การวิเคราะห์และทดสอบดินเลนจากบ่อดักตะกอนของเหมืองแม่เมาะเพื่อผลิตปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ปอซโซลาน Analysis and Testing of Muddy Soil from the Sediment Pond of The Mae Moh Mine for Portland Pozzolan Cement Production

Abstract

ดินเลนในบ่อดักตะกอนของเหมืองแม่เมาะถูกนำมาทดสอบและผลิตปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ปอซโซลาน จากการวิเคราะห์ด้วยเอกซเรย์ดิฟแฟรกชัน (XRD) พบว่า ดินเลนมีแร่เคโอลิไนต์เป็นส่วนประกอบ เมื่อทดลองเผาตัวอย่างดินเลนที่อุณหภูมิในช่วง 700-900 ^oC เป็นเวลา 3 ชั่วโมง และนำดินเลนเผามาผสมกับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดาในอัตราส่วนร้อยละ 0,10 และ 20 โดยน้ำหนัก แล้วบ่มในน้ำปูนใสเป็นเวลา 3, 7 และ 28 วัน ตามลำดับ ผลการวิเคราะห์ XRD ของตัวอย่างจากกระบวนการพบเฟสของสารปอซโซลานิคในรูปของ Tobermorite (Ca₅(Si₆O₁₆)(OH)₂.4H₂O) และ Foshagite (Ca₄(Si₃O₉)(OH)₂) หรือโครงสร้าง (CSH) จากนั้น นำดินเลนเผาที่ 100 และ 700-900 ^oC ผสมกับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดา โดยผสมดินเลนเผาร้อยละ 0, 10 และ 20 โดยน้ำหนัก และทรายละเอียดในสัดส่วนตามมาตรฐานการขึ้นรูปเป็นมอร์ต้าร์ในแบบพิมพ์ทองเหลือง ขนาด 5 x 5 x 5 ซม. จากนั้นบ่มในน้ำปูนใสเป็นเวลา 3, 7 และ 28 วัน ตามลำดับ ทำการทดสอบสมบัติของปูนซีเมนต์ปอซโซลานตามมาตรฐาน มอก.849 พบว่า ตัวอย่างที่มีการผสมดินเลนเผาในช่วง 700-900 ^oC ผสมร้อยละ 10 โดยน้ำหนัก มีกำลังอัดที่เป็นไปตามมาตรฐาน ตัวอย่างที่ผ่านการเผา 800 ^oC ผสมร้อยละ10 โดยน้ำหนักบ่ม 28 วัน มีกำลังอัดที่สูงที่สุด จากการศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าดินเลนจากบ่อดักตะกอนในเหมืองแม่เมาะมีความเป็นไปได้ที่จะนำมาผลิตปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ปอซโซลาน

The clayed soil from the sediment-trapping sump of the Mae Moh mine was examined to produce Portland pozzolan cement. The X-ray diffusion (XRD) analysis showed that the clayed soil consisted of kaolinite. After heat-treated at temperatures in the range of 700-900 ^oC for 3 h, the clayed soil samples were mixed with ordinary Portland cement at the ratio of 0, 10 and 20 wt.%, and then cured in lime water for 3, 7 and 28 days, respectively. XRD results of the cement samples from the process revealed pozzolanic phases as Tobermorite (Ca₅(Si₆O₁₆)(OH)₂.4H₂O) and Foshagite (Ca₄(Si₃O₉)(OH)₂) or CSH structure. Consequently, the 100 and 700-900 ^oC of heat-treated clayed soils were mixed with ordinary Portland cement and sand to form the mortar in the proportions of 0, 10 and 20 wt.% according to the mortar forming standard. The mortar sample was formed in a brass mold of size 5 x 5 x 5 cm., then cured in lime water for 3, 7 and 28 days respectively. The properties of the samples were tested according to the TIS 849 standard. The results showed that the samples with 10 wt.% of 700 - 900 ^oC heat-treated clayed soils achieved compressive strength according to standard. The samples with 10 wt.% of 800 ^oC heat-treated clayed soil after being cured for 28 days have maximum compressive strength. This study shows the potential of clayed soil from the sediment-trapping sump of the Mae Moh mine for use in Portland pozzolan cement production.

Keywords: ดินเลน; ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ปอซโซลาน; กำลังรับแรงอัด; Clayed soil; Portland pozzolan cement; compressive strength