รายงานผลการทดสอบมวลรวม ฉบับสมบูรณ์ วิชาปฏิบัติการวัสดุวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มก.

19,227 views

Published on

รายงานผลการทดสอบมวลรวม ฉบับสมบูรณ์ วิชาปฏิบัติการวัสดุวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มก.

  1. 1. รายงานการทดสอบมวลรวม Term Report เสนอ รศ.ดร.ประเสริ ฐ สุ วรรณวิทยา กลุ่มที่ 4รายงานน้ ีเป็นส่วนหน่ ึงของวชา Civil Eng. Materials Testing Lab ิ ภาคปลาย ปี การศึกษา 2555
  2. 2. ก บทคดย่อ ั เนื่องจากปั จจุบนปูนซีเมนต์ ซึ่งเป็ นส่ วนประกอบหลักของคอนกรี ตมีความสําคัญกับงานก่ อสร้าง ัซึ่งส่ งผลต่ อการพัฒ นาของประเทศเป็ นอย่างมากเมื่อเปรี ยบเที ยบกับวัสดุ ก่ อสร้ างที่ ใช้งานในประเภทเดียวกัน เช่น ไม้ เหล็กซึ่งเป็ นวัสดุก่อสร้างหลักในสมัยก่อนและปัจจุบนไม้เป็ นทรัพยากรธรรมชาติที่หายาก ัและเริ่ มไม่เพียงพอต่อความต้องการใช้ พบว่า คอนกรี ตมีความคงทน แข็งแรง สามารถปรั บปรุ งส่ วนผสมเพื่อให้ตรงกับการใช้งานได้อย่างเหมาะสมและตอบสนองความต้องการของการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานประเทศที่กาลังเติบโตในปัจจุบน และสอดรับกับนโยบายการเปิ ดประชาคมอาเซียนได้เป็ นอย่างดี คอนกรี ต ํ ัจึงเป็ นวัสดุที่ใช้งานอย่างแพร่ หลายและมีความต้องการใช้มากในปั จจุบน ั จากรายงานของสํานักงานคณะกรรมการพัฒนาการเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติการลงทุนในภาครัฐ และภาคเอกชน ขยายตัวร้อยละ 9.1 เพิ่มขึ้นต่อเนื่องทั้งการลงทุนในด้านเครื่ องมือเครื่ องจักรและการก่อสร้าง จากในไตรมาสที่ผานมาที่ขยายตัวร้อยละ 8.6 แสดงให้เห็นว่า คอนกรี ตซึ่งเป็ นวัสดุหลักในการ ่ก่อสร้างกําลังมีความต้องการใช้ในอัตราที่เพิ่มขึ้นทุกปี และเพื่อความคุมค่าในการลงทุน การผลิต และการ ้ก่อสร้างด้วยคอนกรี ตนั้น จําเป็ นต้องอาศัยเทคโนโลยีใหม่ ๆ เข้ามาช่วยในกระบวนการตั้งแต่การผลิต การลําเลียงขนส่ง และ การใช้งานมากขึ้น เพื่อประหยัดงบประมาณในการลงทุนของโครงการต่าง ๆ อีกท้งเพื่อ ัเป็ นการอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติ และสิ่ งแวดล้อม ก็จะยิงทําให้เทคโนโลยีต่าง ๆในการพัฒนาคอนกรี ต ่เข้ามามีบทบาทในการพัฒนาวงการคอนกรี ตของประเทศไทยมากยงข้ ึน ิ่ โดยได้รวบรวมข้อมูลอ้างอิงรู ปแบบ และวิธีการทดลองจากสถาบันระดับชาติที่ได้รับการยอมรับรวมถึง มาตรฐานอุตสาหกรรม (มอก.) ของ สํานักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม มาตรฐานของกรมโยธาธิการและผงเมือง (มยผ.) มาตรฐานเอเอสทีเอ็มนานาชาติ (ASTM International) มาตรฐานสถาบัน ัคอนกรี ตอเมริ กน (American Concrete Institute - ACI) และมาตรฐานไอเอสโอ (ISO) จุดประสงค์ของสื่อ ัการสอนนี้ ได้มีเป้ าหมายให้นกศึกษาและผูสนใจได้ ั ้ 1.เข้าใจคุณสมบัติพ้นฐานของวัสดุที่สาคัญในงานวิศวกรรมโยธา ื ํ 2.เขาใจกระบวนการทดลอง และสามารถปฏิบติตามกระบวนการทดลองวัสดุเพื่อหาค่าคุณสมบัติ ้ ัต่างๆ ของซีเมนต์ 3.วิเคราะห์ผลลัพธ์ของการทดลอง และสามารถวิจารณ์ผลลัพธ์ได้
  3. 3. ข การทดลองวัสดุทางวิศวกรรมอาจแบ่งได้เป็ น 4 ประเภทดังนี้ 1.การทดลองตามมาตรฐาน เพื่อเอาผลไปใช้ในงานวิศวกรรม 2.การทดลองเพื่อเรี ยนรู ้พฤติกรรมของวัสดุ 3.การทดลองเพื่อเรี ยนรู ้วิธีทดลองวสดุ ั 4.การทดลองเพื่อค้นคว้าวิจยพฤติกรรมของวัสดุที่ไม่เคยรู้มาก่อน ั ทั้งนี้ เพื่อให้นิสิต ที่ซ่ึงจะต้องไปเป็ นวิศวกรควบคุมและดูแลการก่อสร้าง และเป็ นกําลังหลักในการพัฒนาวิชาชีพวิศวกรไทยต่อไปในอนาคต มีความเข้าใจถึงคุณสมบัติ พฤติกรรม และความสําคัญของซีเมนต์ และคอนกรี ต ชนิ ดต่าง ๆ มากขึ้นจึงจําเป็ นต้องทําการศึกษา ค้นคว้า ทดลอง และวิเคราะห์ คุณสมบัติพฤติกรรม และความสําคัญของคอนกรี ต แต่ละประเภทที่มีใช้กนอยูในงานด้านวิศวกรรม ในปัจจุบน ั ่ ัเพื่อใหมีความเขาใจ และสามารถแก้ไขปั ญหาต่าง ๆที่เกิดขึ้นในงานคอนกรี ตได้อย่างถูกต้องตามหลักการ ้ ้ต่อไป กลุ่มที่ 4
  4. 4. ค สารบัญ หนา ้บทคัดย่อ กสารบญ ั คบทที่ 1 บทนํา 1 ความเป็ นมาและความสําคัญของการทดลอง วตถุประสงคของการทดลอง ั ์ สมมุติฐานการทดลอง ขอบเขตของการทดลอง ประโยชน์ที่ได้รับจากการทดลองบทที่ 2 ทฤษฏีและเอกสารที่เกียวข้ องกับการทดลอง ่ 3 ทฤษฎีที่สมพนธกบเรื่องที่ทดลอง ั ั ์ ั คุณสมบติของมวลรวมในงานคอนกรีต ั ความสัมพันธ์ระหว่างหน่ วยนํ้าหนักและปริ มาณมวลรวมละเอียด การผสมคอนกรี ต (MIXING) เวลาในการผสมคอนกรี ต การเทคอนกรี ต การทาให้แน่น ํ การบ่มคอนกรี ต คอนกรี ตสดบทที่ 3 วิธีดําเนินการทดลอง 28
