เถ้าลอย

เถ้าปลิวส่องผ่านกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

เถ้าปลิว หรือ เถ้าลอย (อังกฤษ: fly ash) เป็นผลพลอยได้จากการเผาถ่านหินเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ถ่านหินที่บดละเอียดจะถูกเผาเพื่อให้พลังงานความร้อนแก่หม้อไอน้ำ (Boiler) เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าต่อไป เถ้าถ่านหินขนาดใหญ่จะตกลงยังก้นเตา จึงเรียกกันว่า เถ้าก้นเตาหรือเถ้าหนัก (bottom ash) ส่วนเถ้าถ่านหินขนาดเล็กกว่า 1 ไมครอน (ไมโครเมตร) จนถึงประมาณ 200 ไมครอน จะถูกพัดออกมาตามอากาศร้อน จึงเรียกว่า เถ้าปลิว เถ้าปลิวจะถูกดักจับโดยที่ดักจับไฟฟ้าสถิต (electrostatic precipitator) เพื่อไม่ให้ลอยออกไปกับอากาศร้อน ซึ่งจะก่อให้เกิดมลภาวะในพื้นที่รอบโรงไฟฟ้า

เถ้าปลิวคือขี้เถ้าที่หลงเหลือจากกระบวนการเผาไหม้ของถ่านหินหรือลิกไนต์ มีขนาดเล็กและละเอียดมาก โดยจะปลิวปนไปกับก๊าซร้อนออกจากปล่องควันของโรงผลิตไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง ซึ่งถ้ามีปริมาณเถ้าปลิวมากในชั้นบรรยากาศ ก็อาจก่อให้เกิดปัญหามลภาวะของอากาศได้ จึงได้มีการศึกษาวิจัยโดยการติดตั้งเครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิต โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อแยกก๊าซร้อนและเถ้าปลิวออกจากกัน เพื่อนำเอาเถ้าปลิวกลับมาใช้ใหม่ เช่น การนำเอาเถ้าปลิวมาใช้เป็นส่วนผสมของพอร์ตแลนด์ซีเมนต์ ในกระบวนการผลิตคอนกรีต เป็นต้น

องค์ประกอบทางเคมี

เถ้าปลิวโดยทั่วไปจะมีส่วนประกอบหลักคือ ซิลิกอนไดออกไซด์ SiO2 (ประมาณร้อยละ 25-60), อะลูมิเนียมออกไซด์ Al₂O₃ (ประมาณร้อยละ 10-30), เฟอริกออกไซด์ Fe₂O₃ (ประมาณร้อยละ 5-25), แคลเซียมออกไซด์ CaO (ประมาณร้อยละ 1-30) เป็นองค์ประกอบหลักอาจมีปริมาณมากถึงร้อยละ 80-90 และ มีองประกอบรองคือ MgO มีออกไซด์ของอัลคาไลในรูป Na₂O, K₂O และ SO₃ และมี ความชื้น

องค์ประกอบทางเคมี ของเถ้าลอยลิกไนต์ในประเทศไทย

องค์ประกอบทางเคมี ของปูนซีเมนกับเถ้าลอยลิกไนต์ ในประเทศไทย

วัสดุ/ เถ้าถ่านหิน	องค์ประกอบทางเคมี (%)
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	K2O	Na2O	LOI
ปูนซีเมนต์	20.90	4.76	3.41	65.41	1.25	2.71	0.35	0.24	0.96
แม่เมาะ	41.16	22.30	11.51	15.27	2.70	1.43	2.93	1.66	0.20
กาญจนบุรี	39.56	20.99	9.37	10.62	1.47	3.34	3.08	0.30	7.10
ราชบุรี	32.96	13.81	6.69	24.42	1.44	10.56	2.38	0.61	7.05

ประเภท

แบ่งตามเอเอสทีเอ็ม ASTM

มาตรฐาน ASTM C618 "Specification for Fly ash and Raw or Calcined natural pozzolan for use as a mineral admixture in portland cement concrete" ได้จัดแยกประเภทของเถ้าปลิวไว้ 2 ชนิดคือ Class F และ Class C โดย Class F มีปริมาณ SiO2 + AI203 + Fe203 มากกว่า 70% โดยน้ำหนัก และ Class C มีปริมาณ SiO2+ AI203 + Fe203 ระหว่าง 50-70% โดยน้ำหนัก เนื่องจากถ่านหินเป็นวัสดุธรรมชาติย่อมมีเนื้อที่ไม่สม่ำเสมอ การที่เถ้าปลิวจากแหล่งเดียวกันพบว่าเป็น Class C และ Class F เป็นเรื่องที่เป็นปกติ แม้ว่าจะเป็น Class C หรือ Class F ต่างก็มีศักยภาพเพียงพอที่จะนำไปใช้ในงานคอนกรีตได้ทั้งสิ้น

ASTM C618

ลักษณะ	เกณฑ์ที่กำหนด
	Class F	Class C
SiO 2 +Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 %	70	50
SO 3 , max %	5.0	5.0
Moisture content, max %	3.0	3.0
LOI, max %	6.0	6.0

ชนิด F (Class F)

เป็นเถ้าปลิวที่ได้จากการเผาถ่านหินแอนทราไซต์ และบิทูมินัสมีปริมาณผลรวมของ SiO2 + AI203 + Fe203 มากกว่า 70%

ชนิด C (Class C)

เป็นเถ้าปลิวที่ได้จากการเผาถ่านหินลิกไนต์ และซับบิทูมินัสมีปริมาณ SiO2+ AI203 + Fe203 ระหว่าง 50-70% CaO สูง

ประเทศไทย แบ่งตาม มอก 2135-2545 (TIS 2135)

เถ้าปลิวจากถ่านหินใช้เป็นวัสดุผสมคอนกรีต

ประเทศไทย มอก 2135-2545 (TIS 2135)

สมบัติ	เกณฑ์ที่กำหนด
	ชั้นคุณภาพ 1	ชั้นคุณภาพ 2		ชั้นคุณภาพ 3
		ชนิด ก	ชนิด ข
Silicon dioxide (SiO2), min %	30.0	30.0	30.0	30.0
Calcium oxide (CaO), %	-	น้อยกว่า 10.0	ไม่น้อยกว่า 10.0	-
Sulfur trioxide (SO3), max %	5.0	5.0	5.0	5.0
Moisture content, max %	3.0	3.0	2.0	3.0
LOI content, max %	6.0 1)	6.0 1)	6.0 1)	12.0

การนำไปใช้ประโยชน์

ปัจจุบันเถ้าปลิวนำมาใช้เป็นสารผสมในคอนกรีตผสมเสร็จสำหรับงานก่อสร้าง และเป็นวัตถุดิบเสริมปูนซีเมนต์ในการผลิตวัสดุก่อสร้าง เช่น กระเบื้องมุงหลังคา, เสาเข็ม, ท่อ, พื้นสำเร็จรูป เป็นต้น นอกจากนี้ยังใช้เป็นส่วนผสมหลักในการก่อสร้างเขื่อนคอนกรีตบดอัด (roller-compacted concrete, RCC)

1. การนำไปทำผลิตภัณฑ์วัสดุก่อสร้าง
2. การถมกลับ (backfill)
3. การอัดฉีด (grouting)
4. งานก่อสร้างถนน
5. งานก่อสร้างเขื่อน
6. งานก่อสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก

อ้างอิง

• Fly Ash Facts for Highway Engineers

แหล่งข้อมูลอื่น

• การนำเถ้าปลิวลิกไนต์ไปใช้ประโยชน์ เก็บถาวร 2018-11-12 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน