Effect of Fly Ash on Chloride Penetration and Compressive Strength of Reclycled and Natural Aggregate Concrete under 5-year Exposure in Marine Environment

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาผลของเถ้าถ่านหินต่อสัมประสิทธิ์การแทรกซึมของคลอไรด์ และกำลังอัดของคอนกรีตที่ใช้มวลรวมจากเศษคอนกรีต และมวลรวมจากธรรมชาติภายใต้สภาวะแวดล้อมทะเลเป็นเวลา 5 ปี โดยใช้เถ้าถ่านหินจากแม่เมาะแทนที่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ 1 ในคอนกรีตที่ใช้มวลรวมจากเศษคอนกรีตและมวลรวมจากธรรมชาติในอัตราส่วนร้อยละ 0, 15, 25, 35 และ 50 โดยน้ำหนักวัสดุประสาน และใช้อัตราส่วนน้ำต่อวัสดุประสาน (W/B) เท่ากับ 0.40 และ 0.45 สำหรับมวลรวมจากเศษคอนกรีต และ 0.45 สำหรับมวลรวมจากธรรมชาติ หล่อตัวอย่างคอนกรีตทรงลูกบาศก์ขนาด 200×200×200 มม.3 สำหรับทดสอบการแทรกซึมคลอไรด์และกำลังอัดของคอนกรีต หลังจากบ่มคอนกรีตในน้ำเป็นเวลา28 วัน นำตัวอย่างทดสอบไปแช่ในสิ่งแวดล้อมทะเลบริเวณชายฝั่งในสภาวะเปียกสลับแห้ง โดยเก็บตัวอย่างทดสอบการแทรกซึมของคลอไรด์ทั้งหมด และกำลังอัดของคอนกรีตที่อายุแช่น้ำทะเล 5 ปี ผลการศึกษาพบว่า คอนกรีตที่ใช้มวลรวมจากเศษคอนกรีตทุกส่วนผสม มีการสูญเสียกำลังอัดหลังแช่น้ำทะเลเป็นเวลา 5 ปี ส่วนกลุ่มที่ใช้มวลรวมจากธรรมชาติที่ผสมเถ้าถ่านหินทุกส่วนผสม มีกำลังอัดหลังแช่น้ำทะเลที่อายุ 5 ปี เพิ่มขึ้นจากอายุบ่ม 28 วัน การใช้เถ้าถ่านหินแทนที่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ 1 ในปริมาณที่สูงขึ้น ส่งผลต่อการลดสัมประสิทธิ์การแทรกซึมของคลอไรด์ในคอนกรีตลงได้อย่างชัดเจนซึ่งให้ผลไปในทิศทางเดียวกันทั้งกลุ่มที่ใช้มวลรวมจากธรรมชาติและมวลรวมจากเศษคอนกรีต โดยพบว่า คอนกรีตที่ใช้มวลรวมจากเศษคอนกรีตที่ผสมเถ้าถ่านหินอย่างน้อยร้อยละ 15 โดยน้ำหนักวัสดุประสาน ให้สัมประสิทธิ์การแทรกซึมของคลอไรด์ต่ำกว่าคอนกรีตธรรมดาที่ใช้มวลรวมจากธรรมชาติ ซึ่งมีอัตราส่วนน้ำต่อวัสดุประสานเท่ากับ 0.45

This research studied the effect of fly ash on chloride diffusion coefficient and compressive strength of both recycled and natural aggregate concretes exposed to marine environment for 5 years. Mae-Moh fly ash was used to replace Portland cement at the percentages of 0, 15, 25, 35, and 50 by the weight of binder with various water to binder (W/B) ratios of 0.40 and 0.45 in recycled aggregate mixtures and a W/B ratio of 0.45 in natural aggregate mixtures. Concrete cube specimens of 200×200×200 mm3 were cast and cured in fresh water for 28 days and then were placed in a tidal zone of marine environment. The compressive strengths of the concrete exposed to marine environment for 5 years as well as the total chloride diffusion coefficients of the specimens were determined. The Results revealed that the compressive strengths of recycled aggregate concretes decreased after being exposed in marine environment for 5 years, whereas those of natural aggregate concretes and fly ash increased after 28 days of curing. Evidently, higher in fly ash contents would lower chloride diffusion coefficients of both recycled and natural aggregate concretes. Furthermore, use of fly ash as low as 15% replacement by weight in recycled aggregated concretes could provide lower chloride diffusion coefficient compared to Portland cement containing natural aggregate concrete with W/B of 0.45.