real estate menu left
real estate menu right

การเพิ่มคุณสมบัติทางวิศวกรรมของดินลูกรังด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1

และ น้ำยาโพลิเมอร์เคมโรด

INCREASING ENGINEERING PROPERTIES OF LATERITE SOIL BY USING PORTLAND CEMENT TYPE 1 AND CHEMROAD

 

 

จตุรงค์ เสาวภาคย์ไพบูลย์ (Jaturonk Saowapakpiboon)1
เดนนิส ที เบอร์กาโด (Dennes T. Bergado)2
ธนวรัท กฤตภัครพงษ์ (Thanawarath Kritpuckkrapong)3

 

1วิศวกรโยธาปฏิบัติการ สำนักวิเคราะห์ และตรวจสอบ กรมทางหลวง This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it
2ศาสตราจารย์ คณะวิศวกรรม และเทคโนโลยี สถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเชีย This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it
3ผู้จัดการบริษัท บริษัท อินโดไชน่า เอ็นจิเนียริ่ง ซิสเท็มส์ จำกัด This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it

 

บทคัดย่อ : บทความนี้ศึกษาเกี่ยวกับการเพิ่มคุณสมบัติทางวิศวกรรมของดินลูกรังด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 และน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรด โดยทำการทดสอบกับตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วย 0% ซีเมนต์ และ 0% เคมโรด, 5% ซีเมนต์ และ 0% เคมโรด และ 5% ซีเมนต์ และ 5% เคมโรด ตามลำดับที่อายุการบ่ม 7 วัน และ 28 วัน ในห้องปฏิบัติการซึ่งทำการทดสอบแรงอัดแบบไม่จำกัด เพื่อหาค่ากำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังแต่ละวิธิการปรับปรุงดิน จากผลการทดสอบพบว่า ค่ากำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5% และปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5% จะมีค่ามากกว่าตัวอย่างดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุงคุณภาพอยู่ไม่ต่ำกว่า 1,200 และ 1,300 เปอรเซ็นต์ตามลำดับ และค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5% และปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5% จะมีค่ามากกว่าตัวอย่างดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุงคุณภาพอยู่ 3,000 และ 4,900 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับ ดังนั้นการปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 และน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดจะให้ค่าที่สูงที่สุด

 

ABSTRACT : This paper focuses on increasing engineering properties of laterite soil using portland cement type 1 and ChemRoad. Laterite soil specimens improved with 5% cement with 0% ChemRoad and 5% cement with 5% ChemRoad, respectively were conducted by unconfined compression test to determine compression strength and modulus of elasticity. From test results, compression strength of laterite soil specimens improved with 5% cement with 0% ChemRoad and 5% cement with 5% ChemRoad is more than unimproved laterite soil specimens for 1,200% and 1,300 %, respectively. Similarly, modulus of elasticity of laterite soil specimens improved with 5% cement with 0% ChemRoad and 5% cement with 5% ChemRoad is more than unimproved laterite soil specimens for 3,000% and 4,900%, respectively. Thus, improvement with portland cement type 1 with ChemRoad gives the highest values.

 

KEYWORDS : Portland cement type 1, ChemrRoad, compression strength, modulus of elasticity

 

1. บทนำ

ในปัจจุบันมีการก่อสร้างถนนหนทางเพิ่มขึ้นเพื่อให้มีโครงข่ายการคมนาคมที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อรองรับการขยายตัวทางเศรษฐกิจของประเทศชาติ จึงทำให้ดินลูกรังที่นำมาใช้เป็นวัสดุรองพื้นทาง (Subbase) มีคุณภาพไม่เพียงพอตามข้อกำหนดมาตรฐานงานทาง ซึ่งทำให้เสียค่าใช้จ่ายในการขนส่งวัสดุรองพื้นทางจากแหล่งอื่นโดยใช่เหตุ อย่างไรก็ตามได้มีการนำปูนซีเมนต์มาช่วยในการปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุรองพื้นทาง ในกรณีที่ไม่มีคุณสมบัติสอดคล้องตามข้อกำหนดมาตรฐานงานทางเพื่อที่จะลดค่าใช้จ่ายการขนส่งดังที่กล่าวมาแล้วข้างต้น แต่การใช้ปูนซีเมนต์ก็ยังมีข้อเสียอยู่ เนื่องจากทำให้วัสดุมีความเปราะเพิ่มมากขึ้น ดังนั้นผู้วิจัยเล็งเห็นถึงการประยุกต์ใช้น้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดเพื่อลดข้อเสียดังกล่าว เนื่องจากตัวโพลิเมอร์จะทำหน้าที่เป็นเสมือนตัวประสานโดยไม่ต้องใช้น้ำยาบ่มและช่วยเพิ่มการทำปฏิกิริยาไฮเดรชั่นให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น

