Transcript 2. ซีเมนต์

บทที่ 2
ปู นซีเมนต ์
ความหมาย
Cement
้
 ตามความหมายของการใชงานทาง
วิศวกรรม
แบ่งออกเป็ น ๒ ชนิด

1.บิทม
ู น
ิ ัส (bitu-minous)
2.นอนบิทม
ู น
ิ ัส (nonbituminous)
สารานุกรมไทย
สาหรับเยาวชนฯ
เล่มที่ 2
บิทม
ู น
ิ ัสซเี มนต์

บิทูมน
ิ ส
ั ซีเมนต ์
้ นยำง
ได ้แก่ มะตอย (asphalts) และนำมั
้ นยำงเป็ นตัว
(tars) เรำใช ้มะตอยหรือนำมั
ประสำนหินหรือกรวดในกำรทำผิวถนน
นอกจำกนี ้ ยังใช ้บิทม
ู น
ิ ัสซีเมนต ์ผสมกับหิน
ทรำย
รำดทำผิวถนน และเรียกว่ำ
แอสฟัลต ์คอนกรีต ( asphalt concrete)
สารานุกรมไทยสาหรับเยาวชนฯ
เล่มที่ 2
นอนบิทูมน
ิ ส
ั ซีเมนต ์
ได้แก่
 อะลู มน
ิ าซีเมนต ์ (alumina
cement)
 ปอร ์ตแลนด ์ซีเมนต ์ (portland
cement)
•
ลักษณะของนอนบิทูมน
ิ ส
ั ซีเมนต ์
เป็ นผงสีเทาอ่อน ผสมน้ าในปริมาณมาก
้ ให้แห้งจึงจะแข็งตัว
พอสมควร แล้วทิงไว้
้ า ไฮดรอลิกซีเมนต ์
เรียกซีเมนต ์ชนิ ดนี ว่
(Hydraulic Cement)
้
ต่อไปนี จะขอกล่
าวถึงปู นซีเมนต ์ปอร ์ต
่
แลนด ์ เพราะนิ ยมใช้โดยทัวไปในวงกว้
าง
ทางวิศวกรรม
ประวัตศ
ิ าสตร ์ปู นซีเมนต ์
่ อสร ้างทีปรากฏ
่
จากหลักฐานสิงก่
่ ใช้งานมา
มนุ ษย ์รู ้จักประดิษฐ ์ปู นซีเมนต ์เพือ
หลายพันปี แล้ว
เช่น กาแพงเมืองจีน ปิ รามิดอียป
ิ ต ์ วิหาร
กรีก โคลีเซียม
่ ตสมัยก่อนมีคณ
่ ใช้สาหร ับ
ปู นทีผลิ
ุ ภาพตา
การก่ออิฐหรือฉาบผิว
่
้
ปู นซีเมนต ์สมัยใหม่เริมผลิ
ตขึนในปี
พ.ศ.
2367
Joseph Aspdin ชาวอ ังกฤษ จดลิขสิทธ ์
เป็ นคนแรก
ประวัตศ
ิ าสตร ์ปู นซีเมนต ์
(ต่อ)

้ อแข็
่
ซีเมนต ์นี เมื
งต ัวจะมีสเี หลืองปนเทา
่ กอ
เหมือนกับหินทีใช้
่ สร ้างบริเวณเมือง
ปอร ์ตแลนด ์ ในประเทศอ ังกฤษ
้ า ปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์
เรียกวัตถุนีว่
(Portland cement )
ประวัตป
ิ ู นซีเมนต ์ในประเทศไทย

ในปี พุทธศ ักราช 2456 พระบาทสมเด็จ
พระมงกุฏเกล้าเจ้าอยู ่หวั (ร ัชกาลที่ 6)
ทรงมีพระบรมราชโองการ โปรดเกล้าฯ
้
ให้กอ
่ ตง้ั บริษท
ั ปู นซีเมนต ์ไทย จากัด ขึน
่
ด้วยพระราชประสงค ์ทีจะให้
ประเทศไทย
่
ผลิตปู นซีเมนต ์ใช้เอง ลดการพึงพาการ
่
นาเข้าจากต่างประเทศ และเพือจัดสรร
การใช้ทร ัพยากรภายในประเทศอย่าง
http://th.wikipedia.org
คุม
้ ค่า
่ ในการผลิต
วัตถุดบ
ิ ทีใช้
ปู นซีเมนต ์
วัตถุดบ
ิ ในการผลิตปู นซีเมนต ์
ประกอบด้วยแร่ธาตุสาคัญ 5
ชนิ ด
1.
2.
3.
4.
5.
แคลเซียมออกไซด ์ (CaO)
ซิลก
ิ อนไดออกไซด ์ (SiO2)
อลู มเิ นี ยมออกไซด ์ (Al2O3)
เหล็กออกไซด ์ (FeO2, Fe2O3)
แคลเซียมซ ัลเฟต (CaSO4)
วัตถุดบ
ิ ในการผลิตปู นซีเมนต ์
จากธรรมชาติ
่ CaO:
วัตถุดบ
ิ ทีให้
- หินปู น (Limestone) ดินสอพอง
(Chalk)
ดินขาว (Marl)
่ SiO2 และ Al2O3:
 วัตถุดบ
ิ ทีให้
- หินดินดาน/หินเชล (Shale) หินชนวน
(Slate)
ดินเหนี ยว (Clay)
่ FeO2, Fe2O3:
 วัตถุดบ
ิ ทีให้
- ดินลู กร ัง (Laterite) และดินศิลาแลง
่ CaSO4:
 วัตถุดบ
ิ ทีให้
- แร่ยป
ิ ซ ัม