  5. 5. ง Lab 1 Sieve Analysis of the Fine and Coarse Aggregate Lab 2 Test Method of Concrete Aggregate by use of the Log Angeles Machine Lab 3 Test method for Organic impurities in Fine Aggregates for Concrete Lab 4 Unit Weight and Absorption of Concrete Aggregate Lab 5 Unit Weight and Voids in Aggregateบทที่ 4 ผลการทดลอง ผลการวิเคราะห์ และอภิปรายผล 51 ผลการทดลอง Lab 1 Sieve Analysis of the Fine and Coarse Aggregate Lab 2 Test Method of Concrete Aggregate by use of the Log Angeles Machine Lab 3 Test method for Organic impurities in Fine Aggregates for Concrete Lab 4 Unit Weight and Absorption of Concrete Aggregate Lab 5 Unit Weight and Voids in Aggregate วิเคราะห์ผลการทดลอง อภิปรายผลบทที่ 5 สรุปและวิจารณ์ ผลการทดลอง 58 สรุปผลการการทดลองบรรณานุกรม 59ภาคผนวก ก มาตรฐานการทดสอบขนาดคละของมวลรวมภาคผนวก ข มาตรฐานวัสดุมวลรวมสําหรับงานแอสฟัลต์คอนกรี ตภาคผนวก ค เกณฑการเผอและคานวณวสดุมวลรวมต่อหน่วย ์ ื่ ํ ัภาคผนวก ง รายชื่อสมาชิกกลุ่มภาคผนวก จ รายชื่ออาจารย์ที่ปรึ กษา/ครู และช่างเทคนิค
  6. 6. 1 บทที่ 1 บทนําความเป็นมาและความสําคญของการทดลอง ั ในยุคปัจจุบนนิยมใช้คอนกรี ต หรื อ ซีเมนต์ เป็ นวัสดุหลักในการก่อสร้ างอย่างแพร่ หลาย เนื่ องจาก ัเป็นว สดุที่หาง่ายมีร าคาไม่แพง แต่ มีค วามแข็งแรงทนทานค่ อนข ้างมาก สามารถรั บก าลงอด ได ้สูง ซ่ึ ง ั ํ ั ัคอนกรี ตปกติจะรับกําลังอัดได้สูงสุ ดหลังจากการผสมไปแล้ว 28 วัน เนื่องจากสิ่งก่อสร้างทุกชนิดตองสร้าง ้ตามมาตรฐานกําหนด คอนกรี ตที่นามาใช้ก็ตองมีการตรวจสอบคุณภาพและการรับกําลังอัด ซึ่ งการทดลอง ํ ้โดยทัวไปจะใช้เวลาอย่างน้อย 3 – 7 วัน แต่ในการปฏิบติงานจริ ง วิศวกรไม่สามารถที่ จะทราบถึงคุ ณสมบัติ ่ ัต่าง ๆของคอนกรี ตที่ กําลังใช้งานอยูได้ ทั้งนี้เนื่องจากการผสมคอนกรีตในแต่ละคร้ ังมีความแตกต่างกนไป ่ ัทั้งเวลา สถานที่ อุณหภูมิ และสัดส่ วนการผสม เพื่อความมันใจและเพื่อความถูกต้องวิศวกรจึงจําเป็ นต้อง ่เรี ยนรู้และทําความเข้าใจในวิ ธีการตรวจสอบคุ ณสมบัติ ของคอนกรี ตที่ ใช้งานอยู่ในสนามหรื อโครงการก่อสร้างต่าง ๆ ว่ามีกาลังรับแรงอัดแรงดึง ค่าแรงเฉือน เป็ นไปตามที่วิศวกรผูออกแบบได้ทาการออกแบบไว้ ํ ้ ํหรื อไม่ และถ้าไม่เป็ นไปตามค่าที่ตองการ หรื อออกแบบไว้ จะมีวิธีการในการปรับปรุ ง หรื อเพิ่มค่าต่าง ๆ ้นั้นๆได้อย่างไรบ้าง ทั้งหมดเป็ นสิ่งที่วิศวกรจะต้องมีความรู้ความเข้าใจ เพื่อที่จะสามารถไปทํางานภายนอกได้อย่างถูกต้องตามมาตรฐานที่ตองการ ้ คุณสมบัติของคอนกรี ตที่แข็งตัวแล้ว ขึ้นอยูกบคุณสมบัติของส่วนประกอบ ต่างๆ เช่น นํ้า ส่วนผสม ่ ัมวลรวม และคุณสมบัติของคอนกรี ตสด หรื อบางครั้ งอาจจะใช้เป็ นคอนกรี ตผสมเสร็ จ เพื่อประหยัดเวลาและเพื่อความสะดวกในกรณี ไม่มีสถานที่เอ้ืออานวยต่อการผสมคอนกรีตสดท้งน้ ี คุณสมบติของคอนกรีตสด ํ ั ัที่ตองการและมีความสําคัญกับโครงสร้ างได้แก่ ความสมํ่าเสมอของเนื้ อคอนกรี ต ความง่ายในการลําเลียง ้และขนส่ง การทํางานได้สะดวกโดยที่สามารถเทลงแบบและเขยาหรื อสามารถอัดแน่นได้ง่ายโดยไม่เกิดการ ่แยกตว และค่ากําลังรับแรงดึงแรงอัดของคอนกรี ตเมื่อแข็งตัวแล้วว่ามีกาลังสามารถแรงได้ตามที่ออกแบบไว้ ั ํหรื อไม่ และเพื่อที่ จะให้เข้าใจถึงคุณ สมบัติและความสําคัญของคอนกรี ตสด วิ ศวกรจึ งจําเป็ นต้องทราบคุณสมบัติและความสําคัญนั้น ตลอดจนวิธีการทดลองคุณสมบัติของคอนกรี ตสดด้านต่างๆ เพือที่จะสามารถ ่นามาทดลอง ตรวจสอบ คอนกรี ตสด ที่จะนํามาใช้งานได้ ํ
  7. 7. 2วตถุประสงค์ของการทดลอง ั 1) เพื่อศึกษาการกระจายขนาดของมวลรวมละเอียด และมวลรวมหยาบมาคํานวณหาปริ มาณของ มวลรวมแต่ละชนิดที่จะนํามาผสมกัน แลวใหขนาดคละของมวลรวมที่เหมาะสม ้ ้ 2) เพื่อหาความต้านทานต่อการขัดสีของมวลรวมหยาบ โดยใชเ้ ครื่องลอสแองเจอลิส 3) เพื่อทดลองหาอินทรียสารเจือปนในมวลรวมละเอียด โดยประมาณ ์ 4) เพื่อทดลองหาความถ่วงจําเพาะแบบต่างๆ และและคุณสมบติดานการดูดซึมนํ้าของมวลรวม ั ้ (ภายหลังแช่น้ า 24 ชัวโมง)ทั้งชนิดหยาบและละเอียด ํ ่ 5) เพื่อทดลองหาหน่วยนํ้าหนัก และช่องว่างของมวลรวมที่ใชในการผสมคอนกรีต ้ขอบเขตของการทดลอง ทําการทดลองกบ Portland cement ประเภทที่ 1 ซ่ึงเป็ นปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดา เหมาะกับ ังานก่อสร้างคอนกรี ตทัวๆ ไปที่ไม่ตองการคุณสมบัติพิเศษเพิ่มเติม เช่น คาน เสา พื้น ถนน ค.ส.ล. เป็ นต้น ่ ้แต่ไม่เหมาะกับงานที่ตองสัมผัสกับเกลือซัลเฟต ้ประโยชน์ที่ได้รับจากการทดลอง นิสิตมีความรู ้ความเข้าใจถึงความสําคัญของมวลรวม คุณสมบัติของมวลรวมและสามารถทดลองคุณสมบัติของมวลรวมเบื้องต้นได้ สามารถเลือกมวลรวมได้ถกต้อง และตรงกับลักษณะงาน ู