 

2. ทฤษฏี และงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง

ปอร์ตแลนด์ซีเมนต์เป็นผลผลิตที่ได้จากการบดเม็ดปูนให้ละเอียดซึ่งมีส่วนประกอบที่สำคัญเป็นออกไซด์ของธาตุคัลเซียม – ซิลิกอนและอลูมิเนียม โดยมีอัตราส่วนผสมที่พอเหมาะเพื่อให้ได้คุณสมบัติตามต้องการ วัตถุดิบที่ผลิตแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ ประเภทที่ให้ธาตุคัลเซียม ได้แก่ หินปูน (Limestone) ดินสอพอง (Chalk) ดิน มาร์ล (Marl) ส่วนประเภทที่ให้ธาตุซิลิกอนและอลูมิเนียม ได้แก่ หินเชลส์ (Shale) ดินเหนียว (Clay) และหิน ชนวน (Slate) นอกจากนี้ยังมีการใส่วัสดุอื่นๆอีก เช่น แร่เหล็ก (Iron Ore) ใช้เพื่อเพิ่มปริมาณเหล็กให้ได้ตามต้องการ ในกรณีที่หินเชลส์หรือดินเหนียวที่ใช้มีปริมาณของเหล็กต่ำและมีการใส่วัตถุดิบอย่างอื่นเช่น ยิปซั่ม (Gypsum) ใช้เพื่อเป็นสารหน่วงการก่อตัวอย่างฉับพลันของซีเมนต์

 

การเกิดปฏิกิริยา Pozzolanic เป็นปฏิกิริยาระหว่างปูนซีเมนต์และ Soil Silica หรือ Alumina เพื่อก่อให้เกิดการประสานตัวซึ่งกันและกัน ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญที่ทำให้กำลังของส่วนผสมดิน - ปูนซีเมนต์เพิ่มมากขึ้นเป็นส่วนหนึ่งของปฏิกิริยา Pozzolanic  และที่สภาวะ pH ที่สูง การสลายตัว (Solubility) ของ Silica และ Alumina จะเพิ่มมากขึ้นด้วย ซึ่ง pH สูงนั้นๆ Silica ที่สลายตัวออกจากโครงสร้างของอนุภาคดินเหนียวมาทำปฏิกิริยากับ Ca2+ แล้วเกิดเป็นสารประกอบใหม่ซึ่งเป็นผลึกของ Calcium Silicate Hydrate (CSH) Dimond, White และ Dolch [5] พบว่านอกจากจะได้สารประกอบประเภท CSH แล้ว ยังได้สารประกอบประเภท Calcium Aluminate Hydrate (CAH) อีกด้วย ดังสมการ

 

Ca2+ + 2(OH)- + SiO2          ®         CSH

Ca2+ + 2(OH)- + Al2O3        ®         CAH

 

ปฏิกิริยา Aluminate โดยพื้นฐานแล้วจะเกิดทันทีและจะเกิดที่จุดต่อระหว่างขอบและผิวหน้าของดินเดิม สำหรับสารประกอบ Silicate จะเกิดปฏิกิริยาที่ช้ากว่าและแรงยึดเกาะซึ่งเกิดจากสารประกอบ Aluminate จะไม่มีความแข็งแรงเหมือนกับแรงยึดเกาะที่เกิดขึ้นอย่างช้าๆ ของสารประกอบ Silicate ดังภาพที่ 1

ภาพที่ 1 กลสมบัติของปูนขาวเมื่อผสมกับดิน [6]

 

สุรเชษฐ์ [4] ทำการศึกษาเกี่ยวกับความคงทนของดินซีเมนต์โดยปรับปรุงคุณสมบัติของดินลูกรังในภาคตะวันออกเฉียงเหนือเพื่อที่จะมาใช้แทนหินคลุก โดยใช้อัตราส่วนซีเมนต์ 3 , 4 , 5 , 6 และ 7% ของน้ำหนักดินผึ่งแห้ง พบว่าค่าการรับแรงกดทิศทางเดียว (UCS) และ Unsoaked CBR ของดินลูกรังผสมซีเมนต์มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามปริมาณซีเมนต์ที่เพิ่มขึ้น โดยมีอัตราเพิ่มขึ้นสูงมากในช่วง 7 วันแรก หลังจากนั้นจะเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย

 

เกษม และ พินิต [1] ทำการศึกษาการปรับปรุงดินด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ โดยวิธีผสมลึก พบว่าดินเหนียวอ่อนกรุงเทพเมื่อผสมกับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ผสม Quicklime อย่างละเท่าๆ กัน เมื่อนำมาทดสอบหาค่า CBR จะให้ค่า CBR สูงขึ้นตามการเพิ่ม Hardening agent และความสัมพันธ์ระหว่างค่า CBR กับ Hardening agent มีพฤติกรรมเป็นแบบเชิงเส้น ทำนองเดียวกับการศึกษาของ Mitchell [9]

 

บุญชัย [2] พบว่าดินซีเมนต์มีการกระจายตัวขนาดใหญ่ขึ้นเนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างปูนซีเมนต์กับดินเหนียว ทำให้เม็ดดินรวมตัวกันมีขนาดใหญ่ขึ้นตามระยะเวลาของการบ่ม

 

ปกรณ์, ประสิทธิ์ และปริญญา [3] ได้ศึกษาผลกระทบของเกลือคลอไรด์ต่อกำลังรับแรงอัดไม่ระบายน้ำของดินซีเมนต์ที่อัตราส่วนผสม 0 , 1 , 2 , 3 และ 4 % อัตราส่วน ผสมน้ำต่อปูนซีเมนต์ 2 : 1 โดย ใช้ปริมาณปูนซีเมนต์เท่ากับ 200 , 250 , 300 และ 450 ต่อ ลูกบาศก์เมตรของดินเปียก พบว่าที่อายุ 90 วัน ดินซีเมนต์ที่มีปริมาณ NaCl 3 และ 4 % จะมีค่า Undrained Shear Strength (Su ) และ Modulus of Elasticity (E50) มากกว่าส่วนผสมอื่น 9 – 23 % และ 22 – 48 % ตามลำดับ ดินซีเมนต์ที่มีความชื้นน้อยจะมีค่า Su  และ E50  สูงกว่าดินซีเมนต์ที่มีความชื้นมากและความสัมพันธ์ระหว่างค่า Su  และ E50  ทุกอายุการบ่มได้ ดังนี้ E50 = 238Su  – 3172 (โดยที่ Su  มี ระหว่าง 16 – 192 ตันต่อตารางเมตร)

 

Lambe, Mitchells และ Moh [8]  กล่าวถึงการพัฒนากำลังของดินซึ่งเกิดขึ้นจากการเติมสารผสมในปริมาณเพียงเล็กน้อยร่วมกับซีเมนต์เพื่อปรับปรุงคุณภาพ เพื่อลดปริมาณของซีเมนต์ที่ใช้ในการปรับปรุงคุณภาพ อันจะก่อให้เกิดความประหยัด โดยผลปฏิกิริยาระหว่างดินซีเมนต์และสารผสมเพิ่มควรได้ค่าที่เป็นไปตามความต้องการ และเพื่อกระตุ้นปฏิกิริยาของดินบางชนิดซึ่งไม่ทำปฏิกิริยาตอบสนองต่อซีเมนต์ Ingles และ Metcalf [7] ได้กล่าวถึงการปรับปรุงคุณภาพด้วยซีเมนต์ว่าเป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างกว้างขวาง ด้วยวิธีการนำซีเมนต์ผสมเข้ากับดินที่ต้องการปรับปรุงคุณภาพ เติมน้ำตามค่าปริมาณที่เหมาะสม (Optimum Moisture Content)  จากนั้นจึงทำการบดอัด เมื่อซีเมนต์ทำปฏิกิริยากับดินก็จะได้ค่ากำลังรับแรงเฉือนที่สูงขึ้นและช่วย ในการต้านทานการซึมผ่านของน้ำ การปรับปรุงคุณภาพด้วยซีเมนต์สามารถกระทำได้กับดินทุกชนิด หรือดินที่มีความแฉะมากๆ ยกเว้นดินที่มีสารอินทรีย์ปนอยู่สูง การใช้ปริมาณซีเมนต์ที่เหมาะสม (มากกว่า 2%) จะสามารถช่วยในการปรับปรุงคุณภาพของดิน ในขณะที่การผสมซีเมนต์ในปริมาณที่มากจนเกินไปก็อาจทำให้คุณสมบัติของดิน เปลี่ยนแปลงไปจากเดิม