กรรมวิธก
ี ารผลิตปู นซีเมนต ์
ปอร ์ตแลนด ์
้
ประกอบด้วย 3 ขันตอน
1) การเตรียมวัตถุดบ
ิ (Preparation of
Raw Materials)
2) การเผาว ัตถุดบ
ิ (Calcining)
3) การบดปู นเม็ด (Cement Milling)
การเตรียมว ัตถุดบ
ิ
กรรมวิธก
ี ารเตรียมวัตถุดบ
ิ สาหร ับการ
้
ผลิตปู นซีเมนต ์ มี 2 วิธ ี ขึนอยู
่ก ับชนิ ด
่ ามาใช้และการลดต้นทุน
ของวัตถุดบ
ิ ทีน
การผลิต
1. การเตรียมแบบเปี ยก (Wet Process)
2. การเตรียมแบบแห้ง (Dry Process)
การเตรียมแบบเปี ยก (Wet
Process)
ดินสอพอง+ ดินลู กร ัง +ดินเหนี ยว
บดให้ละเอียด +น้ า
น้ าโคลน
บรรจุถ ังไซโล
การผลิตแบบแห้ง (Dry
Process)
หินปู น ดินลู กร ัง และดินดาน
อบจนแห้ง
บดให้ละเอียด
่
อ ัตราส่วนทีเหมาะสม
ผสมใน
ปั จจุบน
ั โรงงานผลิตปู นซีเมนต ์ในประเทศ
ไทย
 นิ ยมใช้กรรมวิธก
ี ารเตรียมวัตถุดบ
ิ แบบ
แห้ง (Dry Process)
 เนื่ องจากใช้พลังงานในการเตรียมและเผา
วัตถุดบ
ิ น้อยกว่าวิธเี ปี ยก (Wet Process)
 ทาให้ตน
้ ทุนในการผลิตลดลง

การเผาวัตถุดบ
ิ
(Calcining)
วัตถุดบ
ิ
ลักษณะหมุน
เหลว
ปู นเม็ด
เตาเผาปู น ใน
เย็นตัวลง
ปู น
หม้อเผาทรงกระบอกยาว
การเผาวัตถุดบ
ิ (Calcining)
หม้อเผาเป็ นทรงกระบอกยาว ขนาด
เล็กสุด Φ ~ 2 ม. ยาว ~ 50 ม.
ทาด้วยเหล็กกล้า ภายในบุดว้ ยอิฐทนไฟ
วางเอียงเล็กน้อยกับแนวระดับ หมุนรอบตัว
ช้าๆ
ขณะหม้อเผาหมุน ส่วนผสมจะไหลช้าๆ ลงสู ่
ปลายล่างของหม้อเผา
่ นเรื
้ อยๆ
่
ส่วนผสมจะได้ร ับความร ้อนเพิมขึ
จนถึงอุณหภู มท
ิ จะก่
ี่
อปฏิก ิรย
ิ าเคมี เกิดเป็ นปู น
เหลว ไหลลงสู ่ดา้ นล่าง
ต่อมาอุณหภู มจ
ิ ะค่อยๆ ลดลง ปู นเหลวจะ
แข็งตัวจับกันเป็ นก้อน
่
การเปลียนแปลงตามอุ
ณหภู ม ิ
ในหม้อเผา
1) ที่ 100oC น้ าในวัตถุดบ
ิ ระเหยออกหมด
2) ที่ 150 - 500oC น้ าในโมเลกุลของ
วัตถุดบ
ิ ถูกขับออก
3) ที่ 600 - 900oC CO2 ใน CaCO3 และ
MgCO3 ถูกไล่ออกมา ขณะเดียวกัน
่
CaO, SiO2, Al2O3 เริมหลอมละลายและ
ทาปฎิก ิรย
ิ ากัน
้
4) ที่ 1,250 – 1,500oC ปฏิก ิรย
ิ าเกิดขึน
สมบู รณ์ หลอมรวมกันเป็ นสารประกอบ
่ ณหภู มล
หลักของปู นซีเมนต ์ เมืออุ
ิ ดลง
้
สารประกอบหลักนี จะจับกันเป็
นก้อน
อุณหภู มใิ นการเผาวัตถุดบ
ิ
่
ควบคุมอย่างใกล้ชด
ิ ทุกช่วงทีวัตถุ
ดบ
ิ ที่
ไหลผ่าน
่ จะมีสด
 เผาได้สุกพอดี ปู นเม็ดทีได้
ี าปน
เขียวแวววาว
 เผาไม่ได้ท ี่ ปู นเม็ดจะมีสน
ี ้ าตาลเป็ น
หย่อมๆ ไม่เป็ นมัน
 เผาสุกเกินไป ปู นเม็ดจะมีสน
ี ้ าตาลไหม้
Cement Clinker
หลังจากการ
เผา
่
ปู นเม็ดทีออกจากหม้
อเผาจะร ้อนมาก
่
การลดอุณหภู มท
ิ าโดยเครืองท
าให้เย็น
้ องมีการ
การทาให้ปูนเม็ดเย็นลงนันต้
ควบคุมเช่นกัน
ถ้าปู นเม็ดเย็นต ัวเร็วจะบดง่ ายและทาให้
คอนกรีตได้กาลังระยะต้นดี
ถ้าปู นเม็ดเย็นลงช้าๆ จะให้กาลังคอนกรีต
ระยะต้นไม่ด ี
้
แต่กาลังระยะหลังจะสู งขึน

