บทที่ 2 ซีเมนต์

วัตถุดิบหรือวัสดุหลักที่ใช้ในการก่อสร้างอาคารบ้านเรือนต้ังแต่อดีตจนถึงปัจจุบันนอก-

จากไม้แล้วยังนิยมใช้ปูนซีเมนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปัจจุบันท่ีใช้ปูนซีเมนต์เพื่อการก่อสร้างมี

ความนิยมอย่างแพร่หลาย ทั้งสิ่งก่อสร้างที่มีขนาดใหญ่ เช่น อาคาร ถนน สะพาน เขื่อน และ

การใช้ปูนซีเมนต์เพื่อสร้างผลงานทางศิลปะ อันได้แก่ประติมากรรมต่าง ๆ ก็ได้รับความนิยม

เช่นกัน ทั้งนี้เนื่องจากปูนซีเมนต์สามารถใช้งานได้อย่างไม่จ ากัดสถานที่ไม่ว่าจะเป็นบนผิวดิน

ใต้พื้นดิน หรือแม้กระทั่งในน้ า ปูนซีเมนต์เป็นวัสดุที่มีความแข็งแรงทนทานสูง มีราคาไม่แพง

ทั้งนี้อาจเป็นเพราะปูนซีเมนต์ผลิตได้จากวัตถุดิบที่มีในธรรมชาติอันได้แก่หินปูน ดินสอพอง

ดินลูกรัง และดินด า เป็นต้น น ามาผ่านกระบวนการเผาและบดได้เป็นผงซีเมนต์ จาก

กระบวนการผลิตปูนซีเมนต์จึงท าให้ปูนซีเมนต์จัดเป็นวัสดุเซรามิกส์ชนิดหนึ่งและมีความส าคัญ

ต่อมนุษยชาติ ในบทนี้จึงกล่าวถึงเนื้อหาเรื่องปูนซีเมนต์ในเรื่องของความหมาย สมบัติ ความ-

เป็นมา ประเภทของปูนซีเมนต์ การผลิตปูนซีเมนต์ วัตถุดิบที่ใช้ รวมถึงการทดสอบปูนซีเมนต์

ความหมายและสมบัติของซีเมนต์

ซีเมนต์ (cement) เป็นสารเคมีหรือวัสดุเซรามิกส์ที่เกิดจากการท าปฏิกิริยาทางเคมีเกิด

การรวมตัวกันระหว่างอนุภาคเกิดเป็นโครงสร้างที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งปฏิกิริยาเคมีที่พบคือปฏิกิริยาไฮ-

เดรชัน (hydration) หรือซีเมนต์อาจหมายถึงสารที่สามารถยึดหรือประสานของแข็งให้เกิดเป็น

ชิ้นเดียวกัน กลุ่มของวัสดุที่มีสมบัติเหมือนซีเมนต์ที่ส าคัญมี 3 กลุ่มคือ ปูนซีเมนต์ ปูน -

ปลาสเตอร์ และปูนขาว (อนันต์ภักด์ิ โชติมงคล, 2538, หน้า 55) โดยปูนซีเมนต์เป็นกลุ่มที่

ส าคัญมากในการน าไปใช้งานด้านการก่อสร้างที่ท าหน้าที่เป็นวัสดุเชื่อมประสาน

ปูนซีเมนต์ที่ใช้งานทั่วไปได้จากการบดปูนเม็ดซึ่งเกิดจากการเผาส่วนผสมจากวัตถุดิบ

ต่าง ๆ ได้แก่ หินปูน (limestone) หรือหินปูนขาว (marl) กับดินเหนียว (clay) หรือดินดาน

42

(shale) ในสัดส่วนที่ถูกต้องเหมาะสม อาจมีการเติมแร่เหล็ก (iron ore) หรือยิปซัม (gypsum)

ตามความจ าเป็นเพื่อปรับปรุงให้มีสมบัติตามความต้องการ เมื่อน าปูนซีเมนต์ผสมกับวัสดุผสม

คละจ าพวกหินย่อย กรวด หรือทรายหยาบ และน้ า ในสัดส่วนที่เหมาะสมจะเป็นคอนกรีต ซึ่ง

เมื่อแข็งตัวแล้วจะมีความแข็งและความทนทานคล้ายหิน จึงนิยมน าไปใช้ในงานก่อสร้าง

ประเภทต่าง ๆ หรือเมื่อผสมกับทรายและปูนขาวก็จะเป็นปูนก่อหรือปูนฉาบที่ใช้กับงานก่ออิฐ

หรือก่อคอนกรีตบล็อก (cement block) ซึ่งซีเมนต์จะมีสภาพเป็นก้อนแข็งภายในเวลา 2 – 3

ชั่วโมงหลังผสมกับน้ า การแข็งตัวนี้จะค่อย ๆ เป็นไปเรื่อย ๆ จนซีเมนต์แข็งเหมือนหิน

ระยะแรกที่ซีเมนต์เริ่มแข็งตัวเรียกว่าระยะก่อตัว (setting) และซีเมนต์จะค่อย ๆ เปลี่ยนไปจน

แข็งตัว (hardwork)

ซีเมนต์ที่มีคุณภาพดีจะมีการเปลี่ยนแปลงทางปริมาตรไม่มากนักเมื่อแข็งตัว ซีเมนต์ที่

แข็งตัวอยู่ในน้ าจะมีการขยายตัวเล็กน้อย ในทางตรงข้ามหากปล่อยให้ซีเมนต์แข็งตัวในที่แห้ง

จะหดตัว การหดตัวนี้จะท าให้เกิดแรงเค้นดึงในคอนกรีตซึ่งอาจท าให้คอนกรีตร้าว ในกรณีที่ใช้

ส่วนผสมที่ไม่เหมาะสมหรือในงานที่มีพื้นที่กว้างใหญ่เกินไป จะสังเกตได้จากการท าพื้น

คอนกรีต เช่นถนนคอนกรีต มักจะแบ่งเป็นช่วง ๆ และรอยต่อระหว่างช่วงจะอัดด้วยยางมะตอย

เพื่อป้องกันการหดตัวและขยายตัวของคอนกรีตนั่นเอง

ความแตกต่างของซีเมนต์แต่ละชนิดขึ้นอยู่กับอัตราส่วนในการผสม ส่วนสีของซีเมนต์

ขึ้นอยู่กับปริมาณของแร่เหล็ก (Fe2O3) ที่ใช้ในส่วนผสม ซีเมนต์ที่มีแร่เหล็กผสมอยู่มากจะมีสี

เข้ม ถ้ามีน้อยจะมีสีอ่อน ทั้งนี้จากกรรมวิธีการผลิตอาจจะท าให้สีของซีเมนต์เปลี่ยนไปได้บ้าง

เล็กน้อย แร่เหล็กในซีเมนต์ส่วนมากเป็นส่วนผสมที่อยู่ในวัตถุดิบไม่ได้จงใจใส่ลงไปเพื่อให้มีสี

ยกเว้นซีเมนต์ชนิดที่ต้องการเน้นสีเป็นพิเศษ เช่น พวกไอรอนออร์ซีเมนต์ (iron ore cement)

เป็นซีเมนต์ที่ใช้แร่เหล็กแทนบางส่วนของดินประมาณร้อยละ 8 ท าให้เกิดเป็นสีน้ าตาล และ

ซีเมนต์บางชนิดที่ต้องการสมบัติเป็นพิเศษ เช่นเพื่อป้องกันการกัดกร่อนของสารเคมี เป็น

ต้น แต่โดยภาพรวมแล้วซีเมนต์ที่ดีจะต้องมีสมบัติดังนี้ (เฉลียว โพธิพิรุฬห์, ม.ป.ป., หน้า 33 –

34)

43

1. เริ่มแข็งตัวเมื่อสัมผัสกับความชื้น

2. แข็งตัวได้ทั้งในน้ าและในอากาศ

3. รับน้ าหนักได้เต็มที่เมื่อแข็งตัวถึงที่สุด

4. ยึดวัสดุอ่ืน ๆ ไว้เป็นก้อน เป็นแท่งหรือเป็นแผ่นเดียวกัน

ประวัติของปูนซีเมนต์

การก่อสร้างในสมัยโบราณได้มีการน าก้อนหินขนาดใหญ่จากที่ห่างไกลมาท าเสา ฝา

หรือผนัง โดยท าเป็นก้อนสี่เหลี่ยมแล้วน ามาเรียงซ้อนกันเป็นอาคารที่มั่นคง ท าให้เกิดความ -

ต้องการวัสดุเชื่อมประสาน (mortar) เพื่อเป็นตัวเชื่อมต่อของก้อนหินใหญ่แต่ละก้อนให้เกิดเป็น

โครงสร้างที่ถาวร ดังเช่นในวัฒนธรรมของชาวอียิปต์ได้มีการยึดเกาะก้อนหินโดยการใช้ปูนขาว

(lime) และน้ าผสมกันเรียกว่ามอร์ตาเพื่อสร้างอาคารขนาดใหญ่ โดยเฉพาะการสร้างปิรามิดซึ่ง

ใช้แร่ยิปซัม (gypsum stone) แล้วคลุมด้วยยิปซัมมอร์ตา (gypsum mortar) หยาบอีกครั้งหนึ่ง

และในสมัยโรมันมีการใช้ซีเมนต์มอร์ตาเป็นครั้งแรกโดยเกิดจากการผสมของปูนขาวที่เผาแล้ว

(slaked lime) เถ้าจากภูเขาไฟ (volcanic ash) หรือพอซโซลานา (Pozzolana) เกิดเป็นโรมัน

ซีเมนต์ โดยถูกน ามาใช้ต้ังแต่ยุคของการเริ่มมีอารยธรรม สิ่งก่อสร้างต่าง ๆ ที่สร้างโดยชาว

โรมันในสมัยนั้น เช่น ถนน ร่องน้ า สะพาน เป็นต้น และสามารถด ารงสภาพอยู่ได้อย่างดี

จนถึงปัจจุบัน (สุรศักด์ิ โกสิยพันธ์, ม.ป.ป., หน้า 2 – 3)

ในปี ค.ศ. 1756 (พ.ศ. 2299) รัฐบาลของประเทศอังกฤษจ้างให้จอห์น สมีตัน (John

Smeaton) ชาวอังกฤษสร้างประภาคารในช่องแคบอังกฤษเค้าพบว่าเมื่อน าส่วนผสมของหิน -

ปูนกับดินเหนียวในปริมาณที่เหมาะสมไปเผา ส่วนผสมดังกล่าวนี้จะแข็งตัวได้ทั้งในน้ าและใน

อากาศ เพราะน้ าท าปฏิกิริยากับส่วนประกอบของปูนซีเมนต์ ซึ่งการค้นพบดังกล่าวได้น าไปสู่

การปรับปรุงการผลิตปูนซีเมนต์ส าหรับงานก่อสร้างอย่างรวดเร็ว (ประณต กุลประสูตร, 2536,

หน้า 17 – 18)

44

ในปี ค.ศ. 1796 (พ.ศ. 2339) โจเซฟ ปาร์คเกอร์ (Joseph Parker) แห่งนอร์ทฟลีต

(North Fleet) ประเทศอังกฤษ ได้รับสิทธิบัตรในการผลิตวัสดุเชื่อมประสานที่เรียกว่าปูนซีเมนต์

โรมัน (Roman cement) ซึ่งต่อมารู้จักกันในชื่อของปูนซีเมนต์ธรรมชาติ (natural cement)

กระบวนการที่ใช้ในการผลิตปูนซีเมนต์ชนิดนี้ได้จากการน าเอาหิน (stone) หรือดินเหนียวที่เป็น

ก้อนมาเผาในเตาเผาแบบธรรมดา (ordinary kiln) จากนั้นจึงท าการบดปูนเม็ด (clinkers) ที่ได้

จากการเผาให้เป็นผงละเอียด ปูนซีเมนต์ชนิดนี้ได้รับความนิยมใช้กันอย่างกว้างขวางและ

รวดเร็วในกลุ่มของวิศวกรและช่างก่อสร้าง โรงงานที่ใช้กระบวนการผลิตวิธีนี้ได้เกิดขึ้นทั่วทวีป

ยุโรป และต่อมาประมาณปี ค.ศ. 1818 (พ.ศ. 2361) ก็ได้เกิดขึ้นที่ประเทศสหรัฐอเมริกา

ในปี ค .ศ . 1824 (พ .ศ . 2367) โจเซฟ แอสปดิน (Joseph Aspdin) ได้รับสิทธิบัตร

ส าหรับการผลิตปูนซีเมนต์ (improve cement) โดยการเผาส่วนผสมของหินปูนและดินเหนียว

แล้วน ามาบดให้เป็นผงละเอียด โจเซฟเรียกว่าปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ (Portland cement)

เพราะปูนซีเมนต์ชนิดนี้เมื่อแข็งตัวแล้วสีจะเป็นสีเหลืองปนเทามีลักษณะคล้ายก้อนหินที่พบใน