 

3.  วัตถุประสงค์ของการวิจัย

การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ดังนี้

1. เพื่อหาค่ากำลังรับแรงอัดและค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1

2. เพื่อหาค่ากำลังรับแรงอัดและค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรด

3. เพื่อเปรียบเทียบหาค่ากำลังรับแรงอัดและค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุงคุณภาพ

4. เพื่อเปรียบเทียบหาค่ากำลังรับแรงอัดและค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดกับดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุงคุณภาพ

 

4. ขอบเขตของการวิจัย

การศึกษาคุณสมบัติของดินลูกรังที่ได้พัฒนาคุณภาพเปรียบเทียบกับคุณสมบัติของดินลูกรังเดิมโดยกำหนดตัวแปรได้แก่ ปริมาณการแทนที่ดินลูกรังด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 และน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดในอัตราส่วน 5% โดยน้ำหนักวัสดุผง

 

การทดสอบคุณสมบัติของดินลูกรังและดินลูกรังผสมวัสดุทดแทน มีรายละเอียดดังนี้

4.1 ทดสอบหาพิกัดเหลวและพิกัดพลาสติค (Plastic Limit) ของดินตามมาตรฐาน ASTM D 2487

4.2 ทดสอบหาความถ่วงจำเพาะของเม็ดดิน (Specific gravity test) ตามมาตรฐาน ASTM:D 854

4.3 ทดสอบหาการกระจายตัวของเม็ดดิน (Grain size distribution test) ตามมาตรฐาน ASTM:D 422

4.4 ทดสอบการบดอัดดินแบบสูงกว่ามาตรฐาน (Modified compaction test)  ตาม มาตรฐาน ASTM : D1557

4.5 ทดสอบกำลังรับแรงอัดแบบไม่จำกัด (Unconfined compression test) ตามมาตรฐาน ASTM : D2166-85

 

5. วิธีการดำเนินการวิจัย

5.1 การหาคุณสมบัติพื้นฐานของดินที่ใช้ในการทดสอบซึ่งมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

5.1.1 การหาค่าพิกัดเหลวและพิกัดพลาสติค (Plastic Limit) ของดินตามมาตรฐาน ASTM D 2487

5.1.2 การหาค่าความถ่วงจำเพาะของเม็ดดิน (Specific Gravity of Soil Solid) ตามมาตรฐาน ASTM D 854

5.1.3 การหาค่าการกระจายตัวของเม็ดดิน (Grain size analysis) ตามมาตรฐาน ASTM D 422

5.1.4 การหาค่าการบดอัดแบบสูงกว่ามาตรฐาน (Modified compaction test) ตามมาตรฐาน ASTM D 1557

5.1.5 การหากำลังรับแรงอัด (Unconfined compression test) ตามมาตรฐาน ASTM : D2166-85

 

5.2 การจัดเตรียมตัวอย่างดิน

5.2.1 ทำการเตรียมตัวอย่างดินลูกรังที่ไม่ปรับปรุงคุณภาพดินด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 และ น้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดและทำการชั่งหาน้ำหนักและหาความชื้นก่อนทำการทดสอบ

5.2.2 ทำการเตรียมตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงคุณภาพดินด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % จากนั้นทำการชั่งหาน้ำหนักและหาความชื้นก่อนทำการทดสอบที่อายุบ่ม 7 วัน และ 28 วัน

5.2.3 ทำการเตรียมตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงคุณภาพดินด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 และน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % จากนั้น ทำการชั่งหาน้ำหนักและการบ่มที่อายุ 7 วัน และ 28 วัน

 

5.3 การทดสอบ

5.3.1 วัดขนาดเส้นผ่าศูนย์ กลาง, ความสูง และชั่งน้ำหนักตัวอย่างดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุงและมีการปรับปรุงคุณภาพดินด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % และปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 วัน และ 28 วัน

