A study on the utilization of municipal solid waste incineration ash as an additional raw material in interlocking blocks
Main Article Content
Abstract
This study aims to explore the utilization of municipal solid waste incineration ash, which has been increasingly generated and poses storage challenges, as a partial replacement for aggregates in the production of interlocking blocks. The research focuses on evaluating the physical and mechanical properties, including compressive strength, unit weight, and water absorption. Specimens were prepared with cement-to-lateritic soil ratios of 1:6, 1:7, and 1:8, incorporating ash at replacement levels of 10%, 20%, 30%, 40%, and 50% by weight. All samples were cured for 7, 14, and 28 days and tested according to the Thai Community Product Standard (TCPS 602/2547). The results revealed that increasing ash content reduced the unit weight of the blocks due to its lower density, while water absorption tended to increase as a result of higher internal porosity. Notably, at a cement-to-soil ratio of 1:6 with 10% ash and 28-day curing, the compressive strength reached 70.2 kg/cm² and water absorption was 104 kg/m³, meeting the requirements for load-bearing interlocking blocks. These findings indicate that controlled incorporation of incineration ash can produce blocks that comply with national standards while reducing the use of conventional materials. This approach not only lowers production costs and enhances the value of waste materials but also provides a sustainable solution for mitigating environmental impacts associated with ash disposal in communities.
Article Details
References
Pan JR, Huang C, Kuo JJ, Lin SH. Recycling MSWI bottom and fly ash as raw materials for Portland cement. Waste Management. 2008;28(7):1113–1118. doi:10.1016/j.wasman.2007.04.009.
Siddique R. Use of municipal solid waste ash in concrete. Resources, Conservation and Recycling. 2010;55(2):83–91. doi:10.1016/ j.resconrec.2010.10.003.
จีรศักดิ์ สุพรมวัน, รัฐพล สมนา, ศักดิ์สิทธิ์ พันทวี, เกียรติสุดา สมนา, ประดิพัทธ์ บำรุงศรี, ธนกร พุ่มชุมพล และคณะ. คอนกรีตบล็อกประสานปูพื้นที่ใช้เถ้าลอยปริมาณสูง. วารสารวิชาการสมาคมคอนกรีตแห่งประเทศไทย. 2566;11(1):1–6.
ทวีศักดิ์ ทองขวัญ, จุฑามาศ ลักษณะกิจ, นันทชัย ชูศิลป์, วิศิษฎ์ศักดิ์ ทับยัง, อรุณ ลูกจันทร์, พงศ์ศักดิ์ ศุขมณี และคณะ. กำลังของซีเมนต์มอร์ตาร์ผสมเถ้าลอยไม้ยางพาราจากอุตสาหกรรม. วารสารงานวิจัยด้านวิทยาศาสตร์สมัยใหม่และการใช้ประโยชน์นวัตกรรมเทคโนโลยี. 2567;17(1):1–14.
ฐิติพร พันธุ์ท่าช้าง, วีระชาติ อินตา, ธีรวัฒน์ คำใจ, เศวตสุนทร ชินะกุล. กำลังรับแรงอัดของอิฐบล็อกประสานจากดินลูกรังผสมซีเมนต์ด้วยเถ้าถ่านหินและเถ้าชีวมวล. วารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลล้านนา. 2563;5(1):15–24.
กันติยา โสธรชัยวิทย์, วีรชาติ ตั้งจิรภัทร, เที่ยง ชีวะเกตุ, ชัย จาตุรพิทักษ์กุล. กำลังอัดและความทนทานของจีโอโพลิเมอร์มอร์ตาร์จากเถ้าลอย. วารสารวิชาการสมาคมคอนกรีตแห่งประเทศไทย. 2561;6(2):58–66.
Tang P, Florea MVA, Spiesz P, Brouwers HJH. Characteristics and application potential of municipal solid waste incineration (MSWI) bottom ashes from two waste-to-energy plants. Construction and Building Materials. 2015;83:77–94. doi:10.1016/ j.conbuildmat.2015.02.033.
Lam CHK, Ip AWM, Barford JP, McKay G. Use of incineration MSW ash: a review. Sustainability. 2010;2(7):1943–1968. doi:10.3390/su2071943.
Aubert JE, Husson B, Vaquier A. Use of municipal solid waste incineration fly ash in concrete. Cement and Concrete Research. 2004;34(6):957–963. doi:10.1016/j.cemconres.2003.11.002.
Lynn CJ, Dhir RK, Ghataora GS. Municipal incinerated bottom ash characteristics and potential for use as aggregate in concrete. Construction and Building Materials. 2016;127:504–517. doi:10.1016/j.conbuildmat. 2016.09.132.
Forteza R, Far M, Seguí C, Cerdá V. Characterization of bottom ash in municipal solid waste incinerators for its use in road base. Waste Management. 2004;24(9):899–909. doi:10.1016/j.wasman.2004.07.004.
Ramesh BM, Vongole RM, Nagraj Y, Naganna SR, Sreedhara BM, Mailar G, et al. Valorization of incinerator bottom ash for the production of resource-efficient eco-friendly concrete: performance and toxicological characterization. Architecture, Structures and Construction. 2021;1(1):65–78. doi:10.1007/s44150-021-00006-9.
Li J. Municipal solid waste incineration ash-incorporated concrete: one step towards environmental justice. Buildings. 2021;11(11):495. doi:10.3390/buildings11110495.
สนธยา ทองอรุณศรี, สรัณกร เหมะวิบูลย์, พงษ์ศักดิ์ โชคทวีกาญจน์, สมนึก ตั้งเติมสิริกุล. ผลกระทบของเถ้าก้นเตาต่อการหดตัวแบบออโตจีนัสของมอร์ต้าที่ใช้วัสดุประสานร่วมสองชนิด. วารสารวิชาการสมาคมคอนกรีตแห่งประเทศไทย. 2558;3(1):1–8.
Onmak K, Puttala S, Chotetanorm C, Homwuttiwong S. Development of geopolymer mortar made from bagasse ash with waste aluminum. Creative Science. 2024;16(2):254773. doi:10.55674/cs.v16i2.254773.
อนุสรณ์ เดชบุรัมย์, กริสน์ ชัยมูล. คุณสมบัติของบล็อกประสานที่ผสมเถ้าลอยและเถ้าก้นเตา. วารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ. 2562;14(1):99–105.
สำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม. มาตรฐานผลิตภัณฑ์ชุมชน มผช. 602-2547 เรื่อง อิฐบล็อกประสาน. กรุงเทพมหานคร: กระทรวงอุตสาหกรรม; 2547.
วรัญ วงศ์ประชุม, เฉลิมพล ไชยแก้ว. กำลังดัดของคานคอนกรีตผสมเถ้าลอยหลังเพลิงไหม้และเย็นตัวอย่างรวดเร็ว. วิศวสารลาดกระบัง. 2564;38(4):78–86.
Somna K, Jaturapitakkul C, Kajitvichyanukul P, Chindaprasirt P. NaOH-activated ground fly ash geopolymer cured at ambient temperature. Fuel. 2011;90(6):2118–2124. doi:10.1016/j.fuel. 2011.01.018.
ธน ชำนาญกิจ, สำเริง รักซ้อน, ปริญญา จินดาประเสริฐ. อิทธิพลของเถ้าถ่านหินขนาดเดิมและบดละเอียดต่อกำลังอัด ความพรุน และการต้านทานคลอไรด์ของคอนกรีต. วารสารเทคโนโลยีอุตสาหกรรม. 2563;16(3):1–15.