การบดปู นเม็ด
่ นตวั แล้วจะ
ปู นเม็ดทีเย็
ถูกนาไปบดละเอียดใน
หม้อบดปู น
โดยใช้ลูกเหล็กทรง
กลมหลายพันลู กเป็ น
ตัวบด
่ ั (Gypsum)
เติมยิปซม
ลงไปบดผสมกน
ั
่ ั นตัวหน่ วงปฏิก ิริยา
ยิปซมเป็
ระหว่างปู นซีเมนต ์กบ
ั น้ า
ทาให้คอนกรีตไม่แข็งตัวเร็ว
เกินไป สะดวกต่อการนาไปใช้
ปู นผง
หลังจากปู นซีเมนต ์ถู ก
บดละเอียดได้มาตรฐานแล้ว
จะถูกลาเลียงไปเก็บใน ถ ังเก็บ
่
ปู น (Silo) เพือรอการบรรจุใส่
ถุง หรือลาเลียงใส่รถบรรทุก
ปู นในรู ปของปู นผงส่งให้ลูกค้า
ต่อไป
มาตรฐานไทยกาหนดให้บรรจุ
ใส่ถงุ น้ าหนักสุทธิถงุ ละ 50
กก .
่
ผึงแห้
ง & โม่
ขุดแร่
แหล่งแร่
่
เครืองบด
ให้ความร ้อน
ลาเลียง
่ั
เติมยิปซม
โม่แร่ดบ
ิ
โรงเก็บแร่ดบ
ิ
ถังเก็บแร่บด
ขนส่งปู นผง
ถังเก็บปู น
เตาเผา
บรรจุ
ถังเก็
บ
ปู
น
ผง
เม็ด
โม่ปูน
ขนส่งปู นถุง
แบบ
่ นปู น
ผึ
งเย็
หมุน
เม็ด
่ นปู นโม่
้ั ดท้าย
เข้าเตาเผา
& ผึงเย็
เม็ค
ดรงสุ
บรรจุพรรณ
สารประกอบหลักในปู นซีเมนต ์
ส่วนใหญ่เป็ นพวกออกไซด ์
CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3
้
้
ออกไซด ์เหล่านี ประกอบกันขึ
นเป็
น
่ ับซ ้อน
สารประกอบทีซ
เป็ นสารประกอบหลัก 4 ตัว
รวมปริมาณมากกว่า 90% ของปู นซีเมนต ์
่
ชือสารประกอบหลั
ก
ไตรแคลเซียม ซิลเิ กต(Tricalcium Silicate)
 ไดแคลเซียม ซิลเิ กต (Dicalcium Silicate)
 ไตรแคลเซียม อลู มเิ นต(Tricalcium
Aluminate)
 เตตราแคลเซียมอลู มโ
ิ นเฟอร ์ไรท ์
(Tetracalcium Aluminoferrite)

่
ชือสารประกอบ
หลัก
สัญลักษณ์ทางเคมี
่ อ
ชือย่
ไตรแคลเซียม ซิล ิ (CaO)3.SiO2
เกต
(Tricalcium
Silicate)
C3S
ซิ (CaO)2.SiO2
C2S
ไดแคลเซียม
ลิเกต
(Dicalcium
Silicate)
ไตรแคลเซียม อลู ม ิ (CaO)3.Al2O3
เนต
(Tricalcium
Aluminate)
C3A
1.





สารประกอบ
หลั
ไตรแคลเซียมซิ
ลก
เิ กต (C3S)
่ กาลังมากทีสุ
่ ดของปู น
เป็ นต ัวทีให้
ทาปฏิก ิรย
ิ ากับน้ าเร็ว
แข็งตัวภายใน 2 - 3 ชม.
่ นมากในหนึ
้
่งอาทิตย ์
กาลังอ ัดเพิมขึ
้
่ ด
ปู นซีเมนต ์จะมีสารประกอบนี มากที
สุ
35-55%
คุณสมบัตข
ิ องสารประกอบหลัก (
2.




ไดแคลเซียมซิลเิ กต (C2S)
ให้กาลังเช่นเดียวกับ C3S
แต่ทาปฏิก ิรย
ิ ากับน้ าช้า แต่จะให้กาลังสู ง
ในระยะปลาย
ได้กาลังอ ัด
ใกล้เคียงกับ C3S
่
ความร ้อนจากปฏิก ิรย
ิ า Hydration ตา
โดยปล่อยความร ้อนออกมาประมาณ 250
จูลต่อกร ัม
ปู นซีเมนต ์จะมีสารประกอบนี ้ 15 - 35%
คุณสมบัตข
ิ องสารประกอบหลัก
(ต่อ)
3.