5.3.2 ทำการสอบแรงอัดแบบไม่จำกัดกับตัวอย่างดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุง และมีการปรับปรุงคุณภาพดินด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % และปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 วัน และ 28 วัน

5.3.3 ทำหาความชื้นของอย่างดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุง และมีการปรับปรุงคุณภาพดินด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % และปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์  เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 วัน และ 28 วัน

 

 

6. ผลการวิจัย

6.1 คุณสมบัติทางด้านวิศวกรรมของดินลูกรังและน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรด

คุณสมบัติทางด้านวิศวกรรมของดินลูกรังและน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรด ที่ใช้ในการทดสอบในห้องปฏิบัติการ ได้แสดงผลดัง ตารางที่ 1 และ 2 ตามลำดับ

 

ตารางที่ 1 คุณสมบัติทางด้านวิศวกรรมของดินลูกรัง

คุณสมบัติของดินทางด้านวิศวกรรม

Liquid Limit, LL (%)

46.52

Plastic Limit, PL (%)

17.84

Plasticity Index, PI (%)

29.04

Specific Gravity, GS

2.68

Dry Unit Weight of Soil (g/cm3)

1.950

Optimum Moisture Content (%)

11.80

% Finer 3/4”

100.00

% Finer 1/2"

92.91

% Finer 3/8”

88.94

% Finer No. 4

76.76

% Finer No. 10

60.97

% Finer No. 20

53.53

% Finer No. 40

48.96

% Finer No. 60

46.24

% Finer No. 100

42.30

% Finer No. 200

37.90

 

ตารางที่ 1(ต่อ) คุณสมบัติทางด้านวิศวกรรมของดินลูกรัง

Unconfined compression strength, qu (ksc)

1.86

Modulus of Elasticity, E50 (ksc)

38.44

Classification

SC

 

ตารางที่ 2 คุณสมบัติของน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรด

คุณสมบัติ

ลักษณะ ภายนอก

ของเหลวสีขาวขุ่น

จุด เดือด (°C)

100

ความ ถ่วงจำเพาะ

1 – 1.02

pH

9 – 11.5

ความ หนืด (cps)

900 – 1600

Solid content

N.A.

 

 

6.2 ค่ากำลังรับแรงอัด

ค่ากำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % และปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 วัน และ 28 วันตามลำดับซึ่งแสดงดังภาพที่ 2

ภาพที่ 2 ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังรับแรงอัดกับอายุการบ่มของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงคุณภาพด้วยวิธีต่างๆ

 

จากภาพที่ 2 พบว่า กำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินที่ปรับปรุงคุณภาพดินมีแนวโน้มสูงขึ้นตามอายุการบ่ม กล่าวคือ

- กำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 และ 28 วันตามลำดับมีค่าเป็น 24.62 และ 34.15 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตรตามลำดับ

- กำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับ น้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 และ 28 วันตามลำดับมีค่าเป็น 27.56 และ 35.56 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตรตามลำดับ

- สมการความสัมพันธ์ของกำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินที่ปรับปรุงคุณภาพดินด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % และปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % กับอายุการบ่ม มีดังนี้

 

qu(C) = 0.454t+21.443                                                     (1)

qu(C+CH) = 0.381t+24.893                                               (2)

 

โดย qu = กำลังรับแรงอัด (กิโลกรัมต่อตารางเซ็นติเมตร) และ t คือ เวลา (วัน) และตัวห้อย C และ CH คือซีเมนต์และน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรด ตามลำดับ (1) – (2) ควรมีค่าอยู่ระหว่าง 7 – 28 วัน

 

เมื่อทำการเปรียบเทียบค่ากำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % และปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 วัน และ 28 วันตามลำดับกับค่ากำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุงคุณภาพ โดยแสดงดังภาพที่ 3 และ 4 ตามลำดับ

 

จากภาพที่ 3 และ 4 พบว่ากำลังรับแรงอัดที่เพิ่มขึ้นของตัวอย่างดินที่ปรับปรุงคุณภาพดินมีแนวโน้มสูงขึ้นตามอายุการบ่ม กล่าวคือ

 

- กำลังรับแรงอัดที่เพิ่มขึ้นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 และ 28 วันตามลำดับคิดเป็น 22.76 และ 32.29 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตรตามลำดับหรือคิดเป็น 1223.66 และ 1736.02 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับจากค่ากำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุงคุณภาพ

 

- กำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 และน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 และ 28 วันตามลำดับคิดเป็น 25.70 และ 33.70 กิโลกรัมต่อตาราง เซนติเมตรตามลำดับหรือคิดเป็น 1381.72 และ 1811.83 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับจากค่ากำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุงคุณภาพ

 

- กำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 วัน คิดเป็น 2.94 กิโลกรัม ต่อตารางเซนติเมตร หรือคิดเป็น 11.94 เปอร์เซ็นต์จากค่ากำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 วัน

 

- กำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 28 วัน คิดเป็น 1.41 กิโลกรัม ต่อตารางเซนติเมตร หรือคิดเป็น 4.13 เปอร์เซ็นต์จากค่ากำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 28 วัน

 

ภาพที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังรับแรงอัดที่เพิ่มขึ้นกับอายุการบ่มของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงคุณภาพด้วยวิธีต่างๆ

 

ภาพที่ 4 ความสัมพันธ์ระหว่างเปอร์เซ็นต์กำลังรับแรงอัดที่เพิ่มขึ้นกับอายุการบ่มของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงคุณภาพด้วยวิธีต่างๆ

 

6.3 ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่น

ค่ากำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % และปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 วัน และ 28 วันตามลำดับซึ่งแสดงดังภาพที่ 5

 

จากภาพที่ 5 พบว่าค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงคุณภาพดินมีแนวโน้มสูงขึ้นตามอายุการบ่ม กล่าวคือ

 

ภาพที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างโมดูลัสความยืดหยุ่นกับอายุการบ่มของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงคุณภาพด้วยวิธีต่างๆ

 

- ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 และ 28 วันตามลำดับมีค่าเป็น 1200.34 และ 3058.82 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตรตามลำดับ

 

- ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 และน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 และ 28 วันตามลำดับมีค่าเป็น 1953.41 และ 5322.09 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตรตามลำดับ

 

- สมการความสัมพันธ์ของค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % และปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % กับอายุการบ่ม มีดังนี้

 

E50(C)     = 88.499t+580.847                                          (3)

E50(C+CH) = 160.413t+830.517                                       (4)

 

โดย E50 = ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่น (กิโลกรัมต่อตารางเซ็นติเมตร) และ t คือ เวลา (วัน) และตัวห้อย C และ CH คือ ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 และน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดตามลำดับ ซึ่งค่าเวลาที่ใช้แทนในสมการที่ (3) – (4) ควร มีค่าอยู่ระหว่าง 7 – 28 วัน

 

เมื่อทำการเปรียบเทียบค่าโมดูลัส ความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % และปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 วัน และ 28 วันตามลำดับ กับค่ากำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุงคุณภาพ โดยแสดงดังภาพที่ 6 และ 7 ตามลำดับ

 

ภาพที่ 6 ความสัมพันธ์ระหว่างค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้นกับอายุการบ่มของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงคุณภาพด้วยวิธีต่างๆ

 

ภาพที่ 7 ความสัมพันธ์ระหว่างเปอร์เซ็นต์ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้นกับอายุการบ่มของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงคุณภาพด้วยวิธีต่างๆ

 

จากภาพที่ 6 และ 7 พบว่า ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงคุณภาพมีแนวโน้มสูงขึ้นตามอายุการบ่ม กล่าวคือ

 

- ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 และ 28 วันตามลำดับคิดเป็น 1,161.90 และ 3,020.38 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตรตามลำดับหรือคิดเป็น 3,022.63 และ 7,857.39 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับจากค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุงคุณภาพ

 

- ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 และ 28 วันตามลำดับคิดเป็น 1,914.97 และ 5,283.65 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตรตามลำดับหรือคิดเป็น 4,981.71 และ 13,745.19 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับจากค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุงคุณภาพ

 

- ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 วัน คิดเป็น 753.07 กิโลกรัม ต่อตารางเซนติเมตร หรือคิดเป็น 62.74 เปอร์เซ็นต์จากค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 วัน

 

- ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 และน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 28 วัน คิดเป็น 2,263.27 กิโลกรัมต่อ ตารางเซนติเมตร หรือคิดเป็น 73.99 เปอร์เซ็นต์จากค่าค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 28 วัน

 