  8. 8. 3 บทที่ 2 ทฤษฏีและคุณสมบัตทเี่ กียวข้ องกับการทดลอง ิ ่ มีสิ่งก่อสร้างในปัจจุบนเป็ นจํานวนมากที่ทาขึ้นด้วยส่วนผสมของซี เมนต์ หิ น ทราย และ ั ํน้ า เราเรียกส่วนผสมน้ ีว่า คอนกรีต คอนกรีตเป็นวสดุก่อสร้างที่มีปริมาณการใชงานเพิ่มข้ ึนทุกที ํ ั ้ทั้งนี้เพราะไม้ซ่ ึ งเป็ นวัสดุก่อสร้างที่เคยใช้มาแต่เดิมหายากขึ้นราคาแพง ไม่ทนทาน รับนํ้าหนักได้นอยไม่เหมาะสําหรับการก่อสร้ างอาคารหรื อสิ่ งก่อสร้ างใหญ่ๆ และคอนกรี ตสามารถหล่อ ้เป็นรูปร่างต่างๆ ตามตองการได้ จึงสะดวกต่องานก่อสร้าง โดยเฉพาะอยางยงอาคารหลายๆ ช้ น ้ ่ ิ่ ัสะพาน โรงงาน ท่อระบายน้ าเขื่อนก้ นน้ ํา เป็นต้น คอนกรี ตจะแข็ง แรงมากข้ ึ นถ ้าใส่เ หล็กไว ้ ํ ัภายใน เราเรียกคอนกรีตชนิดน้ ีว่า "คอนกรีตเสริมเหลก" (Reinforced concrete) ็ ในสมยโบราณเมื่อยงไม่มีการคนพบซีเมนต์วสดุก่อสร้างที่ใชกบงานก่อสร้างใหญ่ๆ เป็น ั ั ้ ั ้ ัส่วนผสมของปูนขาว ทราย และนํ้า อาจมีวสดุอื่นผสม เช่น นํ้าอ้อย เป็ นต้น เพื่อให้ปูนขาวและ ัทรายยึดตัวกันดี ขึ้น เราเรี ยกส่ วนผสมนี้ ว่า "ปูนสอ" (Mortar) ในทางปฏิบติคนสมัยก่อนมักจะ ัเรี ยกปูนสอว่า ซี เมนต์ คําว่าซี เมนต์มาจากภาษาละติน ซึ่ งแปลว่า "ตัด" โดยใช้เรี ยกหิ นปูนที่ตด ัเป็นช้ิ นๆ เพื่อจะนามาเผาเป็นปูนขาวแต่ซีเมนต์ในปัจ จุบนหมายถึงตว ประสานว สดุสองชนิด ํ ั ั ัหรื อหลายๆ ชนิดให้ติดแน่น ในกรณี ของคอนกรี ตหรื อคอนกรี ตเสริ มเหล็ก ซี เมนต์เป็ นตัวทําให้ทรายหิ น และเหล็ก ยึดติดกันแน่นเมื่อแห้งและแข็งตัวดีแล้วองค์ประกอบของคอนกรีต จากอดีตจนถึงปัจจุบนน้ ีเราพบว่า “คอนกรี ต”ยังคงเป็ นวัสดุก่อสร้างที่มีความนิ ยมใช้งาน ัทั้ง นี้ เพราะคอนกรี ตมี ความเหมาะสมกว่าวัสดุก่ อ สร้ างอื่ นๆ ทั้ง ด้านราคาและด้านคุณสมบัติต่างๆ และอาจแยกพิจารณาคอนกรีตออกเป็น 2 ส่วน คือ 1. ส่วนที่เป็นตวประสาน ไดแก่ ปูนซีเมนตกบน้ าและน้ ายาผสมคอนกรีต ั ้ ์ ั ํ ํ 2. ส่วนที่เป็นมวลรวม ไดแก่ ทราย หิน หรือ กรวด ้เมื่อนําวัสดุต่างๆ ของคอนกรี ตมาผสมกัน คอนกรี ตจะเป็ นของเหลวมีความหนื ดเวลาหนึ่ งซึ่ งสามารถนําไปเทลงแบบหล่อตามต้องการได้ เมื่อ อายุมากขึ้นคอนกรี ตก็จะเปลี่ย นสถานะจาก
  9. 9. 4ของเหลวมาเป็ นกึ่งเหลวกึ่งแข็ง และในเวลาต่อมาก็จะเป็ นของแข็งในที่สุดซึ่ งสามารถรับกําลังอัดได้มากขึ้นเรื่ อยๆ ตามอายุของคอนกรี ตที่เพิ่มขึ้นจนถึงช่วงเวลาหนึ่งความสามารถรับกําลังอัดก็จะเริ่ มคงที่ การเรี ยกชื่ อ องค์ประกอบของคอนกรี ตโดยทัว ๆ ไปวัสดุสําหรั บ ใช้ผสมทําคอนกรี ต ่ประกอบไปด้วย ปูนซี เมนต์ หิ น ทราย นํ้าและนํ้ายาผสมคอนกรี ตเมื่อผสมวัสดุต่างๆเข้าด้วยกันเราจะเรียกชื่อของวสดุต่างๆ ที่ผสมกนดงน้ ี ปูนซีเมนต์ผสมน้ าและน้ ายาผสมคอนกรีต เรียกว่า ั ั ั ํ ํCement paste (Cement Paste) Cement pasteผสมกับทราย เรี ยกว่า มอร์ตาร์ (Mortar) มอร์ตาร์ผสมกับหิ นหรื อกรวด เรี ยกว่า คอนกรีต (Concrete) ดงแสดงตามรูปที่ 2.1ดานล่างน้ ี ั ้ รู ปที่ 2.1 รู ปแสดง Diagram องคประกอบของคอนกรีต ์ประเภทของปนซีเมนต์ ูปูนซีเมนตที่มีใชกนอยในโลก สามารถแบ่งตามมาตรฐานการผลิตได้ 2 ประเภท ไดแก่ ์ ้ ั ู่ ้1.Portland cement ผลิตตาม มาตรฐานอุตสาหกรรม.15 แบ่งเป็ น 5 ประเภท ประเภทที่ 1 Ordinary Portland Cement สํ า หรั บ ใช้ใ นการท ํา คอนกรี ตหรื อผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมใดที่ไม่ตองการคุณภาพพิเศษกว่าธรรมดา และสําหรับใช้ในการก่อสร้ าง ้ตามปกติทวไป ที่ไม่อยในภาวะอากาศรุนแรง หรือในที่มีอนตรายจากซัลเฟตเป็นพิเศษ หรือที่มี ั่ ู่ ัความร้อนที่เกิดจากการรวมตวกบน้ า จะไม่ทาให้อุณหภูมิเพิ่มข้ ึนถึงข้ นอนตราย เป็นปูนซีเมนต์ ั ั ํ ํ ั ั
  10. 10. 5ที่มีคุณภาพรับแรงอัดสู ง สําหรับงานคอนกรี ตขนาดใหญ่ เช่น อาคารขนาดสู งใหญ่ สนามบิ นสะพาน ถนนได้แก่ ปูนซี เมนต์ตรา TPI สีแดง , ตราชาง , ตราอินทรี ยเ์ พชร ้ ประเภทที่ 2 Modified Portland Cementสําหรั บใชในการทาคอนกรี ตที่ต้อ งการลด ้ ํอุณหภูมิเนื่องจากสภาพอากาศที่มีอุณหภูมิสูง งานคอนกรีตเหลว หรือผลิตภณฑ์อุตสาหกรรมที่ ัเกิดความร้อนและทนซัลเฟตได้ปานกลาง เช่น งานสร้ างเขื่อนคอนกรี ต กําแพงดินหนา ๆ หรื อท่อคอนกรี ตขนาดใหญ่ ๆ ตอม่อ ได้แก่ ปูนซี เมนต์ตราพญานาคเจ็ดเศียร ปั จจุบนไม่มีการผลิต ัในประเทศไทย ประเภทที่ 3 High Early Strength Portland Cement ให้ค่าความต้านทานแรงอัดช่วงต้นสูงกว่า ปูนซี เมนต์ TPI (สี แดง)เม็ดปูนมีความละเอียดมากกว่า เป็ นปูนซี เมนต์ที่เหมาะสมสําหรับงานคอนกรี ตที่ ตองการรั บนํ้าหนัก ได้เร็ วหรื อต้อ งการถอดแบบได้เ ร็ วรวมทั้ง ใช้ทาผลิ ตภัณฑ์ ้ ํคอนกรี ตอัดแรงทุกชนิด เช่นงานเสาเข็ม งานตอม่อสะพานคอนกรี ต งานพื้นสําเร็ จรู ป โรงหล่อเสาเข็ม, พื้นสําเร็ จรู ปได้แก่ ปูนซี เมนต์ตรา TPI สีดา , ตราเอราวัณ , ตราอินทรี ยดา ํ ์ ํ ประเภทที่ 4 Low Heat Portland Cement ใช้กบงานที่ตองการคอนกรี ตความร้ อนตํ่า ั ้สามารถลดปริ มาณความร้ อนเนื่ อ งจากการรวมตัวของปูนซี เมนต์ก ับนํ้าซึ่ ง จะสามารถลดการขยายตัวและหดตัวของคอนกรี ตภายหลังการแข็งตัว ใช้มากในการสร้างเขื่อน เนื่ องจากอุณหภูมิของคอนกรี ตตํ่ากว่างานชนิดอื่นไม่เหมาะสําหรับโครงสร้างทัวไปเพราะแข็งตัวช้า ปั จจุบนไม่มี ่ ัผลิตในประเทศไทย ประเภทที่ 5 Sulfate Resistant Portland cement ใชในบริเวณที่ดินหรือบริเวณใตน้ าที่มี ้ ้ ํปริ มาณซัลเฟตสูง มีระยะการแข็งตัวช้า และมีการกระทําของซัลเฟตอย่างรุ นแรงได้แก่ปูนซี เมนต์ตรา TPI สีฟ้า, ตราชางสีฟ้า, ตราอินทรี ยฟ้า ้ ์2. ปูนซีเมนต์ผสม ผลิตตาม มาตรฐานอุตสาหกรรม.80ผลิตโดยเป็นปูนซีเมนต์ที่ไดจากการบด ้ปูนเม็ดของPortland cementธรรมดากับทรายประมาณ 25-30% จึงมีราคาถูกลง มีลกษณะแข็งตัว ัช้าไม่ยืดหรื อ หดตัวมากเหมาะสําหรับ งานก่ ออิ ฐ ฉาบปูน ทําถนน เทพื้น ตอม่อ หล่อ ภาชนะคอนกรี ต หล่อท่อกระเบื้องมุงหลังคา งานอาคาร 2 ถึง 3 ชั้น ตึกแถวหรื องานที่ไม่ตองการกําลัง ้
  11. 11. 6อัดมาก ไม่เหมาะสําหรับงานก่อสร้ างที่ตองการกําลังสู งได้แก่ ปูนซี เมนต์ตรา TPI สีเขียว, ตรา ้เสือ, ตราอินทรี ยแดง ์ นอกจากน้ ี ย ง มีปูนซีเ มนต์ชนิดอื่ น ๆ อี ก เช่น Portland pozzolana cement ซ่ ึ งเหมาะ ัสําหรับงานอาคารคอนกรีตในทะเล ปูนซีเมนต์ผสมซ่ ึ งเป็นปูนซีเมนต์ซิลิกา (Portland cementธรรมดากับทราย 25 – 30%) ได้แก่ ปูนซี เมนต์ตราเสื อ ตรางูเห่ า และตรานกอินทรี ย ์ มีราคาถูกแขงตวขา ไม่ยึดหรือหดตวเหมากบงานก่ออิฐ ทาถนน เทพ้ืน ตอม่อ หล่อท่อ เทภาชนะคอนกรีต ็ ั ้ ั ั ํกระเบื้องมุงหลังคา และตึกแถว เป็ นต้นปฏิกิริยาของปูนซีเมนต์ เราทราบแล้ว ว่ า ปู นซี เ มนต์เ ป็ นองค์ป ระกอบหลัก ที่ สํา คัญ ตัว หนึ่ งในคอนกรี ตเมื่ อปูนซี เมนต์รวมตัวกับนํ้าจะเป็ นของเหลวมีความหนื ดเรี ยกว่า “เพสต์” เพสต์จะทําหน้าที่เสมือนกาวประสานมวลรวมเข้าไว้ดวยกัน เมื่ออายุมากขึ้นเพสต์ก็จะเปลี่ยนสถานะจากของเหลวมาเป็ น ้กึ่งเหลวกึ่งแข็งและในเวลาต่อมาก็จะกลายเป็ นของแข็งในที่สุด ซึ่ งจะสามารถรับกําลังอัดได้มากขึ้นเรื่ อยๆ ตามอายุที่เ พิ่มขึ้ นจนถึ ง ช่ว งเวลาหนึ่ ง ความสามารถรับกําลัง อัดก็จ ะเริ่ มคงที่ก ารที่ปูนซี เมนต์รวมตัวกับนํ้าแล้วเกิดการก่อตัวและแข็งตัวของปูนซี เมนต์ข้ ึน เราเรี ยกลักษณะเช่นนี้ว่า “การเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่น”ซ่ ึ งเกิดจากสารประกอบในซี เมนต์ทาปฏิกิริยาทางเคมีกบนํ้าเป็ น ํ ัปฏิกิริยาคายความร้อน ดงน้ นเราจึงรู้สึกว่าร้อนข้ ึนเมื่อสัมผสกบปูนซีเมนต์ที่ทาปฏิกิริยากบน้ า ั ั ั ั ํ ั ํเราสามารถเขียนเป็ นสมการแสดงความสัมพันธ์ง่ายๆ ได้ดงนี้ ั Cement + Water C-S-H gel + Ca (OH)2 + heatสารประกอบที่สําคัญของPortland cement Portland cementประกอบด้วย หิ นปูน (Limestone) และดินเหนี ยว (clay) เป็นส่วนใหญ่นอกจากน้ ี ก็มีเหล็กออกไซด์ (Fe2O3) และโคโลไมต์ (MgCo3) เป็ นจํานวนเล็ก น้อ ย Portland ั ่cementธรรมดาในบ้านเราที่ใช้กนทัวไป (ตราเสื อ ตราช้าง ตรางู เห่ า) ปกติจะมี สีเทาแกมเขียว(greenish gray) และมีน้ าหนักประมาณ 92 ปอนด์/ฟุต3 เมื่อเผาวัตถุดิบของปูนซี เมนต์ซ่ ึ งได้แก่ ํ
  12. 12. 7สารออกไซด์ของธาตุแคลเซี ยมซิ ลิกอน อลูมิเนี ยม และ เหล็ก สารเหล่านี้ จะทําปฏิกิริยากันทางเคมี และรวมตัว กันเป็ นสารประกอบอยู่ใ นปูนเม็ด ในรู ปของผลึ ก ที่ ล ะเอี ย ดมาก ซ่ ึ งจ ํานวน ่สารประกอบที่อยูในปูนซี เมนต์ทาให้คุณสมบัติของปูนซี เมนต์เปลี่ยนไป เช่น ทําให้ปูนซี เมนต์มี ํกําลังรับแรงเร็ วหรื อช้า ระยะเวลาการก่อตัวและแข็งตัวอาจเร็ วขึ้นหรื อช้าลง ความร้ อนทีได้จากการปฏิกิริยาระหว่างนํ้ากับปูนซี เมนต์อาจสูงหรื อตํ่า เป็ นต้น ดังแสดงในตาราง 2.2ตารางที่ 2.1 ตารางแสดงสารประกอบที่สาคัญของปูนซีเมนต์ ํ ชื่อของสารประกอบ ส่วนประกอบทางเคมี ชื่อย่อไตรแคลเซี ยม ซิ ลิเกต 3 CaO. SiO2 C3Sไดแคลเซี ยม ซิ ลิเกต 2 CaO. SiO2 C2Sไตรแคลเซี ยม อะลูมิเนต 3 CaO. Al2O3 C3Aเตตตราแคลเซี ยม อะลูมิโน เฟอไรต์ 4 CaO. Al2O3. Fe2O3 C4AFตารางที่ 2.2 ตารางแสดงคุณสมบัติของสารประกอบของซีเมนต์สารประกอบ คุณสมบัติ C3S ํ ทําให้ปูนซี เมนต์มีกาลังรับแรงได้เร็วภายใน 14 วน ั C2S ํ ทําให้ปูนซี เมนต์มีกาลังรับแรงได้ชา ความร้อนเกิดขึ้นบ่อย ้ C3A ทําให้ปูนซี เมนต์เกิดปฏิกิริยาเริ่ มแข็งตัวเกิดความร้อนสูง มีกาลังรับแรงเร็ ว ํ C4AF มีผลน้อย ให้ความแข็งแรงเล็กน้อยเติมเข้าไปเพื่อลดความร้อนที่เกิดขึ้น
  13. 13. 8 รู ปที่ 2.2 กราฟแสดงระยะเวลาการก่อตัวและแข็งตัวกับจํานวนสารประกอบการผลิตปนซีเมนต์ ู การผลิตปูนซี เ มนต์มีท้ งแบบเผาแห้ง (Semi – dry process) และแบบเผาเปี ยก (wet ัprocess) ซ่ ึ งกรรมวิธีในการผลิตโดยรวม ๆ จะเหมือนกน แต่จะต่างกนในข้ นที่ 2 ดงที่จะแสดง ั ั ั ัในรู ปต่อไปซึ่ งการผลิตจะมีกรรมวิธีดงต่อไปนี้ ั ในการผลิ ตปูนซีเมนต์เผาแห้งมีกรรมวิ ธีเป็นข้ น ๆ คือ นําวัตถุดิบ ที่มีธาตุอะลูมินาและ ัธาตุซิลิกาซ่ ึ งมีอยู่มากในดินดา กบเหล็กซ่ ึ งมีอ ยู่มากในศิลาแลง มาผสมกนตามสัดส่วน บดให้ ํ ั ัละเอี ยดและนํามาตี กับ นํ้าจะเป็ นนํ้าดิ นแล้ว นําไปเผาในหม้อ เผา (Cement kiln) จนกระทั้งเกิดปฏิกิริยาทางเคมีจบกันเป็ นเม็ดเล็ก ๆ ที่เรี ยกว่า ปูนเม็ด (clinker) เมื่อนําปูนเม็ดไปบดรวมกับ ัยิปซัมก็จะได้ปูนซี เมนต์ตามที่ตองการ ้
  14. 14. 9 ในการเตรี ยมวัตถุดิบตามวิธีน้ ี จะต้องนําวัตถุดิบที่จ ะใช้ก ารผลิ ตปูนซี เมนต์ ได้แก่ ดิ นขาว ดินดํา และศิลาแลง มาวิเคราะห์หาส่ วนประกอบเพื่อคํานวณหามาตราส่ วนที่จะใชในการ ้ผลิตปูนซี เมนต์ผสมวัตถุดิบดงกล่าวแลวนาไปตีรวมกนกบน้ าในบ่อเตรียมดิน (Wash mill) ให้ ั ้ ํ ั ั ํละเอียดจนเป็ นนํ้าดิน (slurry) วัตถุประสงค์ของกรรมวิธีข้ นนี้ ก็เพื่อที่จะย่อยดินขาวส่ วนที่แข็ง ัมากให้แหลกลงแล้วกรองผลิตผลที่ดีแล้วเพื่อกันเอาส่ วนละเอียดไปใช้และควบคุมปริ มาณของน้ าไม่ให้มีมากเกินไป เพราะจะทําให้หมดเปลืองเชื้อเพลิงโดยเปล่าประโยชน์ ส่ วนกากของดิน ํนําไปบดให้ละเอียดใหม่ในหม้อบดดิน (tube mill) แล้วนํามากรองใหม่อีกครั้งหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ในการเตรี ยมวัตถุดิบ ดัง กล่าวมาแล้ว นี้ ส่ว นผสมของวัตถุดิบ ก็อ าจจะคลาดเคลื่อนไปได้บาง เพราะความชื้นในดินตลอดจนความเปลี่ยนแปลงในส่วนผสมของดินอีก ้เล็กน้อยจึงต้องกวนนํ้าดินที่ได้บรรจุไว้ในถัง (Slurry silo) โดยวิธีอดลมลงไปเป่าให้เดือดพล่าน ัเป็ นเวลา 1 คืน แล้วจึงนํามาวิเคราะห์ทางเคมีเป็ นครั้งที่สอง ถ้าจําเป็ นก็จะได้จดการผสมนํ้าดินนี้ ัให้ถูกส่ วนตามที่ตองการต่อไป แล้วสู บนํ้าดินนี้ ไปลงถังพัก (slurry agit tank) ซึ่ งมีพายและลม ้สําหรั บ กวนและเป่ านํ้า ดิ น เพื่ อ ป้ องกันไม่ให้ ตกตะกอน และเพื่ อ ให้ เ กิ ดความสมํ่า เสมอในส่วนผสมให้มากที่สุดที่จะทําได้ ขั้น ต่ อ มาให้ เ ตรี ยมดิ น ผงโดยเอาหิ น ปู น แห้ ง มาบดกับ ดิ น ดํา แห้ ง ให้ ล ะเอี ย ดและมี ํ ั ้ส่วนผสมทางเคมีกวนเข้ากับนํ้าดิน เอาน้ าดินและดินผงผสมกนแลวมาป้ ั นเม็ดแบบขนมบวลอย ัเม็ดดินนี้จะมีความชื้นประมาณ 25 เปอร์ เซ็นต์ ถ้าผลิตโดยกรรมวิธีเผาเปี ยก (wet process) นํ้าดินจะต้องมี ความชื้นถึง 40 เปอร์ เซ็นต์ ก่อนที่จ ะป้ อนเข้าหม้อเผา ด้วยความชื้นตํ่าของนํ้าดินและโดยการเพิ่มตระกรันเผาเม็ดดินเข้าอีกชุดหนึ่ ง การใช้ความร้ อนจากเชื้อเพลิงจะเป็ นไปในอัตราตํ่า และมี ป ระสิ ท ธิ ภาพดี ก ว่าแบบเผาเปี ยก ทําให้เ ชื้ อ เพลิ ง ที่ ป้อนเข้าไปในหม้อ เผาปริ มาณเดียวกันสามารถเผาปูนเม็ดได้เพิ่มขึ้นอีก 50 เปอร์ เซ็นต์ หรื อถ้าจะกล่าวอีกนัยหนึ่งว่าวิธีเผาเปี ยกใช้ความร้อนประมาณ 1,500 กิโลแคลอรี ต่อกิโลกรัม เมื่อใช้วิธีเผาแห้งใช้ความร้ อนลดลงเหลือประมาณ 1,000 กิ โลแคลอรี ต่อกิ โลกรัม สู บนํ้าดังกล่าวไปเผาในหม้อเผา (cement rotary kiln)
  15. 15. 10 ่ ่ซึ่ งวางนอนอยูบนแท่นคอนกรี ตและหมุนรอบตัวเองอยูบนลูกกลิ้งประมาณนาทีละ 1 รอบ และนํ้ามันเตาเป็ นเชื้อเพลิง ภายในหม้อเผาจะมีอิฐทนไฟ (refractory lining bricks) เพื่อเก็บความร้ อนไว้ภายในและมีโซ่เป็นชุด ๆ แขวนไวทาหนาที่ต่าง ๆ กนเช่น ชุบน้ าดินที่ไหลผ่านมา แลวให้ปะทะกบลมร้อน ้ ํ ้ ั ํ ้ ัที่จะผ่าออกทางปล่อง ทําให้น้ าระเหยออกจากนํ้าดิน ปั้ นดินที่น้ าระเหยออกไปบ้างแล้วให้เป็ น ํ ํเมดกลม ๆ มีขนาดเทาปลายนิ้วมือหรือใกลเ้ คียงกน เมดดินที่ผานโซ่เป็นชุด ๆ มาน้ นจะถูกเผาให้ ็ ่ ั ็ ่ ัร้ อ นขึ้ นเรื่ อย ๆ และเมื่ อ ร้ อ นถึ ง 800 – 1000องศาเซลเซี ยส เม็ ด ดิ น ก็ จ ะเริ่ มคายคาร์ บอนไดออกไซด์ออก เมื่อเม็ดดินนี้ ร้อนถึงประมาณ 1,450 องศาเซลเซี ยสก็จะเกิ ดปฏิกิริยาทางเคมีคือเม็ดดินเปลี่ยนเป็ นปูนเม็ดโดยฉับพลัน ปูนเม็ดซึ่ งร้ อนถึง 1,450 องศาเซลเซียสจะถูกปล่อ ยลงไปในยุง ลดความเย็น (cooler) อันเป็ นทําเล ที่ จะพ่นลมเข้าไปในปูนเม็ดเย็นตัว ลง ้เพื่อให้เกิดไตรแคลเซี ยมซิ ลิเกต (C3S) มากที่สุดในขณะที่ปูนเม็ดเริ่ มแข็งตัวแล้วจึ งเก็บปูนเม็ดนี้ไวในยง (storage) ้ ุ้ ต่อไปก็นาปูนเม็ดนี้ไปบดให้เป็ นปูนซี เมนต์ผงในหม้อบดปูนซี เมนต์ (Cement mill) โดย ํใส่ยิปซัมผสมลงไปด้วยหม้อบดนี้มีเครื่ องสามารถตั้งให้จานวนปูนเม็ดที่บดเป็ นปูนซี เมนต์แล้วมี ํความละเอียดและมีความแข็งตัวตามที่ตองการด้วยในทุก ๆ ชัวโมง ซึ่ งจะนําตัวอย่างปูนซีเมนต์ ้ ่ที่บดนี้ไปทดลองหาเวลาแข็งตัวและความละเอียดตลอดจนเก็บไว้ส่วนหนึ่งเพื่อรวมกันประกอบเป็ นตัวอย่างสําหรับทดลองกําลังการยึดตัวและส่ วนผสมทางเคมีของปูนซี เมนต์ที่บดแต่ละตัวด้วย ปูนซี เมนต์ที่บดแล้วนี้นาไปเก็บไว้ในยุงเก็บปูนซี เมนต์ (cement silo) โดยอาศัยกําลังลมอัด ํ ้ไป แลวจะนามาบรรจุถุงจาหน่ายไดต่อไป ้ ํ ํ ้ การอุ่นดินผงให้ร้อ นใช้วิธีโปรยดินผงลงทางยอดหอคอยมีถ งดก แบบไซโคลนขนาด ั ัใหญ่เรี ยงอยูเ่ ป็ นชั้น ๆ เพื่อนําลมร้อนที่ออกจากหม้อเผามาอุ่นดินผงให้ร้อนจัด เป็ นการประหยัด ่ความร้อนอยางดีที่สุด ในกรรมวิธีการผาปูนในปัจจุบนน้ ี ความร้ อยที่ออกจากไซโคลนนี้ ยงจะ ั ัถูกจดส่งโดยท่อขนาดใหญ่ ไปอุ่นวตถุดิบที่มีความช้ืนให้แห้งเสียก่อนนาไปเก็บไวในยงแบบ ั ั ํ ้ ุ้ไซโลอีกด้วย
  16. 16. 11 รู ป 2.3 รู ปแสดงกระบวนการผลิตปูนซีเมนต์มวลรวม มวลรวมเป็ นส่วนประกอบที่สาคัญอย่างหนึ่งที่จะส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของคอนกรี ต ํและส่งผลถึงประสิ ทธิภาพในการยึดเกาะของซี เมนต์ดวย โดยที่มวลรวมหรือวสดุผสมคือวสดุ ้ ั ัเฉื่อย ไดแก่ หิน ทราย กรวด มวลรวมมีปริมาตร 70-80%ของปริมาณของส่วนผสมท้ งหมด จึงมี ้ ัความสําคัญต่อคุณสมบัติของคอนกรี ตมากหิ นที่ใช้ผสมคอนกรี ต ได้แก่ หิ นปูน หิ นแกรนิ ต หรื อกรวดทราย ไดแก่ ทรายแม่น้ า ทรายบก หรือ หินบดละเอียด ้ ํคุณสมบัตของมวลรวมในงานคอนกรีต ิ 1. ความแขงแรง (STRENGTH) ็ 2. รูปร่างและลกษณะผว (PARTICLE SHAPE AND SURFACE TEXTURE) ั ิ 3. ความคงทนต่อปฏิกิริยาเคมี (CHEMICAL STABILITY) 4. ขนาดใหญ่สุด (MAXIMUM SIZE) 5. ขนาดคละ (GRADATION)
  17. 17. 12 6. ค่าความละเอียด (FINENESS MODULUS, F.M.) 7. ความช้ืนและการดูดซึม (MOISTURE AND ABSORPTION) 8. ความถ่วงจาเพาะ , ถ.พ. (SPECIFIC GRAVITY) ํ 9. หน่วยน้ าหนกและช่องว่าง (UNIT WEIGHT AND VOID) ํ ั1. ความแข็งแรง (STRENGTH) ่ ั กําลังอัด (COMPRESSIVE STRENGTH) ของคอนกรี ตขึ้นอยูกบความแข็งแกร่ งของมอร์ตาร์ และมวลรวม ดังนั้นเมื่อมวลรวมมีความแข็งแกร่ งสู งก็จะส่ งผลให้คอนกรี ตสามารถรับ ้กําลังอัดได้สูงขึ้นด้วยมวลรวมต้องมีความสามารถรับนํ้าหนักกดได้ไม่น้อยกว่ากําลังที่ตองการ ้ของคอนกรี ตความแข็งแรงของหิ นปูนมีค่าประมาณ 700 - 1500 ก.ก./ ซม.22. รูปร่ างและลักษณะผิว (PARTICLE SHAPE AND SURFACE TEXTURE) รู ปร่ างและลักษณะผิวของมวลรวมจะมีอิทธิ พลต่อคุณสมบัติของคอนกรี ตสดมากกว่าของคอนกรี ตที่ แข็ง ตัวแล้ว มวลรวมที่ มีผิว หยาบมีรู ปร่ างแบบยาวจะต้องการปริ มาณซี เมนต์เพสต์มากกว่าคอนกรี ตที่ใช้มวลรวมรู ปร่ างกลมมน หรื อ เหลี่ ยมที่ ระดับความสามารถเทได้(WORKABILITY) เดียวกันมวลรวมที่มีรูปร่ างแบนและยาวมีโอกาสที่จะแตกหักเนื่ องจากแรงดัดได้ง่ายกว่ามวลรวมที่มีรูปร่ างกลมหรื อเหลี่ยมส่งผลให้กาลัง (STRENGTH) ของคอนกรี ตลด ํตํ่าลงเช่นเดียวกับมวลรวมที่มีผิวเรี ยบลื่นทําให้แรงยึดเหนี่ยวระหว่างก้อนโดยเพสต์นอยลงทําให้ ้ ํการแตกหักของคอนกรี ตจะเกิดขึ้นในบริ เวณส่วนที่เป็ นซี เมนต์เพสต์ซ่ ึ งทําให้กาลังยึดเกาะน้อยกว่าความสามารถรับกําลังอัดของมวลรวมดังนั้นมวลรวมที่ใช้ควรมีลกษณะเป็ นแง่เหลี่ยมคม ไม่ ัเป็ นแผ่นแบนหรื อชิ้นยาวควรมีผิวหยาบหรื อด้านเพื่อช่วยให้มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างก้อนดีข้ ึน
  18. 18. 133. ความคงทนต่อปฏิกิริยาเคมี (CHEMICAL STABILITY) มวลรวมต้องไม่ทาปฏิกิริยาทางเคมีกบปูนซี เมนต์ หรื อกับสิ่ งแวดล้อมภายนอกมวลรวม ํ ับางประเภทจะทําปฏิกิริยากับด่าง (ALKALI) ในปูนซีเมนต์เกิดเป็นวุนและขยายตวก่อให้เกิด ้ ัรอยร้าว โดยทัว ไปในคอนกรี ตเรี ยกปฏิกิ ริยานี้ ว่า ALKALI – AGGREGATEREACTION ่(AAR)4. ขนาดใหญ่สุดของมวลรวม (MAXIMUM SIZE OF AGGREGATE) ขนาดใหญ่สุดของมวลรวม วัดจากขนาดตะแกรงอันที่ใหญ่กว่าถัดไปจากตะแกรงที่ มีเปอร์ เซ็นต์ของมวลรวมที่คางมากกว่าหรื อเท่ากับ 15% ้ ตวอย่างการทํา SIEVE ANALYSIS ของหิน ั ตะแกรงที่มีเปอร์ เซ็นต์ของมวลรวมที่คางมากกว่าหรื อเท่ากับ 15% คือ ตะแกรงเบอร์ 1/2 ้นิ้ว ดังนั้นขนาดใหญ่สุดของมวลคือขนาดของตะแกรงเบอร์ ใหญ่กว่าถัดไป ดังนั้นขนาดใหญ่สุดของหินน้ ีคือ 3/4 นิ้ว
  19. 19. 14 มวลรวมขนาดใหญ่ตองการปริมาณน้ าน้อยกว่ามวลรวมที่มีขนาดเล็ก เพื่อให้การเทได้ ้ ํ(WORKABILITY) เท่ากัน เนื่องจากมีพ้ืนที่ผิวสัมผัสโดยรอบน้อยกว่าเมื่อนํ้าหนักของมวลรวมเท่ากันดังนั้นถ้าให้ปริ มาณซี เมนต์และค่ายุบตัว (SLUMP) เท่ากัน คอนกรี ตที่มีส่วนผสมของมวลรวมขนาดใหญ่ก็จะให้ค่ากําลังอัดที่สูงกว่ามวลรวมขนาดเล็กแต่ท้งนี้คุณภาพของหิ นต้องเป็ นไป ัตามข้อกํา หนดควรระวังเรื่ องของ MICROCRACKINGซึ่ งมีลกษณะเป็ นรอยร้ าวขนาดเล็ก ๆ ัเกิดจากกรรมวิ ธีก ารผลิตหินมกจะเกิดข้ ึ นกบหินที่มีขนาดใหญ่หินที่มี MICRO-CRACKING ั ัเมื่อนามาผสมทาคอนกรีตก็จะทาให้กาลงของคอนกรีตต่าลงไดขนาดใหญ่สุดของมวลรวมที่ใช้ ํ ํ ํ ํ ั ํ ้ในงานก่อสร้างทัวไปมักจะมีขนาดไม่เกิน 40 มิลลิเมตร ่5. ขนาดคละ (GRADATION) ขนาดคละ คื อ การกระจายของขนาดต่ า งๆ ของอนุ ภ าคมวลรวมในคอนกรี ตประกอบด้วย มวลรวมหยาบ มวลรวมละเอียด ซึ่ งจะต้องมีขนาดใหญ่ เล็กคละกันไปคอนกรี ตที่ใชมวลรวมที่มีขนาดคละดีจะมีส่วนผสมที่เขากนสม่าเสมอ เทเข้าแบบได้ง่ายไม่ออกหิ นออก ้ ้ ั ํทราย ทาให้แน่นไดง่าย การปาดแต่งผิวหน้า กําลังอัดและความทนทานยังเป็ นไปตามข้อกําหนด ํ ้มวลรวมที่มีขนาดใหญ่กว่าตะแกรงเบอร์ 4 ประมาณ 95-100% เราเรี ยกว่า “ มวลรวมหยาบ” ซ่ ึ งไดแก่ หิน กรวด เป็ นต้นมวลรวมที่มีขนาดเล็กกว่าตะแกรงเบอร์ 4 ประมาณ 95-100% ้เราเรี ยกว่า “ มวลรวมละเอียด ” ซ่ ึ งไดแก่ ทราย หิ นบดละเอียด เป็นตน ้ ้
