CEMENT

Manop Kaewmoracharoen, Ph.D.

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

Cement

CE 215 – Structural Materials and Testing

อ.มานพ แกวโมราเจรญ (Manop Kaewmoracharoen, Ph.D.)

ภาคการศกษา 2/2554

ภาควชาวศวกรรมโยธา มหาวทยาลยเชยงใหม

อนญาตใหคดลอก ท าซ า แกไขตามเงอนไขครเอฟทฟคอมมอนส (cc-by-sa)

เอกสารการสอนเผยแพรท http://civil.eng.cmu.ac.th/lecture-notes

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ซเมนต

ประวต

การผลต

สวนประกอบ

คณสมบต

ประเภท

การเกบรกษา และขอควรระวง

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ซเมนต

cement

Portland cement

clinker

kiln

paste

lime stone

grind

mortar

powder

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ประวต

มาเคโดเนย + โรมน

ยคปฏวตอตสาหกรรม

James Parker

Louis Vicat

John Smeaton

Joseph Aspdin

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ประวต

Joseph Aspdin

Portland cement

วสดประสาน

การเผาหนปนกบดนเหนยว

ลวดลายคลายหนปอรตแลนด ทพบบนเกาะ

ปอรตแลนด ทประเทศองกฤษ

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ประเภท

hydraulic cement

Portland cement

Non-hydraulic cement

Lime, plaster

การผลต

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การผลต

Mixture Mill

Rotating Kiln

Cement Mill

วตถดบทผสม คลงเกอร ซเมนต วตถดบ

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การผลต

ซเมนต

เฟอรรก

ออกไซด

แคลเซยม

ออกไซด

อะลมโน-

ซลเกต

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การผลต

สวนประกอบหลก

แคลเซยมออกไซด – หนปน (แคลเซยมคารบอเนต CaCO3)

อะลมโน-ซลเกต – ดนเหนยว หรอ ดนดาน

เฟอรรกออกไซด – แรเหลก หรอ ศลาแลง

สวนประกอบรอง

ซลเฟอรไตรออกไซด (SO3), ไทเทเนยมไดออกไซด (Ti02), ฯลฯ

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การผลต

กรรมวธการผลต

แบบแหง (dry process) – วสดจะมาในรปผง (powder)

แบบเปยก (wet process) – วสดจะมาในรปน าเลน (slurry)

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การผลต

Mixture Mill

Cement Kiln

Cement Mill

วตถดบทผสม คลงเกอร ซเมนต วตถดบ

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การผลต

เตาเผาซเมนต (cement kiln)

เผา 1,400-1,500 oc

ไดคลงเกอร

ทงไวใหเยน

ทมา: http://en.wikipedia.org/wiki/Cement_kiln

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การผลต

ปนเมด (clinker)

ผานการเผา

ขนาด 3-25 มม.

ทมา: http://en.wikipedia.org/wiki/Clinker_(cement)

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การผลต

โมบดซเมนต (cement mill)

บดใหละเอยด

เตมแคลเซยมซลเฟต (ยปซม) เพอ

หนวงการแขงตว

นอกจากน เตมวตถดบอน เพอเพม

ประสทธภาพ เชน เถาลอย ซลกาฟม

ฯลฯ ทมา: http://en.wikipedia.org/wiki/Cement_mill

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การผลต

สงซเมนตไปใชงาน

บรรจลงถง สงจ าหนาย

บรรจใสเปนผงไปทกอสราง

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ขนตอนการผลตซเมนต

โรงงานซเมนตในฝรงเศส (Lafarge)

http://www.youtube.com/watch?v=jIom24zXsJk

Discovery Channel (How it’s

made) http://www.youtube.com/watch?v=n-Pr1KTVSXo

ประเภทของปนซเมนตปอรตแลนด

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ประเภทของปนซเมนตปอรตแลนด

Type I – ซเมนตทวไป

Type II – ซเมนตดดแปลง

Type III – ซเมนตใหก าลงสงเรว

Type IV – ซเมนตเกดความรอนต า

Type V - ซเมนตทนซลเฟตสง

ในประเทศไทยใชตาม มอก. 15 (เลม 1-

2547) อางองตาม ASTM C150

I Portland cement

II Portland-composite cement

III Blastfurnace cement

IV Pozzolanic cement

V Composite cement

ASTM C150 European EN-197

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

แบรนดปนซเมนตในไทย

บรษท ประเภทท 1 ประเภทท 2 ประเภทท 3 ประเภทท 4 ประเภทท 5

ปนซเมนตไทย ปนตราชาง ปนตราชาง

ทพไอ โพลน ปนทพไอ (สแดง) ปนทพไอ (สด า) ปนทพไอ (สฟา)

