ผลของด่างและอุณหภูมิในการบ่มที่มีต่อสมบัติของจีโอพอลิเมอร์ท่ีสังเคราะห์ จากของเสียในอุตสาหกรรมเซรามิค

Abstract

บทคัดย่อ งานวิจัยนี้ศึกษาผลของด่างและอุณหภูมิในการบ่มที่มีต่อสมบัติของจีโอพอลิเมอร์ที่สังเคราะห์จากบิสกิต ซึ่งเป็น ของเสียในอุตสาหกรรมเซรามิค โดยมีอัตราส่วน SiO2/Al2O3 เท่ากับ 4.31 โดยโมล และใช้สารกระตุ้นปฏิกิริยาโซเดียมไฮดรอกไซด์(NaOH) และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์(KOH) ที่มีอัตราส่วน Na2O/SiO2 และ K2O/SiO2 เท่ากับ 0.15 0.2 0.25 และ 0.3 โดยโมล เป็นสารกระตุ้นปฏิกิริยา และทำการบ่มที่อุณหภูมิห้อง (ประมาณ 30 องศาเซลเซียส) เป็นระยะเวลา 3 7 14 และ 28 วัน และบ่มที่อุณหภูมิ50 และ 70 องศาเซลเซียสเป็นระยะเวลา 1 2 และ 3 วัน ผลการศึกษาพบว่า อัตราส่วนของก้อนจีโอพอลิเมอร์ที่ให้ค่ากำลังรับแรงอัดสูงสุด คือ ก้อนจีโอพอลิเมอร์ที่ผสมโซเดียมไฮดรอกไซด์มีค่าสูงสุด ที่อัตราส่วน Na2O/SiO2 เท่ากับ 0.20 และ K2O/SiO2 เท่ากับ 0.3 และสภาวะที่เหมาะสมใน การบ่มก้อนจีโอพอลิเมอร์จากบิสกิต คือ 70 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 วัน ซึ่งสามารถใช้แทนก้อนจีโอพอลิเมอร์ที่บ่ม ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 14 วัน ได้ โดยก้อนจีโอพอลิเมอร์ที่ผสมโซเดียมไฮดรอกไซด์จะมีค่ากำลังรับแรงอัดสูงกว่า ก้อนจีโอพอลิเมอร์ที่ผสมโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ นอกจากนั้นในการศึกษาโครงสร้างผลึกยังพบ Sodium Aluminum Silicate (Na1.84Al2Si2.88O9.68) ในก้อนจีโอพอลิเมอร์ที่มีการกระตุ้นปฏิกิริยาด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์และพบ Potassium Aluminum Hydride (KAlH4) และ Muscovite (KAl2SiO3AlO10(OH)2) ในก้อนจีโอพอลิเมอร์ที่มีการกระตุ้นปฏิกิริยา ด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ This research investigated the effects of alkali concentration and curing temperature on the properties of synthetic geopolymer made from ceramic waste biscuit. Sodium hydroxide (NaOH) and Potassium hydroxide (KOH) were used as alkali activator at the Na2O/SiO2 and K2O/SiO2 ratios of 0.15 0.20, 0.25 and 0.30 by mole; curing was made at the room temperature (around 30ºC) for 3, 7, 14, and 28 days and at higher curing temperatures of 50 and 70ºC for 1, 2, and 3 days. The experimental results showed that the maximum compressive strength was achieved when Na2O/SiO2 and K2O/SiO2 at the ratios of 0.20 and 0.3, respectively, were used. The optimum curing condition for the geopolymer made from biscuit was 70ºC for 2 days, which gave similar results as curing at room temperature for 14 days. The compressive strength of geopolymer activated by sodium hydroxide was higher than that activated by potassium hydroxide. In addition, from the XRD results, the crystal of sodium aluminum silicate (Na1.84Al2Si2.88O9.68) was found in geopolymer activated by sodium hydroxide, and those of potassium aluminum hydride (KAlH4) and Muscovite (KAl2SiO3AlO10(OH)2) were found in geopolymer activated by sodium hydroxide.