เหมืองต่าง ๆ บนเกาะเล็ก ๆ ของเมืองปอร์ตแลนด์ (Portland) ประเทศอังกฤษ ดังนั้นนาย

โจเซฟ แอสปดิน จึงเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าเป็นบิดาของอุตสาหกรรมปูนซีเมนต์ปอร์ต -

แลนด์และปูนซีเมนต์ชนิดนี้เองที่ใช้มากที่สุดในปัจจุบัน

ปี ค.ศ. 1905 (พ.ศ. 2447) มีการจัดต้ังสมาคมควบคุมคุณภาพขึ้นในประเทศสหรัฐ-

อเมริกา (American Society for Testing Material, ASTM) และได้มีการวิวัฒนาการด้านการ-

ผลิตปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์จนถึงปัจจุบัน โดยอุตสาหกรรมผลิตปูนซีเมนต์ของไทยได้เริ่มก่อต้ัง

ขึ้นครั้งแรกเมื่อวันที่ 8 ธันวาคม พ.ศ. 2456 โดยพระราชด าริและพระราชประสงค์ของพระบาท-

สมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้เจ้าพระยายมราช (ปั้น สุขุม)

เป็นผู้ด าเนินการจัดต้ังโรงงานขึ้นที่บางซื่อ ซึ่งเป็นที่มาของบริษัทปูนซีเมนต์ไทย จ ากัด ปัจจุบัน

โรงงานผลิตปูนซีเมนต์ในประเทศไทยมีอยู่หลายแห่ง เช่นที่อ าเภอท่าหลวงและอ าเภอแก่งคอย

จังหวัดสระบุรี ที่อ าเภอทุ่งสง จังหวัดนครศรีธรรมราช ที่อ าเภอตาคลี จังหวัดนครสวรรค์ ที่

อ าเภอชะอ า จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ เป็นต้น

45

ประเภทของปูนซีเมนต์

ปูนซีเมนต์แบ่งเป็นประเภทใหญ่ ๆ ได้ 3 ประเภท ได้แก่ ปูนซีเมนต์ธรรมชาติ ปูนซีเมนต์

ปอร์ตแลนด์ และปูนซีเมนต์ชนิดอ่ืน ๆ โดยปูนซีเมนต์แต่ละชนิดมีลักษณะ สมบัติ และความ -

เหมาะสมต่อการใช้งานตามรายละเอียดดังต่อไปนี้ (ประณต กุลประสูตร, 2536, หน้า 27 – 30;

สุรศักด์ิ โกสิยพันธ์, ม.ป.ป., หน้า 9 – 20; Banerjea, 1980, pp. 2 – 7)

1. ปูนซีเมนต์ธรรมชาติ

ปูนซีเมนต์ธรรมชาติเป็นปูนซีเมนต์ที่ได้จากการเผาซีเมนต์ธรรมชาติหรือหินซีเมนต์

(cement rock) โดยตรง ผลิตโดยน าหินปูนซีเมนต์ไปเผาให้ใกล้ถึงจุดหลอม (sintering) และ

น าไปบดให้ละเอียด ซีเมนต์ชนิดนี้สามารถแข็งตัวได้เร็วมากโดยเฉพาะในน้ า จึงไม่เหมาะที่จะ

ใช้ท างานคอนกรีตเสริมเหล็ก แต่เหมาะที่จะใช้ท างานคอนกรีตล้วน เช่น สร้างท านบ ฐานราก

เป็นต้น ซีเมนต์ชนิดนี้เดิมมีการผลิตกันในประเทศสหรัฐอเมริกา แต่ในปัจจุบันไม่นิยมผลิต จะ

มีบ้างที่เป็นอุตสาหกรรมขนาดย่อมเท่านั้นเนื่องจากไม่ค่อยนิยมใช้เพราะมีสมบัติไม่แน่นอน

ขึ้นอยู่กับสมบัติของหินซีเมนต์

2. ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เป็นซีเมนต์ที่ใช้กันแพร่หลายมาก ที่มีชื่อเรียกเช่นนี้เพราะท าขึ้น

ได้ก่อน ณ เมืองปอร์ตแลนด์ ประเทศอังกฤษ ซีเมนต์ชนิดนี้มีสารประกอบรวมกันอยู่หลายชนิด

แต่มีสารประกอบพื้นฐาน 4 ชนิดคือ

ไตรแคลเซียมซิลิเกต (tricalcium silicate, 3CaO . SiO2) แทนด้วยสัญลักษณ์ C3S

ไดแคลเซียมซิลิเกต (dicalcium silicate, 2CaO . SiO2) แทนด้วยสัญลักษณ์ C2S

ไตรแคลเซียมอะลูมิเนต (tricalcium aluminate, 3CaO . Al2O3) แทนด้วยสัญลักษณ์

C3A

เตตระแคลเซียมเฟอร์โรอะลูมิ เนต (tetracalcium ferro aluminate, 4CaO . Al2O3 .

Fe2O3) แทนด้วยสัญลักษณ์ C4AF

46

สัญลักษณ์ที่ใช้แทนสารประกอบดังกล่าวนี้ถูกก าหนดขึ้นโดยสมาคมซีเมนต์ (Cement

Association) ปอร์ตแลนด์ซีเมนต์ที่ผลิตมีสองสีคือสีเทาและสีขาว สีเทาเกิดจากสารพวกเหล็ก

และแมงกานีสออกไซด์ ถ้ามีสารทั้งสองชนิดนี้มากจะมีสีเข้ม ส าหรับสีขาวหรือซีเมนต์ขาว

(white Portland cement) จะมีเหล็กออกไซด์น้อยกว่าร้อยละ 0.5 และแมงกานีสออกไซด์น้อย-

กว่าร้อยละ 0.02 จ านวนร้อยละของสารประกอบแต่ละชนิดที่เป็นสารประกอบพื้นฐานนั้นจะมี

การเปลี่ยนแปลงตามแต่ชนิดของปอร์ตแลนด์ซีเมนต์ โดยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ที่จ าแนกตาม

มาตรฐานของสมาคมทดสอบวัสดุอเมริกัน (ASTM) เป็น 4 ประเภทใหญ่ ๆ ได้แก ่

2.1 ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์รหัส ซี – 150 (C – 150 Portland cement) ปูนซีเมนต์

ปอร์ตแลนต์ประเภทนี้เป็นปูนซีเมนต์ที่นิยมใช้กันโดยทั่วไปมากที่สุดในปัจจุบัน จ าแนกออกได้

เป็น 5 ประเภทคือ

2.1.1 ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดา (Type – l normal Portland

cement ห รื อ standard Portland cement ห รื อ ordinary Portland cement ห รื อ OPC)

จัดเป็นปูนซีเมนต์มาตรฐานที่เหมาะส าหรับงานก่อสร้างทั่วไปที่ไม่ต้องการสมบัติพิเศษ

นอกเหนือไปกว่าธรรมดา ส่วนใหญ่จะถูกน าไปใช้กับงานคอนกรีตเสริมเหล็ก เช่น งานก่อสร้าง

คานคอนกรีต ทางเท้า ถนน อาคาร สะพาน ถังน้ า บ่อน้ า ท่อระบายน้ า และอ่ืน ๆ

ปูนซีเมนต์ประเภทนี้ ไม่เหมาะกับงานที่ต้องสัมผัสกับซัลเฟตจากดินหรือน้ าและไม่ทนทานต่อ

ปฏิกิริยาเคม ี

2.1.2 ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ดัดแปลง (Type – II modified Portland

cement หรือ moderate heat Portland cement หรือ MHPC) เป็นปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ที่

ดัดแปลงให้มีความต้านทานต่อซัลเฟตปานกลาง ความร้อนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาระหว่างปูน -

ซีเมนต์กับน้ าจะต่ ากว่าและเพิ่มได้ช้ากว่าประเภทแรกดังนั้นจึงสามารถช่วยลดอุณหภูมิของ

คอนกรีตในอากาศร้อนได้ดี ปูนซีเมนต์ประเภทนี้เหมาะสมกับการใช้งานที่เป็นโครงสร้างขนาด

ใหญ่ เช่น ตอม่อขนาดใหญ่ สะพานเทียบเรือ เขื่อนหรือก าแพงกันดินในบริเวณที่สัมผัสน้ าเค็ม

เป็นครั้งคราว

47

2.1.3 ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เกิดแรงสูงเร็ว (Type – III high – early strength

Portland cement หรือ rapid hardening Portland cement หรือ RHC หรือ HESC) ปู น -

ซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทนี้เนื้อปูนจะบดละเอียดกว่าปูนซีเมนต์แบบธรรมดาเป็นผลท าให้

แข็งตัวและรับแรงได้เร็วกว่าแบบธรรมดาแต่จะต้องบ่มให้ดี โดยปกติจะสามารถรับแรงได้เมื่อ

คอนกรีตมีอายุเพียงประมาณ 1 ถึง 3 วัน จึงนิยมน าไปใช้กับงานเร่งด่วนที่ต้องท าแข่งกับเวลา

หรือในกรณีที่ ต้องการถอดหรือรื้อแบบเร็วกว่าปกติ นอกจากนั้นยังนิยมน าไปใช้กับงานที่

จ าเป็นต้องท าในช่วงอากาศหนาวเย็นเนื่องจากคอนกรีตจะแข็งตัวก่อนที่น้ าซึ่งใช้ผสมจะแข็งตัว

เสียก่อน และขณะเกิดปฏิกิริยาจะมีความร้อนสูง (heat of hydration) เพราะความร้อนนี้เองจึง

ไม่เหมาะสมกับการก่อสร้างที่มีขนาดใหญ่ (mass concrete)

2.1.4 ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เกิดความร้อนต่ า (Type – IV low – heat

Portland cement หรือ LHC) จัดเป็นปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ที่เหมาะกับงานซึ่งต้องการควบคุม

ท้ังปริมาณและอัตราความร้อนให้เกิดขึ้นน้อยที่สุด การเกิดก าลัง (strength) ของคอนกรีตที่มี

ส่วนผสมของปูนซีเมนต์ประเภทนี้จะเป็นไปอย่างช้า ๆ จึงนิยมน าไปใช้กับงานขนาดใหญ่ เช่น

เขื่อนกั้นน้ า ซึ่งความร้อนที่เกิดขึ้นในคอนกรีตถ้ามากเกินไปจะเป็นอันตรายอย่างมากกับ

ตัวเขื่อนเนื่องจากจะให้เกิดการแตกหรือร้าวได้ แต่ในระยะยาวความแข็งของคอนกรีตจะมี

เท่ากับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดาและทนทานต่อสารเคมีมากกว่า

2.1.5 ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ต้านทานซัลเฟตได้สูง (Type – V Sulphate

resistance Portland cement หรือ SRC) จัดเป็นปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ที่มีสมบัติในการต้าน-

ทานซัลเฟตได้สูงจึงเหมาะที่จะใช้กับงานก่อสร้างในบริเวณที่มีการสัมผัสกับซัลเฟตที่เข้มข้น

เช่น ในบริเวณดินหรือน้ าที่มีความเป็นด่างสูง ระยะเวลาในการแข็งตัวของปูนซีเมนต์ประเภทนี้

จะช้ากว่าประเภทอ่ืน ๆ ในการผสมไม่ควรใช้น้ าที่มีสารแคลเซียมคลอไรด์ (calcium chloride,

CaCl2) หรือเกลือเพราะจะท าให้คอนกรีตไม่ทนต่อซัลเฟต

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์แต่ละประเภทจะมีปริมาณสารประกอบพื้นฐานทั้ง 4 ชนิดต่าง-

กันตามตารางที่ 2.1 ดังนี้คือ

48

ตารางที่ 2.1 ปริมาณสารประกอบพื้นฐานของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์แต่ละประเภทและ

การใช้งาน

มาตรฐาน

ASTM

ชนิด องค์ประกอบ (%) การใช้งาน

C3S C2S C3A C4AF

I

ปกติ

49

25

12

8

โครงสร้างทั่วไป เช่น ทางเดินเท้า

ถนน สะพาน

II

ดัดแปลง

46

29

6

12

ต้านทานซัลเฟตได้ดี ใช้ท าฐานราก

ระบบท่อส่งน้ า

III

เกิดแรงสูง

เร็ว

56

15

12

8

ให้ก าลังสูงหลังการหล่อและ

ใช้งานได้ดีที่อุณหภูมิต่ า

IV

เกิดความ

ร้อนต่ า

30

46

5

13

แข็งตัวช้า ใช้งานหล่อโครงสร้าง

ขนาดใหญ่ เช่นท าเขื่อน

V ต้านทาน

ซัลเฟต

43 36 4 12 ใช้ก่อสร้างอาคารหรือท่าเทียบเรือ

ชายฝั่ง

ที่มา (วินิต ช่อวิเชียร, 2539, หน้า 15)

โดยทั่วไปแล้วก าลังของปอร์ตแลนด์ซีเมนต์จะสูงขึ้นเมื่อมีปริมาณของไตรแคลเซียม-

ซิลิเกต (C3S) สูงขึ้นและถ้ามีการบ่ม (curing) ก าลังก็จะเกิดขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่งถึง 6 เดือน