เอเซยซเมนต บวภเขา

บวพญานาค

พญานาคแดง ปลาฉลาม

ปนซเมนต

นครหลวง

อนทรเพชร อนทรด า อนทรฟา

ภมใจไทยซเมนต ราชสหแดง ราชสหน าเงน

ซเมกซ ลกโลกน าเงน

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ปนซเมนตประเภทอน

ปนซเมนตผสม – งานฉาบ กอ

ปนซเมนตขาว – งานตบแตง งานสถาปตยกรรม

ฯลฯ

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

มาตรฐานปนซเมนตในไทย

มอก. 15 – ปนซเมนตปอรตแลนด [ลาสด มอก. 15 เลม1-2547]

มอก. 80 – ปนซเมนตผสม [ลาสด มอก. 80-2550]

สวนประกอบทางเคม

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

สวนประกอบทางเคม

ชอสารประกอบ สวนประกอบทางเคม ชอยอ %

ไตรแคลเซยมซลเกต

(Tricalcium Silicate)

3 CaO . SiO2 C3S 35-55%

ไดแคลเซยมซลเกต

(Dicalcium Silicate)

2 CaO . SiO2 C2S

15-35%

ไตรแคลเซยมอะลมเต

(Tricalcium Alumniate)

2 CaO . Al2O3 C3A

7-15%

เตตราแคลเซยมอะลมโนเฟอรไรต

(Tetracalcium Aluminoferrite)

4 CaO . Al2O3 . Fe2O3

C4AF 5-10%

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

สวนประกอบทางเคมของคลงเกอร

สามารถค านวณหาปรมาณของสวนประกอบแตละตวโดยสตรของ Bogue

C3S = 4.0710CaO-7.6024SiO2-1.4297Fe2O3-6.7187Al2O3

C2S = 8.6024SiO2+1.0785Fe2O3+5.0683Al2O3-3.0710CaO

C3A = 2.6504Al2O3-1.6920Fe2O3

C4AF = 3.0432Fe2O3

ดไดทหนงสอคอนกรตเทคโนโลย ของ CPAC หนา 11-12

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การกอตวและการแขงตว

ระยะพก (dormant period)

ระยะกอตว (setting period)

ระยะแขงตว (hardening period)

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ปฏกรยาไฮเดรชนของซเมนต

C-S-H (calcium-silicon-hydrate)

C3S

C2S

ทมา http://www.cementlab.com/cement-art.htm

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ปฏกรยาไฮเดรชนของซเมนต

ทมา

http://www.fhwa.dot.gov/publications/research/infrastructure/pave

ments/pccp/04150/chapt14.cfm

ในภาพ

แคลเซยมไฮดรอกไซด Ca(OH)2 + เอตตรงไกต

(ettringite) Ca6Al2(SO4)3(OH)12·26H2O

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ปฏกรยาไฮเดรชนของซเมนต

1. อายของเพสต

2. องคประกอบของซเมนต

3. ความละเอยดของซเมนต

4. อตราสวนน าตอซเมนต

5. อณหภม

6. น ายาผสมคอนกรต

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การพฒนาก าลงอด

ทมา: R.H. Bogue, Chemistry of Portland Cement, 1955.

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

คณสมบตหลกของสารประกอบในซเมนต

คณสมบต C3S

C2S

C3A

C4AF

1- อตราการ

เกดปฏกรยาไฮเดรชน เรว (ชวโมง) ชา (วน) ทนท เรวมาก (นาท)

2- ความรอนจาก

ปฏกรยาไฮเดรชน

(J/g)

500 250 850 420

3- ก าลงอดประลย สง คอนขางสง ต า ต า

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

คณสมบตทางฟสกส

ความหนาแนน (density)

ความถวงจ าเพาะ (specific gravity)

ความละเอยด (fineness)

ก าลงอด (compressive strength)

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

คณสมบต แบงตามประเภท

< หนงสอคอนกรตเทคโนโลย ของ CPAC หนา 20-22>

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

การเกบรกษา

ควรเกบในโรงเกบทมดชดปองกนการถกน าและความช น

ไมควรเกบปนไวนานเกนกวา 3 เดอน

ปนทฉกถงแลวควรใชใหหมดในทนทหรอเกบในถงพลาสตกใหมดชด

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

ขอควรระวง

ไมควรสมผสกบปนซเมนตโดยตรง

หลกเลยงการหายใจเอาผงปนซเมนตเขาไป

สวมหนากากกรองฝน และถงมอทไดมาตรฐานทกครง

หากปนซเมนตเขาตาใหลางตาดวยน าสะอาดหลายๆ ครง แลวรบพบแพทย

หากมอาการผดปกต เชน การแพระคายเคองทผวหนง ปวดแสบ ปวดรอน

บรเวณทสมผสปนซเมนต ใหรบพบแพทย

Department of Civil Engineering, Chiang Mai University

อางอง

CPAC, คอนกรตเทคโนโลย, พมพครงท 16 ตลาคม

2552.