โครงงานการพัฒนาความแข็งแรงปูนฉาบซ่อมแซมตัวเองแบบดูดซับคาร์บอนโดยใช้แบคทีเรียบาซิลลัสเมกาเทอเรียมและเถ้าลอย
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ธมน ศิริไกร, ธนธัช ลีพิทักษ์รัตน์, ธวัลรัตน์ ขวัญตน
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
อาจรีย์ ธิราช
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ในปัจจุบันปูนฉาบเป็นหนึ่งในองค์ประกอบสำคัญของการก่อสร้าง ซึ่งปูนฉาบที่ใช้ในสิ่งก่อสร้างนั้นเมื่อเจอสภาพแวดล้อมที่สุดขีด เช่น อุณหภูมิที่สูงจัด ร้อนจัด ความชื้นจากน้ำฝน หรือแรงกระแทกจากการใช้งานอาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวบนผิวของโครงสร้างได้ ซึ่งรอยแตกร้าวเหล่านี้ทำให้โครงสร้างนั้นรับน้ำหนักได้น้อยลง อาจก่อเกิดความเสียหายของโครงสร้างบริเวณนั้นได้ และเสียเวลารวมทั้งงบประมาณในการซ่อมแซม ดังนั้นการสร้างปูนฉาบที่สามารถซ่อมแซมตัวเองอาจจะช่วยลดปัญหาเหล่านี้ โดยปูนฉาบซ่อมแซมตัวเองใช้กระบวนการที่ให้แบคทีเรียสร้างสารอนินทรีย์ขึ้น (Biomineralization) โดยโครงงานนี้ใช้แบคทีเรีย Bacillus megaterium ในการสร้างหินปูนโดยมีแคลเซียมแลคเตต (C6H10CaO6) เป็นสารตั้งต้น ทั้งนี้จากการศึกษาพบว่าเถ้าลอยเป็นองค์ประกอบที่ทำให้ปูนมีความแข็งแรงมากขึ้นซึ่งเป็นวัสดุเหลือทิ้งจากการเผาไหม้ของถ่านหิน และ ไม่ได้ถูกนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์ ดังนั้นโครงงานนี้จึงต้องการศึกษาปริมาณอัตราส่วนของเถ้าลอยในปูนฉาบซ่อมแซมตัวเองเพื่อให้ได้อัตราส่วนของปูนฉาบซ่อมแซมตัวเองที่มีความแข็งแรงมากที่สุด โดยโครงงานนี้ได้ทำการสร้างปูนฉาบซ่อมแซมตัวเองที่มีแบคทีเรีย และทดสอบการซ่อมแซมตัวเองของปูนฉาบโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบสเตอริโอ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด และ วิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีด้วยสเปกโทรเมตรีรังสีเอกซ์แบบกระจายพลังงาน อีกทั้งทดสอบความแข็งแรงของปูนฉาบซ่อมแซมตัวที่มีความเข้มข้นของเถ้าลอยที่ต่างกันโดยใช้เครื่องทดสอบแรงอัดคอนกรีต ผลการทดลองพบว่าปูนฉาบทั้งแบบที่มีแบคทีเรียและไม่มีแบคทีเรียมีการซ่อมแซมตัวเองโดยการสร้างแคลเซียมคาร์บอเนตซึ่งได้จากการวิเคราะห์รูปร่างผลึกและธาตุองค์ประกอบโดยการใช้เครื่องScanning electron microscopy (SEM) ในการดูรูปร่างของผงผลึก และส่อง Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) ในการวิเคราะห์ธาตุองค์ประกอบที่อยู่บนผลึกนั้น แต่ยังไม่สามารถสรุปได้ว่าปูนฉาบซ่อมแซมตัวเองที่มีความเข้มข้นของเถ้าลอยที่ต่างกันมีผลต่อความแข็งแรงของปูนฉาบ เนื่องจาก สภาพการสมานของมอตาร์ที่ไม่สมบูรณ์ และข้อจำกัดของเครื่อง compression test machine ดังนั้นในอนาคตมีการวางแผนทดสอบและศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวความเข้มข้นของเถ้าลอยที่มีผลต่อความแข็งแรงของมอตาร์ และเถ้าลอยที่ต่างชนิดกัน เพื่อนำไปประยุกต์ใช้กับเถ้าลอยที่ได้จากการเกษตรในชุมชนที่ไม่ได้ถูกนำไปใช้ประโยชน์ในปัจจุบัน