วัสดุงานโครงสร้างอาคารประเภทคอนกรีต

หน่วยท่ี 1 วัสดุงานโครงสร้ างอาคารประเภทคอนกรีต อ.ปัญญาวุธ ช่วยคง แผนกช่างก่อสร้าง วทิ ยาลัยเทคนิคสุราษฎร์ธานี

-1- วสั ดุงานโครงสรา งอาคารประเภทคอนกรีต คอนกรตี เปนวสั ดุทใ่ี ชใ นงานกอ สรา งสามารถทําสว นของอาคารไดคงทนถาวร คอนกรตี มีลักษณะ เดนอีกอยางคือ สามารถหลอใหเปนรูปรางตามท่ีตองการ ทําออกมาในปริมาณมากๆ ได เปนการ ประหยดั เวลาในการกอ สรางมีความคงทนถาวร แข็งแรง สวยงาม 1. ประวตั คิ อนกรีต 1.1 พบการใชค อนกรีตทาํ พ้ืนกระทอม บรเิ วณรมิ แมนํา้ ดานูป 5,600 ป กอนครสิ ตศกั ราช 1.2 ชาวโรมนั ใชค อนกรตี สรา งบา น ถนน กําแพง ฯลฯ 500 ป กอนคริสตศ กั ราช 1.3 จอหน สเมียตัน และโจเซฟ แอสดิน ไดพัฒนาปูนซีเมนตท่ีใชเปนสวนผสมคอนกรีต ในชวง ค.ศ. 1756-1828 1.4 มกี ารกอ สรา งบา นคอนกรตี หลงั แรกทเี่ มืองเคนประเทศองั กฤษ ในป ค.ศ. 1835 1.5 วิลเล่ยี ม วลิ กนิ สนั เปน ผูค ิดคน คอนกรตี เสริมเหลก็ และไดจดสิทธบิ ตั ร ในป ค.ศ. 1855 1.6 มีการจดั ตัง้ โรงงานผลิตคอนกรตี ผสมเสรจ็ ในป ค.ศ. 1913 1.7 มีการคนพบวากําลังอัดของคอนกรีตขึ้นอยูก ับอตั ราสว นนํ้าตอซเี มนต ในป ค.ศ. 1917 1.8 มีการคนพบคอนกรีตเบา ในป ค.ศ. 1928 1.9 มีการคนพบคอนกรตี อดั แรง ในป ค.ศ. 1930 1.10 มีการใชน าํ้ ยาผสมเพมิ่ ในคอนกรตี ในป ค.ศ. 1953

-2- 2. สวนประกอบของคอนกรตี รูปสว นผสมตา งๆ ของคอนกรีต 2.1 ปูนซีเมนต ทําหนาที่ประสานมวลรวมในคอนกรีต เชน หิน ทราย ใหติดกันคลายกาว ปูนซีเมนตตองเปนปูนซเี มนตใหมเก็บไวไมเกิน 3 เดือน หรือเก็บไวนานจนเกินไปเพราะเม่ือโดนความชื้น จะเกิดการแข็งตัว บางสวนก็สามารถนํามาใชไดเม่ือรอนผานตะแกรงกอน แตไมควรนํามาใชเนื่องจาก กาํ ลงั ที่ไดจะนอยลงดว ย 2.2 มวลรวมละเอียด ( fine aggrega ) คือ ทราบหยาบ หรือทรายละเอียดท่ีคางตะแกรงเบอร 200 มขี นาด 2 มิลลิเมตร ทรายตองสะอาดปราศจากสิ่งเจือปน ไมมีเศษเปลอื กหอย ใบไม สะอาดทดสอบ แลวตะกอนทมี่ ีไมม าก สไี มขน หรอื สีชา 2.3 มวลรวมหยาบ ( coarse aggrega ) คือ หินท่ีมีขนาดคละกันท้ังขนาดเล็กใหญคละกัน เหมาะสม หรือหนิ เบอร 1 หินเบอร 2 หรอื หินที่รอนผา นตะแกรงคา งบนตะแกรงเบอร ¾ เบอร 4 เปนตน หนิ มคี วามสะอาดแข็งแรง ไมมีดนิ ปน 2.4 นํ้า ปราศจากกรด ดาง เกลือ น้ํามันและสารเคมี สะอาดใส สามารถด่ืมได หรือใชน้ําประปา ไดแตต องดหู รือทดสอบปรมิ าณคลอลนี ทีม่ ผี ลตอ กําลังของคอนกรตี 2.5 สารผสมเพ่ิม ในคอนกรีตบางชนิดตองการความพิเศษ เชน สารกักกระจายฟองอากาศ สาร หนว งทําใหแ ข็งตวั หรือเรม่ิ การกอตวั ชา ลง สารกนั ซมึ ของนํ้า เปนตน 3. ชนดิ ของคอนกรตี 3.1 คอนกรีตลวนหรือคอนกรีตหลา เปนคอนกรีตลวนๆ โดยไมมีวัสดุอ่ืนปน ใชกับงานพ้ืน หรือ กาํ แพงหนาๆ เชน เขอื่ น ถนน ฐานรากขนาดใหญ เปนตน

-3- 3.2 คอนกรีตเสริมเหล็ก เปนการผสมผสานของวัสดุ 2 ชนิด ที่มีคุณสมบัติเดนแตกตางกัน คือ คอนกรีต และเหล็ก ซงึ่ คอนกรตี จะรบั กาํ ลังอัดไดดี สว นเหลก็ เสริมจะทาํ หนา ทรี่ ับแรงดงึ ในคอนกรตี 3.3 คอนกรีตกําลังสูง เปนคอนกรีตท่ีถูกออกแบบใหรับกําลังอัดไดมากกวา 450 กก./ตร.ซม. (ksc) ทําใหส ามารถออกแบบใหโ ครงสรา งอาคารใหมขี นาดเล็กลง มีพืน้ ที่ใชง านมากข้นึ 3.4 คอนกรีตเบา เปนคอนกรีตที่ถูกออกแบบใหมีนํา้ หนักเบากวา ปกติ ( 2,400 กก./ลบ.ม.) โดย การเพิ่มชองวางในเนอื้ คอนกรตี เพื่อทาํ ใหโ ครงสรา งรับนา้ํ หนักนอ ยลง 3.5 คอนกรีตอัดแรง เปนคอนกรีตท่ีใชเหล็กชนิดพิเศษชวยในการอัดแรง ทําใหคอนกรีตมีเน้ือ แนน ขนึ้ รับนา้ํ หนกั ไดม ากข้ึน มี 2 ลักษณะ คอื 3.5.1 คอนกรีตอัดแรงกอน (Pre-tensioning) โดยการขึงลวดอัดแรงใหมีกําลังอัดตาม ตอ งการ แลว จงึ เทคอนกรตี ลงในแบบ เม่ือคอนกรีตแขง็ ตวั จงึ ปลอ ยลวดอัดแรงใหอ ดั เน้ือคอนกรีตใหแนน รปู แผนพนื้ คอนกรตี อดั แรงชนดิ อดั แรงกอน 3.5.2 คอนกรีตอัดแรงหลัง (Post-tensioning) โดยการนําแทงคอนกรตี มาเรียงตอกัน รอย ดวยลวดอัดแรง แลว ทาํ การอัดแทงคอนกรตี ทง้ั หมดใหแนน และแข็งแรงพอท่จี ะรับนํ้าหนักได รปู คานคอนกรตี อดั แรงชนิดอดั แรงหลงั

-4- 4. การนําคอนกรตี ไปใชในงานกอสรา ง 4.1 อัตราสวนผสมคอนกรีต การผสมคอนกรตี ใหมีคณุ ภาพดีมี 2 วิธี 4.1.1 อัตราสวนผสมโดยนํ้าหนัก คือ การชั่งน้ําหนักสวนผสมท่ีกําหนดจะไดสวนผสมของ คอนกรีตท่แี นนอนและสมาํ่ เสมอทกุ คร้งั โดยเฉพาะงานใหญๆ ทต่ี องการกาํ ลังอดั คอนกรีตสงู คอนกรตี ที่ใช ในงานตาง ๆ มคี วามตองการกาํ ลงั อดั ที่ตางกัน 4.1.2 อัตราสวนผสมโดยปริมาตร คือ การตวงสวนผสมตามที่กําหนดจะไดสวนผสมท่ี แนนอนและสมํา่ เสมอพอสมควร เหมาะสาํ หรับงานกอสรา งท่วั ไปทไ่ี มตองการกาํ ลังอัดสูงมากนกั 4.1.3 อัตราสว นผสมคอนกรตี ท่นี ยิ มใช คือ ชนิด อัตราสว นผสม คอนกรตี ธรรมดา 1:3:5 คอนกรตี เสริมเหล็ก 1:2:4 คอนกรีตเสา 1:2:3 คอนกรตี ถนน 1:2:4 ถังสวมซึม 1:2:3 กระเบ้อื งปทู างเทา 1:2:2 ลูกกลง้ิ บดถนน 1:2:3 4.2 วธิ ีการผสมคอนกรตี การผสมคอนกรีตใหเขา เปนเนือ้ เดียวกนั มีหลายวิธี ดังน้ี 4.2.1 การผสมดว ยเครื่องมือ คอื การใชเ คร่อื งมือพ้ืนฐาน เชน จอบ พลัว่ และใชแรงงานคน ทําการผสมใหเขา กัน 4.2.2 การผสมดวยเคร่ืองผสมคอนกรีต คือ การใชเครื่องจักรสําหรับผสมคอนกรีตอาจใช กําลงั จากเครื่องยนต หรือไฟฟาก็ได โดยใชแรงงานจากคนงานในการลาํ เลียงวสั ดุเขา เครื่องผสม แลว จึงเท คอนกรตี ออกจากเคร่ืองผสมเพ่อื ใชง านตามตอ งการ ภาพการผสมคอนกรีตดวยเคร่อื งผสมคอนกรตี

