การประมาณประสิทธิภาพของปูนซีเมนต์ไฮดรอลิกในการพัฒนากำลังและความแข็งแกร่งของดินทรายสำหรับการปรับปรุงคุณภาพดิน

ปุณณวิช รุ่งเรือง; วรพจน์ เพชรเกตุ; ศุภสิทธิ พงศ์ศิวะสถิตย์; สุธี ปิยะพิพัฒน์; อติเทพ ศรีคงศรี

ผู้แต่ง

ปุณณวิช รุ่งเรือง นักศึกษาปริญญาโท, สาชาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี ราชมงคลธัญบุรี 39 ม.1 ถ.รังสิต-นครนายก ต.คลองหก อ.คลองหก จ.ปทุมธานี 12110
วรพจน์ เพชรเกตุ นักศึกษาปริญญาเอก, สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี ราชมงคลธัญบุรี 39 ม.1 ถ.รังสิต-นครนายก ต.คลองหก อ.คลองหก จ.ปทุมธานี 12110
ศุภสิทธิ พงศ์ศิวะสถิตย์ อาจารย์, สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี 39 ม.1 ถ.รังสิต-นครนายก ต.คลองหก อ.คลองหก จ.ปทุมธานี 12110
สุธี ปิยะพิพัฒน์ อาจารย์, สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี 39 ม.1 ถ.รังสิต-นครนายก ต.คลองหก อ.คลองหก จ.ปทุมธานี 12110
อติเทพ ศรีคงศรี อาจารย์, สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษมบัณฑิต 60 ถ. ร่มเกล้า เขตมีนบุรี กรุงเทพมหานคร 10510

คำสำคัญ:

Ground Improvement, Hydraulic cement, Unconfined compressive strength, Secant Modulus, Scanning Electron Microscope analysis

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาประสิทธิภาพของปูนซีเมนต์ไฮดรอลิกในการปรับปรุงสมบัติความแข็งแกร่งของดินทรายได้แก่ ค่ากำลังกดอัดแกนเดียว (q_u) และค่ามอดุลัสซีแคนท์ (E₅₀) ของผลทดสอบความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียดจากการทดสอบแรงกดอัดแกนเดียว ตัวอย่างดินทดสอบนำมาจากสถานที่ก่อสร้างอาคารสูบน้ำดิบวัดราษฎร์จำนงค์ จังหวัดหนองคาย ดินทดสอบถูกผสมกับปูน HC ที่ร้อยละ 10, 15, 20, 25 และ 30 ของน้ำหนักดินแห้ง ทำการบ่มตัวอย่างดินผสมที่ 3, 7, 14 และ 28 วัน โดยใช้อัตราส่วนน้ำต่อปริมาณซีเมนต์เท่ากับ 1:1 ในการประเมินปูน HC เพื่อเป็นสารผสมเพิ่มที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในงานปรับปรุงคุณภาพดินจะนำผลทดสอบที่ได้มาเปรียบเทียบกับผลทดสอบของปูนปอร์ตแลนต์ซีเมนต์ชนิดที่ 1 (OPC) ภายใต้ปริมาณซีเมนต์และอายุการบ่มเดียวกัน ผลการทดสอบพบว่า การเพิ่มขึ้นของปริมาณปูนซีเมนต์และอายุการบ่มทำให้ค่า q_u และ E₅₀ เพิ่มขึ้นเป็นไปในทางเดียวกันของปูนทั้ง 2 ชนิด แต่อย่างไรก็ดีพบว่าผลทดสอบของดินผสมปูน HC มีค่าน้อยกว่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับดินผสมปูน OPC เนื่องจากองค์ประกอบของออกไซด์ที่แตกต่างกัน ผลการวิเคราะห์ผลทดสอบด้วยโครงสร้างทางจุลภาค แสดงถึงการพัฒนาแท่งเอททริงไกต์ที่เกิดจากปฏิกิริยาไฮเดรชันของดินที่ผสมปูนซีเมนต์ทั้ง 2 ชนิดมีลักษณะที่คล้ายคลึงกันมาก นอกจากนี้ยังพบว่าความสัมพันธ์แบบกราฟเส้นตรงระหว่างค่า q_u และ E₅₀ ของปูนทั้งสองชนิดแทบไม่แตกต่างกัน หากนำข้อมูลทั้งหมดมาหาความสัมพันธ์ระหว่างค่า q_u และ E₅₀ สามารถเขียนเป็นสมการได้แก่ E₅₀ = 78.165q_u ดังนั้นปูน HC สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในงานปรับปรุงคุณภาพดินอย่างยั่งยืนโดยเฉพาะกับเทคนิคการผสมลึก ทดแทนการใช้ปูน OPC เนื่องจากปูนชนิดนี้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

References

Ministry of Transport. Technical standards for port and harbour facilities. London, UK: Ministry of Transpot; 1989.

Ministry of Transport. Technical standards for port and harbour facilities. Tokyo, Japan: The Overseas Coastal Area Development Institue of Japan; 1999.

Public Works Research Institute. Manual of ALicc method for ground improvement. Tsukuba, Japan: Public Works Research Institute; 2007.

The Ports and Harbours Association of Japan. Technical standards and commentaries for port and harbour facilities in Japan (Japanese version). Tokyo, Japan: The Ports and Harbours Association of Japan; 1989.