ส่วนไดแคลเซียมซิลิเกต (C2S) เป็นตัวช่วยให้การท าปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้ในระยะเวลานาน ไตร-

แคลเซียมอะลูมิเนต (C3A) เป็นตัวช่วยให้ซีเมนต์เกิดก าลังขึ้นได้ในระยะแรกต้ังแต่ซีเมนต์ถูกน้ า

และจะมีปฏิกิริยารวดเร็วต่อสารซัลเฟตจึงควรมีเพียงเล็กน้อย เตตระแคลเซียมเฟอร์โรอะลูมิเนต

(C4AF) เป็นตัวที่ช่วยให้ซีเมนต์เกิดก าลังได้ก่อนคล้ายกับไตรแคลเซียม- ซิลิเกต (C3A)

2.2 ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์กักอากาศ (air - entraining Portland cement)

49

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทนี้ผลิตขึ้นตามมาตรฐานของสมาคมทดสอบวัสดุอเมริกัน รหัส ซี

– 175 มีสมบัติหลักเหมือนกับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท I II และ III รหัส ซี – 150 ตาม-

ล าดับ โดยใช้วัตถุดิบที่มีสมบัติในการกักอากาศปริมาณเล็กน้อยเติมเข้าไปและบดร่วมกับปูน

เม็ดในระหว่างการผลิต ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทนี้เหมาะกับงานคอนกรีตในบริเวณที่มี

อากาศหนาวจัดหรือมีหิมะเพราะคอนกรีตทนต่ออากาศหนาว ซึ่งมีผลมาจากการใช้น้ าผสม

น้อยกว่าปกติท าให้ลดการแตกร้าวจากการขยายตัวของน้ าในคอนกรีตที่อุณหภูมิ 4 องศา-

เซลเซียสหรือต่ ากว่าได้ คอนกรีตที่ท ามาจากปูนซีเมนต์ประเภทนี้จะมีฟองอากาศขนาดเล็กที่

แยกตัวออกจากกันอย่างสมบูรณ์ กระจายกันอยู่อย่างสม่ าเสมอทั่วแท่งคอนกรีต แต่ปัจจุบันไม่

นิยมใช้โดยจะใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดาผสมกับตัวผสมให้มีสมบัติตามต้องการซึ่ง

สะดวกกว่าในการควบคุมการลดหรือเพิ่มปริมาณฟองอากาศ

2.3 ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เตาถลุง (Portland blast – furnace slag cement หรือ

PBFSC) ปูนซีเมนต์ประเภทนี้ผลิตขึ้นตามมาตรฐานของสมาคมทดสอบวัสดุอเมริกัน รหัส ซี –

205 สามารถจ าแนกได้เป็น 2 ประเภท คือประเภท IS ได้แก่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เตาถลุง

(Portland blast – furnace slag cement) และประเภท ISA ได้แก่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เตา-

ถลุงกักอากาศ (air – entraining Portland blast – furnace slag cement) ปูนซีเมนต์ประเภทนี้

ผลิตได้โดยการใช้ตะกรันของโลหะที่หลอมเหลวผ่านเข้าไปในน้ าเย็น ความเย็นจากน้ าจะท าให้

ตะกรันของโลหะเปลี่ยนสภาพเป็นเม็ดเล็ก ๆ เม็ดเหล่านี้เมื่อแห้งแล้ วน าไปบดผสมกับปูน-

ซีเมนต์ธรรมดาโดยใช้ตะกรันไม่เกินร้อยละ 65 สแลกซีเมนต์ชนิดนี้มีระยะก่อตัวและเย็นตัวช้า

มาก มีความถ่วงจ าเพาะต่ า ทนสารเคมีได้ดี จึงเหมาะส าหรับงานคอนกรีตที่ต้องการน้ าหนัก

ต้องการปริมาตรมากกว่าความแข็งแรง และงานที่ต้องสัมผัสกับปฏิกิริยาเคมีต่าง ๆ

2.4 ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ปอซโซลาน (Portland Pozzolana cement หรือ

Pozzolanic cement หรือ PPC) ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทนี้ผลิตขึ้นตามมาตรฐานของ

สมาคมทดสอบวัสดุอเมริกัน รหัส ซี – 340 จ าแนกออกได้เป็น 2 ประเภทคือ ประเภท IP ได้แก่

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ปอซโซลาน (Portland Pozzolana cement) และประเภท IPA ได้แก่ปูน-

ซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ปอซโซลานกักอากาศ (air – entraining Portland Pozzolana cement)

50

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทนี้ได้จากการน าเอาปอซโซลาน (Pozzolan) ซึ่งเป็นเถ้าภูเขาไฟที่

เกิดขึ้นตามธรรมชาติหรือที่ท าขึ้น โดยใช้ไม่ต่ ากว่าร้อยละ 40 บดผสมกับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์

แบบธรรมดา ปูนซีเมนต์ประเภทนี้ส่วนใหญ่จะถูกน าไปใช้กับงานโครงสร้างใต้น้ าทั้งในน้ าจืด

และน้ าเค็ม เช่น งานสะพาน เขื่อน หรือท่าเทียบเรือ เนื่องจากสามารถทนทานต่อการกัดกร่อน

ของซัลเฟตได้ดีพอสมควรและเกิดความร้อนต่ าขณะเกิดปฏิกิริยา

3. ซีเมนต์ประเภทอื่น ๆ

นอกจากปูนซีเมนต์ประเภทต่าง ๆ ดังได้กล่าวมาแล้วข้างต้น ยังมีปูนซีเมนต์อีกหลาย

ประเภทซึ่งถูกน ามาใช้กับงานพิเศษต่าง ๆ แต่ละประเภทจะมีส่วนผสมตลอดจนวัตถุดิบที่

น ามาใช้ในการผลิตปูนซีเมนต์แตกต่างกันออกไปเพื่อที่จะให้มีสมบัติตามความต้องการ ซึ่ง

ปูนซีเมนต์ประเภทต่าง ๆ เหล่านี้ได้แก่

3.1 ปูนซีเมนต์ผสม (mixed cement) หรือที่เรียกอีกอย่างหนึ่งว่าปูนซีเมนต์ซิลิกา

(silica cement) ได้จากการน าทรายหรือหินปูนบดละเอียดผสมเข้ากับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์

แบบธรรมดาในอัตราส่วนประมาณร้อยละ 25 – 30 เพื่อเพิ่มปริมาณให้มากขึ้นและราคาถูกลง

ปูนซีเมนต์ประเภทนี้มีคุณภาพค่อนข้างต่ าจึงเหมาะกับงานที่ไม่ส าคัญและงานที่ไม่ต้องการรับ

แรงมากนัก เช่น งานคอนกรีตเทพื้นบนดินถมอัดซึ่งมิได้มีการถ่ายเทน้ าหนักไปสู่โครงสร้างส่วน-

อ่ืน ๆ กระเบื้องมุงหลังคา โอ่ง ท่อระบายน้ า หรือถังส้วม เป็นต้น และเนื่องจากมีสมบัติแข็งตัว

ช้าและไม่ยืดตัวหรือหดตัวมากนักจึงนิยมน าไปใช้กับงานปูนก่อ ปูนฉาบและปูนตกแต่งทั่ว ๆ ไป

เพราะจะสามารถช่วยลดการแตกร้าวของผิวลงได้

3.2 ไฮด์อะลูมินาซีเมนต์ (high alumina cement) ซีเมนต์ชนิดนี้ได้จากการเผา

ส่วนผสมของอะลูมินา (alumina) บอกไซต์ (bouxite) และหินปูน ที่อุณหภูมิประมาณ 1,450

องศาเซลเซียส แล้วบดเม็ดปูนเมื่อเย็นตัว ซึ่งส่วนผสมมีดังนี้

แคลเซียมออกไซด์ ร้อยละ 35 – 42

อะลูมิเนียมออกไซด์ ร้อยละ 38 – 48

ซิลิกอนไดออกไซด์ ร้อยละ 3 – 11

51

เฟอร์ริกออกไซด์ ร้อยละ 2 – 15

ไฮด์อะลูมินาซีเมนต์นี้มีสมบั ติพิ เศษคือจะมีความแข็งแกร่งได้อย่างรวดเร็ว

(early strength สูงและเร็ว) เพราะมี C3A และ C4AF ในส่วนผสมมากกว่าร้อยละ 40 แต่ถึงจะ

แข็งแรงได้รวดเร็วก็จะต้องมีการบ่มด้วยน้ าอย่างน้อย 24 ชั่วโมง ไม่เช่นนั้นคอนกรีตจะแตกร้าว

เพราะมีความร้อนขณะเกิดปฏิกิริยาสูงและรวดเร็ว (high heat and high rate of hydration)

นอกจากสมบัติดังกล่าวซีเมนต์ชนิดนี้ทนการกัดกร่อนของซัลเฟตได้ดีมากและทนอุณหภูมิต่ า

ได้ดีกว่าซีเมนต์ธรรมดา แต่มีข้อระวังคือถ้าอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมเกิน 25 องศาเซลเซียส ซีเมนต์

อาจเกิดการพรุนตัวและเปราะได้ง่าย

3.3 ซีเมนต์ขาว (white cement หรือ WC) เป็นซีเมนต์ส าหรับงานก่อสร้าง ตกแต่ง

อาคารและผนังอาคาร ท าเส้นแบ่งช่องในสนามบิน และท าผลิตภัณฑ์อ่ืน ๆ เช่น กระเบื้อง -

หลังคา หินขัด หินล้าง ซีเมนต์ชนิดนี้มีวิธีการผลิตเช่นเดียวกับปอร์ตแลนด์ซีเมนต์ชนิดธรรมดา

เพียงแต่ก าจัดพวกเหล็กและแมงกานีสออกไซด์ออกไป

นอกจากการแบ่งซีเมนต์ออกเป็น 3 ประเภทใหญ่ ๆ ดังกล่าวมาแล้วนั้น ได้มีการแบ่ง

ชนิดต่าง ๆ ของซีเมนต์ที่ใช้ในการท าคอนกรีตออกได้เป็น 4 ประเภทตามภาพที่ 2.1 และซีเมนต์

แต่ละประเภทมีสมบัติตามตารางที่ 2.2

52

ภาพที่ 2.1 ประเภทของซีเมนต์

ที่มา (สุพัตรา จินาวัฒน์ และพิบูลย์ จินาวัฒน์, 2539, หน้า 50)

ตารางที่ 2.2 สมบัติของซีเมนต์ประเภทต่าง ๆ

ประเภทของซีเมนต์ อัตราการเกิด

ความแข็งแรง

อัตราการเกิด

ความร้อนใน

ปฏิกิริยา

ไฮเดรชัน

การหดตัว

เมื่อแห้ง

การทนทานต่อ

การกัดกร่อน

ของซัลเฟต

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์

ordinary

rapid hardening

sulphate resisting

ปานกลาง

สูง

ต่ า – ปานกลาง

ปานกลาง

สูง

ต่ า – ปานกลาง

ปานกลาง

ปานกลาง

ปานกลาง

ต่ า

ต่ า

สูง

ประเภทของซีเมนต์

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด ์ สแลกซีเมนต์ ปูนซีเมนต ์ปอซโซลาน

ปูนซีเมนตอ์ะลูมินาสูง

ชนิดหลัก ชนิดพิเศษ

ordinary rapid hardening sulphate resisting

super sulphate Portland blast furnace low heat Portland blast furnace

extra rapid hardening ultra rapid hardening low heat white and colored hydrophobic air entraining waterproof and water repellent

53

ตารางที่ 2.2 สมบัติของซีเมนต์ประเภทต่าง ๆ (ต่อ)

ประเภทของซีเมนต์ อัตราการเกิด

ความแข็งแรง

อัตราการเกิด

ความร้อนใน

ปฏิกิริยา

ไฮเดรชัน

การหดตัว

เมื่อแห้ง

การทนทานต่อ

การกัดกร่อน

ของซัลเฟต

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์

extra rapid

hardening

ultra rapid

hardening

low heat

white and colored

hydrophobic

waterproof and

water repellent

air entraining

สูง – สูงมาก

สูง – สูงมาก

ต่ า

ปานกลาง

ปานกลาง

ปานกลาง

ปานกลาง

สูง – สูงมาก

สูง – สูงมาก

ต่ า

ปานกลาง

ปานกลาง

ปานกลาง

ปานกลาง

ปานกลาง – สูง

สูง

ปานกลาง

ปานกลาง

ปานกลาง

ปานกลาง

ปานกลาง

ต่ า

ต่ า

ปานกลาง – สูง

ต่ า

ต่ า

ต่ า

ต่ า

สแลกซีเมนต์

Portland blast

furnace

low heat Portland

blast furnace

super sulphated

ต่ า – ปานกลาง

ต่ า

ปานกลาง

ต่ า – ปานกลาง

ต่ า

ต่ ามาก

เหนือปานกลาง

เหนือปานกลาง

ปานกลาง

ปานกลาง

ปานกลาง - สูง

สูง – สูงมาก

ปูนซีเมนตอ์ะลูมินาสูง สูงมาก สูงมาก ปานกลาง สูงมาก

ปูนซีเมนต์ปอซโซลาน ต่ า ต่ า – ปานกลาง ต่ า – ปานกลาง สูง

ที่มา (สุพัตรา จินาวัฒน์ และพิบูลย์ จินาวัฒน์, 2539, หน้า 51)

54

วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตปูนซีเมนต์

ส่วนประกอบส าคัญที่ใช้ในการผลิตซีเมนต์ได้แก่ แคลเซียม ซิลิกา อะลูมินา และ

เหล็กออกไซด์ โดยแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มคือ (สุรศักด์ิ โกสิยพันธ์, ม.ป.ป., หน้า 3 – 4; ประณต

กุลประสูตร, 2536, หน้า 21)

1. วัตถุดิบที่ให้สารประกอบพวกแคลเซียมอออกไซด์เป็นหลัก (calcareous) ได้แก่

ดินสอพอง (chalk) เปลือกหอย (shells) หินปูน ปูนขาวหรือดินมาร์ล (marl) เป็นต้น

2. วัตถุดิบที่ให้สารประกอบพวกอะลูมิเนียมออกไซด์ และซิลิกอนไดออกไซด์เป็นหลัก

(argillaceous) ได้แก่ ดินดานหรือดินชนวน (shale) ดินด า ดินขาว

3. วัตถุดิบที่ให้สารประกอบพวกเหล็กออกไซด์เป็นหลัก (corrective) ได้แก่ แร่เหล็ก

ดินลูกรัง (laterite) ดินแดง (red clay) เป็นต้น

วัตถุดิบที่ได้จากแหล่งธรรมชาติจะถูกน ามาผสมให้มีสัดส่วนพอดีภายใต้การควบคุม

ทางเคมีและเผาให้ถึงจุดหลอมเริ่มต้น (incipient fusion) เพื่อให้มีความหนาแน่นสูง ซึ่งถือว่า

เป็นสมบัติส าคัญของปอร์ตแลนด์ซีเมนต์ การมีแมกนีเซียมออกไซด์และกรดก ามะถัน (H2SO4)

เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เพราะสารประกอบทั้งสองอย่างมีอยู่ในวัตถุดิบและเชื้อเพลิง แต่จะต้อง

จ ากัดอัตราส่วนทั้งสองชนิดเพราะหากมีมากเกินไปจะเป็นผลเสียแก่ซีเมนต์ ซึ่งได้มีการก าหนด

ปริมาณส่วนประกอบทางเคมีของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์แต่ละประเภทตามตารางที่ 2.3

55

ตารางที่ 2.3 เกณฑ์ก าหนดสมบัติทางเคมีของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ตามมาตรฐาน มอก. 15 –

2514 (แก้ไขเพิ่มเติม พ.ศ. 2517)

ส่วนประกอบทางเคมี

ตาม มอก.

ประเภท

หน่ึง

ประเภท

สอง

ประเภท

สาม

ประเภท

สี่

ประเภท

ห้า

1. ซิลิกอนไดออกไซด์

ต่ าสุดร้อยละ

2. อะลูมิเนียมออกไซด์

สูงสุดร้อยละ

3. เฟอร์ริกออกไซด์

สูงสุดร้อยละ

4. แมกเนเซียมออกไซด์

สูงสุดร้อยละ

5. ซัลเฟอร์ไตรออกไซด์

สูงสุดร้อยละ

5.1 เมื่อมี 3CaO . Al2O3

ร้อยละ 8 หรือน้อยกว่า

5.2 เมื่อมี 3CaO . Al2O3

มากกว่าร้อยละ 8

-

-

-

5.0

3.0

3.5

21.0

6.0

6.0

5.0

3.0

-

-

-

-

5.0

3.5

4.5

-

-

6.5

5.0

2.3

2.3

-

-

-

5.0

2.3

-

ที่มา (กระทรวงอุตสาหกรรม, 2532, หน้า 5)

หมายเหตุ ประเภทที่ 1 ได้แก่ ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดา

ประเภทที่ 2 ได้แก่ ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ดัดแปลง

ประเภทที่ 3 ได้แก่ ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เกิดแรงสูงเร็ว

ประเภทที่ 4 ได้แก่ ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เกิดความร้อนต่ า

ประเภทที่ 5 ได้แก่ ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ต้านทานซัลเฟตได้สูง

56

การผลิตปูนซีเมนต์

กรรมวิธีการผลิตปูนซีเมนต์จ าแนกตามลักษณะของวัตถุดิบที่น ามาใช้ได้เป็น 3 วิธีคือ

กรรมวิธีการผลิตแบบเปียก (wet process) กรรมวิธีการผลิตแบบแห้ง (dry process) และ

กรรมวิธีการผลิตแบบกึ่งเปียก – กึ่งแห้ง (semi wet – semi dry process) แต่ถ้าเป็นการผลิต

ซีเมนต์ในทางอุตสาหกรรมแล้วนิยมใช้ 2 วิธีคือ การผลิตแบบเปียกและการผลิตแบบแห้ง ดัง

รายละเอียดต่อไปนี้ (ประณต กุลประสูตร, 2536, หน้า 18 – 20; สุพัตรา จินาวัฒน์ และ

พิบูลย์ จินาวัฒน์, 2539, หน้า 42)

1. กรรมวิธีการผลิตแบบเปียก

เร่ิมโดยการน าวัตถุดิบแต่ละชนิดใส่ลงไปในบ่อปูน เติมน้ าเพื่อล้างวัตถุดิบ (wash mill)

แล้วส่งไปยังหม้อบด (ball mill) เมื่อวัตถุดิบถูกบดละเอียดดีแล้วจะไปที่เครื่องกรองหยาบส่วนที่

ละเอียดใช้ได้จะผ่านไปยังเครื่องกรองละเอียด ส่วนที่หยาบไม่สามารถผ่านเครื่องกรองหยาบได้

จะถูกส่งกลับไปยังหม้อบดอีกครั้ง และเมื่อวัตถุดิบผ่านเครื่องกรองละเอียดแล้วจะถูกส่งเข้าไป

เก็บในถังเก็บ (slurry storage tank) ซึ่งจะกวนผสมไปจนกว่าส่วนผสมทั้งหมดจะเข้ากันได้ดี

ตามต้องการ ของเหลวในบ่อกวนจะมีลักษณะค่อนข้างข้นคล้ายน้ าโคลนเรียกว่าน้ าซีเมนต์

(slurry) ซึ่งมีน้ าผสมอยู่ประมาณร้อยละ 30 – 50 ความละเอียดของน้ าซีเมนต์ถ้ากรองด้วย

ตะแกรงขนาด 170 เมช (mesh) จะมีส่วนที่ค้างอยู่บนตะแกรง (residue on mesh) ไม่เกินร้อย

ละ 2 โดยทั่วไปในโรงงานจะมีถังเก็บน้ าซีเมนต์ (storage tanks) เป็นจ านวนมาก โดยน้ า

ซีเมนต์ที่เก็บไว้นี้จะต้องกวนอยู่ตลอดเวลาเพื่อไม่ให้ตกตะกอน

ต่อจากนั้นน้ าซีเมนต์จะถูกส่งไปยังเครื่องป้อน (slurry feeder) เพื่อเข้าเตาเผา (rotary

kiln) ทางด้านบน ลักษณะของเตาเผาเป็นเตาขนาดใหญ่มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 15 ฟุต

(4.5 เมตร) ยาวประมาณ 500 ฟุต (150 เมตร) ภายนอกท าด้วยโลหะผสม ภายในกรุด้วยวัตถุ-

ทนไฟ 3 ชั้น คือชั้นนอกสุดเป็นอิฐแดง ชั้นกลางเป็นอิฐฉนวน (insulating bricks) ชั้นในสุด

เป็นอิฐทนไฟ (fire clay bricks) เตาเผาซีเมนต์จะอยู่ในลักษณะลาดเอียงและหมุนอย่างช้า ๆ

57

ประมาณ 3 – 5 รอบต่อนาที เชื้อเพลิงที่ใช้อาจจะเป็นน้ ามันเตา ถ่านหิน หรือแก๊สก็ได้

เมื่อน้ าซีเมนต์ถูกส่งเข้าสู่เตาเผาทางด้านบนแล้วจะเคลื่อนสู่ส่วนล่างของเตาอย่างช้า ๆ

ซึ่งสวนทางกับความร้อน ในระยะแรกน้ าในส่วนผสมจะถูกไล่ออก ต่อมาคาร์บอนไดออกไซด์

(CO2) จะถูกไล่ออกไป และส่วนผสมจะท าปฏิกิริยาทางเคมีไปเรื่อย ๆ จนถึงส่วนที่ร้อนที่สุดของ

เตา (sintering zone) อุณหภูมิประมาณ 1,000 – 1,500 องศาเซลเซียส ส่วนผสมจะจับกันเป็น

ก้อนมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1/8 – 1 นิ้ว (0.3 – 2.5 เซนติเมตร) เรียกว่าเม็ดปูน

(clinker) ซึ่งเม็ดปูนนี้จะค่อย ๆ เคลื่อนเข้าสู่ด้านล่างของเตาโดยผ่านการท าให้เย็นด้วยการใช้

ลมเป่า (cooler) จนกระทั่งมีอุณหภูมิประมาณ 65 องศาเซลเซียส เม็ดปูนจะถูกน าเข้าบดผสม

กับยิปซัม โดยใช้ยิปซัมประมาณร้อยละ 3 – 6 เพื่อเป็นตัวหน่วงปฏิกิริยาเคมี (retarder) ให้

ซีเมนต์แข็งตัวช้าลงเพื่อสะดวกในการใช้งาน

การบดปูนเม็ดกับแร่ยิปซัมจะใช้หม้อบด (ball mill หรือ cement mill) โดยผงปูนที่

บดละเอียดแล้วจะถูกแยกโดยใช้เครื่องแยกขนาดด้วยลม (air separator) ส่วนที่เป็นเม็ดใหญ่

หรือยังหยาบอยู่จะถูกส่งกลับไปยังหม้อบดอีกครั้ง ซี เมนต์ที่บดละเอียดแล้วจะมีขนาด

เส้นผ่าศูนย์กลาง 1 – 80 ไมโครเมตร (0.00039 – 0.00032 นิ้ว) โดยจะสามารถกรองผ่าน

ตะแกรงขนาด 200 เมช แล้วจึงน าไปบรรจุในถุงกระดาษต่อไป

ปูนเม็ดซึ่งเป็นวัตถุดิบที่ใช้ในการท าเป็นปูนผงอาจจะมีการซื้อขายเพื่อใช้ภายใน

ประเทศหรือส่งออกในรูปของเม็ดปูนเพราะปูนเม็ดสามารถเก็บรักษาไว้ได้นานโดยไม่เสื่อม

คุณภาพและเสียค่าใช้จ่ายต่ ากว่าการเก็บในลักษณะปูนผง ฉะนั้นการบดปูนเม็ดให้เป็นผง

จ าเป็นต้องค านึงถึงความสามารถในการขายเพราะหากเก็บไว้นานซีเมนต์จะเกาะตัวเป็นก้อน

แข็งไม่สามารถน ามาใช้ได้

2. กรรมวิธีการผลิตแบบแห้ง

วัตถุดิบต่าง ๆ จะถูกบดและผสมตามที่ต้องการในลักษณะผงแห้ง ต่อจากนั้นวัตถุดิบ

จะถูกป้อนเข้าสู่เตาเผา และหลังจากนั้นขั้นตอนจะเหมือนกับกรรมวิธีการผลิตแบบเปียก

58

วัตถุดิบก่อนการเผาอาจต้องผ่านกระบวนการผลิตแห้งหรือเปียกอย่างใดอย่างหนึ่ง ซึ่งใน

กระบวนการผลิตแห้งวัตถุดิบต้องได้รับการบดและท าให้แห้ง ส่วนในกระบวนการผลิตเปียก

วัตถุดิบต้องได้รับการบดและผสมเปียก ถ้าวัตถุดิบที่ต้องการใช้งานเป็นหินซีเมนต์และหินปูนซึ่ง

มีสภาพแห้งตามธรรมชาติหรือมีน้ าผสมอยู่น้อยอาจท าให้แห้งได้โดยใช้ความร้อนจากเตาเผา

เพื่อให้สามารถน าไปบดแห้งโดยมีต้นทุนการผลิตต่ า ดังนั้นอาจกล่าวได้ว่ากระบวนการผลิตแห้ง

มีค่าใช้จ่ายในการบดและเผาต่ ากว่าการผลิตแบบเปียก อย่างไรก็ดีถ้าส่วนผสมหนึ่งของวัตถุดิบ