ไตรแคลเซียมอลู มเิ นต (C3A)
ทาปฏิก ิรย
ิ ากับน้ าเร็ว ปล่อยความร ้อน
มาก (~ 850 จูลต่อกร ัม)
่
กกัด
หลังปฏิก ิรย
ิ า สารประกอบทีจะถู
กร่อนได้ง่ายจากสารซ ัลเฟตในน้ าทะเล
ให้กาลังน้อยมาก
มีประโยชน์ในการช่วยให้ปฏิก ิรย
ิ าการ
รวมตัวระหว่าง CaO และ SiO2 ใน
้
้
ขันตอนการผลิ
ตปู นซีเมนต ์ เร็วขึน
ปู นซีเมนต ์มีสารประกอบนี ้ 7 - 15%
คุณสมบัตข
ิ องสารประกอบหลัก (ต
4.




เตทตราแคลเซียมอลู มโิ นเฟอร ์ไรท ์
(C4AF)
่ ด (~ 5 มีอยู ่ในปู นในปริมาณน้อยทีสุ
10 %)
ทาปฏิก ิรย
ิ ากับน้ าเร็วปานกลาง
ปล่อยความร ้อนออกมา ~ 420 จูลต่อ
กร ัม
่ ดในบรรดาสารประกอบ
ให้กาลังน้อยทีสุ
หลักของปู นซีเมนต ์
คุณสมบัตท
ิ างกายภาพของ
สารประกอบหลัก
คุณสมบัต ิ
อ ัตราการ
เกิดปฏิก ิรย
ิ า
อ ัด
การพัฒนากาลัง
กาลังอ ัดประลัย
C3S C2S C3A C4AF
เร็ว
ช้า
เร็วมาก
เร็ว
ช้า
เร็วมาก เร็วมาก
สู ง
สู ง
่
ตา
เร็ว
่
ตา
Compressive Strength , MPa
R.H. BOGUE, Chemistry
การพัฒนากาลังของสารประกอบหลั
ก of Cement, 1955
80
_80_
CC33SS
70
_70_
C2S
60
60
C2 S
__
50
50
__
40
30
_40_
C3A
C3A
20
_30_
10
_20_
C4AF
C4AF
_10_
0
7 28 90
7
28
90
Age,
days
180
180
360
360
่ั
ปฏิก ิรย
ิ าไฮเดรชน
่ั
้ นทีทเติ
ปฏิก ิรย
ิ าไฮเดรชนเกิ
ดขึนทั
ี่ ม
น้ าลงไปในปู นซีเมนต ์
้
้
แต่ปฏิก ิรย
ิ านี จะยั
งไม่สมบู รณ์ในเวลาอ ันสัน
สารประกอบหลักแต่ละต ัวต้องใช้เวลา
แตกต่างกัน
่ น
้
กาลังของสารประกอบหลักจะเพิมขึ
่ั
ตามความสมบู รณ์ปฏิก ิรย
ิ าไฮเดรชน
่ า
สารประกอบหลักแต่ละต ัวเมือท
ปฏิก ิรย
ิ ากับน้ าจะเกิดเป็ นสารประกอบใหม่
่ คณ
ทีมี
ุ สมบัตแ
ิ ตกต่างกัน ด ังนี ้
่ั
1. ปฏิก ิรยิ าไฮเดรชนของ
C3S
และ C2S
แคลเซียมซิลเิ กตทาปฏิก ิรย
ิ ากับน้ า จะได้
สาร Calcium Silicate Hydrate (CSH)
และ Ca(OH)2 ด ังสมการด ังนี ้
2((CaO)3.SiO2) + 6H2O
3CaO.2SiO2.2H2O + 3Ca(OH)2 + Heat
หรือ 2C3S + 6H2O
+ 3Ca(OH)2
[100] [24]
[75]
[49]
C3S2H
่ั
1. ไฮเดรชนของ
C3S และ C2S
(ต่อ)
และ 2((CaO)2.SiO2) + 4H2O
3CaO.2SiO2.3H2O + Ca(OH)2 +
Heat
หรือ 2C2S + 4H2O
+ 3Ca(OH)2
[100] [21]
[99]
[22]
C3S2H
่ั
2 .ปฏิก ิรย
ิ าไฮเดรชนของ
C3A
่ั
้
ปฏิก ิรย
ิ าไฮเดรชนของ
C3A เกิดขีนรวดเร็
ว
โดยจะแข็งตัวสู งสุดทันทีและปล่อยความ
ร ้อนออกมามาก
ดังสมการ
(CaO)3.Al2O2 + 6H2O
3CaO.Al2O2.H2O
หรือ C3A + 6H2O
3C3AH6
[100] [40]
[140]
่ั
2.ปฏิก ิรยิ าไฮเดรชนของ
C3A ต่อ
การแข็งตัวอย่างรวดเร็วของ Calcium
Aluminate Hydrate (CAH)
ทาให้เกิดปั ญหาในทางปฏิบต
ั ิ
้
 ขันตอนการผสมและการเทคอนกรี
ตต้อง
ใช้เวลา
 จึงจาเป็ นต้องหน่ วงปฏิก ิรย
ิ า C3A ด้วยการ
่ั
เติมยิปซม
้ั
ก่อให้เกิดชนของ
Ettringite บนผิวของ
อนุ ภาค C3A ดังสมการ
C3A + 3CaSO4.2H2O
่ั
2. ปฏิก ิรยิ าไฮเดรชนของ
C3A ต่อ
้ั Ettringite จะหน่ วงการก่อตัวของ
ชน
C3A ระยะเวลาหนึ่ ง
แล้ว C3A จึงจะทาปฏิก ิรย
ิ ากับน้ า แล้ว
่ อต ัว
ซีเมนต ์เพสต ์ถึงจะเริมก่
Structure of ettringite
่ั
3. ปฏิก ิรย
ิ าไฮเดรชนของ
C4AF
่ั
ปฏิก ิรย
ิ าไฮเดรชนของ
C4AF
่ กาลังด้านการเชือม
่
เกิดสารประกอบทีให้
ประสานน้อยมาก
่ั
แต่จะช่วยเร่งปฏิก ิรย
ิ าไฮเดรชนของ
C3S
และ C2S
(CaO)4.Al2O2.Fe2O3 + CaSO2.2H2O +
Ca(OH)2
3CaO(Al2O3.Fe2O3).3CaSO2
่
เวลาทีสารประกอบหลั
กทาปฏิก ิรย
ิ าไฮ
่ั
เดรชนสมบู
รณ์ 80 %
สารประกอบหลัก
ไตรแคลเซียมซิลเิ กต (C3S)
ไดแคลเซียมซิลเิ กต (C2S)
ไตรแคลเซียมอลู มเิ นต (C3A)
เตทตราแคลเซียมอลู มโิ นเฟอร ์
ไรท ์ (C4AF)
เวลา
(วัน)
10
100
6
50
ชนิ ดของ
ปู นซีเมนต ์ปอร ์ต
แลนด ์
ประเภทของปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์
ปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์
แบ่งเป็ น 5 ประเภท ดังนี ้

