การปรับปรุงวัสดุชั้นรองพื้นทางที่ต่ำกว่ามาตรฐานโดยการใช้ปอร์ตแลนด์ซีเมนต์ และยิปซัมเอฟจีด

Abstract

ในการก่อสร้างทางที่ไม่สามารถหาแหล่งวัสดุที่ได้มาตรฐานในพื้นที่ก่อสร้างได้ในระยะใกลันั้นก่อให้เกิดอุปสรรคทั้งในด้านเวลา และค่าใช้จ่ายในการขนส่ง บทความนี้นำเสนอการปรับปรุงสมบัติของดินวัสดุชั้นรองพื้นทางที่มีค่าต่ำกว่ามาตรฐานที่กรมทางหลวงกำหนดไว้โดยใช้ปอร์ตแลนด์ซีเมนต์และยิปซัมเอฟจีดีซึ่งเป็นขยะเหลือทิ้งจาก กระบวนการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหิน ในอัตราส่วนผสมที่ต่างกัน 3 กลุ่ม คือ ปอร์ตแลนด์ซีเมนต์ร้อยละ 1, 2 และ 3 ของ น้ำหนักดินแห้ง ซึ่งแต่ละกลุ่มทำการเพิ่มยิปซัมเอฟจีดีที่อัตราส่วนร้อยละ 0, 1, 3 และ 5 ของน้ำหนักดินแห้งตามลำดับ การทดสอบเริ่มจาก การทดสอบหากำลังรับแรงอัดแกนเดียวที่อายุการบ่ม 3, 7 และ28 วัน ของทุกสัดส่วนผสมที่มีความชื้น ที่เหมาะสม (Optimum Moisture Content) จากนั้นทำการทดสอบหาค่าซี.บี.อาร์. ของอัตราส่วนผสมที่มีกำลังรับแรงอัดแกนเดียวสูงที่สุดของแต่ละกลุ่มรวมถึงค่าการบวมตัวและตรวจสอบสมบัติทางเคมีของตัวอย่างดินด้วยวิธีการศึกษา โครงสร้างทางจุลภาค (SEM) และตรวจสอบหาองค์ประกอบของแร่ (EDS) จากการศึกษาพบว่า ตัวอย่างที่มีอัตรา ส่วนผสมปอร์ตแลนด์ซีเมนต์ร้อยละ 2 กับยิปซัม เอฟจีดีร้อยละ 5 ที่อายุการบ่ม 28 วัน มีค่ากำลังรับแรงอัดแกนเดียวสูงสุดเท่ากับ 41 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร ซึ่งกำลังอัดเพิ่มขึ้น 3.36 เท่า เมื่อเทียบกับดินลูกรังก่อนปรับปรุง และมีค่าซี.บี. อาร์. แบบแห้งร้อยละ 107 ซึ่งเพิ่มขึ้น 1.74 เท่า เมื่อเทียบกับดินลูกรังก่อนปรับปรุง กล่าวคือกำลังรับแรงอัดแกนเดียว และเปอร์เซ็นต์ซี.บี.อาร์. ของตัวอย่างมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มปริมาณปอร์ตแลนด์ซีเมนต์และยิปซัมเอฟจีดีเมื่อตรวจสอบ โครงสร้างทางจุลภาคของตั่อย่างดิน (SEM) พบผลึกลักษณะเป็นแท่งเดี่ยวคล้ายเข็มเกาะกลุ่มกันแทรกอยู่ระหว่างช่องว่างในเม็ดดิน และเมื่อตรวจสอบหาองค์ประกอบของแร่ (EDS) พบว่ามีองค์ประกอบหลักคือ Ca, Al และ S ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของสาร ettringite (6CaO·Al2O3(SO4)3·32H2O) ซึ่งมีผลทำให้กำลังอัดของตัวอย่างทดสอบเพิ่มขึ้น จากผลการทดสอบพบว่าสมบัติของดินทางวิศวกรรม หลังจากการปรับปรุงด้วยปอร์ตแลนด์ซีเมนต์และยิปซัมเอฟจีดีมีค่าผ่านเกณฑ์มาตรฐานที่กรมทางหลวงได้กำหนดไว้สำหรับดินชั้นรองพื้นทาง