การใช้ประโยชน์จากขยะพลาสติก พีอีที เป็นส่วนผสมในคอนกรีต

คุณธรรม สันติธรรม; เวชสวรรค์ หล้ากาศ; ภควดี โอสถาพร; ณุตะพงษ์ ฮีราโน

ผู้แต่ง

คุณธรรม สันติธรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่ https://orcid.org/0000-0001-8075-4109
เวชสวรรค์ หล้ากาศ มหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่
ภควดี โอสถาพร มหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่
ณุตะพงษ์ ฮีราโน มหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่

คำสำคัญ:

ขยะพลาสติก, รีไซเคิล, คุณสมบัติรับกำลังอัด, พีอีที

บทคัดย่อ

พลาสติกเป็นวัสดุที่มีประโยชน์ในด้านอุตาหากรรมก่อสร้างที่มีใช้กันอย่างกว้างขวาง เนื่องจากคุณสมบัติของพลาสติกมีความคงทนต่อกรดและด่าง มีความแข็งแรง สามารถขึ้นรูปทรงได้หลากหลายตามความต้องการ และที่สำคัญเป็นวัสดุที่สามารถทดแทนวัสดุธรรมชาติได้ ในทางตรงกันข้ามถึงแม้พลาสติกจะมีประโยชน์มากมาย แต่หากบริหารจัดการไม่ดีแล้วก็จะผลเสียในระยะยาวได้เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งระยะเวลาในการย่อยสลายยาวนานมากว่า 100 ปี แต่ถ้าเกิดการย่อยสลายไม่สมบูรณ์จะก่อให้เกิดไมโครพลาสติกเข้าสู่ร่างกายสิ่งมีชีวิตส่งผลให้อายุไขสั้นลง อย่างไรก็ตามการกำจัดขยะพลาสติกสามารถทำได้หลากหลายวิธี แต่วิธีที่ส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิตน้อยที่สุดคือการนำเอาขยะพลาสติกกลับมาใช้ใหม่ ซึ่งในการรีไซเคิลขยะพลาสติกที่ไม่มีมูลค่าในเชิงพานิชให้ได้ปริมาณที่มาก หนึ่งในนั้นคือการนำขยะพลาสติกมาแทนที่วัสดุก่อสร้าง ซึ่งในปัจจุบันการก่อสร้างมีการขยายงานมากขึ้น หากนำขยะพลาสติกมาใช้เป็นวัสดุทดแทนในงานก่อสร้างจะช่วยลดขยะพลาสติกลงไปมากและรวดเร็ว ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงใช้ขยะพลาสติกที่มีปริมาณมากอย่างเช่นขยะพลาสติกประเภท PET ที่เกิดขึ้นในช่วงสถานการณ์โควิด 19 จากการทำงานที่บ้าน แล้วต้องสั่งอาหารที่ใช้บรรจุภัณฑ์พลาสติกมาทานทุกวันจึงทำให้ประมาณขยะพลาสติกเพิ่มสูงขึ้น 300 % ของปริมาณขยะตามปกติ ด้วยเหตุนี้จึงนำบรรจุภัณฑ์ที่เป็นขยะพลาสติก PET มาทดแทนวัสดุก่อสร้างในคอนกรีต โดยบดย่อยให้มีขนาดเล็กลงและแทนที่ทรายซึ่งเป็นวัสดุก่อสร้าง ในการดำเนินงานวิจัยนี้จะแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอนด้วยกันคือ ขั้นตอนที่ 1 จะใช้อัตราส่วนการแทนที่ขยะพลาสติก 0% , 10% , 20% และ 30% โดยปริมาตร และทดสอบหาค่ากำลังรับแรงอัดในรูปแบบมอร์ต้า จากนั้นนำช่วงอัตราส่วนที่เหมาะสมไปใช้ออกแบบในขั้นตอนต่อไป ขั้นตอนที่ 2 นำอัตราส่วนที่เหมาะสมในขั้นตอนแรกมาใช้เป็นอัตราส่วนการออกแบบและทดสอบค่ากำลังรับแรงอัดในรูปแบบของคอนกรีตลูกบาศก์ ผลการทดสอบที่ได้ ค่ากำลังรับแรงอัดของอัตราส่วนคอนกรีตที่เหมาะสมในรูปแบบมอร์ต้าคือ 10% ซึ่งมีค่ากำลังรับแรงอัดลงลงเพียง 8.7% และทดสอบในขั้นตอนที่ 2 โดยใช้อัตราส่วนการแทนที่ของพลาสติกเท่ากับ 0% และ 10% โดยปริมาตร และใช้การออกแบบให้ได้กำลังรับแรงอัดที่ต่ำที่สุดของคอนกรีตคือ 240 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เซ็นติเมตร ซึ่งผลสรุปได้ว่าเมื่อนำขยะเข้าไปแทนที่อัตราส่วน 10% จะทำให้กำลังรับแรงอัดลดลงเพียง 10.06% ดังนั้นในการนำขยะไปใช้ในการออกแบบแทนที่วัสดุทรายจะใช้การออกแบบที่อัตราส่วน 10% โดยปริมาตร