Type 1 (Ordinary Portland
Cement)
่
เหมำะสำหร ับงำนก่อสร ้ำงทัวไป
ใช ้กับงำน
คอนกรีตเสริมเหล็ก
เช่น ทำผิวถนน สะพำน ท่อระบำยนำ้ เป็ นต ้น
่ นด่ำง จึงไม่
ข ้อเสียคือ ไม่ทนต่อสำรทีเป็
่ ้องสัมผัสกับด่ำงจำกดินหรือ
เหมำะสมกับงำนทีต
นำ้ เช่น โรงงำนอุตสำหกรรมเคมี
ปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์ประเภทที่
หนึ่ง
 Type
2 (Modified Portland
Cement)
้
ผสมกับนำจะคำยควำมร
้อนออกมำน้อยกว่ำ
ประเภทธรรมดำ มีควำมต ้ำนทำนต่อสำรที่
เป็ นด่ำงได ้บ ้ำง เหมำะสำหร ับงำนโครงสร ้ำง
ขนำดใหญ่ เช่น ตอม่อขนำดใหญ่ สะพำนเทียบ
่
่ ก
เรือ เขือนหรื
อกำแพงกันดินในบริเวณทีถู
้ มเป็ นครงครำว
้ั
นำเค็
 Type
3 (High Early Strength
Portland Cement)
มีความละเอียดมากกว่า เป็ นผลทาให ้
แข็งตัวและรับแรง ได ้เร็วกว่าปูนซเี มนต์
ประเภททีห
่ นึง่ จึงนิยมนาไปใชกั้ บงาน
เร่งด่วนทีต
่ ้องแข่งกับเวลา หรือในกรณี ที่
ต ้องการถอดหรือรือ
้ แบบเร็วกว่าปกติ
ปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์
Type 3 (High Early Strength
Portland Cement)
 Type
4 (Low Heat Portland
Cement)
่ ้องกำรควบคุมทังปริ
้ มำณ และ
เหมำะกับงำนทีต
่ ดขึนให
้ ้น้อยทีสุ
่ ด กำรเกิด
อัตรำควำมร ้อนทีเกิ
่ สว่ นผสมของปูนซีเมนต ์
กำลังของคอนกรีตทีมี
้
ประเภทนี จะเป็
นไปอย่ำงช ้ำๆ จึงนิ ยมใช ้กับงำน
่
้ ำ้ ซึงถ
่ ้ำมีควำมร ้อน
ขนำดใหญ่ เช่น เขือนกั
นน
่ เนื่ องจำกจะทำให ้เกิด
อย่ำงร ้ำยแรงต่อตัวเขือน
กำรแตกหรือร ้ำวได ้
 Type
5 (Sulphate Resistance
Portland Cement)
่ นด่ำง
มีคณ
ุ สมบัตใิ นกำรต ้ำนทำนต่อสำรทีเป็
่
ได ้สูง จึงเหมำะทีจะใช
้กับงำนก่อสร ้ำงในบริเวณ
่ ้องสัมผัสกับด่ำง เช่น ในบริเวณทีดิ
่ นมีควำม
ทีต
้
เป็ นด่ำงสูง หรือนำทะเล
ระยะเวลำในกำรแข็งตัว
้
่
ของปูนซีเมนต ์ประเภทนี จะช
้ำกว่ำประเภทอืนๆ
Type Com
Cmt. position
I
C3S
%
55
C2S
%
19
NPC
II
%
10
7
2.8
2.9
1.0
11
2.9
2.5
1.0
(<15)
51
24
Mod.SR
III
C3A C4AF MgO SO3 Free
%
%
CaO
%
%
6
(<8)
57
19
10
7
3.0
3.1
1.3
28
49
4
12
1.8
1.9
0.8
9
1.9
1.8
0.8
HES
IV
Low
HH
V
SR
(<7)
38
43
4
(<5)
ปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์
ผสม
(Mix Portland Cement )
่ ตโดยการเติมสารบางชนิ ด
ปู นทีผลิ
ลงไปผสมก ับปอร ์ตแลนด ์ซีเมนต ์มาตรฐาน
1. ปู นซีเมนต ์ซิลก
ิ า้ (Silica Cement)
ผลิตโดยการบดปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์
ประเภทที่ 1
กับทรายหรือหินปู น ประมาณ 25 - 30 %
่ั
คุณสมบัตท
ิ วไปคื
อ แข็งต ัวช้า ไม่ยด
ื หรือหด
่ ว เหมาะ
ต ัวมาก ช่วยลดการแตกร ้าวทีผิ
่ ตอ
สาหร ับงานทีไม่
้ งการกาลังอ ัดสู งมาก
นัก งานก่ออิฐ และงานฉาบผิว เป็ นต้น
ปู นซีเมนต ์ปอร ์ตแลนด ์สาหร ับงาน
่
พิเศษอืนๆ
1.ปู นซีเมนต ์ขาว (White Portland
Cement)
่ เหล็กออกไซด ์ แมกนี เซียมออกไซด ์
ทีมี
่
และอ ัลคาไลตา
่ เป็ นดินเหนี ยวขาว (China
ดินเหนี ยวทีใช้
Clay)
1.ปู นซีเมนต ์ขาว (White Portland
Cement) ต่อ
้
ขันตอนการบดปู
นเม็ดต้องป้ องกันไม่ให้ม ี
่
การปนเปื ้ อนทีจะท
าให้สด
ี า
่ งดา
ปู นซีเมนต ์ขาวมีราคาแพงกว่าปู นซีเมนต ์
ประเภทที่ 1 เท่าต ัว
่ องการความ
เหมาะสาหร ับงานตกแต่งทีต้
สวยงาม เช่น งานหินขัด หินล้าง การปู
้ งานสุขภัณฑ ์ และงาน
กระเบือง
สถาปั ตยกรรม
2. ปู นซีเมนต ์สาหร ับบ่อน้ ามัน
้ ตขึนมาเพื
้
่
ปู นชนิ ดนี ผลิ
อใช้
สาหร ับงานขุด
เจาะบ่อน้ ามัน
มีคณ
ุ สมบัตท
ิ สามารถทนความร
ี่
้อนได้สูงถึง
170 oC
ก่อตัวช้ามาก สามารถคงความเหลว
่
พอทีจะท
างานได้ ~ 3 ชม.
้
หลังจากนันจะแข็
งต ัวโดยเร็ว
3. High Alumina Cement
(HAC)
 ทนต่อสารซ ัลเฟต
 แข็งต ัวเร็วมาก
่ ยมในงานเร่งด่วน
เป็ นทีนิ
้
เวลาสัน
 ผลิตจากการเผาหินปู นหรือหินชอล ์ค บ๊
อกไซท ์ (Bauxite)
เหล็กออกไซด ์ และ
้ าปู นเม็ดทีได้
่
ซิลก
ิ า ที่ 1600 oC จากนันน
ไปบดให้ละเอียดมาก
่
 ข้อเสียคือ เมือใช้
นานคอนกรีตจะสลายตัว
เป็ นโพรงและพรุน กาลังอ ัดและความทึบ
4. Magnesium Phosphate
Cement
้ คณ
ปู นชนิ ดนี มี
ุ สมบัตพ
ิ เิ ศษคือ
 แข็งต ัวและให้กาลังอ ัดสู งมากภายในเวลา
45 นาที
 เหมาะสาหร ับงานซ่อมต่างๆ โดย
เฉพาะงานซ่อมถนนในนครใหญ่ทมี
ี่
ปริมาณจราจรมาก
้ มก
 ปู นชนิ ดนี ไม่
ี ารผลิตในประเทศไทย สัง่
เข้ามาใช้งานจากต่างประเทศ
 ได้แก่ ปู นซีเมนต ์ SET 45
่
ค่าเฉลียประมาณของสารประกอบหลั
กในปู น
ประเภ
ทที่
่
ชือ
ปริมา
ณ
1
ปู นซีเมน
ต์
ธรรมดา
Max
Min
Mean
2
ปู นซีเมน
ต์
ดัดแปลง
Max
Min
Mean
3
ปู นซีเมน
ต ์แข็งตวั
เร็ว
Max
Min
Mean
4
ปู นซีเมน
ต ์ความ
่
ร ้อนตา
Max
Min
Mean
สัดส่วนของสารประกอบ
หลัก %
รวม
C3 S
C2S
C3 A
C4AF
67
42
49
31
8
25
14
5
12
12
6
8
94
55
37
46
39
19
29
8
4
6
16
6
12
93
70
34
56
38
0
15
17
7
12
10
6
8
91
44
21
30
57
34
46
7
3
5
18
6
13
94
คุณสมบัตท
ิ างกายภาพ
่ องตรวจสอบตามมาตรฐาน
ทีต้
มอก.
15
มอก. 15
่ อง
กาหนดคุณภาพของปู นซีเมนต ์ทีต้
ตรวจสอบ
่
่ ต
เพือประกันว่
าปู นซีเมนต ์ทีผลิ
ออกจาหน่ ายจะต้องได้มาตรฐาน มี
คุณภาพให้ความปลอดภัยแก่ผูบ
้ ริโภค
คุณสมบัตท
ิ ส
ี่ าค ัญบางประการ
่ องตรวจสอบมีด ังนี ้
ทีต้
1. ความละเอียดของซีเมนต ์
(Fineness of Cement)
่
้
 ปูนทีละเอี
ยดกว่ำจะทำปฏิก ิรยิ ำกับนำได
้เร็วกว่ำ
ทำให ้ก่อตัวเร็วและพัฒนำกำลังได ้เร็ว
่
 ปูนทีละเอี
ยดยังช่วยลดกำรคำยนำ้ (bleeding)
ไม่กอ
่ ให ้เกิดควำมเสียหำยต่อผิวหน้ำคอนกรีต
้ ปูนเสือม
่
 ข ้อเสีย ต ้นทุนกำรบดปูนจะสูงขึน
้
คุณภำพเร็วกว่ำ อำยุกำรเก็บร ักษำสันลง
และ
ทำให ้ปฏิก ิรยิ ำ Alkali - Reactive Aggregate รุนแรง
ขึน้
หน่ วยวัดความละเอียด
พท.ผิวของเม็ดปู นต่อหน่ วย
ของมวลปู น
้ ผิ
่ ว
เช่น ตร.ซม./กร ัม คือพืนที
จาเพาะ
(specific
surface)
มาตรฐานตรวจสอบความ
ละเอียด 2 วิธ ี
่
ก. เครืองวัดความขุ
่นแวกเนอร ์ (Wagner
Turbidimeter)
่ องผ่ำนสำรแขวนลอย
วัดควำมเข ้มของแสงทีส่
ด ้วย Photocell
่ ้ไปคำนวณกำรกระจำยขนำดเม็ดและ
นำค่ำทีได
Specific Surface
่ อนี แม้
้ จะไม่ใช่คำ่ พืนที
้ ผิ
่ ว
ค่ำทีวั่ ดได ้จำกเครืองมื
่ ้จริงของปูน แต่ก็สำมำรถ
จำเพำะทีแท
เปรียบเทียบควำมละเอียดของปูนแต่ละ
ตัวอย่ำงได ้ดี
่
ข. เครืองหาความซึ
มอากาศเบลน
(Blaine Air-Permeability
Apparatus)
่ นอนด ้วยควำมดันที่
อัดอำกำศปริมำณทีแน่
้ั วอย่ำงปูนทีทรำบค่
่
กำหนดให ้ไหลผ่ำนชนตั
ำ
ควำมหนำแน่ นและควำมพรุน
่
จับเวลำทีอำกำศไหลผ่
ำน นำมำคำนวณค่ำ
้ ผิ
่ วจำเพำะ
พืนที
้ ผิ
่ วจำเพำะ Sw
พืนที
= K  t ตร.ม./กิโลกร ัม
K = ค่ำคงที่
t = เวลำ
้ ยงั ไม่ใช ้ค่ำทีแท
่ ้จริงของพืนที
้ ผิ
่ ว
ค่ำทีวั่ ดได ้โดยวิธน
ี ี ก็
ของปูนซีเมนต ์
2. ความอยู ่ตวั (Soundness)
่ เมนต ์เพสต ์ไม่
Soundness หมำยถึงกำรทีซี
่
่ อตัว
เปลียนแปลงปริ
มำตรมำกนักหลังจำกทีก่
หรือแข็งตัวแล ้ว
สาเหตุการขยายตัวของซีเมนต ์เพสต ์
เกิดจำกกำรมี Free Lime หรือ แมกนี เซีย
(Magnesia, MgO) ในปูนซีเมนต ์มำกเกินไป
่ มนำลงไปผสมกั
้
เมือเติ
บปูนซีเมนต ์ ปูนขำวอิสระ
้ ้ำมำก และ
หรือแมกนี เซีย จะทำปฏิก ิรยิ ำกับนำช
่ เมนต ์เพสต ์แข็งตัวไปแล ้ว
จะขยำยตัวหลังจำกทีซี
ทำให ้คอนกรีตเกิดกำรแตกร ้ำวได ้

การทดสอบความอยู ่ต ัวของ
ปู นซีเมนต ์
ตามมาตรฐาน ASTM C 151
่ ำจำกปูนซีเมนต ์ผสมกับ
หล่อตัวอย่ำงซึงท
้ ควำม
่
ปริมำณนำที
ข ้นเหลวปกติ
(Normal Consistency) ขนำดหน้ำตัด
จัตรุ ัส 1”x 1” และควำมยำวประสิทธิผล
้ ้ในอำกำศ 24 ชม.
10” ทิงไว
้ Autoclave ควำมดัน
นำเข ้ำเตำอบไอนำ
295 psi
อุณหภูมิ 420 oF 3 ชม.
วัดและเปรียบเทียบควำมยำวของแท่ง
ตัวอย่ำงทีวั่ ดไว ้ก่อนทดสอบ
ถ ้ำตัวอย่ำงขยำยตัว < 0.8 % แสดงว่ำ
่
ตัวอย่ำงทีทดสอบมี
ควำมอยู่ตวั
3.ระยะเวลาก่อต ัว (Setting Time)
้ นซีเมนต ์เพสต ์จะอยู่ในสภำพ
ปูนผสมกับนำเป็
เหลวช่วงแรก
่ อตัว กำรไหลของ
เวลำผ่ำนไปซีเมนต ์เพสต ์จะเริมก่
เพสต ์หยุดลง
้ ยกว่ำ ระยะเวลำก่อตัวเบืองต
้
ช่วงนี เรี
้น (Initial
Setting Time)
่
้ เริม่
เวลำผ่ำนไปซีเมนต ์เพสต ์จะเริมแข็
งตัว ตังแต่
่
ผสมจนเริมแข็
งตัวเรียกว่ำ ระยะเวลำก่อตัวสุดท ้ำย
(Final Setting Time)
่ เร็ว
ปูนซีเมนต ์ยังต ้องมีระยะเวลำก่อตัวทีไม่
่ ้มีเวลำกำรทำงำน เช่น กำรผสม
เกินไป เพือให
การทดสอบระยะเวลาก่อตัวของซีเมนต ์
เพสต ์ มี 2 วิธ ี
ก. การทดลองแบบไวแคต (Vicat Test)
ข. การทดลองแบบกิลล ์มอร ์ (Gillmore
Test)
่ ผลต่อระยะเวลาการก่อ
ปั จจัยสาคัญทีมี
ตัวของซีเมนต ์เพสต ์
1.
2.
่ ในการผสมปู นซีเมนต ์
ปริมาณน้ าทีใช้
อุณหภู มห
ิ อ
้ งทดลอง
้
Penetration mm
ตัวอย่างกราฟการหา Initial Setting Time
40
102.5 min
30
20
10
0
45
60
75
90
105
Elapsed Time , min.
120
135
ความข้นเหลวปกติ (Normal
Consistency)
 ก่อนทดลองหา
Setting Time จาเป็ นต้อง
่
หาปริมาณน้ าทีเหมาะสมส
าหร ับใช้ผสม
กับปู นซีเมนต ์
่
 ASTM C 187 ใช้เครืองมื
อทดลองแบบ
Vicat
 กาหนดอุณหภู มใ
ิ นห้องทดลอง 20๐C 27.5๐C
้ มพัทธ ์ของอากาศไม่น้อยกว่า
 ความชืนสั
50
%
้
่
่
 ปริมาณน้ าทีความข้
นเหลวปกตินี้
 กาหนดให้เข็มไวแคตมาตรฐาน
(Plunger)
 จมลงในซีเมนต ์เพสต ์ 10 มม. ในเวลา 30
วินาที
 ในการทดลอง ให้ผสมปู นซีเมนต ์กับน้ าที่
ปริมาณต่างๆ
 วัดว่าเข็มไวแคตมาตรฐานจมลงในซีเมนต ์
เพสต ์เท่าไหร่
่ ด
 แล้วนามาพล็อตกราฟหาปริมาณน้ าทีจุ
Penetration mm
ตัวอย่างกราฟการหาความข้นเหล
20
15
10
26.1%
5
0
24
25
26
27
W/C %
28
29
30
4. กาลังอด
ั ของมอร ์ตาร ์
(Compressive Strength of Mortar)
การทดสอบกาลังอ ัดของปู นซีเมนต ์ ตาม
มาตรฐาน ASTM C 109
ผสมมอร ์ตาร ์ ซงประกอบด้
ึ่
วยปู นซีเมนต ์ 1
ส่วนโดยน้ าหนัก
กับทรายมาตรฐานอ๊อตตาวา (Ottawa
Sand) 2.75 ส่วน
Water Cement Ratio 0.485
นาไปหล่อเป็ นแท่งต ัวอย่างทรงลู กบาศก ์
ขนาด 2” x 2” x 2”
ความร ้อนจากปฏิก ิรย
ิ าไฮ
่ ั (Heat of Hydration)
เดรชน
่
สารประกอบหลักของปู นซีเมนต ์ เมือ
้
ทาปฏิก ิรย
ิ ากับน้ าเกิดความร ้อนขึน
่
่งของความร ้อนทังหมดจะถู
้
ครึงหนึ
ก
ปลดปล่อยออกมาระหว่าง 1 ถึง 3 วัน
ประมาณ 75 % ในเวลา 7 วัน และ
ประมาณ 90%ในเวลา 6 เดือน
สารประกอบหลักแต่ละตัวจะ
ปลดปล่อยความร ้อนออกมาไม่เท่ากัน
การลดปริมาณความร ้อนจาก
่ั
ปฏิก ิรย
ิ าไฮเดรชน
สามารถทาได้โดย
1.
2.
3.
4.
่
ใช้ปูนซีเมนต ์ความร ้อนตา
ใช้น้ าเย็นในการผสมคอนกรีต
ใช้ระบบหล่อเย็นฝั งอยู ่ภายในคอนกรีต
่
เพือระบายความร
้อนข้างในออกมา
่
ใช้สารหน่ วงปฏิก ิรย
ิ า ซึงจะท
าให้ความ
ร ้อนจากปฏิก ิรย
ิ าออกมาช้าลง
จบบทที่ 2
นาเสนอโดย
นำย วนัส เถินหิต
5210110521