การพัฒนาวัสดุมุงหลังคาโดยซิลิกาที่มีรูพรุนจากเถ้าชานอ้อย

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

อังคฉัตร โพธิ์ทอง, กรกุลนัฏฐ์ คิดรัมย์, ศุภาพิชญ์ ธรรมกิตติพันธ์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

วัชราภรณ์ แสนนา

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย บุรีรัมย์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2560

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ในการศึกษาการพัฒนาวัสดุมุงหลังคาโดยเมโซพอรัสซิลิกาจากเถ้าแกลบ ผู้ศึกษาได้ทำการสกัดซิลิกาจากเถ้าแกลบด้วยวิธีการรีฟลักซ์ และตรวจสอบองค์ประกอบของซิลิกาด้วยเครื่อง Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) พบว่าสเปกตรัมของซิลิกาที่สกัดได้จากเถ้าแกลบแสดงหมู่ฟังก์ชันของ Si-O-Si, Si-OH, Si-H และ OH เช่นเดียวกันกับซิลิกาตามมาตรฐานซึ่งจากการสังเคราะห์ซิลิกาจากแกลบ 50 กรัมได้ปริมาณซิลิกาเฉลี่ย 44.96 กรัม จากนั้นนำซิลิกาที่สกัดได้จากเถ้าแกลบไปสังเคราะห์เป็นเมโซพอรัสซิลิกาซึ่งเป็นซิลิกาที่มีรูพรุนโดยนำซิลิกาที่ได้ไปผสมกับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) และนำไปผสมกับสารละลายระหว่างโซเดียมไฮดรอกไซด์และCTAB จากนั้นปรับ pH ให้เป็น 10 ด้วยกรดไฮโดรคลอริก ปั่นกวนด้วยแท่งกวนแม่เหล็กทิ้งไว้เป็นเวลา 48 ชั่วโมง จากนั้นนำมากรองและล้างด้วยน้ำกลั่น อบให้แห้งเป็นเวลา 3 ชั่วโมงและนำไปเผาให้เป็นผงที่อุณหภูมิ 550 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 5 ชั่วโมง ตรวจสอบขนาดรูพรุนของเมโซพอรัสซิลิกาด้วยเครื่อง Surface area and porosity analyzer (BET) พบว่าเมโซพอรัสซิลิกาที่ได้มีรูพรุนขนาดของรูพรุนอยู่ที่ 13.67770 nm จากนั้นจึงผสมกับปูนซีเมนต์เพื่อผลิตวัสดุมุงหลังคา โดยผสมปูนพอร์ตแลน ทราย และน้ำในอัตราส่วน 1:2:0.7 แบ่งเป็น 4 ชุดการทดลอง คือ ชุดควบคุมไม่ผสมเมโพอรัสซิลิกา, ชุดการทดลองที่ 1 ผสมเมโซพอรัสซิลิกา 0.1244% ชุดการทดลองที่ 2 ผสมเมโซพอรัสซิลิกา 0.2486% และชุดการทดลองที่ 3 ผสมเมโซพอรัสซิลิกา 0.4975 % นำไปทดสอบค่าการนำความร้อนด้วยเครื่อง Hot Disk Thermal Constant Analyzer พบว่า ชิ้นทดสอบที่มีค่าความต้านทานความร้อนสูงที่สุด ได้แก่ ชุดการทดลองที่ 3 รองลงมาคือชุดทดลองที่ 2 1 และ ชุดควบคุม ซึ่งมีค่าเท่ากับ 0.0434±0.0001c, 0.0420±0.0001b , 0.0351±0.0001a และ 0.0330±0.0002d ตามลำดับ การทดสอบค่าการดูดซึมน้ำ พบว่าชุดควบคุมมีค่าการดูซึมน้ำต่ำสุด เท่ากับ 8.62±0.84a และชุดที่ 3 มีค่ามากที่สุดเท่ากับ 9.58±0.08a และมีการทดสอบการทนแรงกดตามขวาง โดยเครื่อง Universal Testing Machine พบว่าทุกชุดการทดลองมีค่ากำลังอัดที่ใกล้เคียงกัน จากผลการทดสอบการทดสอบประสิทธิภาพของวัสดุมุงหลังคา พบว่า การใส่เมโซพอรัสซิลิกาเข้าไปในวัสดุมุงหลังคาสามารถทำให้วัสดุมุงหลังคามีค่าความตานทานความร้อนที่เพิ่มขึ้น แต่ค่าการดูดซึมน้ำเพิ่มขึ้น และการทนต่อแรงกดตามขวางเท่าเดิม โดยค่าการดูดซึมน้ำที่เพิ่มขึ้น นั้นยังคงอยู่ในเกณฑ์คุณสมบัติวัสดุมุงหลังคาซีเมนต์ของมอก. (อ้างอิง มอก. 535-2540)