References

Pilapitiya, N. T., & Ratnayake, A. S. (2024). The world of plastic waste: A review. Cleaner Materials, Elsevier, (11), e100220. Retrieved From https://jouranals.elsevier.com/cleaner-materials https://doi.org/10.1016/j.clema.2024.100220

Plastics Europe Association of Plastics Manufacturers. (2018). Plastics - the Facts 2017. Avenue E. van Nieuwenhuyse 4/3 1160 Brussels – Belgium.

บุญชนิต ว่องประพิณกุล และ สุจิตรา วาสนาดารงดี. (2564). ขยะพลาสติกจากการสั่งอาหารออนไลน์สถานการณ์ปัญหาและ แนวทางแก้ไข. สิ่งแวดล้อม, 25(1),

Verma,R.,Singh,S.,&Choudhary,M.(2016). Toxic pollutants from plastic waste - A review. Procedia Environmental Sciences, 35, 701-708. https://doi.org/10.1016/j.proenv.2016.07.069

Tsuchimoto, I. and Y. Kajikawa. (2022). Recycling of Plastic Waste: A Systematic Review Using Bibliometric Analysis. Sustainability 14(24), e16340. https://doi.org/10.3390/su142416340

ธงชัย ทองมา, ธีระวัฒน์ จันทึก และจิตราวดี รุ่งอินทร์ กันกา. (2564). การเพิ่มมูลค่าผลิตภัณฑ์ชุมชนจากขยะเหลือใช้สู่ การจดสิทธิบัตรการประดิษฐ์โดยการมีส่วนร่วมของกลุ่มผู้สูงอายุ และชุมชน กรณีศึกษา ตำบลคลองโยง อำเภอพุทธมณฑล จังหวัดนครปฐม. วารสารวิชาการการตลาดและการจัด การมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี ราชมงคลธัญบุรี, 8(1), 1-10.

Lumina, P., Pallavi, G A., Bhavya, C H., Vanishree, S., & Supriya, C B. (2022, June, 8-9). Use of waste plastic as fine aggregate substitute in concrete. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Bengaluru. India. 1255(1), 012010. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1255/1/012010

เวชสวรรค์ หล้ากาศ. (2018). การประยุกต์ใช้ถนนแอสฟัลต์

คอนกรีต เพื่อลดปัญหาขยะพลาสติกในชุมชน : กรณีศึกษา

ถนนทางเข้าวัดแม่ สาหลวง จังหวัดเชียงใหม่. วารสารวิทยาศาสตร์ มข, 46(4), 812-821.

Batayneh, M., Soroushian, P., & Fayad, M. (2007). Use of selected waste materials in concrete mixes. Waste Management, 27(12), 1870-1876.

Belmokaddem, M., Mahi, A., Senhadji, Y., & Pekmezci, Y. (2020). Physical and Mechanical Properties of Concrete Containing PVC Waste as Aggregate. In Senhadji, Y. (Eds.), Proceedings of the 4th International Symposium on Materials and Sustainable Development. 48-56. https://doi.org/10.1007/978-3-030-43211-9_5

ASTM International. (2001). ASTM C 136 – 01:Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates. ASTM International. https://cdn.standards.iteh.ai/samples/1554/242c3c8a36ab47f1b436b8741a368b09/ASTM-C136-01.pdf.

American Society for Testing and Materials. (2001). ASTM C 39-01: Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens. ASTM International. https://doi.org/10.1520/C0039_C0039M-99

สำนักวิเคราะห์ วิจัยและพัฒนา กรมทางหลวงชนบท. (ม.ป.ป.). มทช. 101-2561 มาตรฐานงานคอนกรีตและคอนกรีตเสริมเหล็ก. https://drive.google.com/file/d/1Fuvd3Bc6oSPpvk-JVLXRrRJNHCt2dJni/view

British Standard Institution. (1970). BS 1881:Part 3. Testing Concrete part 3 Methods for analysis of hardened concrete. British Standard House.

Haach, V. G., Vasconcelos, G., & Lourenço, P. B. (2011). Influence of aggregates grading and water/cement ratio in workability and hardened properties of mortars. Construction and Building Materials, 25(6), 2980–2987. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.12.034 [16] Zainab Z. Ismail,Z., Enas A., & AL-Hashmi. (2008). Use of waste plastic in concrete mixture as aggregate replacement. waste management, 28(11),2041–2047 https://doi.org/10.1016/j.wasman.2007.08.023.