การจำลองเชิงตัวเลขเพื่อศึกษาอิทธิพลของคอนกรีตเสริมเหล็กต่อการกระจายตัวของสนามไฟฟ้าและสนามอุณหภูมิสำหรับกระบวนการบ่มคอนกรีต
Main Article Content
บทคัดย่อ
การศึกษานี้มุ่งสำรวจและวิเคราะห์เชิงตัวเลขการใช้คลื่นไมโครเวฟที่ความถี่ 2.45 GHz กำลังขนาด 800 วัตต์ เพื่อเร่งกระบวนการบ่มคอนกรีตและเพิ่มกำลังอัดในระยะเริ่มต้นของคอนกรีตเสริมเหล็ก งานวิจัยนี้เน้นที่การใช้คอนกรีตเสริมเหล็กข้ออ้อย (Deformed Bar: DB) และเหล็กเส้นกลม (Round Bar: RB) โดยใช้ความหนาของชิ้นงานคอนกรีต 150 มิลลิเมตร เพื่อศึกษาอิทธิพลของเหล็กเสริมที่มีต่อการกระจายตัวของสนามไฟฟ้าและสนามอุณหภูมิภายในคอนกรีต จากการวิเคราะห์พบว่าการสะท้อนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จากพื้นผิวโลหะก่อให้เกิดการสั่นพ้องของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าภายในคอนกรีต ส่งผลให้อุณหภูมิบริเวณผิวด้านบน คอนกรีตมีค่าสูงกว่า และการกระจายอุณหภูมิไปยังบริเวณที่อยู่ลึกทำได้ยากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกรณีคอนกรีต ที่ไม่มีเหล็กเสริม (Plain Concrete) ที่เวลาเดียวกัน จากการศึกษาพบว่าในกรณีคอนกรีตเสริมเหล็กจะมีระยะเวลา ที่ใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิผิวคอนกรีตให้ถึงระดับ 57 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นระดับอุณหภูมิที่เหมาะสมต่อการเร่งกำลังอัดคอนกรีตอยู่ที่ 7 นาที ผลการศึกษานี้ช่วยเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับกระบวนการบ่มด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในคอนกรีตเสริมเหล็กและคอนกรีตสำเร็จรูป (precast concrete) ที่ใช้ในการก่อสร้างถนนและผนังคอนกรีตมาตรฐาน อีกทั้งยังให้แนวทางเกี่ยวกับลักษณะการกระจายอุณหภูมิภายในและอุณหภูมิผิวที่เหมาะสมเพื่อต่อยอดในการออกแบบระบบควบคุมแหล่งกำเนิดสนามไฟฟ้าเพื่อควบคุมอุณหภูมิเป้าหมายในอนาคต ผลลัพธ์จากแบบจำลองทั่วไปได้รับการตรวจสอบความถูกต้องโดยเปรียบเทียบกับทั้งการจำลองเชิงตัวเลข (numerical simulations) และข้อมูลการทดลองจากงานวิจัยก่อนหน้าในสภาวะเดียวกันซึ่งให้ผลลัพธ์ที่มีความสอดคล้องกันอย่างมาก
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เนื้อหาและข้อมูลในบทความที่ลงตีพิมพ์ใน Journal of Advanced Development in Engineering and Science ถือเป็นข้อคิดเห็นและความรับผิดชอบของผู้เขียนบทความโดยตรง ซึ่งกองบรรณาธิการวารสารไม่จำเป็นต้องเห็นด้วยหรือร่วมรับผิดชอบใดๆ
บทความ ข้อมูล เนื้อหา ฯลฯ ที่ได้รับการตีพิมพ์ในJournal of Advanced Development in Engineering and Science ถือเป็นลิขสิทธิ์ของ Journal of Advanced Development in Engineering and Science หากบุคคลหรือหน่วยงานใดต้องการนำทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อหรือเพื่อกระทำการใดๆ จะต้องได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษรจาก Journal of Advanced Development in Engineering and Scienceก่อนเท่านั้น
เอกสารอ้างอิง
[1] Hutchison, R. G., et al. (1991). Thermal Acceleration of Portland Cement Mortars With Microwave Energy. Cement and Concrete Research, 21(5), 795–799.
[2] Gajda, J., & Vangeem, M. (2002). Controlling Temperatures in Mass Concrete. Concrete International, 24(1), 58–62.
[3] Rattanadecho, P., et al. (2008). Development of Compressive Strength of Cement Paste Under Accelerated Curing by Using a Continuous Microwave Thermal Processor. Materials Science and Engineering: A, 472(1–2), 299–307.
[4] Makul, N., et al. (2010). Microwave Curing at an Operating Frequency of 2.45 GHz of Portland Cement Paste at Early-Stage Using a Multi-Mode Cavity: Experimental and Numerical Analysis on Heat Transfer Characteristics. International Communications in Heat and Mass Transfer, 37(10), 1487–1495.
[5] Rattanadecho, P., et al. (2016). A Novel Rapid Microwave-Thermal Process for Accelerated Curing of Concrete: Prototype Design, Optimal Process and Experimental Investigations. Construction and Building Materials, 123, 768–784.
[6] Wahab, A., et al. (2021). Application of Microwave Waveguide Techniques for Investigating the Effect of Concrete Dielectric and Reflection Properties During Curing. Journal of Building Engineering, 38, 102209.
[7] Li, Q., et al. (2024). The Impact of Microwave Curing on the Strength and Microstructure of Coal Gangue Concrete. Construction and Building Materials, 443, 137802.
[8] Chen, J., et al. (2024). Study of the Effects of Microwave Curing on Ultra-High-Performance Concrete Based on Dielectric Properties. Case Studies in Construction Materials, 21, e04104.
[9] Li, Q., et al. (2025). The Effect of Microwave Curing on the Static and Dynamic Mechanical Properties and Thermal Brittleness of Coal Gangue Concrete. Construction and Building Materials, 463, 140025.
[10] Liu, X., et al. (2025). Synergistic Integration of Electromagnetic Wave Absorption and Microwave Curing Technologies: Early-Strength Optimization in Microwave-Cured Concrete With Absorbent Materials. Construction and Building Materials, 489, 142229.
[11] Pozar, D. M. (2011). Microwave Engineering (4th ed.). Wiley.
[12] Balanis, C. A. (2016). Antenna Theory: Analysis and Design (4th ed.). Wiley.
[13] Serttikul, C., et al. (2019). Effect of Layer Arrangement on 2-D Numerical Analysis of Freezing Process in Double Layer Porous Packed Bed. International Journal of Heat and Technology, 37(1), 273–284.
[14] Pichaicherd, A. (2021). Study and Development of Concrete Pavement Curing Process Using Microwave Energy (Doctoral dissertation, Thammasat University). (in Thai)