เถ้าลอย หรือ Fly Ash คือขี้เถ้าที่หลงเหลือจากกระบวนการเผาไหม้ของถ่านหินลิกไนต์ที่ถูกนำไปเผาเพื่อนำมาผลิตกระแสไฟฟ้า ตัวของเถ้าลอยจะมีขนาดเล็กและละเอียดมาก โดยจะปลิวปนไปกับก๊าซร้อนออกจากปล่องควันของโรงผลิตไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง ซึ่งถ้ามีปริมาณเถ้าลอยมากในชั้นบรรยากาศอาจก่อให้เกิดปัญหามลภาวะของอากาศได้ จึงได้มีการศึกษาวิจัยโดยการติดตั้งเครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิต โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อแยกก๊าซร้อนและเถ้าปลิวออกจากกัน เพื่อนำเอาเถ้าปลิวกลับมาใช้ใหม่ และทางการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ได้จัดการใช้ประโยชน์เถ้าลอยที่เกิดขึ้นตามหลักวิชาการที่ว่า “เมื่อเถ้าลอยสัมผัสกับน้ำภายใต้อุณหภูมิปกติ จะเกิดปฏิกิริยาเคมีทำให้มีคุณสมบัติเชื่อมประสาน (Cementitious) ได้อย่างดี” จึงมีแนวคิดที่จะใช้เถ้าลอยในอุตสาหกรรมซีเมนต์

จุดเริ่มต้นของเถ้าลอยที่โรงไฟฟ้าแม่เมาะ

จุดเริ่มต้นของการนำเถ้าลอยมาพัฒนาสู่วงการก่อสร้างคือเริ่มมาจากโรงไฟฟ้าแม่เมาะจังหวัดลำปาง ได้มีการใช้ถ่านหินลิกไนต์จากเหมืองแม่เมาะในการผลิตไฟฟ้าประมาณวันละ 40,000 ตัน และการเผาไหม้ถ่านหินลิกไนต์จะได้เถ้าลิกไนต์ออกมาประมาณวันละ 10,000 ตัน ซึ่งในจำนวนนี้จะเป็นเถ้าลอยประมาณ 6,000 ตัน เมื่อทดสอบคุณภาพสำหรับเถ้าลอยตามมาตรฐานกรมควบคุมมลพิษแล้ว พบว่าเถ้าลอยไม่ถือเป็นของเสียอันตราย กฟผ. จึงมีแนวคิดนำเถ้าลอยมาใช้ให้เกิดประโยชน์

โดยในปี พ.ศ. 2531 กฟผ. ได้ทดลองนำเถ้าลอยลิกไนต์ไปใช้ในการปรับปรุงถนนภายในโรงไฟฟ้าแม่เมาะ ซึ่งผลที่ได้เป็นที่น่าพอใจทำให้ในปีต่อมามีการนำเถ้าลอยมาใช้ปรับปรุงถนนทุกสายในโรงไฟฟ้าแม่เมาะ โดยพัฒนาวิธีการให้เหมาะสมมากขึ้นเป็นลำดับ นอกจากนั้นยังมีการนำเถ้าลอยมาเป็นวัสดุถมสำหรับงานก่อสร้างและงานซ่อมแซมต่างๆ แทนวัสดุงานดินหลายประเภท เช่น งานซ่อมแซมฐานรากสถานีไฟฟ้าแรงสูงแม่เมาะ งานก่อสร้างชั้นพื้นทางถนน งานดาดหล่อ และดาดไหล่คลองส่งน้ำกันรั่วซึม เป็นต้น

เถ้าถ่านที่เกิดจากการเผาไหม้ของถ่านหินสามารถนำไปใช้ทำคอนกรีตได้ทั้งหมดหรือไม่?

ในการผลิตกระแสไฟฟ้าจากถ่านหินนั้น จะมีการนำถ่านหินที่บดละเอียดและถูกนำไปเผาเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ตัวเถ้าถ่านหินขนาดใหญ่จะตกลงไปยังก้นเตาจึงเรียกเถ้าถ่านชนิดนั้นว่า เถ้าหนัก (bottom ash) ส่วนเถ้าถ่านหินขนาดเล็กกว่า 1 ไมครอน (ไมโครเมตร) จนถึงประมาณ 200 ไมครอน จะถูกพัดออกมาตามอากาศร้อนจึงเรียกเถ้าถ่านชนิดนั้นว่า เถ้าลอย (fly ash)

โดยในตัวเถ้าลอยลิกไนต์จะมีคุณสมบัติเป็นสารปอซโซลาน โดยทั่วไปแล้วสารปอซโซลานจะไม่มีคุณสมบัติในการยึดประสาน แต่ถ้าสารปอซโซลานมีความละเอียดมาก ๆ และมีน้ำเพียงพอจะสามารถทำปฏิกิริยากับแคลเซียมโฮดรอกไซด์ที่อุณหภูมิปกติ ทำให้ได้สารประกอบที่มีคุณสมบัติยึดประสานและนำมาทำเป็นคอนกรีตได้ ฉะนั้นเถ้าถ่านที่เกิดจากการเผาไหม้ของถ่านหินจะนำมาใช้ทำคอนกรีตได้เฉพาะเถ้าลอยเท่านั้นเพราะมีความละเอียดมากส่วนตัวเถ้าหนักนั้นไม่สามารถนำมาทำเป็นคอนกรีตได้

