อิฐมวลเบาจากซีเมนต์ ผงคาร์บอนจากแกลบและขุยมะพร้าว

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ภัทรานิษฐ์ จีนหลักร้อย, ณัฐวรา สังเกตุุ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

เพื่อนจิต สิงห์เผ่น

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนเฉลิมขวัญสตรี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ปัญหาโลกร้อนได้ทวีความรุนแรงเพิ่มมากขึ้นและมีแนวโน้มที่อุณหภูมิของโลกจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งส่งผลกระทบต่อชีวิตความเป็นอยู่ของมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอย่างไม่อาจหลีกเลี่ยงได้ความร้อนในบ้านส่วนใหญ่มาจากหลังคาและผนังบ้าน โครงงานนี้ได้ใช้แกลบและขุยมะพร้าว มาปรับเปลี่ยนโครงสร้างทางกายภาพและทางเคมี เพื่อเป็นวัสดุเชิงประกอบเชิงนาโนเพื่อการดูดซับและกันความร้อน โดยที่แกลบและขุยมะพร้าวจะมีการแปรรูปเป็นผงคาร์บอนโดยการอบให้แห้งที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส นำไปผ่านกระบวนการคาร์บอไนซ์ โดยเผาแบบอับอากาศ ที่อุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 12 ชั่วโมง ผงคาร์บอนที่ได้จะถูกเติมลงในวัสดุหลัก คือ ซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ประเภท 1 ในอัตราส่วนระหว่าง ซีเมนต์ : ผงคาร์บอนแกลบ :ผงคาร์บอนขุยมะพร้าว 150:00:00, 140:05:05, 130:15:05, 120:20:10และ 110:30:10 และทำการขึ้นรูปทรงลูกบาศ์ก ขนาด 5x5x5 เซนติเมตร อิฐที่ผลิตขึ้นและบ่มเป็นเวลา 28 วัน จะถูกนำไปทดสอบหาค่าความแข็งแรงต่อการอัด การดูดซึมน้ำ การหดตัวเชิงปริมาตรรวม การถ่ายเทความร้อน และการกั้นเสียง

ผลการทดลองพบว่า ค่าหน่วยน้ำหนักแห้งมีแนวโน้มลดลงตามปริมาณการแทนที่ของอนุภาคคาร์บอนแกลบและขุยมะพร้าวมีค่าเท่ากับ 212.2 kg/m3 ที่อายุ 28 วัน ค่าความแข็งแรงต่อการอัด มีความสัมพันธ์กับปริมาณซีเมนต์ที่เพิ่มขึ้น โดยค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 8.6-24.4 kg/cm2 การดูดซึมน้ำ อยู่ในช่วงร้อยละ 3.95 – 11.54 การหดตัวเชิงเส้น มีอัตราการหดตัวมากที่สุด ร้อยละ 3.40 ค่าการถ่ายเทความร้อนแปรผันตามสัดส่วนของผงคาร์บอนที่เพิ่มขึ้น มีอิทธิพลต่อการกันความร้อนของวัสดุที่เพิ่มขึ้น โดยอิฐมวลเบาซีเมนต์ : ผงคาร์บอนแกลบ :ผงคาร์บอนขุยมะพร้าว 110 : 30 :10 มีค่าการถ่ายเทความร้อนเท่ากกับ 13.16 w/m ซึ่งแสดงว่าเป็นอิฐที่เป็นฉนวนความร้อนที่ดี ผลการกั้นเสียง ซีเมนต์ชุดควบคุมมีเปอร์เซ็นต์ที่การดูดซับเสียงในปริมาณต่ำ สำหรับซีเมนต์ที่ถูกผลิตขึ้นร่วมกับวัสดุร่วม พบว่า มีเปอร์เซ็นต์การดูดซับเสียงมากกว่าวัสดุที่ไม่เติมผงคาร์บอน

จากผลการศึกษาการผลิตอิฐซีเมนต์ร่วมกับวัสดุผสมที่เป็นผงคาร์บอนจากของเหลือทิ้งทางการเกษตร ทำให้ทราบถึงคุณลักษณะที่เป็นจุดเด่นรวมถึงจุดด้อยของวัสดุข้างต้น ดังนั้นในการเลือกใช้งานจึงควรมีการพิจารณาการคัดเลือก เช่น ก้อนซีเมนต์ที่มีผงคาร์บอนร่วมจะช่วยในเรื่องลดน้ำหนักของโครงสร้าง เนื่องจากมีความหนาแน่นที่ต่ำ แต่ก็ไม่เหมาะสมกับโครงสร้างที่ต้องการความแข็งแรงสูง เช่น พื้นถนน นอกจากนี้การเพิ่มขึ้นของผงคาร์บอนอาจพบกับปัญหาการดูดซึมน้ำที่มากขึ้นเนื่องจากเนื้อวัสดุมีความพรุนสูง แต่ก็เหมาะสมสำหรับก่อกำแพงที่ช่วยในการป้องกันเสียง และช่วยลดความร้อนแก่โครงสร้างภายในมากกว่าการใช้ซีเมนต์เพียงอย่างเดียว