การวิจัยและพัฒนาวัสดุทางเลือกเพื่อเสริม หรือทดแทนการใช้ปูนซีเมนต์

Abstract

อุตสาหกรรมผลิตปูนซีเมนต์เป็นอุตสาหกรรมที่เจริญเติบโตควบคู่ไปกับการพัฒนาเศรษฐกิจ และ สังคมของประเทศกำลังพัฒนาเนื่องจากปูนซีเมนต์เป็นวัสดุพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการก่อสร้างสาธารณูปโภคหลักที่เอื้ออำนวยต่อการพัฒนาเศรษฐกิจ และสังคม การเจริญเติบโตของอุตสาหกรรมผลิตปูนซีเมนต์แม้จะก่อให้เกิดการสร้างงาน และรายได้ให้แกประเทศไทยปีละนับแสนล้านบาท [1] แต่ก็ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของประเทศอย่างมากมายทั้งทางตรง และทางอ้อม แนวทางหนึ่งซึ่งสามารถลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมแต่ไม่เป็นอุปสรรคต่อการก่อสร้างสาธารณูปโภคที่จำเป็นอุปสรรคต่อการก่อสร้างสาธารณูปโภคที่จำเป็นต่อการพัฒนาประเทศ คือการวิจัย และพัฒนาวัสดุอื่นซึ่งมีคุณสมบัติ หรือสมรรถนะ (Property or performance) เทียบเท่า หรือเหนือกว่ามาใช้เสริมหรือเป็นวัสดุทางเลือกใหม่สำหรับการก่อสร้าง ประเทศในกลุ่มยุโรปตะวันออก สแกนดิเนเวียและอดีตสหภาพโซเวียต รู้จักการนำขี้เถ้า หรือ เถ้าบิน (Ash or Fly ash) มาผสมกับสารละลายด่าง (Alkaline solution) เป็นวัสดุที่มีลักษณะเป็นตัวประสาน (binder) สำหรับใช้งานลักษณะเดียวกับปูนซีเมนต์มานานแล้ว แต่อย่างไรก็ตาม ความรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างขี้เถ้าหรือเถ้าบินกับสารละลายด่างยังไม่มีการศึกษาอย่างเป็นระบบจนกระทั่งถึงปลายทศวรรษที่ 1970 จึงมีการศึกษาวิจัย และตั้งชื่อสำหรับใช้เรียกวัสดุดังกล่าวว่า Gropolymer นับจากนั้นจึงเริ่มมีการศึกษาปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดวัสดุ Geopolymer ตลอดจนการศึกษาเปรียบเทียบสมรรถนะระหว่างปูนซีเมนต์และวัสดุ Geopolymer อย่างเป็นระบบ และต่อเนื่องผลการศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่าวัสดุ Geopolymer มีศักยภาพที่จะเป็นทางเลือกเสริม หรือทดแทนปูนซีเมนต์ได้ดี

Portland cement industry is crucial to both economic and social development of developing country. Portland cement plays the major role to the both construction of basic infrastructures needed for both economic and social development. Despite the expansion of cement industry increases employments as well as US$ billions annual incomes to the country it also increases huge amount of both direct and indirect impacts to the environment. Research and development on alternative material to Portland cement believes to be an appropriate approach for mitigating environmental impacts without undermining economic and social development. A mixture of ash or fly ash and alkaline solution as a material with binding property, i.e. similar to Portland cement, is made and used among people in Eastern Europe, Scandinavia and the former Union Soviet Socialist Republics (USSR) for century. Nevertheless, the exact chemical reaction between ash or fly ash and alkaline solution is not known until the last three decades. A systematic study in 1970 revealed the exact reaction between ash or fly ash and alkaline solution and later the term ‘geopolymer’ was given to such a material. Recent studies indicate that geopolymer has potential to be alternative to Portland cement.