อยู่ในสภาพเปียก เช่น ดิน หินปูน ค่าใช้จ่ายส่วนที่เพิ่มขึ้นในการท าให้วัตถุดิบแห้งอาจสูงกว่า

ค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นในการเผาวัตถุดิบเปียกในกระบวนการผลิตเปียก

ในด้านของการควบคุมส่วนประกอบของวัตถุดิบทางเคมี กระบวนการทั้งสองจะ

ไม่แตกต่างกันภายใต้ภาวะทั่วไป โดยปกติกระบวนการผลิตเปียกจะมีความซับซ้อนน้อยกว่า

และเหมาะสมกว่าในด้านการปรับปรุงคุณภาพและการเพิ่มชนิดของปูนซีเมนต์จากวัตถุดิบที่มี

อยู่ อย่างไรก็ตามหากใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ผสมวัตถุดิบที่มีประสิทธิภาพก็มีวัตถุดิบหลาย

ชนิดที่สามารถผลิตได้ในกระบวนการผลิตแห้งและสามารถควบคุมให้มีประสิทธิภาพดีกว่า

กระบวนการผลิตเปียก นอกจากนี้พบว่าปัญหาเรื่องฝุ่นมีความแตกต่างกันเพียงเล็กน้อยใน

กระบวนการผลิตทั้งสองแบบ กล่าวคือวัตถุดิบเมื่อเผาแล้วเป็นเม็ดในทั้งสองกระบวนการจะ

ได้รับการบดแห้งซึ่งเกิดฝุ่นได้เช่นเดียวกัน ในกระบวนการผลิตแห้งจะมีอุปกรณ์เก็บฝุ่นส าหรับ

วัตถุดิบ ดังนั้นปัญหาเรื่องฝุ่นในกระบวนการผลิตแห้งจะอยู่ในระดับใกล้เคียงกับกระบวนการ

ผลิตเปียกหรือมากกว่าเพียงเล็กน้อย (สุรศักด์ิ โกสิยพันธ์, ม.ป.ป., หน้า 4 – 9)

ปัจจัยที่เป็นสิ่งก าหนดว่าโรงงานควรจะใช้กรรมวิธีการผลิตเปียกหรือกรรมวิธีการผลิต

แห้งได้แก่ อัตราความชื้นในวัตถุดิบ ปริมาณน้ า ต้นทุน ค่าเชื้อเพลิง พลังงาน ฝุ่น และการ-

ขนส่งวัตถุดิบ เป็นต้น และโดยปกติกรรมวิธีการผลิตเปียกต้องใช้เชื้อเพลิงในการอบมากกว่า

กรรมวิธีการผลิตแห้ง ส าหรับกรรมวิธีการผลิตปูนซีเมนต์ในประเทศไทยปัจจุบันนิยมผลิตแบบ-

แห้งเนื่องจากกรรมวิธีการผลิตที่ไม่ยุ่งยาก และสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงน้อย

59

กรรมวิธีการผลิตแบบแห้ง กรรมวิธีการผลิตแบบเปียก

ภาพที่ 2.2 กรรมวิธีการผลิตปูนซีเมนต์แบบแห้งและแบบเปียก

ที่มา (สุพัตรา จินาวัฒน์ และพิบูลย์ จินาวัฒน์, 2539, หน้า 44)

วัตถุดิบ วัตถุดิบ

ย่อยวัตถุดิบ

บดวัตถุดิบ

ไซโลผสมวัตถุดิบ

อบด้วยความร้อน

ไซโลเก็บ

ล้างวัตถุดิบ น า้

บดวัตถุดิบ

กรองหยาบ

กรองละเอียด

ถังเก็บน ้าซีเมนต์

เตาเผา

ให้ความเย็นปูนเม็ด

ที่เก็บปูนเม็ด

หม้อบดซีเมนต์

บรรจุถุง

ตัวหน่วง (ยิปซัม)

บดหรือย่อยยิปซัม

ที่เก็บยิปซัม

60

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นขณะเผาซีเมนต์

เมื่อส่วนผสมของปูนซีเมนต์ได้รับความร้อนในขณะเผาจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมี 3 ช่วง

ใหญ่ ๆ ดังนี้คือ (ดวงเพ็ญ ศรีบัวงาม และอนุรักษ์ ปิติรักษ์สกุล, ม.ป.ป., หน้า 150)

1. ช่วงการระเหยของน้ า ความชื้นส่วนใหญ่จะถูกขับออกจากส่วนผสมของปูนซีเมนต์

ที่อุณหภูมิสูงกว่า 100 องศาเซลเซียสเล็กน้อย ส่วนน้ าในโครงสร้างของดินจะระเหยออกไปที่

อุณหภูมิตั้งแต่ 500 องศาเซลเซียส ขึ้นไป

2. ช่วงการแตกตัวของสารคาร์บอเนต (carbonate) ได้แก่พวกหินปูน (CaCO3) จะ

แตกตัวที่อุณหภูมิประมาณ 900 องศาเซลเซียส ส่วนพวกแมกนีเซียมคาร์บอเนต (magnesium

carbonate, MgCO3) จะเริ่มแตกตัวที่อุณหภูมิประมาณ 800 – 900 องศาเซลเซียส

3. ช่วงการรวมตัวของหินปูนและสารประกอบอ่ืนกับซิลิกาและอะลูมินา สารผสมของ

ซีเมนต์จะท าปฏิกิริยารวมตัวกันที่อุณหภูมิประมาณ 1,100 – 1,500 องศาเซลเซียส เป็นปูนเม็ด

หรือคลิงเกอร์ โดยต้องควบคุมให้ปูนเม็ดอยู่ที่อุณหภูมิ 1,300 – 1,500 องศาเซลเซียส ประมาณ

20 นาที เพื่อไม่ให้เม็ดปูนเกิดการหลอมมากเกินไป ซึ่งจะควบคุมให้มีการหลอมเพียงร้อยละ 20

– 30

ในขณะเผาวัตถุดิบซึ่งเป็นส่วนผสมของซีเมนต์จะได้สารประกอบพื้นฐานของซีเมนต์

(cement compounds) จากสมการเคมีดังนี้

900 OC CaCO3 CaO + CO2 1,000 – 1,200 OC CaO C2S + C3A + C4AF Al2O3, SiO2, Fe2O3

61

1,200 – 1,400 OC C2S + CaO C3S

ปูนเม็ดที่ได้จากการเผาจะถูกท าให้เย็นตัวอย่างรวดเร็วเพื่อให้สมบัติของสารประกอบ

พื้นฐานทั้งสี่มีความคงตัว ซึ่งสารประกอบหลักนี้ได้แก่

1. C3S (tricalcium silicate หรือ alite หรือ 3CaO . SiO2) มีสมบัติคือให้แรงอัดหรือ

ให้คอนกรีตมีก าลังในระยะแรก (early age) เพราะท าปฏิกิริยากับน้ าได้เร็วท าให้คอนกรีตเกิด

ความแข็งแรงได้เร็วและความแข็งแรงจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่อเวลาผ่านไป

2. C2S (dicalcium silicate หรือ belite หรือ 2CaO . SiO2) มีสมบัติคือให้แรงอัดหรือ

ให้คอนกรีตมีก าลังแข็งแรงขึ้นในระยะหลัง (later age) เพราะท าปฏิกิริยากับน้ าได้ช้ากว่าแต่มี

ปฏิกิริยาที่สม่ าเสมอท าให้คอนกรีตเกิดความแข็งแรงได้เมื่อให้เวลาผ่านไปสักระยะ

3. C3A (tricalcium aluminate หรือ celite หรือ 3CaO . Al2O3) มีสมบัติคือเมื่อผสม

กับน้ าเกิดการก่อตัวผิดปกติ (flash set) โดยสามารถท าปฏิกิริยากับน้ าได้เร็วแต่คอนกรีตที่ได้มี

ความแข็งแรงต่ า นอกจากนี้ C3A สามารถท าปฏิกิริยากับน้ าทะเลได้เพราะถูกกัดกร่อนได้โดย

ซัลเฟต แต่ข้อดีคือช่วยเร่งอัตราการให้แรงอัดในระยะแรกของ C3S

4. C4AF (tetracalcium ferro aluminate หรือ felite หรือ 4CaO . Al2O3 . Fe2O3) มี

สมบัติคือท าให้ปูนซีเมนต์มีสีเข้มและทนต่อการกัดกร่อนของซัลเฟตได้ดีกว่า C3A แต่มีความ-

แข็งแรงน้อยมาก

นอกจากนี้การเผาซีเมนต์ยังเกิดหินปูนอิสระหรือไลม์อิสระ (free lime) คือแคลเซียม

ออกไซด์ที่เหลือจากปฏิกิริยาในการเผา ทั้งนี้เพราะมีแคลเซียมออกไซด์ในส่วนผสมมากเกินไป

หรือแคลเซียมออกไซด์ท าปฏิกิริยาไม่หมดเนื่องจากการเผาไม่สมบูรณ์ ซึ่งในปูนเม็ดปกติจะมี

หินปูนอิสระประมาณร้อยละ 1.0

62

ตัวอย่างสารประกอบทางเคมีของปูนเม็ด

SiO2 ร้อยละ 22.00

Al2O3 ร้อยละ 5.30

Fe2O3 ร้อยละ 3.00

CaO ร้อยละ 66.00

MgO ร้อยละ 0.90

SO3 ร้อยละ 0.41

C3S ร้อยละ 65.35

C2S ร้อยละ 17.64

C3A ร้อยละ 8.97

C4AF ร้อยละ 9.12

ปูนเม็ดที่ได้จะถูกส่งผ่านเข้าไปผสมกับยิปซัมและปูนขาวที่หม้อบด หน้าที่ของยิปซัม

และปูนขาวคือหน่วงปฏิกิริยาซีเมนเตชัน (cementation) ขณะน าปูนซีเมนต์ไปขึ้นรูปและลด

ต้นทุนการผลิต โดยปูนเม็ดแต่ละชนิดจะมีส่วนผสมของปูนเม็ดและยิปซัมต่างกันดังเช่น ปูน-

ซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดาจะมีอัตราส่วนการผสมระหว่างปูนเม็ด : ยิปซัม ประมาณ 95 : 5

ความละเอียดประมาณ 3,300 ตารางเซนติเมตรต่อกรัม (cm2/g) ส่วนปูนซีเมนต์ผสมจะมี

อัตราส่วนผสมระหว่างปูนเม็ด : หินปูน : ยิปซัม ประมาณ 69.5 : 27.5 : 3.0 ความละเอียด

ประมาณ 3,800 ตารางเซนติเมตรต่อกรัม และปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เกิดแรงสูงเร็วจะมีอัตรา-

ส่วนการผสมระหว่างปูนเม็ด : ยิปซัม ประมาณ 94 : 6 ความละเอียดประมาณ 4,700 ตาราง-

เซนติเมตรต่อกรัม ซึ่งหากเติมยิปซัมน้อยเกินไปจะเกิดการก่อตัวผิดปกติ แต่ถ้ามากเกินไปจะ

เกิดการขยายตัวเมื่อใช้งาน และการเติมยิปซัมในอัตราส่วนที่พอเหมาะจะช่วยควบคุมการ- ก่อ

ตัวได้นอกจากน้ีจะช่วยให้มีความแข็งแรงสูงขึ้น

63

การที่จะพิจารณาได้ว่ากรรมวิธีการเผาเป็นไปอย่างถูกต้องหรือไม่ ให้พิจารณาจากสี

และรูปร่างของเม็ดปูน กล่าวคือถ้าเผาได้ถูกต้องเม็ดปูนจะมีสีด าปนเขียว เมื่อเย็ นตัวจะมี

ลักษณะมันแวววาวเป็นจุด ๆ เม็ดปูนก้อนใหญ่จะมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1 นิ้ว (2.5

เซนติเมตร) หากเป็นเม็ดปูนที่ยังเผาไม่ได้ที่จะมีสีน้ าตาลหรือมีสีน้ าตาลเป็นหย่อม ๆ ไม่เป็น

มันเหมือนที่เผาได้ที่แล้ว ส่วนปูนเม็ดที่เผาเกินพอดีจะมีสีน้ าตาลเช่นกันแต่แข็งมาก การเผา

เกินพอดีนอกจากจะท าให้ได้ปูนเม็ดที่มีสัดส่วนของหินปูนต่ าแล้วยังก่อให้เกิดการสิ้นเปลืองเชื้อ-

เพลิงและเพิ่มค่าใช้จ่ายในการบดมากขึ้นเพราะปูนเม็ดที่เผาเกินพอดีจะมีความแข็งมากยากแก่

การบด

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นขณะผสมซีเมนต์เพื่อใช้งาน

ในขณะผสมซีเมนต์กับน้ าจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างองค์ประกอบของซีเมนต์กับ

น้ า โดยปฏิกิริยาที่ส าคัญคือสารประกอบไตรแคลเซียมอะลูมิ เนต (C3A) จะท าปฏิกิริยา

ไฮเดรชันกับน้ าก่อนและท าให้เกิดเป็นสารข้นแข็งคล้ายวุ้น แต่สารประกอบชนิดนี้ไม่ช่วยให้