7.  สรุปผลการวิจัย

จากผลการวิจัยสามารถสรุปได้ดังนี้

- ค่ากำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 และ 28 วันตามลำดับคิด เป็น 1,223.66 และ 1,736.02 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับจากค่ากำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุงคุณภาพ

 

- ค่ากำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 และ 28 วันตามลำดับคิด เป็น 1,381.72 และ 1,811.83 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับจากค่ากำลังรับแรงอัดของตัวอย่างดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุงคุณภาพ

 

- ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 และ 28 วัน ตามลำดับคิดเป็น 3,022.63 และ 7,857.39 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับจากค่าค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุงคุณภาพ

 

- ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % ที่อายุการบ่ม 7 และ 28 วันตามลำดับคิดเป็น 4,981.71 และ 13,745.19 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับจากค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ไม่มีการปรับปรุงคุณภาพ

 

- ค่ากำลังรับแรงอัดและค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % จะมีค่าสูงกว่าตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % และตัวอย่างดินที่ไม่มีการปรับปรุงตามลำดับ

 

- ค่ากำลังรับแรงอัดและค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 และ ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดจะมีแนวโน้มสูงขึ้นตามอายุการบ่ม

 

- ค่ากำลังรับแรงอัดและค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท 1 กับน้ำยาโพลิเมอร์เคมโรดที่ 5 % จะมีค่าสูงกว่าตัวอย่างดินลูกรังที่ปรับปรุงด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ต แลนด์ประเภท 1 ที่ 5 % และตัวอย่างดินที่ไม่มีการปรับปรุงคุณภาพตามลำดับ

 

- น้ำยาโพลิเมอร์เคมโรด มีผลช่วยให้ค่ากำลังรับแรงอัดและค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นเพิ่มขึ้นเนื่องจากการทำปฏิกิริยาไฮเดรชั่นที่สมบูรณ์ขึ้น

 

8.   บรรณานุกรม

[1] เกษม  เพชรเกตุ และ พินิต ตั้งบุญเติม, 2538. การปรับปรุงดิน ซีเมนต์ปอร์ตแลนต์โดยวิธีผสม ลึก. การสัมมนาเรื่องทางเลือกใหม่ในงานวิศวกรรมปฐพี ประเทศไทย : การปรับปรุงคุณภาพและการเสริมกำลัง

ดิน. วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย, กรุงเทพฯ, 69 – 81.

[2] บุญชัย  เชิดเกียรติประดับ, 2539. การศึกษาการผสมปูนขาว และปูนซีเมนต์ในดินฐานรากอ่อนในการปฏิบัติการ. ปริญญานิพนธ์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี.

[3] ปกรณ์  ประเสริฐยิ่ง, ประสิทธิ์  เพลินขจรเกียรติ และปริญญา  ยศแก้ว, 2542. ผลกระทบของเกลือในดินซีเมนต์. ปริญญานิพนธ์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี.

[4] สุเชษฐ์  เอี่ยมเชย, 2531.  ความคงทนของดินซีเมนต์.  วิทยานิพนธ์ปริญญาวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิศวกรรมโยธา มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี.

[5]  Diamond, S., White, J.L. and Dolch, W.L. (1964). Transformation of clay mineral vs calcium hydroxide attack. Proceeding of 12th National Conference on clay and clay minerals. vol. 2, Oxford, Perganmon Press; 359-379.

[6]   Ingles, O.G. (1970). Mechanism of clay Stabilization with inorganic acids and alkalis.” Australia Journal of Soil Research. Vol. 8, 581-596.

[7]    Ingles, O.G. and Metcalf, J.B. (1972).  Soil Stabilization.   Butterworths, Sydney.

[8]     Lambe, T.W., Michells and Moh, Z.C. (1959).  Improvement of Soil-Cement with Alkali Metal Compounds. Highway Research Board Bull. 241, National Research Council. Washington D.C., U.S.A., 67-103.

[9]     Mitchell, J.K. and EI Saole, S.A. (1966).  The Fabric of Soil-Cement and its Formation.   Proceeding of 14th National Conference Clay and Clay Mineral. Vol.26; 297-305.

 



Copyright © 2009-16 All Rights Reserved Chemroad.com
J Smith Holding Co.,Ltd. 301/344 Prachachuen 12 Yak 1-2-35 Thongsonghong Laksi, Bangkok 10210 Thailand
Tel. 02-589-9586, (66)81-633-2992, (66)86-633-2992