The Ports and Harbours Association of Japan. Technical standards and commentaries for port and harbour facilities in Japan (Japanese version). Tokyo, Japan: The Ports and Harbours Association of Japan; 1999.

The Ports and Harbours Association of Japan. Technical standards and commentaries for port and harbour facilities in Japan (Japanese version). Tokyo, Japan: The Ports and Harbours Association of Japan; 2007.

The Overseas Coastal Area Development Institute of Japan. Technical standards and commentaries for port and harbour facilities in Japan (English version). Tokyo, Japan: The Overseas Coastal Area Development Institute of Japan; 1991.

The Overseas Coastal Area Development Institute of Japan. Technical standards and commentaries for port and harbour facilities in Japan (English version). Tokyo, Japan: The Overseas Coastal Area Development Institute of Japan; 2002.

The Overseas Coastal Area Development Institute of Japan. Technical standards and commentaries for port and harbour facilities in Japan (English version). Tokyo, Japan: The Overseas Coastal Area Development Institute of Japan; 2009.

Public Works Research Center. Technical manual on deep mixing method for on land works. Tokyo, Japan: Public Works Research Center; 1999.

Public Works Research Center. Technical manual on deep mixing method for on land works. Tokyo, Japan: Public Works Research Center; 2004.

The Building Center of Japan. Design and quality control guideline of improved ground for building. Tokyo, Japan: The Building Center of Japan; 1997.

Ministry of Construction. Design and construction manual of liquefaction prevention techniques (draft). Joint Research Report. Tokyo, Japan: Ministry of Construction; 1999.

Yi Y, Liu S, Puppala AJ, Xi P. Vertical bearing capacity behaviour of single T-shaped soil–cement column in soft ground: laboratory modelling, field test, and calculation. Acta Geotechnica 2017;12(5):1077-88.

Yi Y, Liu S, Puppala AJ, Jing F. Variable-diameter deep mixing column for multi-layered soft ground improvement: Laboratory modeling and field application. Soils and Foundations 2019;59:633-43.

Pongsivasathit S, Petchgate W, Horpibulsuk S, Piyaphipat S. Composite contiguous pile wall and deep mixing column wall as a dam – design, construction and performance. Case Studies in Construction Materials 2021;15:e00771.

Coastal Development Institute of Technology. The deep mixing method – principle, design and construction. Lisse, Netherlands: A.A. Balkema Publishers; 2002.

Coastal Development Institute of Technology. The premixing method—principle, design and construction. London, United Kingdom: UK: A.A. Balkema Publishers; 2003.

Coastal Development Institute of Technology. Technical manual of deep mixing method for marine works. Tokyo, Japan: Coastal Development Institute of Technology; 2008.

Coastal Development Institute of Technology. Technical manual of premixing method. Tokyo, Japan: Coastal Development Institute of Technology; 2008.

Coastal Development Institute of Technology. Technical manual of light-weight geomaterial. Tokyo, Japan: Coastal Development Institute of Technology; 2008.

Coastal Development Institute of Technology. Technical manual of pneumatic flow mixing method. Tokyo, Japan: Coastal Development Institute of Technology; 2008.

Thai Cement Manufacturers Association. Hydraulic cement. Bangkok, Thailand: Thai Cement Manufacturers Association; 2022. (In Thai)

Petry TM, Little DN. Review of stabilization of clays and expansive soil in pavements and lightly loaded structures-history, practice, and future. Journal of Materials in Civil Engineering 2002;14(6):447-60.

Horpibulsuk S, Miura N, Nagaraj TS. Clay–water/cement ratio identity for cement admixed soft clays. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 2005;131(2):187-92.

Chaiyaput S, Manandhar S, Karki S, Ayawanna j. Characteristics of cement treated soil: A case study from soft Bangkok clay and red soil of Nepal. Lowland Technology International Journal 2020;22(2):178-91.

Suwanklang P, Chachamnan S, Suksiripattanapong C. Unconfined compressive strength and indirect tensile strength of crushed rock-cement waste improved with hydraulic cement. The 27th National Convention on Civil Engineering; 2002 Aug 24-26; Chiang Rai, Thailand. (In Thai)

Vinoth G, Moon S. W, Moon J, Ku T. Early strength development cement-treated sand using low-carbon rapid-hardening cements. Soils and Foundations 2018;58(5):1200-11.

Lambe TW, Michaels AS, Moh ZC. Improvement of soil-cement with alkali metal compounds. Highway Research Board Bulletin 1959;241:67-108.

Moh ZC. Reaction of soil minerals with cement and chemicals. Highway Research Record 1965;86:39-61.

Wang TZ, Wang CM, Zhang ZM, Huang XH. Mechanical property of cement-stabilized soil with nano-CaO and reinforcement mechanism analysis. Chemical Engineering Transactions 2016;51:1195-200.

Soeurt R, Somna R, Chalee W. Effect of alkaline activator on properties of mortar containing fly ash. Annual Concrete Conference 11; 2016 Feb 17-19; Nakhon Ratchasima, Thailand. (In Thai)

Sarkar PK, Chao KC, Wong KN, Wang M. Evaluation of index properties affecting unconfined compressive strength of jet-grouted soil columns for Bangkok soils. International Conference on Deep Foundations and Ground Improvement; 2022 May 18-20; Berlin, Germany.