  20. 20. 15 มวลรวมที่มีขนาดคละดีจะทาให้ช่องว่างเหลือน้อยที่สุดทาให้ใชปริมาณซีเมนต์เพสต์ ํ ํ ้นอยที่สุดซ่ ึ งช่วยให้คอนกรีตมีราคาต่าลงไดคอนกรีตที่มีมวลรวมละเอียดมากเกินไป จะทํา ให้ ้ ํ ้ความสามารถในการเทได้(WORKABILITY) น้อยลง จึงตองเพิ่มน้ าและเพสต์ให้มากข้ ึนแต่ก็ ้ ํส่งผลต่อกําลังของคอนกรี ตคอนกรี ตที่มีมวลรวมหยาบมากเกินไปแม้ว่าความสามารถในการเทได้ (WORKABILITY)จะดีแต่ก็อาจก่อให้เกิดปัญหาการแยกตว (SEGREGATE) ของคอนกรี ต ัมวลรวมที่มีขนาดคละดีก็จะส่งผลให้คอนกรี ตมี WORKABILITY ดี , STRENGTH ดี และราคาตํ่าด้วยมวลรวมที่มีขนาดคละดี หมายถึง มวลรวมที่มีมวลรวมหยาบและละเอียดขนาดต่างๆกัน ่คละเคล้ากันให้เหลือช่องว่างน้อยที่สุดอัตราส่ วนของทรายต่อมวลรวม (S/A) อยูในช่วง 0.40-0.50 โดยนํ้าหนักหิ นที่ใช้มีSIZE NUMBER 6 (หินกลาง) และ SIZE NUMBER 7 (หินเล็ก)นํามารวมกันในอัตราส่วน SIZE NO.6 /SIZE NO.7 เท่ากับ 50-65% โดยนํ้าหนัก
  21. 21. 166. ค่าความละเอียด (FINENESS MODULUS) , (F.M.) โมดูลสความละเอียดเป็ นค่าที่บอกความละเอียดของทรายหาได้โดยการรวมค่า ัเปอร์เซ็นต์คางสะสม (CUMULATIVE PERCENTAGES RETAINED) บนตะแกรงเบอร์ ้4,8,16, 30, 50 และ 100 แล้วหารด้วย 100 - ทรายสาหรับผลิตคอนกรีต ควรมีค่าโมดูลสความละเอียดตั้งแต่ 2.2 - 3.2 ํ ั - ค่า F.M. น้อย (F.M. 2.2) แสดงว่า ทรายละเอียด - ค่า F.M. มาก (F.M. 3.2) แสดงว่า ทรายหยาบ - ค่า F.M. ที่เหมาะกับงานคอนกรี ต = 2.7 ทรายที่มีความละเอียด (F.M. 2.2) จําเป็ นต้องใช้น้ ามากเพื่อให้ได้ความสามารถเทได้ ํ(WORKABILITY) ที่เท่ากันเนื่องจากพื้นที่ผิวสัมผัสมากกว่า เมื่อนํ้าหนักเท่ากันถ้าทรายมีความหยาบมากเกินไป (F.M. 3.2) ก็จ ะทําให้ความสามารถในการแทรกประสานเข้าไปในช่อ งระหว่างมวลรวมหยาบไม่ดีพอ ต้องใช้ปริ มาณเพสต์เพื่อเข้าไปแทนที่ช่องว่างมากขึ้นอันทําให้คอนกรี ตที่ได้มีราคาสูงขึ้นด้วย
  22. 22. 177. ความชื้นและการดูดซึม (MOISTURE AND ABSORPTION) มวลรวมมีรูพรุ นภายในบางส่วนติดต่อกับผิวนอกจึงสามารถดูดความช้ืนและน้ าบางส่วน ํดงน้ นมวลรวมที่เก็บอย่ในสภาพธรรมชาติจึงมีความช้ืนต่างๆ กนไปหากมวลรวมอยู่ในสภาพ ั ั ู ัแห้งก็จะดูดนํ้าผสมเข้าไปทําให้อตราส่วนนํ้าต่อซี เมนต์จริ งลดลง หากเปี ยกชื้นก็ทาให้อตราส่ วน ั ํ ันํ้าต่อซี เมนต์จริ งสูงกว่าที่ควรจะเป็ นอาจแบ่งสภาพความชื้นออกได้เป็น 4 ลักษณะ ดังนี้ TOTAL MOISTURE
  23. 23. 18 1. อบแห้ง (OVEN-DRY) ความชื้นถูกขับออกด้วยความร้ อนในเตาอบที่อุณหภูมิ 105องศาเซลเซียส จนมีน้ าหนักคงที่ ํ 2. แห้งในอากาศ (AIR-DRY) ผิวแห้งแต่อาจมีน้ าในรูพรุน ํ 3. อิ่มตัวผิวแห้ง (SATURATED SURFACE-DRY) รูพรุนเตมไปดวยน้ าแต่ผิวแห้ง ็ ้ ํ 4. เปี ยก (WET) รู พรุ นเต็มไปด้วยนํ้า และมีน้ าบนผิวดวย ํ ้ ่ ในการคํานวณออกแบบส่วนผสมทุกครั้งจะถือว่ามวลรวมอยูในสภาวะ “อิ่มตว” ัผิวแห้ง(SSD)แล้วจึงปรับปริ มาณนํ้า ตามลักษณะของวัสดุที่เป็ นจริ ง8. ความถ่วงจาเพาะ (SPECIFIC GRAVITY) ํ ความถ่ว งจ ําเพาะของมวลรวมคือ อตราส่วนระหว่างความหนาแน่นของมวลรวมต่อ ัความหนาแน่นของนํ้าหรื อ ถ.พ. ของมวลรวม = นํ้าหนักมวลรวม / นํ้าหนักของนํ้าที่มีปริ มาตรเท่ากัน ถ.พ. ทราย = 2.65 ถ.พ. หิน = 2.70 ถ.พ. ซีเมนต์ = 3.15 ค่า ถ.พ. ใช้ในการแปลงนํ้าหนักของวัตถุน้ นให้เป็ นปริ มาตร เช่น ซี เมนต์หนัก 315 ก.ก. = 315 / 3.15 = 100 ลิตร ั
  24. 24. 199. หน่ วยนํ้าหนัก และช่ องว่าง (UNITWEIGHT AND VOID) หน่วยนํ้าหนัก คือ นํ้าหนักของมวลรวมในขนาดคละที่ตองการต่อหน่วยปริ มาตร หน่วย ้นํ้าหนักจะบอกถึงปริ มาตรและช่องว่างระหว่างมวลรวมที่มวลรวมนํ้าหนักหนึ่งๆ จะบรรจุลงได้หน่วยนํ้าหนักของมวลรวมที่ใช้อยูทวๆไปในประเทศไทยมีค่า 1,400-1,600 กก./ลบ.เมตรการ ่ ั่นําเอามวลรวมหยาบและมวลรวมละเอีย ดมาผสมกันด้ว ยอัตราส่ วนต่างๆ จะมีผลต่อหน่ว ยนํ้าหนักของมวลรวมผสม ดังรู ปความสัมพนธ์ระหว่างหน่วยนํ้าหนักและปริมาณมวลรวมละเอียด ั หน่วยนํ้าหนักสู งสุ ดเกิ ดขึ้นเมื่อใช้มวลรวมละเอียด 30 - 40% โดยนํ้าหนักของมวลรวมทั้งหมดดังนั้นถ้าคํานึ งเฉพาะราคาคอนกรี ต (ใช้ซีเมนต์เพสต์น้อยที่สุด) เราควรใช้เปอร์ เซ็นต์ทรายในช่วงดังกล่าว แต่ในทางปฏิบติตองคํานึ งถึงความสามารถในการเทได้ของคอนกรี ตสด ั ้ด้วย
  25. 25. 20ตามมาตรฐาน ASTM C33 หิ นที่ใช้ในการผสมทําคอนกรี ต ได้แก่ หินปูน หินแกรนิต กรวด แล้วนํามาแปรรู ปให้มีคุ ณ สมบัติ เ หมาะสมแก่ ก ารใช้ง านขนาดของหิ น ที่ จ ะนํา มาใช้ผ สมทํา คอนกรี ตใช้ SIZENUMBER - 6 ( 19 - 9.5 mm) - 7 (12.5 - 4.75 mm) - 67 (19 - 4.75 mm) ทรายที่นามาผสมทาคอนกรีตไดแก่ ทรายแม่น้ า มีขนาดเล็กกว่า 4.75 มม. หรื อที่สามารถ ํ ํ ้ ํลอดผ่านตะแกรงร่ อนมาตรฐานเบอร์ 4 แต่ตองมีขนาดไม่เล็กกว่า 0.07 มม.ในงานคอนกรี ต ้ทวไป ใชทรายเม็ดหยาบขนาดอยู่ในช่วงระหว่าง 0.07-4.75 มม. ใช้ในงานคอนกรีตเทพ้ืน ฐาน ั่ ้ราก และในที่ที่ตองการให้รับแรงอัดมากๆ ้การผสมซีเมนต์ การวดส่วนผสมอาจทาได้ 2 วิธี คือ การตวงส่วนผสมโดยปริมาตรและการชงส่วนผสม ั ํ ั่โดยนํ้าหนักการชังนํ้าหนักจะให้ค่าที่ถูกต้องแม่นยํากว่าการตวงปริ มาตรมาก จึ งเหมาะสําหรับ ่งานก่อสร้างขนาดใหญ่ งานคอนกรีตกาลงอดปานกลาง – สูงในกรณีที่หินทรายมีความช้ืนเราก็ ํ ั ัสามารถปรับน้ าหนกส่วนผสมให้ถูกต้อง เนื่องจากความชื้นได้แต่วิธีการตวงทําไม่ได้ ํ ัเวลาในการผสมคอนกรีต เวลาที่เหมาะสมที่สุดในการผสม คือ เวลาพอดีที่ทาให้ได้คอนกรี ตที่มีเนื้อสมํ่าเสมอทุกๆ ํครั้งที่ผสมซึ่ งจะได้จากการทดลองผสมก่อนใช้งานจริ ง ได้ขอสรุ ปดังนี้ ้ 1. ถ้าส่วนผสมแห้ง ปูนซี เมนต์นอย จะต้องผสมเป็ นเวลานาน ้ 2. ถ้ามวลรวมมีความเป็ นเหลี่ยมมุม จะต้องใช้เวลาผสมนานกว่ามวลรวมที่มีรูปร่ างกลม