-5- 4.2.3 คอนกรีตผสมเสร็จ คือ คอนกรีตท่ีผสมจากโรงงานมีการควบคุมคุณภาพเปนอยางดี แลว สงถึงพื้นทท่ี ตี่ อ งการใชดวยรถผสมคอนกรตี 4.3 การเทคอนกรีต การหลอคอนกรีตตองพยายามไมทําใหแบบหลอเสียหาย เหล็กเสริมคงท่ีมี ลูกปูนหนุน แบบหลอไมมีรอยร่ัวหรอื มีน้ําปนู ซมึ ออกบาง แตไมมากถามีรอยรั่วของนํ้าปูนควรใชกระสอบ ปนู หรอื ถงุ ปูนชุบน้าํ แลว อดุ รอยรั่ว วิธีท่ีดคี ือ ทําการตรวจสอบแบบหลอ ใหดีกอนการเทคอนกรีต ไมวา เสา คาน พื้น แบบหลอถนนตองมีขนาดความหนาและสามารถใชงานไดคงทนนาน แบบหลอคอนกรีตบาง ชนิดเปนแบบหลอไมสําเร็จรปู มขี นาด 0.80 x 1.20 เมตร พ้ืนมีความมันวาว สีดํา สามารถใชงานได 2-3 ครั้งแลวแตการทํางานวาใชเปนแบบหลองานอะไร เชน ถาใชเปนแบบหลอพ้ืนครั้งแรกใชงานได 100% สามารถใชเปนแบบหลอคานได คุณภาพประมาณ 70% ถาคุณภาพการใชงานต่ํากวา 70% ไมควร นํามาใชงานอีกเพราะแบบหลอไมจะแกะแบบยากคุณภาพ ขนาด ความเรียบ ไมเหมาะกับการใชงานได เมื่อถอดแบบงานที่ไดอาจไมส วยงามหรือไมไดต ามท่ีตองการ 4.4 การทําคอนกรีตใหแนน มีความสําคัญมากเนอ่ื งจากมผี ลทําใหคอนกรีตมอี ําลังอัด และความ ทนทานมากขึน้ โดยมีหลักการคอื ทาํ ใหช องวางในคอนกรีตนอยลง มหี ลายวธิ ดี ังน้ี 4.4.1 การกระทุงดวยไมหรือเหลก็ 4.4.2 การใชเครือ่ งจ้ีคอนกรตี 4.4.3 การใชเ ครื่องสัน่ ทแี่ บบหลอคอนกรีต รปู ภาพการกระทุง ดว ยไมห รือเหล็ก และการใชเ ครอ่ื งจคี้ อนกรตี 4.5 การขนสง คอนกรีต การขนสงคอนกรีตก็มีสวนตอกําลัง และระยะเวลาการกอตัว การแขง็ ตัว กําลงั การเทคอนกรตี การขนสง มีวิธีการดังน้ี 4.5.1 การขนสงดว ยถัง แตใ นปจ จบุ ันการขนสงวธิ ีนีใ้ ชก บั งานสว นยอยเล็กๆ 4.5.2 การใชร ถเข็น ทาํ การขนสงในแนวดิ่งโดยข้นึ ลิฟต แลวเขน็ ไปสง ตามจดุ ตางๆ

-6- 4.5.3 การใชรางคอนกรตี โดยเทคอนกรตี ใหไหลไปตามราง ขอเสยี มวลรวมและคอนกรีตมัก แยกตวั กัน หิน กรวดจะตกใกลก วา สว นคอนกรีตจะแยกตัวสวนคละหรือเมือ่ สัน่ คอนกรีตมวลรวมจะไปกอง กนั ทชี่ ้นั ลา ง 4.5.4 การขนสง โดยรถ CPAC อตั ราสว นผสมไดมาตรฐานสมาํ่ เสมอแนนอน สามารถกําหนด ระยะเวลาการกอตัวดว ยสารผสมเพม่ิ หรือความพิเศษอื่นๆ 4.5.5 รถพาวเวอรแพนด เปนรถที่มีทอฉีดคอนกรีตดวยกําลังอัด โดยรับคอนกรีตจากรถ CPAC อกี ท่สี ามารถฉีดหรอื สง คอนกรตี ขน้ึ ไปเทได 2-3 ชั้นของอาคาร 4.5.6 พาวเวอรเครน สามารถยกคอนกรีตทีใ่ สถ งั ทรงกรวยมฝี าเปด ปด ยกขึ้นไปเทในท่สี งู ได สะดวกและพรวดเรว็ เทไดใ นปรมิ าณมากเหมาะสําหรบั งานอาคารขนาดใหญภาชนะดังรปู รปู ภาชนะทใ่ี ชบ รรจุคอนกรีตกอ นเท เมือ่ ใชพ าวเวอรเ ครน 4.6 การบมคอนกรีต คอื การปอ งกนั มใิ หคอนกรีตสญู เสียนํ้า เพราะหากคอนกรตี เกิดการสูญเสีย นํ้าจะเกิดการหดตัวทันที และแตก ราวเน่ืองจากความรอนของคอนกรีตเอง และอุณหภูมิดวย หลังจาก การเทคอนกรีตแลว 24 ชัว่ โมงจะเริ่มทาํ การบม คอนกรตี คอนกรีตท่ีเทแลวตองการระยะเวลาประมาณ 14 วันจึงจะกอตัวดี ดังนั้นการบมคอนกรีตจึงอยูในชวงระยะเวลา 14 วัน กอนการถอดแบบที่ 28 วัน หรือ ขนึ้ อยกู บั โครงสรางนั้นใชง านอะไรวธิ ีการบม มีดงั นี้ 4.6.1 ใชก ระสอบปา นคลุม แลวใชน้าํ ฉดี ใหชุม ใชกับการบม เสา คาน ภาพการบม คอนกรีตโดยใชกระสอบปานคลุม

-7- 4.6.2 ฉดี น้ําหรอื พรมน้ําใหชมุ หรอื ในชว งเวลาทอี่ ากาศ อณุ หภมู ิสูง 4.6.3 ใชสารประกอบทางเคมีฉีดเปนเยื้อบาง ๆ คลุม สวนโครงสรางโดนแสงแดด หรืออุณหภูมสิ งู ๆ 4.6.4 ใชก ระดาษกันซึมปด คลุมผนงั เสา คาน 4.6.5 ใชดินเหนียวก้นั เปน ขอบขังน้ําไวใ ชก บั งานพืน้ คอนกรีต ภาพการขงั นํา้ เพ่อื ใชบมคอนกรตี 4.6.6 ใชข เ้ี ลอ้ื ย หรือทรายโรยใหท ัว่ แลว ฉีดนํ้าขงั ไว ใชกับงานพนื้ คอนกรตี 4.6.7 ใชพ ลาสตกิ คลุมใหม ิดชิดปอ งกนั การระเหยของนํ้าในคอนกรตี ตารางการกําหนดระยะเวลาในการบมคอนกรตี ของสว นตา งของอาคาร ชนดิ คอนกรีตที่ใช ชนิดงานในอาคาร ปนู ซเี มนตผสม ปนู ซเี มนตป อรต ปูนซเี มนตป อรต แลนดป ระเภทที่ 1 แลนดประเภทท่ี 3 เสา คาน กําแพง 7 วัน 7 วนั 4 วัน พื้น ถนนในบริเวณบาน 8 วัน 8 วนั 4 วัน ถนนช้นั 1ลานเครอ่ื งบิน --- 14 วัน 7 วนั เสาเข็ม 21 วัน 14 วัน 7 วนั แผนพ้นื บาง ๆ 14 วนั 14 วัน 7 วนั