คอนกรีตมีก าลัง และหลังจากที่เกิดสารข้นแข็งไปแล้วนาน 2 – 3 ชั่วโมง ไตรแคลเซียมซิลิเกต

(C3S) จะเริ่มมีปฏิกิริยาและแข็งตัวบ้างสารชนิดนี้มีผลท าให้คอนกรีตมีก าลังในระยะแรกคือ

หลังจากที่ผสมแล้ว 14 วัน (เฉลียว โพธิพิรุฬห์, ม.ป.ป., หน้า 49, 50)

สารส าคัญที่ท าปฏิกิริยาอย่างช้า ๆ ก็คือไดแคลเซียมซิลิเกต (C2S) เป็นสารส าคัญที่

ท าให้คอนกรีตแข็งแรงขึ้นในระยะ 14 – 28 วัน ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นนี้จะท าให้เกิดความร้อนในตัว

ของคอนกรีตอย่างมากถ้าเป็นสิ่งก่อสร้างขนาดใหญ่ เช่นเขื่อน ซึ่งใช้งานคอนกรีตเป็นจ านวน

มากนั้นจะต้องมีวิธีการส าหรับระบายความร้อนออกจากเนื้อคอนกรีต ถ้าไม่มีการระบายความ-

ร้อนอาจท าให้เนื้อคอนกรีตมีรอยแตกร้าวได้

ปฏิกิริยาไฮเดรชันจะเริ่มท าให้ผิวนอกของคอนกรีตแข็งตัวก่อน ส่วนเนื้อคอนกรีต

ภายในจะแข็งตัวภายหลัง และถึงแม้ว่าน้ าที่ผสมคอนกรีตจะแห้งแล้วก็ตามปฏิกิริยาก็ยังคง

ด าเนินต่อไป เพราะซีเมนต์จะรับโมเลกุลของน้ าในอากาศเข้าไปท าปฏิกิริยาอีก ระยะนี้จะเป็น

64

ระยะส าคัญของคอนกรีตมากจึงจ าเป็นต้องท าการบ่มโดยการให้น้ ากับคอนกรีต เช่นถ้าเป็นคาน

หรือเสาก็จะใช้กระสอบชุบน้ าให้ชุ่มคลุมไว้จนกว่าจะได้ที่ หากไม่บ่มด้วยน้ าแล้วซีเมนต์จะท า

ปฏิกิริยาไม่สมบูรณ์

เม็ดซีเมนต์ น้ า

(1) (2) (3) (4)

ภาพที่ 2.3 การเกิดปฏิกิริยาระหว่างซีเมนต์กับน้ า

ที่มา (สุพัตรา จินาวัฒน์ และพิบูลย์ จินาวัฒน,์ 2539, หน้า 46)

จากภาพที่ 2.3 เมื่อผสมซีเมนต์กับน้ าตามภาพที่ 2.3 (1) ซีเมนต์จะเริ่มเกิดปฏิกิริยา

กับน้ าที่ผิวของซีเมนต์ตามภาพที่ 2.3 (2) และเมื่อระยะเวลาผ่านไป ปฏิกิริยาจะเพิ่มมากขึ้น

ตามภาพที่ 2.3 (3) ซึ่งการเกิดปฏิกิริยาน้ีจะเกิดผลึกของ SiO2 CaO และ C – S – H Gel ซึ่ง

C – S – H Gel นี้เองที่ท าให้ปูนเกิดความแข็งแรง

การควบคุมคุณภาพของปูนซีเมนต์

การผลิตปูนซีเมนต์ต้องมีการควบคุมคุณภาพต้ังแต่วัตถุดิบ ควบคุมคุณภาพระหว่าง

การผลิตและควบคุมคุณภาพของซีเมนต์เพื่อการใช้งาน ดังรายละเอียดต่อไปนี้ (ประณต กุล-

ประสูตร, ม.ป.ป., หน้า 26 – 27; สุพัตรา จินาวัฒน์ และพิบูลย์ จินาวัฒน์, 2539, หน้า 45 –

49)

65

1. การควบคุมคุณภาพของวัตถุดิบ

ในการน าวัตถุดิบต่าง ๆ มาใช้เพื่อผสมให้ได้อัตราส่วนของส่วนผสมที่เหมาะสมจะต้อง

มีการทดสอบและควบคุมสิ่งต่าง ๆ ดังนี้

1.1 ค่าแอลเอสเอฟ (LSF, lime saturation factor) เป็นค่าที่แสดงให้ทราบถึง

ระดับของแคลเซียมออกไซด์ที่มีอยู่จริงหารด้วยปริมาณสูงสุดที่จะมีแคลเซียมออกไซด์อยู่ได้ (ท า

ปฏิกิริยากับออกไซด์อ่ืน ๆ หมดพอดี) ถ้าใส่แคลเซียมออกไซด์มากกว่าปริมาณสูงสุดนี้แล้วก็จะ

เกิดปูนเม็ดที่เรียกว่าโอเวอร์ไลม์ (over lime) คือจะเผาปูนโดยใช้ความร้อนเท่าใดก็ยังคงมี

หินปูนอิสระเหลืออยู่หรือใช้ไม่หมด การเตรียมส่วนผสมขึ้นอยู่กับชนิดของเชื้อเพลิงที่ใช้ในการ-

เผาว่าใช้น้ ามัน แก้ส ถ่านหิน หรือลิกไนต์ แต่ตามปกติค่าแอลเอสเอฟ จะมีค่าประมาณ

ร้อยละ 90 – 98

LSF = CaO x 100 (%)

2.8 SiO2 + 1.18 Al2O3 + 0.65 Fe2O3

1.2 ค่าเอสเอ็ม (SM, silica modulus) เป็นค่าที่แสดงสัดส่วนของ SiO2 หารด้วย

ผลรวมของ Al2O3 + Fe2O3 การที่ค่าเอสเอ็มสูงขึ้นจะท าให้ปูนเผายากขึ้นเพราะลดปริมาณของ

ส่วนที่ปูนเม็ดหลอม (liquid phase) ลง ซึ่งค่าเอสเอ็มโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 2.2 – 2.8

SM = SiO2 / (Al2O3 + Fe2O3)

1.3 ค่าเอเอ็ม (AM, alumina modulus) เป็นค่าที่แสดงถึงสัดส่วนของ Al2O3

หารด้วย Fe2O3 ซึ่งค่านี้จะแสดงถึงปริมาณของส่วนที่ปูนเม็ดหลอม ถ้ามีค่าเอเอ็มสูงจะเกิด

ความร้อนขณะก่อตัวสูง เวลาในการก่อตัวจะสั้น (setting time) ดังนั้นปูนซีเมนต์ความร้อนต่ า

(low heat) จึงต้องเตรียมให้มีค่าเอเอ็มต่ าเพื่อที่จะให้เกิด C3A น้อย ปูนเม็ดโดยทั่วไปจะมีค่า

เอเอ็มอยู่ระหว่าง 1.6 – 2.4

66

AM = Al2O3 / Fe2O3

2. การควบคุมคุณภาพของซีเมนต์

ในการควบคุมคุณภาพของปูนซีเมนต์ท าได้โดยการทดสอบสมบัติทางฟิสิกส์ของปูน-

ซีเมนต์ดังต่อไปนี้

2.1 ความละเอียด (fineness) ความละเอียดของปูนซีเมนต์จะมีผลต่ออัตราการ-

เกิดปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างปูนซีเมนต์กับน้ า การก่อตัว การเกิดแรงและการคายความร้อน

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจะขึ้นอยู่กับขนาดของพื้นที่ผิวโดยรอบของเม็ดปูน ตามปกติแล้วปูนซีเมนต์ที่

มีน้ าหนักเท่ากัน ปูนซีเมนต์ที่เม็ดปูนละเอียดกว่าจะมีพื้นที่ผิวมากกว่าปูนซีเมนต์ที่เม็ดปูนหยาบ

กว่า ดังนั้นปูนซีเมนต์ที่ละเอียดจะสามารถท าปฏิกิริยากับน้ าได้เร็วกว่าปูนซีเมนต์ที่หยาบกว่า

นอกจากน้ียังมีอัตราการก่อตัวและแข็งตัวได้เร็วกว่าท าให้คอนกรีตเป็นเนื้อเดียวกันไม่แยกตัวได้

ดีกว่าอีกด้วย อย่างไรก็ตามปูนซีเมนต์ที่มีความละเอียดมากเกินไปก็เป็นสิ่งไม่พึงประสงค์เพราะ

ง่ายต่อการท าปฏิกิริยากับความชื้นในอากาศ จับตัวกันเป็นก้อนแข็ง ท าให้ คุณภาพของ

ปูนซีเมนต์ต้องสูญเสียไปและต้องระมัดระวังในการบ่ม เพราะปูนที่ละเอียดจะมีรอยร้าวอันเกิด

จากการหดตัวมากกว่า ดังนั้นการที่จะผลิตปูนซีเมนต์ให้มีคุณภาพที่สม่ าเสมอก็จ าเป็นจะต้อง

ควบคุมความละเอียดของปูนซีเมนต์ให้อยู่ในเกณฑ์ตามมาตรฐานที่ก าหนด

การทดสอบหาความละเอียดเรียกว่าการวัดพื้นผิวจ าเพาะ (specific surface) มี

หน่วยเป็นตารางเซนติเมตรต่อกรัม เลือกทดสอบได้ 2 วิธี คือ

2.1.1 ทดสอบด้วยเทอร์บิดิมิเตอร์ (turbidimeter test หรือ Wagner) พิจารณา

ความขุ่นของน้ าซีเมนต์ ซึ่งควรมีค่าเฉลี่ยต่ าสุด 1,600 ตารางเซนติเมตรก่อกรัม

2.1.2 ทดสอบด้วยแอร์เพอร์มีอะบิลิตี (air – permeability test หรือ Blaine)

พิจารณาปริมาณการซึมของอากาศผ่านผิวของซีเมนต์ที่กักอยู่ใน 1 ตารางเซนติเมตร ซึ่งควรมี

ค่าเฉลี่ยต่ าสุด 2,800 ตารางเซนติเมตรต่อกรัม

67

ทั้ง 2 วิธีจะต้องท าในห้องปฏิบัติการที่มีอุปกรณ์ครบถ้วน และจากการทดลอง

พบว่าถ้าบดซีเมนต์ให้มีความละเอียด 5,800 ตารางเซนติเมตรต่อกรัม จะท าให้มีก าลังเพิ่มขึ้น

อีกร้อยละ 20 – 25 แต่ความละเอียดนี้ก็มีขีดจ ากัดคือถ้าบดซีเมนต์ให้ละเอียดเกิน 200 ไมโคร-

เมตร ซีเมนต์เกือบจะไม่ท าปฏิกิริยาเลย ความละเอียดที่ดีต้องอยู่ระหว่าง 100 ไมโครเมตร ถึง

50 ไมโครเมตรจึงจะเกิดปฏิกิริยาได้ดี ดังนั้นการควบคุมความละเอียดของปูนซีเมนต์จึงเป็น

การควบคุมคุณภาพของปูนซีเมนต์ให้สม่ าเสมอด้วย

2.2 ความอยู่ตัวหรือความคงตัว (soundness) ความอยู่ตัวเป็นสมบัติของปูน-

ซีเมนต์ที่จะรักษาปริมาตรให้คงที่อยู่ เสมอ ปูนซีเมนต์ที่มีความอยู่ตัวน้อยหรือไม่อยู่ ตัว

(unsound) จะเกิดจากการที่มียิปซัม ปูนขาวอิสระหรือแมกนีเซียอยู่ในปูนซีเมนต์มากเกินไป

ปูนขาวหรือแมกนีเซียมีสมบัติคือเมื่อรวมตัวกับน้ าจะใช้เวลานานมาก ดังนั้นแม้ว่าปูนซีเมนต์

จะแข็งตัวเล็กน้อยก็ตาม ปฏิกิริยาระหว่างน้ ากับปูนขาวหรือแมกนีเซียก็จะด าเนินต่อไปเป็นผล

ท าให้เกิดการขยายตัวภายในเนื้อคอนกรีตท าให้เกิดการแตกร้าวในที่สุด การเกิดปฏิกิริยา

ดังกล่าวข้างต้นบางครั้งอาจใช้เวลาหลายเดือนหลังจากท่ีคอนกรีตแข็งตัวไปแล้ว

วิธีทดสอบความอยู่ตัวของซีเมนต์พิจารณาที่การขยายตัว เครื่องมือที่ใช้คือออโต -

เคลฟว์ (autoclave expansion) ซึ่งเป็นหม้อต้มแรงดันสูง (high pressure steam boiler) โดย

น าตัวอย่างปูนซีเมนต์ซึ่งมีความข้นเหลวปกติ (normal consistency) มาท าเป็นแท่งขนาด 1 x

1 x 11 1/4 นิ้ว และมีขาเหล็กที่ไม่ขึ้นสนิมขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 1/4 นิ้ว เสียบที่ปลายทั้งสอง

ข้างยื่นออกมา 3/16 นิ้ว ให้ระยะที่ปลายส่วนที่ เสียบทั้งสองหัวมีความยาว 10 นิ้ว วาง

ตัวอย่างในออโตเคลฟว์เมื่อแท่งซีเมนต์ที่หล่อครบ 24 ชั่วโมง เริ่มให้ความกดดันประมาณ 295

psi (ประมาณ 20 kg/cm2) และเพิ่มอุณหภูมิให้ได้ 215.7 องศาเซลเซียส ภายในเวลา 1

ชั่วโมง และทิ้งไว้รวม 3 ชั่วโมง ค่อย ๆ ลดความร้อนลงจนปกติแล้วน าออกมาวัดความยาวและ

เปรียบเทียบกับความยาวเดิมด้วยเครื่องมือเปรียบเทียบความยาว (length comparator) ที่มีขีด

ละเอียดถึง 0.0001 นิ้ว ส าหรับปอร์ตแลนด์ซีเมนต์จะมีการขยายตัวไม่เกินร้อยละ 0.8

2.3 ระยะเวลาการก่อตัวและการแข็งตัว (time of setting and hardening)

68

การก่อตัวและการแข็งตัวของซีเมนต์ (cement paste) เป็นสมบัติทางฟิสิกส์ที่ส าคัญอย่างหนึ่ง

ซึ่งเกิดขึ้นจากผลของปฏิกิริยาไฮเดรชันของผงซีเมนต์กับน้ าที่ท าให้เกิดวุ้น (gel) รอบ ๆ ของผง-

ซีเมนต์ และวุ้นนี้จะค่อย ๆ ขยายตัวออกเรื่อย ๆ โดยรอบเม็ดปูนทีละชั้นจนกระทั่งชั้นของวุ้นนี้

มาสัมผัสกันและกัน (จากเม็ดปูนใกล้เคียง) ในขั้นนี้ปูนซีเมนต์ที่ผสมน้ าจะมีสมบัติการไหลตัว

ลดลง (fluidity) หรืออีกนัยหนึ่งเริ่มที่จะหนืดตัวขึ้น (ก่อตัว) การหนืดตัวนี้จะค่อย ๆ เปลี่ยนมา

เป็นการแข็งตัว เพราะปริมาตรของวุ้นเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ดังนั้นระยะเวลาการก่อตัวจึงหมายถึง

ระยะเวลาที่ซีเมนต์เพสต์ (cement plate หรือส่วนผสมของซีเมนต์กับน้ า) ใช้ในการเปลี่ยน

สภาพจากของเหลวเป็นของแข็ง ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ระยะได้แก่ระยะเวลาเริ่มก่อตัว (initial

setting time) และระยะเวลาการก่อตัวเสร็จ (final setting time) โดยระยะต้ังแต่เริ่มผสมน้ า

จนกระทั่งก่อตัวเสร็จนี้เองที่เรียกว่าระยะเวลาการก่อตัว

ระยะเวลาการก่อตัวนี้จัดเป็นสิ่งจ าเป็นมากที่ผู้ใช้ปูนซีเมนต์จะต้องทราบเพื่อ

ก าหนดเวลาท างานให้แล้วเสร็จก่อนที่ซีเมนต์เพสต์หรือคอนกรีตจะแข็งตัว ทั้งนี้เนื่องจากหลัง -

จากคอนกรีตเริ่มก่อตัวแล้วจะต้องไม่ถูกรบกวนอีกและจะต้องมีเวลาที่จะแข็งตัวต่อไปจนกว่าจะ

เสร็จสมบูรณ์เพื่อไม่ให้เกิดผลกระทบต่อการเทครั้งต่อไป ระยะเวลาการก่อตัวไม่ควรจะเร็วเกิน-

ไปจนเป็นเหตุให้ไม่สามารถปฏิบัติงานได้ทัน โดยทั่วไปในปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดาการ -

ก่อตัวจะเริ่มขึ้นหลังผสมกับน้ าแล้วไม่น้อยกว่า 45 นาที ส าหรับระยะเวลาก่อตัวเสร็จไม่ควรเกิน

กว่า 10 ชั่วโมง เพื่อให้คอนกรีตแข็งตัวและเกิดความแข็งแรงได้เร็วที่สุดจะได้ถอดแบบได้เร็วและ

สามารถหลีกเลี่ยงความเสียหายที่จะเกิดจากน้ าแข็งตัว เช่นกรณีหล่อคอนกรีตในบริเวณที่มี

อุณหภูมิต่ ากว่าจุดเยือกแข็ง

69

ตารางที่ 2.4 ระยะเวลาเริ่มก่อตัวและระยะเวลาการก่อตัวเสร็จส าหรับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์

บางประเภท

ชนิดของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด ์ ระยะเวลาเริ่มก่อตัว

(นาท)ี

ระยะเวลา

การก่อตัวเสร็จ(นาท)ี

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดา

ปูนซเีมนต์ปอร์ตแลนด์เกิดแรงสูงเร็ว

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ต้านทานซัลเฟตได้สูง

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เกิดความร้อนต่ า

110 – 162

97 – 100

154

157

24

149

202

253

ที่มา (สุพัตรา จินาวัฒน์ และพิบูลย์ จินาวัฒน์, 2539, หน้า 46)

องค์ประกอบส าคัญที่มีผลต่อระยะเวลาการก่อตัวของซีเมนต์เพสต์หรือคอนกรีต

ได้แก่ความละเอียดของเม็ดปูนและส่วนผสมที่ผสมอยู่ในปูนซีเมนต์ (cement composition)

เช่นยิปซัม กล่าวคือปูนซีเมนต์ที่เม็ดปูนละเอียดจะก่อตัวได้เร็วกว่าปูนซีเมนต์ที่เม็ดปูนหยาบ -

กว่า และปูนซีเมนต์ที่มียิปซัมผสมอยู่มากระยะเวลาการก่อตัวจะนานกว่าปูนซีเมนต์ที่มียิปซัม

ผสมอยู่น้อย นอกจากนั้นอุณหภูมิขณะหล่อคอนกรีต (ambient temperature) และปริมาณ

น้ าที่ใช้ผสมคอนกรีต (water / cement content) ก็มีบทบาทต่อระยะเวลาการก่อตัวของซีเมนต์

เพสต์เช่นกัน การหล่อคอนกรีตขณะอุณหภูมิสูง ซีเมนต์เพสต์หรือคอนกรีตจะก่อตัวได้เร็วขึ้น

กว่าปกติเนื่องจากอุณหภูมิจะเป็นตัวเร่งการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างปูนซีเมนต์กับน้ า หรือ

คอนกรีตที่ผสมเปียกจะก่อตัวได้ช้ากว่าคอนกรีตที่ผสมแห้ง เป็นต้น

2.4 ความแข็งแรง (strength) การทดสอบความแข็งแรงของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์

โดยทั่วไปจ าแนกออกได้เป็น 2 แบบได้แก่ การทดสอบความต้านทานต่อแรงอัด (compressive

strength) และการทดสอบความต้านทานต่อแรงดึง (tensile strength) แต่บางแห่งก าหนดให้

ตรวจสอบเฉพาะความต้านทานต่อแรงอัดเท่านั้น ส าหรับการทดสอบความแข็งแรงสามารถที่

จะกระท าได้โดยน าปูนซีเมนต์ที่จะใช้ผสมกับทรายมาตรฐานและน้ าใน สัดส่วนที่ก าหนดเทลง

70

แบบมาตรฐาน แล้วบ่มตามมาตรฐานที่ก าหนดด้วยเช่นกัน เมื่อครบ 1 วัน 3 วัน 7 วัน และ 28

วัน น าไปอัดหรือดึงด้วยเครื่องทดสอบด้วยการเพิ่มแรงขึ้นทีละน้อยจนกระทั่งถึงแรงสูงสุดที่แท่ง

คอนกรีตตัวอย่างนั้นจะทนได้ การทดสอบจะต้องท าหลายตัวอย่าง แล้วหาค่าเฉลี่ย ค่าที่จะได้

ต้องไม่ต่ ากว่ามาตรฐานที่ก าหนด ซึ่งโดยทั่วไปจะทดสอบปูนก่อ (mortar)

2.5 ความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างปูนซีเมนต์กับน้ า (heat of

hydration) ความร้อนที่เกิดขึ้นนับว่ามีความส าคัญต่อการหล่อคอนกรีตอย่างมาก โดยเฉพาะ-

อย่างยิ่งโครงสร้างที่มีขนาดใหญ่และหนามาก ๆ เช่นเขื่อนกั้นน้ า เป็นต้น เพราะการน าความ -

ร้อนออกจากคอนกรีตกระท าได้ยากเนื่องจากคอนกรีตที่หล่อมีความหนามากท าให้ความร้อนที่

เกิดจากปฏิกิริยาดังกล่าวถ่ายเทออกได้ช้า จึงท าให้เนื้อคอนกรีตมีอุณหภูมิสูงและเกิดการ-

ขยายตัวขณะที่คอนกรีตก าลังแข็งตัว ดังนั้นเมื่อผิวคอนกรีตกระทบกับความเย็นที่อยู่โดยรอบก็

จะเกิดการหดตัวอย่างทันทีทันใดท าให้เกิดการแตกร้าวและเสียความแข็งแรงไปในที่สุด ความ-

ละเอียดของซีเมนต์มีส่วนท าให้เกิดความร้อนมากเช่นเดียวกัน ถ้าซีเมนต์เกิดความร้อนมาก

แก้ไขโดยการเปลี่ยนส่วนผสม ตามมาตรฐานอุตสาหกรรมแล้วความร้อนที่ เกิดขึ้นต้อง

ไม่เกิน 60 – 80 คาลอรี่ต่อกรัม (calories / gram) ความร้อนจากการผสมคอนกรีตเกิดจาก

สาเหตุดังต่อไปนี้

2.5.1 สมบติัและปริมาณของซิลิเกตและอะลูมิเนต (silicate และ aluminate

compound) ได้แก่ C3S C2S และ C3A ที่อยู่ในซีเมนต ์

2.5.2 ความละเอียดของซีเมนต์

2.5.3 อุณหภูมิและความชื้นของสภาพแวดล้อม

2.5.4 ขนาดของโครงสร้าง

2.5.5 ชนิดของแผ่นกั้น (fame work)

2.5.6 อัตราของการเทคอนกรีตว่าเร็วหรือช้า

2.6 การก่อตัวผิดปกติของส่วนผสมระหว่างปูนซีเมนต์และน้ ามี 2 ชนิดคือ

2.6.1 แฟล็ชเซต (flash set) เกิดเมื่อส่วนผสมของซีเมนต์และน้ าเกิดการก่อ-

ตัวภายในไม่กี่นาทีหลังจากผสมน้ า ลักษณะอันไม่พึงประสงค์ของผงซีเมนต์แบบนี้เกิดจาก

71

การบดผสมยิปซัมน้อยเกินไปในขั้นตอนของการผลิตจนไม่สามารถที่จะหน่วงความไวในการท า

ปฏิกิริยาของ C3A กับน้ าได้ ปฏิกิริยาแบบนี้จะให้เกิดความร้อนขณะก่อตัวสูง การแก้ไขท าได้

โดยการผสมน้ าเพิ่มมากขึ้นและกวนส่วนผสมแรง ๆ เพื่อให้เหลวตัวพอต่อการใช้งาน แต่ความ-

แข็งแรงของส่วนผสมนี้จะลดลงด้วย

2.6.2 เฟลสเซต (flase set) การแข็งตัวของส่วนผสมของซีเมนต์และน้ าเร็ว

กว่าที่ก าหนดไว้ในมาตรฐานทั่วไป แต่ในกรณีเฟลสเซตนี้จะไม่มีความร้อนที่เกิดขึ้นมาก

เหมือนกับในแฟล็ชเซต ซึ่งเฟลสเซตนี้เชื่อว่าเกิดจากผลของการบดส่วนผสมยิปซัมในขณะที่

เม็ดปูนยังร้อนเกินไป การก่อตัวแบบนี้จะไม่ท าให้คุณภาพของคอนกรีตเสียไป แต่ถ้าหากการ -

ก่อตัว แบบนี้เป็นมากก็จะท าให้ต้องใช้น้ าในการผสมคอนกรีตเพิ่มมากขึ้นจึงจะสามารถท าให้

การแข็งตัวช้าลง ซึ่งการใช้น้ ามากขึ้นก็จะท าให้ความแข็งแรงของคอนกรีตลดต่ าลงและจะมี

การหดตัวเมื่อแห้ง (dry shrinkage) เพิ่มมากขึ้นเป็นผลท าให้คอนกรีตเกิดการแตกร้าว การ-