  26. 26. 21ในกรณี ที่คอนกรี ตถูกผสมเป็ นเวลานานนํ้าจะระเหยออกจากคอนกรีตน้ น ส่งผลให้คอนกรีตมี ั ํความสามารถลื่นไหลเข้าแบบลดลงและจะเริ่ มก่อตัวขึ้น จะส่งผลดังนี้คือ มวลรวมที่มีกาลังตํ่าจะแตกทําให้ส่วนละเอียดเพิ่ มขึ้น ความสามารถเทได้ลดลง และผลของแรงเสี ย ดทานจะก่อ ให้อุณหภูมิของส่วนผสมเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยงทําให้ปริ มาณฟองอากาศลดลงอีกด้วย ัการบ่ มคอนกรีต คอนกรี ตจํา เป็ นต้อ งได้รั บ การบ่ ม ทัน ที ห ลัง จากเสร็ จ สิ้ น การเทและควรบ่ ม ต่ อ ไป ่ ํจนกระทัง คอนกรี ตมี กาลังตามต้องการ หลักการทัวไปของการบ่มที่ดีจ ะต้องสามารถป้ องกัน ่คอนกรี ตไม่ให้เกิดการสูญเสี ยความชื้นไม่ว่าจะด้วยความร้ อนหรื อลม ไม่ให้คอนกรี ตร้ อนหรื อเย็นมากเกินไปไม่ให้สมผัสกับสารเคมีที่จะเป็ นอันตรายต่อคอนกรี ต และไม่ถูกชะล้างโดยนํ้าฝน ัหลังจากเทคอนกรี ตเสร็ จใหม่ๆ เป็ นต้นการบ่มเปี ยก ในกรณี ทวไปคอนกรี ตต้องได้รับการป้ องกันจากการสู ญเสี ยความชื้นจากแสงแดดและ ั่ลมหลังจากเสร็ จสิ้ นการเทจนกระทังคอนกรี ตเริ่ มแข็งแรง และหลังจากที่คอนกรี ตเริ่ มแข็งแรง ่แล้วผิวหน้าของคอนกรี ตที่สมผัสกับบรรยากาศยังต้องคงความเปี ยกชื้นอยู่ ซึ่ งอาจทําได้ดวยการ ั ้ปกคลุม ด้ว ยกระสอบเปี ยกนํ้า ผ้าเปี ยกนํ้า หรื อ ฉี ดนํ้าให้ชุ่ ม เป็ นต้น คอนกรี ตที่ ใช้Portlandcementประเภทที่ 1 ควรบ่มเปี ยกติดต่อกันอย่างน้อย 7 วน ส่วนคอนกรีตที่ใชPortland cement ั ้ประเภทที่ 3 ควรบ่มอย่างน้อ ย 3 ว น ในกรณีของคอนกรี ตที่มีว สดุปอซโซลานผสมควรบ่ม ั ัมากกว่า 7 วัน ทั้งนี้ข้ ึนอยูกบชนิดและปริ มาณของวัสดุปอซโซลานที่ใชคอนกรีตที่ไม่ไดรับการ ่ ั ้ ้บ่ม อย่า งถู ก ต้อ งจะไม่ มี ก ารพัฒ นากํา ลัง เท่ า ที่ ค วรเนื่ อ งจากปฏิ กิ ริ ยาไฮเดรชั่น ต้อ งการนํ้านอกจากน้ นการสูญเสียความช้ื นจากผิว หน้าของคอนกรี ตที่ไม่ได้รับการบ่มจะทาให้เ กิดการ ั ํแตกร้าวด้วยกรณี ใช้กระสอบหรื อผ้าในการบ่มคอนกรี ต กระสอบหรื อผ้าที่ใช้ควรเป็ นวัสดุที่มีความหนาพอสมควรเพื่อไม่ให้แห้งเร็ วเกิ นไป และต้องรดนํ้าให้เปี ยกชุ่มอยู่ตลอดเวลาการบ่มด้วย
  27. 27. 22 รู ปที่ 2.5 รูปแสดงการบ่ มคอนกรีตด้ วยกระสอบเปี ยกคุณสมบัตของคอนกรีตสด ิ คอนกรี ตสดที่ดีตองมีคุณสมบัติดงต่อไปนี้ซ่ ึ งคุณสมบัติต่างๆ ของคอนกรี ตสด จะส่ งผล ้ ัโดยตรงต่อกําลังและความทนทานของคอนกรี ตเมื่อคอนกรี ตแข็งตัวแล้ว 1. ความสามารถเทได้ (WORKABILITY) คือ ความสามารถในการที่จะเทคอนกรีตเขาสู่ ้แบบให้แน่น และไม่เกิดการแยกตวของส่วนผสม ั 2. การยึดเกาะ (COHESION) คือ การที่เนื้อคอนกรี ตสามารถจับรวมตัวกันเป็ นกลุ่ม หรื อแยกออกจากกันได้ยาก 3. ความข้นเหลว (CONSISTENCY) คื อ สภาพความเหลวของคอนกรี ต ซึ่ งขึ้ นอยู่ก ับปริ มาณนํ้าเป็ นส่วนใหญ่โดยการทดลองต่างๆ เช่น ค่ายุบตัว, การไหล เป็ นต้น 4. การแยกตัว (SEGREGATION) คื อ การแยกออกของส่ ว นประกอบต่ างๆ ในเนื้ อคอนกรี ต ทําให้คอนกรี ตมีเนื้อไม่สมํ่าเสมอ 5. การเยิ้ม (BLEEDING) คือ การแยกตัวชนิ ดหนึ่ ง เป็ นการแยกตัวในแนวดิ่งโดยที่วสดุ ัผสมที่หนักจะจมลงด้านล่างและวัสดุผสมที่เบาจะลอยขึ้นด้านบนสู่ผิวของคอนกรี ต
  28. 28. 23ปัจจยที่มีผลกระทบโดยตรงกับคุณภาพของซีเมนต์ ั 1. อตราส่วนน้ าต่อซีเมนต์จากการทดลองพบว่ากําลังอัดของคอนกรี ตจะแปรผกผันกับ ั ํอตราส่ว นของน้ าต่อซีเ มนต์นนคือกาล งอดของคอนกรี ตจะมากข้ ึ นถาอตราส่วนน้ าต่อซีเมนต์ ั ํ ่ั ํ ั ั ้ ั ํลดลง อัตราส่วนของนํ้าต่อซี เมนต์นอยที่สุดและเหมาะสมประมาณ 0.30 (W/C = 0.3) เนื่ องจาก ้ปูนซี เมนต์ตองใช้น้ าในการทําปฏิกิริยาไฮเดรชัน ้ ํ ่ 2. ชนิ ดของปูนซี เ มนต์ข้ ึ นอยู่ก ับสารประกอบในปูนซี เ มนต์และขนาดเม็ดปูนซี เ มนต์ปูนซี เมนต์ที่มีการบดละเอียดเม็ดเล็ก พื้นที่ผิวสัมผัสจะมาก ทําปฏิกิริยาได้เร็ ว ทําให้สามารถรับกําลังอัดได้สูงในระยะเวลาเร็ วคุณสมบัตด้านกําลังอื่นๆ ของคอนกรีต ิ 1. TENSILE STRENGTH.ความต้านทานในด้านรั บแรงดึ ง ของคอนกรี ตมี ค่าตํ่ามากประมาณ 10 % ของกาลงอดประลยความตานทานในการรับแรงดึงของคอนกรีตจะช่วยในการ ํ ั ั ั ้ควบคุ มการแตกร้ า วของคอนกรี ตเนื่ อ งจากผลกระทบต่ า งๆ เช่น อุ ณ หภู à

×