอัดสูงกว่าเกณฑ์มาตรฐาน มอก.77-2565 ถึง 32.9% ค่าการนำความร้อนลดลง 12.8% มีความทนทานต่อความร้อนสูงสุด โดยรักษากำลังไว้ได้ 18.7% ที่อุณหภูมิ 1000°C การวิเคราะห์ต้นทุนพบว่าอิฐจีโอโพลิเมอร์มีต้นทุนประมาณ 4 บาทต่อก้อน ทั้งยังมีค่าการนำความร้อนต่ำกว่าอิฐมอญและอิฐบล็อกทั่วไปกว่า 40% และสามารถทนไฟได้นานกว่า 4 ชั่วโมง แสดงถึงคุณสมบัติในการป้องกันความร้อนที่เหนือกว่าอย่างชัดเจน

This research aimed to develop geopolymer bricks using fly ash blended with metakaolin and bagasse ash to enhance thermal insulation properties. The study examined the effects of replacing fly ash with bagasse ash at proportions of 0%, 10%, 20%, and 30% by weight on the physical and mechanical properties, including compressive strength, density, porosity, water absorption, thermal conductivity coefficient, and high-temperature resistance. The results showed that increasing the bagasse ash content significantly reduced thermal conductivity, with the BA30 formulation achieving the greatest reduction of 41.1% (0.277 W/m·K). Meanwhile, compressive strength tended to decrease with increasing bagasse ash content. At 28 days, formulations BA0, BA10, BA20, and BA30 exhibited average compressive strengths of 14.23, 13.29, 8.53, and 9.18 MPa, respectively. Overall, the BA10 formulation was found to be optimal, with compressive strength exceeding the TIS 77-2565 standard by 32.9%, thermal conductivity reduced by 12.8%, and maximum heat resistance, retaining 18.7% of its strength at 1000°C. Cost analysis revealed that geopolymer bricks cost approximately 4 baht per unit. It also exhibited thermal conductivity values over 40% lower than those of conventional clay and concrete bricks, and withstood fire exposure for more than 4 hours, clearly demonstrating superior thermal insulation performance.