แก้ไขสามารถท าได้โดยการกวนส่วนผสมที่จะเริ่มก่อตัวไปอีก เป็นการหน่วงการก่อตัวและ

ไม่ต้องเติมน้ าเพิ่มขึ้น เมื่อพ้นระยะนี้ไปแล้วส่วนผสมที่เกิดอาการเฟลสเซตก่อนแก้ไขก็จะมี

การก่อตัวและการแข็งตัว (hardening time) เหมือนกับปูนปอร์ตแลนด์ธรรมดา หรืออาจแก้ไข

โดยใช้สารหน่วงการก่อตัวหรือสารที่ช่วยให้เกิดความเหลวลื่น

การเก็บรักษาปูนซีเมนต์

ปูนซีเมนต์จะต้องเก็บรักษาไว้เป็นอย่างดีในสถานที่ซึ่งสามารถป้องกันความชื้นและน้ า

ได้ การเก็บปูนซีเมนต์ไว้ในยุ้งหรือถังเก็บจะต้องมีการตรวจสภาพของยุ้งหรือถังเก็บให้ดีอย่าให้

ความชื้นหรือน้ าเข้าไปได้ ส่วนปูนซีเมนต์ที่บรรจุถุงนอกจากจะเก็บไว้ในโรงเรือนหรืออาคารที่ปิด

มิดชิดเพื่อป้องกันความชื้นและน้ าให้มากที่สุดเท่าที่จะท าได้แล้ว ถุงปูนซีเมนต์ควรวางชิดกันให้

มากที่สุดเพื่อไม่ให้อากาศผ่านได้ พื้นควรท าเป็นพื้นคอนกรีตหรือพื้นไม้ยกระดับให้สูงจาก

พื้นดินเล็กน้อยทั้งนี้ก็เพื่อป้องกันมิให้ปูนซีเมนต์รับความชื้นจากพื้นดินอันจะท าให้ปูนซีเมนต์

เสื่อมคุณภาพเร็วขึ้น การเก็บรักษาปูนซีเมนต์แสดงได้ดังภาพที่ 2.4

72

ชั้นละ 5 ถุง กองห่างจากผนัง 80 – 100 ซม. ชั้นละ 5 ถุง

พื้นยกสูง 10 – 20 ซม. หรือใช้ลังรองพื้น

ภาพที่ 2.4 การเก็บรักษาปูนซีเมนต์

ที่มา (วินิต ช่อวิเชียร, 2539, หน้า 31)

บทสรุป

ซีเมนต์เป็นวัสดุเซรามิกส์ที่มีสมบัติในการยึดประสาน ผลิตได้จากการเผาส่วนผสม

ของหินปูนกับดินด าและดินลูกรังได้เป็นปูนเม็ดที่เรียกว่าคลิงเกอร์ แล้วจึงน าปูนเม็ดมาบดเป็น

ซีเมนต์ผง เมื่อใช้งานจะน าผงซีเมนต์ผสมกับวัสดุจ าพวกทราย กรวดหรือหินย่อย และน้ า ผง-

ซีเมนต์จะท าปฏิกิริยาไฮเดรชันกับน้ าเกิดการแข็งตัว แต่ปูนซีเมนต์มีสมบัติในการแข็งตัวและ

ความเหมาะสมในการใช้งานที่แตกต่างกัน โดยจ าแนกประเภทของปูนซีเมนต์ได้เป็น 3 ประเภท

คือ ปูนซีเมนต์ธรรมชาติ ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ และปูนซีเมนต์ชนิดอ่ืน ๆ เช่น ปูนซีเมนต์ผสม

ปูนซีเมนต์ขาว เป็นต้น ซึ่งปูนซีเมนต์ที่นิยมใช้มากที่สุดในปัจจุบันได้แก่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์

เพราะมีการผลิตเป็นหลายชนิดที่สมบัติต่างกัน มีความเหมาะสมส าหรับภูมิอากาศ ภูมิประเทศ

และลักษณะสิ่งก่อสร้างที่แตกต่างกัน เช่น ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ส าหรับสร้างเขื่อน สร้าง

เตาเผา เตาหลอม หรือปูนซีเมนต์ส าหรับสิ่งก่อสร้างบริเวณน้ าเค็ม เป็นต้น สาเหตุที่

73

ปูนซีเมนต์มีสมบัติแตกต่างกันเนื่องมาจากมีองค์ประกอบทางเคมีแตกต่างกันซึ่งเกิดจากการใช้

วัตถุดิบที่แตกต่างกัน ดังนั้นการควบคุมคุณภาพของวัตถุดิบจึงมีความส าคัญยิ่ง นอกจากนี้ผง

ปูนซีเมนต์ที่ได้ก็จ าเป็นต้องมีการควบคุมความละเอียด ความอยู่ตัว ระยะเวลาและลักษณะ

การก่อตัว ความแข็งแรง และความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมี เพื่อให้ได้ซีเมนต์ที่มีคุณภาพ

และสมบัติตามความต้องการ

74

แบบฝึกหัดประจ าบทท่ี 2

ค าสั่ง ตอบค าถามต่อไปนี ้

1. ปูนซีเมนต์หมายถึงอะไร

2. ซีเมนต์โดยทั่วไปมีสีอะไรและเพราะสาเหตุใดจึงมีสีเช่นนั้น

3. ซีเมนต์ที่ดีต้องมีสมบัติอย่างไร

4. วัสดุที่ใช้เชื่อมประสานในการก่อสร้างยุคแรกได้แก่อะไร และได้จากส่วนผสมของ

วัตถุดิบชนิดใด

5. ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ท่ีนิยมใช้มากท่ีสุดในปัจจุบันคือชนิดใด และจ าแนกได้เป็นก่ี

ประเภทอะไรบ้าง

6. ปูนซีเมนต์ผสมคืออะไรและเหมาะสมกับการใช้งานลักษณะใด

7. ซีเมนต์มีสีขาวได้อย่างไรและซีเมนต์ขาวน าไปใช้งานอะไร

8. วัตถุดิบที่ใช้ในการท าซีเมนต์มีกี่ประเภท อะไรบ้างและมีวัตถุดิบชนิดใดบ้างในแต่

ละประเภท

9. การผลิตปูนซีเมนต์มีกี่วิธี อะไรบ้าง

10. หากดินแดงที่ใช้ในการผลิตปูนซีเมนต์มีความเปียก แต่ต้องการผลิตปูนซีเมนต์แบบ

แห้งจะมีขั้นตอนอย่างไร ให้แสดงเป็นแผนภูมิ

11. “ในซีเมนต์จะมีองค์ประกอบหลัก 4 ชนิด คือ C3S C2S C3A และ C4AF” ตอบ

ค าถามต่อไปนี ้

11.1 เมื่อเผาส่วนผสมของซีเมนต์จะเกิดปฏิกิริยาเคมีเช่นไรจนได้องค์ประกอบ 4

ตัวดังกล่าว

11.2 สัญลักษณ์ทั้ง 4 มีชื่อเรียกและสูตรทางเคมีว่าอย่างไร

11.3 องค์ประกอบทั้ง 4 มีผลอย่างไรต่อสมบัติของซีเมนต์

75

12. เม็ดปูนท่ีผ่านการเผามาอย่างเหมาะสมแตกต่างจากเม็ดปูนท่ีเผาไม่ถึงอุณหภูมิ

และเม็ดปูนที่เผาอุณหภูมิเกินอย่างไร

13. เพราะเหตุใดจึงต้องมีการบ่มคอนกรีต

14. “free lime” คืออะไร เกิดได้อย่างไรและมีผลต่อซีเมนต์อย่างไร

15. ค่าแอลเอสเอฟ (LSF) มีความหมายอย่างไรและมีผลอย่างไรต่อการผลิตปูนซีเมนต์

16. กรณีที่ปูนซีเมนต์มีค่า เอ เอ็ม (AM) เท่ากับ 3.0 จะมีผลอย่างไรต่อสมบัติของ

ปูนซีเมนต ์

17. ปูนซีเมนต์ชนิดหนึ่งมีองค์ประกอบทางเคมีดังต่อไปนี ้

SiO2 ร้อยละ 19.50

Al2O3 ร้อยละ 5.04

Fe2O3 ร้อยละ 7.98

CaO ร้อยละ 63.47

MgO ร้อยละ 2.74

ปูนซีเมนต์ชนิดนี้มีค่า LSF AM และ SM เท่าใด

18. ยิปซัมมีผลอย่างไรต่อสมบัติของปูนซีเมนต์

19. ปัจจัย 4 ประการที่มีผลต่อระยะเวลาการก่อตัวของซีเมนต์มีอะไรบ้างและมีผล

อย่างไร

20. การก่อตัวผิดปกติของซีเมนต์มีลักษณะอย่างไร และการแก้ไขโดยการเติมน้ าใน

ส่วนผสมมากขึ้นจะมีผลอย่างไรกับคอนกรีต

76

เอกสารอ้างอิง

เฉลียว โพธิพิรุฬห์. (ม.ป.ป.). งานปูน – ก่อสร้าง. กรุงเทพฯ: รุ่งเรืองธรรม.

ดวงเพ็ญ ศรีบัวงาม และอนุรักษ์ ปิติรักษ์สกุล. (ม.ป.ป.). วัสดุอโลหะ. กรุงเทพฯ: ภาควิชา

วิศวกรรมเคมีวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี.

ประณต กุลประสูตร. (2536). เทคนิคงานปูน – คอนกรีต (พิมพ์ครั้งที่ 2). กรุงเทพฯ:

อัมรินทร์พริ้นต้ิงแอนด์พับลิชชิ่ง.

วินิต ช่อวิเชียร. (2539). คอนกรีตเทคโนโลย ี(พิมพ์ครั้งที่ 8). กรุงเทพฯ: ป. สัมพันธ์พานิชย์.

สุพัตรา จินาวัฒน์ และพิบูลย์ จินาวัฒน์. (2539). Portland cement and concrete. ใน

เอกสารประกอบการอบรมผลิตภัณฑ์เซรามิกส์ เล่ม 1. กรุงเทพฯ: ภาควิชา

วัสดุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.

สุรศักด์ิ โกสิยพันธ์. (ม.ป.ป.). วัสดุศาสตร์. กรุงเทพฯ: เอกสารประกอบการศึกษาวิชา

ชั้น 461 ภาควิชาช่างปั้นดินเผา คณะวิชาอุตสาหกรรมศิลป์ วิทยาลัยครูพระนคร.

อนันตภักด์ิ โชติมงคล. (2538, มกราคม – เมษายน). คุณรู้จักเซรามิกส์ดีแค่ไหน. เซรามิกส์,

1 (5), 52 – 55.

อุตสาหกรรม, กระทรวง. (2532). มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมปูนซีเมนต์

ปอร์ตแลนด์เล่ม 1: ข้อก าหนดคุณภาพ (มอก.15 – 2532). กรุงเทพฯ: ส านักงาน

มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม กระทรวงอุตสาหกรรม.

-------. (2532). มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ปอซโซลาน

(มอก. 849 – 2532). กรุงเทพฯ: ส านักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม กระทรวง

อุตสาหกรรม.

Benerjea, N. H. (1980). Technology of Portland cement and blended cement.

Allahabad: Prasad Mudranalaya.

77

ใบงาน วิชา 5524504 ผลิตภัณฑ์เซรามิกส์และเทคโนโลยี

สื่อการสอนบทที่ 2 ชื่อเรื่อง ศึกษาดูงานโรงงานปูนซีเมนต์

วัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรม

1. เพื่อให้ผู้เรียนบอกแหล่งวัตถุดิบและสมบัติของวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตปูนซีเมนต์

ของโรงงานในท้องถิ่นได้

2. เพื่อให้ผู้เรียนบอกชนิดของปูนซีเมนต์ อธิบายกระบวนการผลิตปูนซีเมนต์ได้

3. เพื่อให้ผู้เรียนอธิบายวิธีการควบคุมคุณภาพของปูนซีเมนต์ได้

งานท่ีมอบหมาย

หลังจากการศึกษาดูงานโรงงานผลิตปูนซีเมนต์ที่อ าเภอทุ่งสง จังหวัดนครศรีธรรมราช

แล้ว ให้ผู้เรียนท ารายงานโดยมีหัวข้อของการน าเสนอรายละเอียดดังต่อไปนี ้

1. ข้อมูลพื้นฐานของโรงงาน เช่น ประวัติความเป็นมา สถานที่ต้ัง จ านวนพนักงาน

ก าลังการผลิต เป็นต้น

2. วัตถุดิบที่ใช้ ระบุแหล่งและสมบัติ

3. ประเภทของปูนซีเมนต์ที่ผลิต และกรรมวิธีการผลิต

4. การควบคุมคุณภาพของปูนซีเมนต์

5. ข้อค้นพบอื่น ๆ

การวัดผลและการประเมินผล

1. การวัดผล

1.1 ปริมาณงานที่ท าได้ตามก าหนดเวลา

1.2 ความถูกต้องและความสะอาดเรียบร้อยของรายงาน

2. การประเมินผล

คะแนนสะสม 10 คะแนน