Synthesis of cordierite from bagasse ash

Abstract

This research presents the results of a cordierite synthesis from bagasse ash. The formulas were calculated using  a tri-axial table by varying the amount of MgO, Al₂O₃, and SiO₂ in the range of 9-17%, 30-38%, and 47-55%, respectively. The selected raw materials were mixed using bagasse ash, magnesite, kaolin, and alumina and fired at 1250 and 1300 ^ºC to form    a cordierite phase. The structures were analyzed using powder X-ray diffraction (XRD) method. A formula with the highest cordierite phase was selected to form samples and then fired at 1300 ^ºC. The physical properties, i.e., firing shrinkage, water absorption, bulk density, modulus of rupture (MOR), and coefficient of thermal expansion (COE) were studied. The samples yielded firing shrinkage of 8.6%, water absorption of 8.4%, bulk density of 2.09 g/cm³, MOR of 48.9 MPa, and COE of 3.53x10^-6/ ^ºC.

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้เป็นการสังเคราะห์คอร์เดียไรต์จากเถ้าชานอ้อย คำนวณสูตรส่วนผสมที่ใช้ในการทดลองจากตารางสามเหลี่ยมโดยแปรเปลี่ยนปริมาณ MgO ระหว่างร้อยละ 9-14 Al2O3 ระหว่างร้อยละ 30-38 และ SiO2 ระหว่างร้อยละ 47-55 คำนวณเป็นสูตรวัตถุดิบโดยใช้เถ้าชานอ้อย แมกนีไซต์ ดินขาว และอะลูมินา นำไปเผาสังเคราะห์ให้เกิดคอร์เดียไรต์ที่อุณหภูมิ 1250 และ 1300 ํC ตรวจสอบเฟสที่ได้หลังเผา โดยใช้เครื่องเอกซ์เรย์ดิฟแฟรกโตมิเตอร์(XRD) จากนั้นคัดเลือกสูตรส่วนผสมที่มีคอร์เดียไรต์เกิดขึ้นปริมาณสูงสุด นำมาขึ้นรูปเป็นชิ้นทดสอบ และเผาที่อุณหภูมิ 1300 ํC ศึกษาสมบัติทางกายภาพหลังเผา ได้แก่ การหดตัว การดูดซึมนํ้า และความหนาแน่น ความแข็งแรง (Modulus of rupture) และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเมื่อร้อน (Coefficient of thermal expansion) ผลการศึกษาทดลอง พบว่าสูตรส่วนผสมที่มี คอร์เดียไรต์ เกิดขึ้นปริมาณสูงสุด หลังเผาที่อุณหภูมิ 1300 ํC มีสมบัติทางกายภาพดังนี้ การหดตัว (Shrinkage) ร้อยละ 8.6 การดูดซึมนํ้า (Water absorption) ร้อยละ 8.4 ความหนาแน่น (Bulk density) 2.09 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ค่าความแข็งแรง 48.9 เมกะพาสคาล และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเมื่อร้อน 3.53x10-6/ ํC