คุณสมบัติทางวิศวกรรมของหินแหล่งจังหวัดเลยเพื่อใช้สำหรับผสมคอนกรีตกำลังสูง

Abstract

บทคัดย่อ

ปัจจุบันหินในจังหวัดเลยได้มีการ โม่ บด ย่อยหิน เพื่อนำไปใช้เป็นวัสดุผสมในงานต่างๆ เช่น งานถนน งานสะพาน งานโครงสร้างอาคาร และงานโครงสร้างอื่นๆ โดยใช้คอนกรีต กำลังอัดไม่สูง (ต่ำกว่า 350 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร) แต่แนวโน้มในอนาคตงานก่อสร้างจะมี การใช้คอนกรีตอัดแรง และงานก่อสร้างขนาดใหญ่ที่ต้องใช้คอนกรีตกำลังสูงกว่า 350  กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร จึงต้องมีการศึกษาความเหมาะสมต่อการนำหินมาใช้เป็นมวลรวมหยาบในการผสมคอนกรีตด้วยเหตุผลดังกล่าว  ผู้ศึกษา จึงมีความสนใจที่จะศึกษาคุณสมบัติทางด้านวิศวกรรมของหินแหล่งจังหวัดเลย  เพื่อใช้สำหรับผสมคอนกรีตกำลังสูงวิธีการศึกษาใช้แหล่งมวลรวมหยาบจากหินโรงโม่สุรัตน์การศิลาและหินโรงโม่ศิลาผาทองซึ่งเป็นแหล่งผลิตใหญ่ของจังหวัดเลย  จากการตรวจทางธรณีวิทยากับองค์ประกอบแผนที่ธรณีวิทยาพบว่า แหล่งมวลรวมหยาบจัดอยู่ในหมวดหินโคกกรวด (Khok  kruat  formation) ในชุดหินโคราช (Khorat group) เมื่อนำมวลรวมหยาบไปทดสอบคุณสมบัติ พบว่ามวลรวมที่เกี่ยวข้อง ได้ผล ดังนี้

1. คุณสมบัติทางกล มีค่า ความแข็งแรงของหินด้วยแรงกดแกนเดียวที่มีค่ากำลังอัด สูงกว่า 700 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร  และความคงทนต่อการสึกกร่อนร้อยละ 36.80

2. คุณสมบัติทางกายภาพ มีค่าการดูดซึมน้ำเท่ากับ 2.70  หน่วยน้ำหนักในสภาพแห้งเท่ากับ 1.59 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร สภาพอิ่มตัว และผิวแห้งเท่ากับ 1.60  กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร และค่าความคงตัวร้อยละ 11.03

3. คุณสมบัติทางเคมี มีค่า ปฏิกิริยาอัลคาไล – คาร์บอเนต เท่ากับ  0.19 ผลการทดสอบคุณสมบัติของมวลรวมหยาบ พบว่า หินตัวอย่างมีคุณสมบัติที่สามารถนำไปผลิตคอนกรีตกำลังสูงได้และเมื่อพิจารณาผลการทดสอบจากส่วนผสมคอนกรีต 3 อัตราส่วน จำนวนตัวอย่างทั้งหมด 162 ตัวอย่าง นำไปบ่มในน้ำและห้องปฏิบัติการ ทดสอบตัวอย่างที่อายุ 7 วัน อายุ 14 วัน และอายุ 28 วัน ได้ส่วนผสมคอนกรีตที่ดีที่สุด คือคอนกรีตสดมีค่าการยุบตัว 6.90 เซนติเมตร ที่อัตราส่วนโดยน้ำหนักของปูนซิเมนต์ : ทราย : หิน เท่ากับ 1 : 1.94 : 2.57 อัตราส่วนน้ำต่อซิเมนต์ 0.46

ผลการทดสอบตัวอย่างที่อายุ 28 วัน มีค่ากำลังอัด 460 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร โมดูลัสยืดหยุ่นของคอนกรีตเท่ากับ 340,517 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร กำลังต้านทานแรงดึงแยกของคอนกรีตกับเหล็กเสริมเท่ากับ 39 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร และกำลังยึดเหนี่ยวของคอนกรีตกับเหล็กเสริมเท่ากับ 26 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร ผลการทดสอบหินทั้งสองแหล่งสามารถนำไปผลิตคอนกรีตที่ให้กำลังอัด ได้ 460 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร ซึ่งสอดคล้องกับสมมติฐานที่ผู้ศึกษาได้กำหนด จึงสรุปได้ว่า หินจากแหล่งที่นำมาศึกษาเหมาะสมที่จะนำมาใช้เป็นวัสดุผสม (มวลรวมหยาบ) ในงานคอนกรีตที่ต้องการกำลังสูงกว่า 350 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตรได้

ABSTRACT

Nowadays stones in Loei have been milled , ground and mashed to be used as the mixtures in various works, such as , road works , bridge works , structural building works ,and other structural work, by using concrete with compression strength of 350 ksc. In future, the tendency of construction works will need to use concrete with high compression strength. The large scale of construction work that has to use high strength concrete will need to study the appropriate way of using stones as the aggregates in mixing concrete. Therefore the researcher is interested to study the engineering properties of stones in Loei province used for mixing the high strength concrete.

The method of this research is to use the aggregates of stones from the Suratkansila Mill and Silaphathong Mill which are known as the vast source of stone production in Loei province. When checked by the geological method, it is found that the aggregate source is in the category of Khok Kruat Formation in Korat Stone Group . Moreover the engineering properties of the aggregates were tested, and the results are as followings :

1. The mechanical property shows the unconfined compression strength of the stones is more than 700 ksc, and the abrasion is 36.80 % .

2. The physical property shows the water abrasion is 2.70. The dry unit weight is and saturated unit weight with dry surface is 1.59 grams per a cubic centimeter, 1.60 grams per a cubic centimeter and the durability is 11.03 % .

3. The chemistry property shows the reaction of alkaline to carbonate as 0.19. The result of the aggregates test indicates that the sampled stones was suitable for high strength concrete. When considered the result of the test of 3 ratio concrete mixtures of 162 samples, curing in water and tested in the laboratory at the age of 7, 14 and 28 days, and get the best concrete mixture as the result. The result is that the slump of fresh concrete is 6.90 cm. with water cement ratio is by weight of 0.45.

After curing period of 28 days, the specimens were tested and the results are as followings; the compression strength is 460 ksc. , the elastic modulus is 340,517 ksc. pullout stress 39 ksc. , and the bonding stress is 26. The test of the stones from two mills indicates that they can be used as material for high strength concrete of 460 ksc. which in accordance with the hypothesis that the research has set up before studying.It can be summarized that stones from sources mentioned in this research are suitable to use as the mixture in concrete work which needs the high compression stress the more than 350 ksc.