การนำเถ้าลอยมาใช้ในงานก่อสร้างมีข้อดีอย่างไร ?
– ช่วยลดการก่อให้เกิดปัญหามลภาวะของอากาศที่มาจากการเผาไหม้ของถ่านหิน
– ลดความจำเป็นในการระเบิดภูเขาหินปูนลง เพราะเมื่อมีการใช้เถ้าลอยไปผสมก็ทำให้มีการใช้ซีเมนต์น้อยลง
– ลดปริมาณความร้อนคอนกรีตเพราะเมื่อน้ำกับเถ้าลอยเมื่อเกิดปฏิกิริยากัน จะไม่คลายความร้อนรุนแรงเหมือนซีเมนต์ ทำให้ลดความเสี่ยงในการแตกร้าวของคอนกรีตได้
– ช่วยลดช่องว่างที่เป็นโพรงอากาศลงและเพิ่มความแข็งแรงในระยะยาวให้คอนกรีต มีการใช้น้ำในการผสมน้อยลงทำให้คอนกรีตมีคุณสมบัติดีขึ้น
– สามารถยืดอายุของคอนกรีตที่อยู่ในบริเวณแหล่งน้ำทะเลได้นานขึ้น เพราะการผสมคอนกรีตกับเถ้าลอย จะมีความทนทานต่อกรดและซัลเฟตเพิ่มขึ้น

ตัวอย่างงานก่อสร้างที่มีการนำเถ้าลอยลิกไนต์มาใช้ในหน่วยงานต่างๆ ของ กฟผ.

เหมืองแม่เมาะ กฟผ. จังหวัดลำปาง

– การนำไปทำผลิตภัณฑ์วัสดุก่อสร้าง เป็นการนำมาทำเป็นซีเมนต์บล็อกก่อผนัง และซีเมนต์บล็อกปูพื้นจากผลของการศึกษาพบว่าผลิตภัณฑ์ดังกล่าวมีคุณสมบัติตรงตามมาตรฐาน มอก. 58-2533 สามารถรับแรงกดได้มากกว่า 2 Mpa. ( 1 Mpa. = 10 กิโลกรัม : ตารางเซนติเมตร)
– งาน BACK FILL หรือดินถมกลบแต่ง, ดินถมกลับคืน ทางกฟผ. ได้นำเถ้าลอยลิกไนต์มาใช้เพื่อแก้ไขปัญหาฐานรากทรุดของสถานีไฟฟ้าย่อยแม่เมาะ 3 นอกจากนี้ยังนำไปใช้ในบริเวณที่ทรุดตัวของดินระหว่างผนังดิน และผนังคอนกรีตของคลองส่งน้ำจากเขื่อนแม่ขาม
– งาน GROUTING เป็นเทคนิคที่ถูกใช้แก้ปัญหา geotechnical เช่น ช่องว่างในดิน, ดินอ่อน,การทรุดตัวของดินและน้ำใต้ดิน โดยการนำเถ้าลอยมาใช้เพื่ออัดฉีดเข้าไปตามรอยแยกต่างๆ ของผนังบ่อเหมืองแม่เมาะ
– งานก่อสร้างถนน ได้นำเถ้าลอยลิกไนต์มาใช้ทำชั้นรองพื้นทางของถนน โดยการผสมน้ำ 15-20% แล้วทำการบดอัด การทำถนนคอนกรีต RCCP (Roller Compacted Concrete Pavement)
– งานก่อสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก เช่น งานคอนกรีตเสริมเหล็กของรางระบบสายไฟในโรงไฟฟ้า เป็นต้น
– งานก่อสร้างเขื่อน ได้มีการนำเถ้าลอยลิกไนต์ไปใช้ในงานก่อสร้างเขื่อนหลายแห่ง เช่น งานก่อสร้างเขื่อนที่ปากมูล เขื่อนแม่ปิงตอนล่าง เป็นต้น

เขื่อนแม่ปิงตอนล่าง จังหวัดตาก

จากผลงานที่ผ่านมารวมถึงผลการวิจัยของ กฟผ. และ จากสถาบันการวิจัย สถาบันการศึกษาต่างๆ ทั้งในประเทศและต่างประเทศ สามารถชี้ให้เห็นได้ว่าการใช้เถ้าลอยลิกไนต์แม่เมาะผสมทดแทนปูนซีเมนต์ในอัตราที่พอเหมาะกับคอนกรีตที่ใช้งานตามความต้องการแต่ละประเภท ได้ช่วยทำให้อุตสาหกรรมการก่อสร้างได้ใช้คอนกรีตที่มีคุณภาพดีขึ้นกว่าคอนกรีตที่ไม่ได้ผสมเถ้าลอยลิกไนต์แม่เมาะ ทั้งด้านความแข็งแรง คงทนต่อการใช้งาน และการทำงานเทคอนกรีตได้สะดวกขึ้น อีกส่วนหนึ่งยังช่วยทำให้ราคาต้นทุนในการผลิตคอนกรีตต่ำลงจากการประหยัดปูนซีเมนต์ไปได้บางส่วน

ข้อมูลจาก
http://maemoh.egat.com/index.php?option=com_content&view=article&id=89&Itemid=494
https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B9%80%E0%B8%96%E0%B9%89%E0%B8%B2%E0%B8%A5%E0%B8%AD%E0%B8%A2https://dare-travelling.blogspot.com/2006/03/blog-post_31.html
http://journeyguidethailand.blogspot.com/2012/08/blog-post_1910.html
https://faifamano.files.wordpress.com/2015/05/11219332_651339178299461_2732758724133092929_n.jpg