การพัฒนาวัสดุเชิงประกอบจีโอพอลิเมอร์จากกากตะกอนเหล็กเป็นวัสดุกำบังรังสีแกมมา
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต (ฟิสิกส์ประยุกต์), 2564
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Theses and Dissertations |
| Language: | Thai |
| Published: |
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/17963 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Institution: | Prince of Songkhla University |
| Language: | Thai |
| id |
th-psu.2016-17963 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
Prince of Songkhla University |
| building |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| continent |
Asia |
| country |
Thailand Thailand |
| content_provider |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| collection |
PSU Knowledge Bank |
| language |
Thai |
| topic |
จีโอพอลิเมอร์ กากตะกอนเหล็ก ดินเหนียว สมบัติทางกายภาพ สมบัติเชิงกล สมบัติด้านการกำบังรังสี |
| spellingShingle |
จีโอพอลิเมอร์ กากตะกอนเหล็ก ดินเหนียว สมบัติทางกายภาพ สมบัติเชิงกล สมบัติด้านการกำบังรังสี Chhayhong Kim การพัฒนาวัสดุเชิงประกอบจีโอพอลิเมอร์จากกากตะกอนเหล็กเป็นวัสดุกำบังรังสีแกมมา |
| description |
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต (ฟิสิกส์ประยุกต์), 2564 |
| author2 |
พวงทิพย์ แก้วทับทิม |
| author_facet |
พวงทิพย์ แก้วทับทิม Chhayhong Kim |
| format |
Theses and Dissertations |
| author |
Chhayhong Kim |
| author_sort |
Chhayhong Kim |
| title |
การพัฒนาวัสดุเชิงประกอบจีโอพอลิเมอร์จากกากตะกอนเหล็กเป็นวัสดุกำบังรังสีแกมมา |
| title_short |
การพัฒนาวัสดุเชิงประกอบจีโอพอลิเมอร์จากกากตะกอนเหล็กเป็นวัสดุกำบังรังสีแกมมา |
| title_full |
การพัฒนาวัสดุเชิงประกอบจีโอพอลิเมอร์จากกากตะกอนเหล็กเป็นวัสดุกำบังรังสีแกมมา |
| title_fullStr |
การพัฒนาวัสดุเชิงประกอบจีโอพอลิเมอร์จากกากตะกอนเหล็กเป็นวัสดุกำบังรังสีแกมมา |
| title_full_unstemmed |
การพัฒนาวัสดุเชิงประกอบจีโอพอลิเมอร์จากกากตะกอนเหล็กเป็นวัสดุกำบังรังสีแกมมา |
| title_sort |
การพัฒนาวัสดุเชิงประกอบจีโอพอลิเมอร์จากกากตะกอนเหล็กเป็นวัสดุกำบังรังสีแกมมา |
| publisher |
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ |
| publishDate |
2023 |
| url |
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/17963 |
| _version_ |
1764209941553348608 |
| spelling |
th-psu.2016-179632023-04-12T08:55:19Z การพัฒนาวัสดุเชิงประกอบจีโอพอลิเมอร์จากกากตะกอนเหล็กเป็นวัสดุกำบังรังสีแกมมา Development of Geopolymer Composite from Iron Sludge as a Gamma Radiation Shielding Material Chhayhong Kim พวงทิพย์ แก้วทับทิม สมัญญา สงวนพรรค คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ Faculty of Science and Technology (Science programs) จีโอพอลิเมอร์ กากตะกอนเหล็ก ดินเหนียว สมบัติทางกายภาพ สมบัติเชิงกล สมบัติด้านการกำบังรังสี วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต (ฟิสิกส์ประยุกต์), 2564 In this study, iron sludge geopolymer composite materials were developed as a gamma radiation shielding material instead of cement that produces carbon dioxide from the high-temperature calcination process. The influence of industrial iron sludge content on the physical properties and radiation attenuation of the resulting geopolymer composite material was studied. The experiment used the main raw material is clay from Nakhon Si Thammarat Province, a concentrated alkaline solution containing sodium silicate solution (Na2SiO3) with sodium hydroxide solution (NaOH) is 2 : 1 ratio. With a solution of sodium hydroxide with a concentration of 10 M and iron sludge was used at amounts of 0, 10, 20, 30, 40 and 50% by mass of clay. Mixing and forming by compression, then incubated at room temperature for 28 days. They were then tested for different properties. The results showed that the geopolymer's density increased with increasing iron sludge content. The density ranges from 2.026 to 2.207 g/cm3. The water absorption was the lowest of 11.7% at 20% iron sludge. While the compressive strength of the geopolymer is as high as 80 MPa at 20% of the iron sludge. This corresponds to the effect of water absorption and SEM effect showing the dispersion and infiltration of the iron sludge in the geopolymer. The microstructure study of the geopolymer with the XRD technique showed that after the geopolymer has a semi-crystalline structure and the Quartz crystals in clay do not change the structure. In contrast, Kaolinite has changed its structure. In addition, radiation attenuation properties of Geopolymer from clay mixed with iron sludge at energy levels of 1.172 and 1.330 MeV from a 60Co gamma source, it was found that the linear gamma attenuation coefficient was directly proportional to the iron sludge content. However, the radiation resistance is not solely dependent on the density of the material. It also depends on the distribution of the filler in the material. The linear gamma attenuation coefficient was the highest at 50% iron sludge, which was 0.8428 ± 8.5 × 10−2 cm-1 at an energy level of 1.330 MeV and 0.8285 ± 2.8 × 10−2 cm-1 at the energy level 1.172 MeV. The half-thickness (HVL) is the thickness that halves the radiation intensity, which decreases as the iron sludge content increases. As the percentage of radiation that passes through the radiation shield, it was found that the geopolymer can block 35.5 - 64.5% of radiation. From this research, it can be concluded that iron sludge has the ability to reduce gamma radiation. And it can also help strengthen the Geopolymer. สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โครงการทุนสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีไทย (TGIST) ปี 2561 ในการศึกษาครั้งนี้ได้ทำการพัฒนาวัสดุเชิงประกอบจีโอโพลิเมอร์จากกากตะกอนเหล็กเป็นวัสดุกำบังรังสีแกมมาเพื่อพัฒนาเป็นวัสดุกำบังรังสีแทนการใช้ปูนซีเมนต์ที่ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จากกระบวนการเผาที่อุณหภูมิสูง และทำการศึกษาอิทธิพลของปริมาณกากตะกอนเหล็กจากโรงงานอุตสาหกรรม ที่มีต่อคุณสมบัติทางกายภาพและการลดทอนรังสีของวัสดุเชิงประกอบจีโอโพลิเมอร์ที่ได้ โดยในการทดลองใช้วัตถุดิบหลัก คือ ดินเหนียวจังหวัดนครศรีธรรมราช สารละลายด่างเข้มข้นที่มีส่วนผสมของสารละลายโซเดียมซิลิเกต (Na2SiO3) ต่อสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) คือ 2:1 โดยความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ คือ 10 M และใช้กากตะกอนเหล็กที่ปริมาณ 0, 10, 20, 30, 40 และ 50 % โดยมวลของดินเหนียว ทำการผสมและขึ้นรูปด้วยวิธีการอัดจากนั้นบ่มที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 28 วัน แล้วนำไปทดสอบสมบัติต่าง ๆ จากผลการทดลอง พบว่า คุณสมบัติทางกายภาพ จีโอพอลิเมอร์มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มปริมาณกากตะกอนเหล็กมากขึ้น โดยความหนาแน่นอยู่ที่ช่วง 2.026 - 2.207 g/cm3 ส่วนร้อยละการดูดซึมน้ำมีค่าต่ำสุดเท่ากับ 11.7% ที่ปริมาณกากตะกอนเหล็ก 20% ในขณะที่ความทนต่อแรงอัดของจีโอพอลิเมอร์ มีค่าสูงที่สุดเท่ากับ 80 MPaที่ปริมาณกากตะกอนเหล็กเท่ากับ 20% เช่นกัน ซึ่งสอดคล้องกับผลของค่าร้อยละการดูดซึมน้ำกับผล SEM ที่แสดงการกระจาย และแทรกตัวของ กากตะกอนเหล็กในจีโอพอลิเมอร์ ส่วนการศึกษาโครงสร้างทางจุลภาคของจีโอพอลิเมอร์ด้วยเทคนิค XRD แสดงให้เห็นว่า ภายหลังการเกิดปฏิกิริยาจีโอพอลิเมอร์มีโครงสร้างแบบกึ่งผลึก และผลึกของแร่ควอตซ์ในดินเหนียวไม่เกิดการเปลี่ยนโครงสร้าง ในทางตรงกันข้ามแร่เกาลินไนต์ (Kaolinite) ได้เปลี่ยนโครงสร้าง นอกจากนี้ คุณสมบัติทางการลดทอนรังสี จีโอพอลิเมอร์ดินเหนียวผสมกากตะกอนเหล็ก ที่ระดับพลังงาน 1.172 และ 1.330 MeV จากแหล่งกำเนิดรังสีแกมมา 60Co พบว่า สัมประสิทธิ์การลดทอนรังสีแกมมาเชิงเส้นมีค่าแปรผันตรงกับปริมาณกากตะกอนเหล็ก แต่อย่างไรก็ตามความสามารถในการลดทอนรังสีไม่ได้ขึ้นกับความหนาแน่นของวัสดุเพียงอย่างเดียว แต่ขึ้นกับการกระจายตัวของสารตัวเติมในวัสดุที่เป็นเนื้อหลักด้วยเช่นกัน โดยสัมประสิทธิ์การลดทอนรังสีแกมมาเชิงเส้นมีค่าสูงสุดที่ปริมาณตะกอนเหล็ก 50 % มีค่าสูงสุดเท่ากับ 0.8428 ± 8.5 × 10−2 cm-1 ที่ระดับพลังงาน 1.330 MeV และ 0.8285 ± 2.8 × 10−2 cm-1 สำหรับพลังงาน 1.172 MeV ส่วนความหนา (HVL) คือความหนาที่ทำให้ความเข้มรังสีลดลงครึ่งหนึ่ง ซึ่งมีค่าลดลงเมื่อปริมาณกากตะกอนเหล็กเพิ่มขึ้นในรูปร้อยละของรังสีที่ผ่านแผ่นกำบังรังสี พบว่าแผ่นจีโอพอลิเมอร์สามารถป้องกันรังสีได้ 35.5 – 64.5 % จากงานวิจัยนี้ สามารถสรุปได้ว่า กากตะกอนเหล็กมีความสามารถป้องกันรังสีแกมมา และยังช่วยเสริมความแข็งแรงให้ จีโอพอลิเมอร์ได้ 2023-04-12T08:54:49Z 2023-04-12T08:54:49Z 2021 Thesis http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/17963 th Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Thailand http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/th/ application/pdf มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ |