คอนกรีตเทคโนโลยี

37 ปรมิ าณ C3S = 4.0710(CaO)-7.6024(SiO2)-1.4297(Fe2O3)-6.7187(Al2O3)-2.852SO3 ปรมิ าณ C2S = 2..87(SiO2)-0.754(C3S) ปริมาณ C3A = 2.6504(Al2O3)-1.6920(Fe2O3) ปรมิ าณ C4AF = 3.0432(Fe2O3) 2.4 สารประกอบหลกั 1. ไตรแคลเซียมซิลิเกต (C3S) มีอยู่ในปูนซีเมนต์ ประมาณร้อยละ 45 ถึง 55 เป็น สารประกอบท่ีมีรปู ร่างเป็นผลึก 6 เหล่ียม มีสีเทาเข้ม แสดงในภาพท่ี 2.3 ที่อุณหภูมิในเตาเผา 1,250 องศาเซลเซียส C3Sสามารถละลายตัวได้ ซึ่งการละลายตัวน้ีค่อนข้างช้าและเมื่ออุณหภูมิลดลงต่ากว่า 700 องศาเซลเซียส C3S จะมเี สถยี รภาพและจะไม่เปลย่ี นแปรสภาพเม่ือผสม C3S กับน้าจะเกิดการก่อ ตัวและแข็งตัวและให้กาลังค่อนข้างดีโดยเฉพาะในช่วง 7 วันแรก ปฏิกิริยาระหว่าง C3S กับน้าจะ ก่อให้เกิดความร้อน 500 จูลต่อกรัม ความร้อนที่คายออกมาเรียกว่าความร้อนของปฏิกิริยาไฮเดรชัน (heat of hydration) C3S C2S ภาพที่ 2.3 รูปรา่ งลักษณะของ C3S มลี ักษณะ 6 เหล่ยี ม C2S มลี กั ษณะเปน็ เม็ดสดี า ท่ีมา: ชัชวาลย์ เศรษฐบตุ ร (2537, หนา้ 12) 2. ไดแคลเซียมซิลิเกต (C2S) มีอยู่ในปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประมาณร้อยละ 15 ถึง 35 C2S บริสุทธิ์มีอยู่ 4 รูปแบบ คือ เริ่มเกิดที่อุณหภูมิ 1450 องศาเซลเซียส เมื่อเย็นตัวลงจะแปรสภาพเป็น C2S ซ่ึงเปลี่ยนเป็น C2S ที่อุณหภูมิต่าลง และเปล่ียนสภาพเป็น C2S ที่อุณหภูมิปกติ แต่เนื่องจากใน ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ C2S อยู่ในสภาพท่ีไม่บริสุทธ์ิ สารแปลกปลอมอื่นและอัตราการลดลงของ อณุ หภมู ทิ าใหก้ ารแปลงสภาพจาก C2Sเป็น C2S ไม่เกิดขึ้น ดังน้ัน C2S จะมีเสถียรภาพท่ีอุณหภูมิปกติ

38 C2S มีลักษณะเป็นเม็ดกลมและสีดาแสดงลักษณะเป็น twining แสดงในภาพที่ 2.3 เมื่อผสมกับน้า สามารถเกิดปฏิกิริยาความร้อนขึ้น ความร้อนเน่ืองจากปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของ C2S ค่อนข้างต่า มี ค่าประมาณ 250 จูลต่อกรัม และการพัฒนากาลังของ C2S ค่อนข้างช้า และช้ากว่า C3S มาก คือเริ่ม ให้กาลังหลงั จาก 4 สปั ดาหข์ ้นึ ไป 3. ไตรแคลเซียมอลูมิเนต (C3A) มีอยู่ในปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประมาณร้อยละ 7 ถึง 15 ลักษณะรูปร่างเป็นเหล่ียมมีสีเทาอ่อน ปฏิกิริยากับน้ามีความรุนแรงมากและทาให้เพสต์ก่อตัวทันที ความรอ้ นเนอื่ งจากปฏกิ ริ ิยาไฮเดรชันมคี ่าสงู มาก คือ กว่า 880 จูล/กรัม การพัฒนากาลังของ C3A จะ เรว็ มากคือจะสามารถพัฒนาได้ภายในวนั เดยี วแตก่ าลังประลัยที่ไดม้ ีค่าคอ่ นข้างตา่ มากเม่ือเปรียบเทียบ กบั C3S หรือ C2S 4. เตตระแคลเซียมอลูมิโนเฟอร์ไรต์ (C4AF) มีอยู่ในปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประมาณร้อยละ 5 ถึง 10 และอยู่ในสภาพของสารละลายแข็ง (Solid solution) เม่ือผสมกับน้าทาปฏิกิริยาและทาให้ เพสด์ก่อตัวอย่างรวดเร็วความร้อนเน่ืองจากปฏิกิริยาไฮเดรชั่นมีค่าปานกลางกลางประมาณ 420 จูล/ กรัม โดย C4AF พัฒนาได้เร็วมากเช่นเดียวกับ C3A แต่กาลังท่ีได้มีค่าค่อนข้างต่าและต่ากว่า C3A เล็กนอ้ ย คณุ สมบัติท่สี าคัญของสารประกอบหลกั ท้ัง 4 ชนิด สรปุ ไดด้ ังตารางท่ี 2.3และ ภาพท่ี 2.4 ตารางท่ี 2.3 คุณสมบตั ิของสารประกอบหลักในปูนซเี มนต์ปอร์ตแลนด์ คุณสมบัติ C3S C2S C3A C4AF 1. อตั ราการ เร็ว ช้า ทนั ที เร็วมาก เกิดปฏิกิริยา (ชม.) (นาท)ี ไฮเดรชัน่ 2. การพฒั นากาลังอดั เร็ว ชา้ เร็วมาก เรว็ มาก (วนั ) (อาทิตย์) (1 วนั ) (1 วนั ) 3. กาลังอัดประลัย สูง สงู ตา่ ตา่ 4. ความร้อนจาก ปานกลาง ตา่ สูง ปานกลาง ปฏกิ ิริยาไฮเดรชั่น (500J/g) (250J/g) (850J/g) (420J/g) 5. คุณสมบตั อิ ื่นๆ เหมอื นปอรต์ - ไม่คงตัวในนา้ ทาให้ปนู ซีเมนต์ แลนด์ซีเมนต์ และถูกซลั เฟต มีสเี ทา ทาลายงา่ ย ท่มี า:https://www.yotathai.com/yotanews/concrete-technology

39 ภาพที่ 2.4 การพัฒนากาลังอัดของสารประกอบหลัก ท่ีมา: R.H. Bogue, Chemistry of Portland Cement, 1955. 2.5 สารประกอบรอง 1. ยปิ ซ่ัม (CaSO4.2H2O) ยปิ ซมั่ ได้ถูกนาไปในระหวา่ งปนู เม็ด เพ่ือทาหนา้ ที่ควบคมุ เวลาการ แขง็ ตัวของปนู ซเี มนต์ ปริมาณยปิ ซม่ั ท่ีใส่ต้องเหมาะสมเพ่ือใหซ้ เี มนต์เพสตเ์ กิดกาลงั อัดสูงทส่ี ดุ และเกิด การหดตัวน้อยที่สดุ ปรมิ าณยิปซัม่ ท่ีเหมาะสมข้นึ อยู่กบั 1.1 อลั คาไลท์ออกไซด์ อนั ได้แก่ Na2O และ K2O 1.2 ปรมิ าณ C3A 1.3 ความละเอยี ดของปูนซเี มนต์ 2. Free Lime (CaO) Free lime เกิดขึ้นได้ 2 กรณี คือ 2.1 เมือ่ วตั ถมุ ี Lime มากเกินไปทาให้ไม่สามารถทาปฏิกิริยา SiO2, Al2O3 และ Fe2O3 ไดห้ มด 2.2 ปรมิ าณ Lime มีไม่มาก แตท่ าปฏกิ ิริยากับ Oxide ตา่ ง ๆ ไม่สมบรู ณ์ Free lime ในปูนซีเมนต์นี้จะทาปฏิกิรยิ ากบั น้าอย่าง ชา้ ๆ หลังจากที่ซเี มนต์แขง็ ตวั แล้ว ซง่ึ อาจก่อใหค้ อนกรตี เกิดการแตกร้าวเสยี หายได้ หรอื ทเ่ี รยี กว่า ซเี มนต์ไม่อยตู่ ัว เนื่องจาก Lime

40 3. แมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) วตั ถดุ บิ ในการผลติ ปูนซเี มนต์สว่ นใหญ่ จะมี MgO3 ซงึ่ เมือ่ เผาแลว้ จะเกดิ การแยกตัวได้ MgO และ CO2 แมกนเี ซียมออกไซด์บางส่วนจะหลอมเปน็ ปนู เมด็ ท่ี เหลอื จะอย่ใู นรปู ของ MgO และเมื่อเกิดปฏิกิรยิ าไฮเดรช่นั จะเหมอื นกบั CaO คอื ปริมาตรจะเพิ่มขึน้ เกิดการขายาตวั ทาให้คอนกรีตมกี ารแตกร้าว โดยทก่ี ารขยายตวั จะมากหรือน้อยข้นึ อยู่กับ 3.1 ปรมิ าณของ MgO ในปนู ซีเมนต์ 3.2 ถ้าขนาดของ MgO มขี นาดเลก็ มากๆ จะทาปฏิกิรยิ าไฮเดรชน่ั ได้เรว็ โดยจะไม่ กอ่ ใหเ้ กดิ การขยายตวั ในคอนกรตี 4. อัลคไลท์ออกไซด์ (Na2O,K2O) อัลคาไลท์ออกไซด์ ท่ีอยู่ในปูนซีเมนต์นจี้ ะสง่ ผลเสยี ใน กรณที ่ีใช้มวงรวมบางประเภทท่ีทาปฏิกริ ิยากับอลั คาไลท์มาผสมเป็นคอนกรีต ผลจากการทาปฏิกิริยา ดังกล่าวจะทาใหค้ อนกรีตเกดิ การขยายตวั และนาไปสู่การแตกรา้ ว 2.6 ปฏิกริ ิยาไฮเดรชน่ั การท่ีปูนซีเมนตร์ วมตวั กับนา้ แลว้ เกิดการก่อตัวและแขง็ ตัวของปนู ซีเมนต์ขึน้ เราเรยี ก ลกั ษณะเชน่ นีว้ ่า “การเกิดปฏกิ ิริยาไฮเดรชนั่ ” ซง่ึ เกิดจากสารประกอบในซเี มนตท์ าปฏิกริ ิยา ทางเคมีกับนา้ เปน็ ปฏิกริ ยิ าคายความรอ้ น ดังนัน้ เราจงึ รสู้ ึกว่าร้อนข้นึ เมื่อสัมผสั กับปูนซีเมนต์ที่ ทาปฏิกิริยากบั น้า เราสามารถเขยี นเป็นสมการแสดงความสมั พนั ธง์ า่ ยๆ สามารถแสดงได้ตามสมการที่ 2.1 Cement + Water C-S-H gel + Ca (OH)2 + heat (2.1) หมายเหตุ: Cement = แทนสารประกอบหลกั ตา่ ง ๆ ในปนู ซีเมนต์ Water = แทนนา้ C-S-H gel = แทนแคลเซ่ียมซิลิเกตไฮเดรต (Calcium Silicate Hydrate) เป็น องคป์ ระกอบท่ใี ห้กาลงั กับคอนกรตี Ca (OH)2 = เป็นผลทไ่ี ดจ้ ากปฏกิ ริ ยิ าไฮเดรชั่น ทาให้ซีเมนต์เพสต์ มคี ุณสมบัตเิ ป็นด่างอย่าง มาก pH ประมาณ 12.5 ช่วยป้องกันการกัดกร่อนของเหล็กเสริมได้อย่างดี มาก heat = เป็นความร้อนท่ีเกิดจากปฏกิ ิรยิ าไฮเดรช่นั

41 สารประกอบหลกั ใน Cement ได้แก่ 1. ไตรคลั เซยี มซลิ ิเกต (C3S) 2. ไดคัลเซยี มซิลิเกต (C2S) 3. ไตรคัลเซยี มอลมู เิ นต (C3A) 4. เตตราคัลเซียมอลมู ิโนเฟอร์ไรท์ (C4AF) 2.6.1 ปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของไตรคัลเซียมซิลิเกต (C3S) – คัลเซียมซิลิเกต จะทาปฏิกิยากับ น้า ก่อให้เกิด แคลเซียมไฮดรอกไซด์ (Ca(OH)2)และแคลเซียมซิลิเกตไฮเดรต (C-S- H) ดงั แสดงในสมการที่ 2.2 2(3CaO.SiO2)+6H2O 3CaO.2SiO2.3H2O+3CaO(OH)2 (2.2) 2.6.2 ปฏิกริ ยิ าไฮเดรช่ันของไดคลั เซียมซลิ ิเกต (C2S) – คัลเซียมซิลิเกต จะทาปฏิกิยากบั นา้ ก่อให้เกิด แคลเซียมไฮดรอกไซด์ (Ca(OH)2)และแคลเซียมซลิ ิเกตไฮเดรต (C-S-H) ดงั แสดงในสมการที่ 2.3 2(2CaO.SiO2)+4H2O 3CaO.2SiO2.3H2O+CaO(OH)2 (2.3) จากปฏิกิริยาไฮเดรช่ันน้ี จะเกิด Gel ซึ่งเม่ือแข็งตัวจะมีลักษณะท่ีสาคัญ 2 ประการ คือ โครงสร้างไม่สม่าเสมอและมีรูพรุน องค์ประกอบทางเคมีของ C-S-H น้ีข้ึนอยู่ อายุ, อุณหภูมิ และ อัตราส่วนน้าต่อซีเมนต์ ในท่ีน้ีสัญลักษณ์ C-S-H จะใช้แทน Calcium silicate hydrate ท่ีเกิดข้ึนไม่ ว่าจะมอี งคป์ ระกอบและโครงสร้างเปน็ อยา่ งไร ส่วน Ca(OH)2 ที่ได้จากปฏิกิริยาไฮเดรช่ัน ทาให้ซีเมนต์เพสต์มีคุณสมบัติเป็นด่างอย่างมาก คือ มีค่า pH ประมาณ 12.5 ซ่ึงจะช่วยปกกันการกัดกร่อนของเหล็กเสริมในคอนกรีตได้อย่างดีอและ สามารถจาลองลักษณะของการเกดิ C-S-H และ Ca(OH)2 ไดด้ ังภาพที่ 2.5

42 ภาพที่ 2.5 แผนภาพแสดงปฏกิ ิริยาไฮเดรชัน่ ของแคลเซยี มซิลเิ กต ทม่ี า: ชชั วาลย์ เศรษฐบตุ ร (2537, หน้า 15) 2.6.3 ปฏิกิริยาไฮเดรช่ันของไตรคัลเซียมอลูมิเนต (C3A) – ปฏิกิริยาของ C3A จะเกิด ทนั ทที นั ใดเมอ่ื สัมผัสกบั นา้ และกอ่ ใหเ้ กดิ การแขง็ ตัวอย่างรวดเร็วของซเี มนตเ์ พสต์ ดงั สมการ 2.4 3CaO. Al2O3. + 6H2O 3CaO.Al2O3.6H2O (2.4) ดังน้นั เพื่อไม่ใหป้ ูนซีเมนตแ์ ข็งตัวเร็วจนเกนิ ไปจะใสย่ ปิ ซมั่ (CaOSO4.2H2O) เขา้ ไประหว่างกระบวนบด ซีเมนต์เพื่อให้ยิปซ่ัม (CaOSO4.2H2O) ทาปฏิกิริยากับ C3A ก่อให้เกิด Etringite บนผิวของอนุภาค C3A ดงั สมการ 2.5 3CaO. Al2O3. + 6H2O + CaOSO4.2H2O 3CaO. Al2O3.3CaSo4 31H2O (2.5) Etringite จะมีลักษณะเป็นเข็ม สามารถแสดงไดใ้ นภาพท่ี 2.6

43 ภาพที่ 2.6 ภาพขยายของ Etringite และ Monosulphate ทม่ี า: ชัชวาลย์ เศรษฐบุตร (2537, หนา้ 16) 2.6.4 ปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของเตตราคัลเซียม อลูมิโนเฟอร์ไรท์ (C4AF) – ปฏิกิริยาของ C4AF นี้จะเกิดในช่วงต้น โดยC4AF จะทาปฏิกิริยากับยิปซั่ม และ Ca(OH)2 ได้อนุภาคท่ีมีรูปร่างเหมือนเข็ม ของ Sulphoaluminate และ Sulphoferrite ดังสมการที่ 2.6 4CaO. Al2O3..Fe2O3 + CaOSO4.2H2O + Ca(OH)2 3CaO (Al2O3.Fe2O3) 3CaSO4 (2.6)

44 ในการอธบิ ายถงึ การพฒั นาโครงสรา้ งของซเี มนตเ์ พสต์ น้นั สามารถอธบิ ายและแสดงได้ดังภาพที่ 2.7 ภาพที่ 2.7 แผนภาพแสดงการพัฒนาโครงสรา้ งของซีเมนต์เพสต์ระหวา่ งปฏิกริ ยิ าไฮเดรช่ัน ทม่ี า: ชัชวาลย์ เศรษฐบตุ ร (2537, หนา้ 17) ภาพท่ี 2.7 แสดงให้เห็นวา่ ผลจากปฏิกิริยาไฮเดรชั่น โดยรวมของสารประกอบหลักทั้ง 4 น้ัน จะเกิด C-S-H gel และ Etringite เคลือบอยบู่ นเมด็ ซเี มนต์ จะเป็นการหนว่ งการเกดิ ปฏกิ ริ ิยาไฮ เมื่อส้ินสุดช่วง “Dormant Period”ก็จะเข้าสู่จุดแข็งตัวเริ่มต้น (Initial Set) ซ่ึงเป็นช่วงที่ C- S-H ที่เคลือบอยู่บนเม็ดซีเมนต์แตกตัวออกและเกิดปฏิกิริยาไฮเดรช่ันต่อไป ปริมาณของผลิตภัณฑ์ท่ี เกดิ จากปฏิกริ ยิ าไฮเดรชัน่ จะมีขนาดใหญก่ วา่ 2 เทา่ ของซเี มนตก์ ่อนปฏกิ ิรยิ า ผลก็คือผลิตภัณฑ์ท่ีเกิเด จากปฏกิ ิริยาไฮเดรช่ันนีจ้ ะเขา้ อุดชอ่ งว่างระหว่างเม็ดซีเมนต์ และเกิดผิวสัมผัสก่อให้เกิดการก่อตัวของ ซีเมนต์เพสต์ เม่ือเวลาผ่านไปความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ท่ีเกิดจากปฏิกิริยาไฮเดรช่ันจะมากข้ึน

45 ก่อให้เกิดความเข้มข้นของจุดสัมผัส จากัดความเคล่ือนท่ีของเม็ดซีเมนต์ ส่งผลให้ซีเมนต์เพสต์ กลายเป็นของแขง็ น่นั คือ การเขา้ สู่จุดแขง็ ตัวสุดท้าย (Final set) น่นั เอง แผนภาพแสดงขบวนการเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่นและโครงสร้างของเพสต์ในภาพที่ 2.7 นี้ เม็ด ซีเมนต์จะแสดงดังภาพสีดาในขณะที่ Ca(OH)2 จะแสดงด้วยรูปเหล่ียม, ผลึกของ Ettringite จะแสดง ดัวยเส้นบาง ๆ และสั้น ๆ และ โครงสร้าง C-S-H จะแสดงด้วยเส้นเข็มที่มีความยาวพอสมควรจาก ภาพท่ี 2.7 นี้แสดงให้เห็นว่า ช่วงเวลา Dormant Period เม็ดซีเมนต์จะเกิดปฏิกิริยาไฮเดรช่ันจะ กอ่ ให้เกดิ Ca(OH)2 และ Ettringite เปน็ ส่วนใหญแ่ ต่หลงั จาก 1 ช่ัวโมง C-S-H gel จะเร่ิมเกิดข้ึนโดย มีรูปร่างเป็นเส้นใยยาว การเกิดและการขยายตัวของ C-S-H gel นี้ก่อให้เกิดการก่อตัวของซีเมนต์ เพสต์ ในขณะที่การก่อตัวของซีเมนต์เพสต์เพิ่มมากขึ้น ความพรุนของซีเมนต์เพสต์จะลดลงและกาลัง อดั ของซเี มนต์เพสต์ก็จะเรมิ่ พัฒนามากข้ึนด้วย หลังจาก 24 ชั่วโมงไปแล้ว Sulphate Ions ถูกใช้หมด ไป อลูมิเนียมและเหล็กออกไซด์ เร่ิมก่อตัวและ Ettringite ถูกเปลี่ยนไปเป็น Monosulphate ส่วน C3S และ C2S จะเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่นต่อไป ได้ C-S-H ท่ีมีลักษณะเป็นเส้นใยไปอุดช่องว่างระหว่าง ซเี มนต์เพสตเ์ พ่มิ มากขน้ึ ในระยะยาว 2.7 ประเภทของปูนซเี มนต์ ปนู ซีเมนตแ์ บง่ เป็นประเภทใหญ่ ๆ ได้ 3 ประเภท ไดแ้ ก่ ปนู ซเี มนต์ธรรมชาติ ปูนซเี มนต์ ปอรต์ แลนด์ และปนู ซเี มนตช์ นดิ อ่ืน ๆ โดยปูนซีเมนต์แต่ละชนิดมีลักษณะ สมบัติ และความเหมาะสม ต่อการใช้งานตามรายละเอียดดังต่อไปนี้ (ประณต กุลประสูตร, 2536, หน้า 27 – 30; สุรศักด์ิ โกสิย พนั ธ์, ม.ป.ป., หนา้ 9 – 20; Banerjea, 1980, pp. 2 – 7) 2.7.1 ปูนซเี มนต์ธรรมชาติ ปูนซเี มนตธ์ รรมชาติเป็นปูนซีเมนตท์ ่ไี ด้จากการเผาซีเมนตธ์ รรมชาติหรือหินซีเมนต์(cement rock) โดยตรง ผลิตโดยนาหนิ ปูนซเี มนต์ไปเผาให้ใกล้ถึงจุดหลอม (sintering) และนาไปบดให้ละเอียด ซีเมนต์ชนิดนสี้ ามารถแข็งตัวได้เร็วมากโดยเฉพาะในน้า จึงไม่เหมาะที่จะใช้ทางานคอนกรีตเสริมเหล็ก แตเ่ หมาะทจี่ ะใช้ทางานคอนกรีตลว้ น เชน่ สร้างทานบ ฐานรากเป็นต้น ซีเมนต์ชนิดนี้เดิมมีการผลิตกัน ในประเทศสหรัฐอเมริกา แต่ในปัจจุบันไม่นิยมผลิต จะมีบ้างท่ีเป็นอุตสาหกรรมขนาดย่อมเท่านั้น เนื่องจากไม่คอ่ ยนยิ มใช้เพราะมีสมบัตไิ ม่แน่นอนขนึ้ อยู่กบั สมบัตขิ องหนิ ซีเมนต์

46 2.7.2 ปูนซเี มนต์ปอร์ตแลนด์ ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เป็นซีเมนต์ท่ีใช้กันแพร่หลายมาก ท่ีมีชื่อเรียกเช่นน้ีเพราะทาขึ้นได้ ก่อน ณ เมืองปอร์ตแลนด์ ประเทศอังกฤษ ซีเมนต์ชนิดนี้มีสารประกอบรวมกันอยู่หลายชนิดแต่มี สารประกอบพนื้ ฐาน 4 ชนิดคือ ไตรแคลเซียมซิลิเกต (tricalcium silicate, 3CaO . SiO2) แทนดว้ ยสญั ลกั ษณ์ C3S ไดแคลเซียมซลิ เิ กต (dicalcium silicate, 2CaO . SiO2) แทนดว้ ยสญั ลกั ษณ์ C2S ไตรแคลเซียมอะลมู ิเนต (tricalcium aluminate, 3CaO . Al2O3) แทนดว้ ยสญั ลกั ษณ์ C3A เตตระแคลเซียมเฟอรโ์ รอะลมู ิเนต (tetracalcium ferro aluminate, 4CaO . Al2O3 . Fe2O3) แทนดว้ ยสญั ลกั ษณ์ C4AF สัญลักษณ์ท่ีใช้แทนสารประกอบดังกล่าวนี้ถูกกาหนดขึ้นโดยสมาคมซีเมนต์ (Cement Association) ปอร์ตแลนด์ซีเมนต์ท่ีผลิตมีสองสีคือสีเทาและสีขาว สีเทาเกิดจากสารพวกเหล็ก (Fe2O3) และ แมงกานีสออกไซด์ (MgO) ถ้ามีสารทงั้ สองชนิดนม้ี ากจะมสี ีเข้มมาก สาหรับสีขาวหรือซีเมนต์ขาว (white Portland cement) จะมีเหล็กออกไซด์(Fe2O3) น้อย กวา่ ร้อยละ 0.5 และแมงกานีสออกไซด์ (MgO) น้อยกวา่ ร้อยละ 0.02 จานวนร้อยละของสารประกอบ แตล่ ะชนดิ ทเี่ ปน็ สารประกอบพน้ื ฐานนนั้ จะมกี ารเปลีย่ นแปลงตามแต่ชนิดของปอร์ตแลนด์ซีเมนต์ โดย ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ท่ีจาแนกตาม มาตรฐานของสมาคมทดสอบวัสดุอเมริกัน (ASTM) เป็น 4 ประเภทใหญ่ ๆ ได้แก่ 2.7.2.1 ปนู ซีเมนต์ปอร์ตแลนดร์ หสั ซี 150 (C 150 Portland cement) ปนู ซีเมนต์ ปอรต์ แลนต์ประเภทน้เี ป็นปูนซีเมนต์ที่นิยมใช้กันโดยท่ัวไปมากที่สุดในปัจจุบัน จ าแนกออกได้ เป็น 5 ประเภทคือ 1 ปนู ซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดา (Type l normal Portland cement หรือ standard Portland cement หรือ ordinary Portland cement หรือ OPC) จัดเป็นปูนซีเมนต์ มาตรฐานที่เหมาะสาหรับงานก่อสรา้ งทว่ั ไปทไ่ี มต่ อ้ งการสมบัติพิเศษนอกเหนือไปกว่าธรรมดา ส่วนใหญ่จะถูกนาไปใช้กับงานคอนกรีตเสริมเหล็ก เช่น งานก่อสร้างคานคอนกรีต ทางเท้า ถนน อาคาร สะพาน ถงั นา้ บอ่ น้า ท่อระบายน้า และอ่ืน ๆปูนซีเมนต์ประเภทน้ี ไม่เหมาะกับ งานที่ตอ้ งสมั ผสั กับซลั เฟตจากดนิ หรือนา้ และไม่ทนทานต่อปฏกิ ริ ยิ าเคมี 2 ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ดัดแปลง (Type II modified Portland cement หรือ Moderate heat Portland cement หรอื MHPC) เป็นปูนซเี มนต์ปอร์ตแลนด์ที่ดัดแปลง

47 ให้มคี วามตา้ นทานต่อซัลเฟตปานกลางความร้อนที่เกิดข้ึนจากปฏิกิริยาระหว่างปูนซีเมนต์กับ น้าจะต่ากว่าและเพ่ิมได้ช้ากว่าประเภทแรกดังนั้นจึงสามารถช่วยลดอุณหภูมิของคอนกรีตใน อากาศร้อนได้ดี ปูนซีเมนต์ประเภทนี้เหมาะสมกับการใช้งานที่เป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ เช่น ตอม่อขนาดใหญ่ สะพานเทียบเรือ เขื่อนหรือกาแพงกันดินในบริเวณที่สัมผัสน้าเค็มเป็นครั้ง คราว 3. ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เกิดแรงสูงเร็ว (Type III high – early strength Portland cement หรือ rapid hardening Portland cement หรือ RHC หรือ HESC) ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทนี้เน้ือปูนจะบดละเอียดกว่าปูนซีเมนต์แบบธรรมดาเป็นผลทา ให้แข็งตัวและรับแรงได้เร็วกว่าแบบธรรมดาแต่จะต้องบ่มให้ดี โดยปกติจะสามารถรับแรงได้ เม่ือคอนกรีตมีอายุเพียงประมาณ 1 ถึง 3 วัน จึงนิยมนาไปใช้กับงานเร่งด่วนท่ีต้องทาแข่งกับ เวลาหรอื ในกรณีทต่ี อ้ งการถอดหรือร้อื แบบเร็วกวา่ ปกติ นอกจากน้นั ยังนิยมนาไปใช้กับงานท่ี จาเป็นต้องทาในช่วงอากาศหนาวเย็นเนื่องจากคอนกรีตจะแข็งตัวก่อนท่ีน้าซึ่งใช้ผสมจะ แข็งตัวเสียก่อน และขณะเกิดปฏิกิริยาจะมีความร้อนสูง (heat of hydration) เพราะความ รอ้ นนเี้ องจงึ ไมเ่ หมาะสมกบั การก่อสรา้ งทม่ี ีขนาดใหญ่ (mass concrete) 4 ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เกิดความร้อนต่า (Type IV low – heat Portland cement หรือ LHC) จัดเป็นปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ที่เหมาะกับงานซ่ึงต้องการควบคุมท้ังปริมาณและ อัตราความร้อนให้เกิดข้ึนน้อยท่ีสุด การเกิดกาลัง (strength) ของคอนกรีตท่ีมีส่วนผสมของ ปูนซีเมนต์ประเภทน้ีจะเป็นไปอย่างช้า ๆ จึงนิยมนาไปใช้กับงานขนาดใหญ่ เช่นเขื่อนกั้นน้า ซงึ่ ความร้อนทเี่ กิดข้ึนในคอนกรตี ถ้ามากเกินไปจะเป็นอันตรายอย่างมากกับตัวเข่ือนเนื่องจาก จะให้เกิดการแตกหรือร้าวได้แต่ในระยะยาวความแข็งของคอนกรีตจะมีเท่ากับปูนซีเมนต์ ปอร์ตแลนด์ธรรมดาและทนทานต่อสารเคมีมากกวา่ 5 ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ต้านทานซัลเฟตได้สูง (Type V Sulphateresistance Portland cement หรือ SRC) จัดเป็นปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ท่ีมีสมบัติในการต้านทาน ซลั เฟตไดส้ ูงจงึ เหมาะทจ่ี ะใชก้ ับงานกอ่ สรา้ งในบรเิ วณทมี่ ีการสมั ผัสกับซัลเฟตทเี่ ขม้ ข้น เช่น ในบรเิ วณดินหรือน้าที่มีความเป็นด่างสูง ระยะเวลาในการแข็งตัวของปูนซีเมนต์ประเภท น้ีจะช้ากว่าประเภทอ่ืน ๆ ในการผสมไม่ควรใช้น้าที่มีสารแคลเซียมคลอไรด์ (calcium chloride,CaCl2) หรือเกลือเพราะจะทาให้คอนกรีตไม่ทนตอ่ ซลั เฟต โดยท่ัวไปแล้วกาลังของปอร์ตแลนด์ซีเมนต์จะสูงข้ึนเม่ือมีปริมาณของไตรแคลเซียม-ซิลิเกต (C3S) สูงขึ้นและถ้ามีการบ่ม (curing) กาลังก็จะเกิดข้ึนเร่ือย ๆ จนกระท่ังถึง 6 เดือน ส่วนไดแคลเซียมซิลิ เกต (C2S) เป็นตัวช่วยให้การทาปฏิกิริยาเกิดข้ึนได้ในระยะเวลานาน ไตร-แคลเซียมอะลูมิเนต (C3A)

48 เป็นตัวช่วยให้ซีเมนต์เกิดกาลังข้ึนได้ในระยะแรกตั้งแต่ซีเมนต์ถูกน้า และจะมีปฏิกิริยารวดเร็วต่อสาร ซัลเฟตจึงควรมีเพียงเล็กน้อย เตตระแคลเซียมเฟอร์โรอะลูมิเนต (C4AF) เป็นตัวท่ีช่วยให้ซีเมนต์เกิด กาลังไดก้ ่อนคลา้ ยกบั ไตรแคลเซียม- ซลิ ิเกต (C3A) ปนู ซีเมนตป์ อร์ตแลนดแ์ ตล่ ะประเภทจะมีปริมาณสารประกอบพืน้ ฐานทงั้ 4 ชนดิ ต่าง- กันตามตารางที่ 2.4 ดงั นค้ี ือ ตารางท่ี 2.4 ปรมิ าณสารประกอบพ้ืนฐานของปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดแ์ ตล่ ะประเภทและการใชง้ าน มาตรฐาน ชนิด องคป์ ระกอบ การใช้งาน ASTM (%, รอ้ ยละโดยนา้ หนกั ) C3S C2S C3A C4AF I ปกติ 49 25 12 8 โครงสร้างทวั่ ไป II ดัดแปลง 46 29 6 12 ต้านทานซัลเฟต ปานลางและ ใช้ทาฐานราก III เกดิ กาลงั อดั เร็ว 56 15 12 8 ให้กาลงั เร็ว เช่นใช้ทาเสาเขม็ IV เกิดความร้อนตา่ 30 46 5 13 แขง็ ตัวช้า ใชท้ าโครงสร้างขนาด ใหญ่ V ต้านทานซัลเฟต 43 36 4 12 ใช้ในงานก่อสร้างที่อย่ใู นทะเล ทีม่ า: วนิ ติ ชอ่ วิเชียร (2539, หนา้ 15) 2.7.2.2 ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์กักอากาศ (air entraining Portland cement) ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทน้ีผลิตข้ึนตามมาตรฐานของสมาคมทดสอบวัสดุอเมริกัน รหัส ซี -175 มีสมบัติหลักเหมือนกับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท I, II และ III รหัส ซี 150 ตาม-ลาดับ โดยใช้ วตั ถุดบิ ทม่ี สี มบัตใิ นการกกั อากาศปรมิ าณเล็กน้อยเติมเข้าไปและบดร่วมกับปูนเม็ดในระหว่างการผลิต ปนู ซีเมนตป์ อร์ตแลนดป์ ระเภทนเี้ หมาะกบั งานคอนกรีตในบริเวณท่ีมีอากาศหนาวจัดหรือมีหิมะเพราะ คอนกรีตทนต่ออากาศหนาว ซึ่งมีผลมาจากการใช้น้าผสมน้อยกว่าปกติทาให้ลดการแตกร้าวจากการ ขยายตวั ของนา้ ในคอนกรตี ท่ีอุณหภูมิ 4 องศา-เซลเซียสหรือต่ากว่าได้ คอนกรีตที่ทามาจากปูนซีเมนต์

49 ประเภทน้ีจะมีฟองอากาศขนาดเล็กท่ีแยกตัวออกจากกันอย่างสมบูรณ์ กระจายกันอยู่อย่างสม่าเสมอ ท่ัวแท่งคอนกรีต แต่ปัจจุบันไม่นิยมใช้โดยจะใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดาผสมกับตัวผสมให้มี สมบัตติ ามตอ้ งการซึ่งสะดวกกว่าในการควบคมุ การลดหรือเพิ่มปริมาณฟองอากาศ 2.7.2.3 ปนู ซเี มนตป์ อร์ตแลนด์เตาถลงุ (Portland blast furnace slag cement หรือ PBFSC) ปูนซีเมนต์ประเภทน้ีผลิตขึ้นตามมาตรฐานของสมาคมทดสอบวัสดุอเมริกัน รหัส ซี –205 สามารถจาแนกได้เป็น 2 ประเภท คือประเภท IS ได้แก่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เตาถลุง(Portland blast – furnace slag cement) และประเภท ISA ได้แก่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เตา-ถลุงกักอากาศ (air - entraining Portland blast – furnace slag cement) ปูนซีเมนต์ประเภทนี้ผลิตได้โดยการใช้ ตะกรันของโลหะท่ีหลอมเหลวผ่านเข้าไปในน้าเย็น ความเย็นจากน้าจะทาให้ตะกรันของโลหะเปลี่ยน สภาพเป็นเม็ดเล็ก ๆ เม็ดเหล่านี้เมื่อแห้งแล้วนาไปบดผสมกับปูน-ซีเมนต์ธรรมดาโดยใช้ตะกรันไม่เกิน รอ้ ยละ 65 สแลกซีเมนต์ชนิดน้ีมีระยะก่อตัวและเย็นตัวช้ามาก มีความถ่วงจาเพาะต่า ทนสารเคมีได้ดี จึงเหมาะสาหรบั งานคอนกรีตที่ต้องการน้าหนักต้องการปริมาตรมากกว่าความแข็งแรง และงานท่ีต้อง สมั ผสั กบั ปฏกิ ริ ยิ าเคมตี ่าง ๆ 2.7.2.4 ปนู ซีเมนต์ปอรต์ แลนดป์ อซโซลาน (Portland Pozzolana cement หรือ Pozzolanic cement หรือ PPC) ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทน้ีผลิตขึ้นตามมาตรฐานของ สมาคมทดสอบวัสดุอเมริกัน รหัส ซี – 340 จาแนกออกได้เป็น 2 ประเภทคือ ประเภท IP ได้แก่ ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ปอซโซลาน (Portland Pozzolana cement) และประเภท IPA ได้แก่ปูน- ซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ปอซโซลานกักอากาศ (air – entraining Portland Pozzolana cement) 50 ปูนซเี มนตป์ อร์ตแลนดป์ ระเภทนไี้ ด้จากการนาเอาปอซโซลาน (Pozzolan) ซ่ึงเป็นเถ้าภูเขาไฟท่ีเกิดข้ึน ตามธรรมชาติหรอื ท่ีทาขึ้น โดยใช้ไม่ต่ากว่าร้อยละ 40 บดผสมกับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์แบบธรรมดา ปูนซีเมนต์ประเภทนี้ส่วนใหญ่จะถูกนาไปใช้กับงานโครงสร้างใต้น้าทั้งในน้าจืดและน้าเค็ม เช่น งาน สะพาน เข่ือน หรือท่าเทียบเรือ เน่ืองจากสามารถทนทานต่อการกัดกร่อนของซัลเฟตได้ดีพอสมควร และเกิดความรอ้ นต่าขณะเกดิ ปฏิกิริยา 2.7.3. ซีเมนต์ประเภทอ่ืน ๆ นอกจากปูนซเี มนต์ประเภทตา่ ง ๆ ดังได้กล่าวมาแล้วข้างต้น ยังมีปูนซีเมนต์อีกหลายประเภท ซึ่งถูกนามาใช้กับงานพิเศษต่าง ๆ แต่ละประเภทจะมีส่วนผสมตลอดจนวัตถุดิบท่ีนามาใช้ในการผลิต ปูนซีเมนต์แตกต่างกันออกไปเพื่อท่ีจะให้มีสมบัติตามความต้องการ ซ่ึงปูนซีเมนต์ประเภทต่าง ๆ เหลา่ นไ้ี ด้แก่

50 1 ปูนซีเมนตผ์ สม (mixed cement) หรอื ท่ีเรยี กอีกอย่างหนึง่ ว่าปูนซีเมนต์ซิลิกา (silica cement) ไดจ้ ากการนาทรายหรือหินปนู บดละเอียดผสมเขา้ กับปูนซีเมนต์ปอรต์ แลนดแ์ บบธรรมดาใน อตั ราส่วนประมาณร้อยละ 25 – 30 เพ่ือเพิ่มปริมาณให้มากขึ้นและราคาถกู ลงปูนซีเมนต์ประเภทนมี้ ี คุณภาพคอ่ นขา้ งต่าจึงเหมาะกบั งานท่ีไม่สาคัญและงานท่ีไม่ต้องการรบั แรงมากนัก เช่น งานคอนกรีต เทพ้ืนบนดินถมอดั ซง่ึ มิได้มีการถ่ายเทนา้ หนกั ไปสู่โครงสรา้ งสว่ นอนื่ ๆ กระเบ้ืองมุงหลงั คา โอง่ ท่อ ระบายนา้ หรอื ถงั ส้วม เปน็ ต้น และเนอ่ื งจากมีสมบัติแข็งตวั ช้าและไม่ยดื ตวั หรือหดตวั มากนกั จึงนยิ ม นาไปใชก้ ับงานปูนก่อ ปูนฉาบและปนู ตกแต่งทวั่ ๆ ไปเพราะจะสามารถชว่ ยลดการแตกรา้ วของผิวลง ได้ 2 ไฮด์อะลมู นิ าซีเมนต์ (high alumina cement) ซีเมนตช์ นิดนี้ไดจ้ ากการเผาสว่ นผสมของ อะลมู ินา (alumina) บอกไซต์ (bouxite) และหนิ ปนู ทีอ่ ุณหภูมปิ ระมาณ 1,450 องศาเซลเซยี ส แลว้ บดเม็ดปนู เมื่อเยน็ ตวั ซง่ึ ส่วนผสมมีดงั น้ี แคลเซียมออกไซด์ ร้อยละ 35 – 42 อะลมู เิ นยี มออกไซด์ ร้อยละ 38 – 48 ซลิ ิกอนไดออกไซด์ ร้อยละ 3 – 11 เฟอร์ริกออกไซด์ ร้อยละ 2 – 15 ไฮด์อะลูมินาซีเมนต์นี้มสี มบตั ิพเิ ศษคอื จะมีความแขง็ แกรง่ ได้อยา่ งรวดเรว็ (early strength สงู และ เร็ว) เพราะมี C3A และ C4AF ในส่วนผสมมากกว่าร้อยละ 40 แต่ถึงจะแขง็ แรงได้รวดเร็วก็จะต้องมี การบ่มด้วยนา้ อย่างน้อย 24 ชวั่ โมง ไมเ่ ช่นน้นั คอนกรตี จะแตกรา้ วเพราะมีความร้อนขณะเกิดปฏิกริ ิยา สงู และรวดเร็ว (high heat and high rate of hydration) นอกจากสมบัติดังกลา่ วซีเมนต์ชนดิ นที้ น การกดั กร่อนของซลั เฟตไดด้ มี ากและทนอุณหภมู ิตา่ ไดด้ ีกวา่ ซเี มนตธ์ รรมดา แต่มีข้อระวังคอื ถา้ อณุ หภมู ิส่ิงแวดลอ้ มเกนิ 25 องศาเซลเซยี ส ซีเมนต์อาจเกิดการพรุนตวั และเปราะได้ง่าย 3 ซีเมนต์ขาว (white cement หรือ WC) เป็นซีเมนตส์ าหรบั งานก่อสร้าง ตกแต่งอาคารและ ผนงั อาคาร ทาเสน้ แบ่งช่องในสนามบนิ และทาผลิตภณั ฑ์อื่น ๆ เช่น กระเบื้อง-หลงั คา หนิ ขัด หินล้าง ซีเมนตช์ นดิ น้ีมวี ธิ กี ารผลติ เช่นเดยี วกบั ปอรต์ แลนด์ซีเมนต์ชนิดธรรมดาเพยี งแต่กาจัดพวกเหล็กและ แมงกานสี ออกไซดอ์ อกไป

51 สรปุ ทา้ ยบท ซเี มนตเ์ ป็นวัสดุเซรามิกส์ที่มีสมบัติในการยึดประสาน ผลิตได้จากการเผาส่วนผสมของหินปูน กบั ดินดาและดินลูกรังได้เป็นปูนเม็ดท่ีเรียกว่าคลิงเกอร์ (Kliker) แล้วจึงนาปูนเม็ดมาบดเป็นซีเมนต์ผง เมื่อใช้งานจะนาผงซีเมนต์ผสมกับวัสดุจาพวกทราย กรวดหรือหินย่อย และน้า ผงซีเมนต์จะทา ปฏิกริ ยิ าไฮเดรชันกับน้าเกิดการแข็งตัว แต่ปูนซีเมนต์มีสมบัติในการแข็งตัวและความเหมาะสมในการ ใช้งานท่ีแตกต่างกัน โดยจาแนกประเภทของปูนซีเมนต์ได้เป็น 3 ประเภทคือ ปูนซีเมนต์ธรรมชาติ ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ และปูนซีเมนต์ชนิดอ่ืน ๆ เช่น ปูนซีเมนต์ผสมปูนซีเมนต์ขาว เป็นต้น ซึ่ง ปูนซีเมนต์ท่ีนิยมใช้มากท่ีสุดในปัจจุบันได้แก่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เพราะมีการผลิตเป็นหลายชนิด ท่ี สมบัติต่างกัน มีความเหมาะสมสาหรับภูมิอากาศ ภูมิประเทศและลักษณะสิ่งก่อสร้างท่ีแตกต่างกัน เช่น ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์สาหรับสร้างเขื่อน สร้างเตาเผา เตาหลอม หรือปูนซีเมนต์สาหรับ สิ่งก่อสร้างบริเวณน้าเค็ม เป็นต้น สาเหตุที่ปูนซีเมนต์มีสมบัติแตกต่างกันเนื่องมาจากมีองค์ประกอบ ทางเคมีแตกต่างกันซึ่งเกิดจากการใช้วัตถุดิบที่แตกต่างกัน ดังนั้นการควบคุมคุณภาพของวัตถุดิบจึงมี ความสาคัญย่ิง นอกจากน้ีผงปูนซีเมนต์ท่ีได้ก็จาเป็นต้องมีการควบคุมความละเอียด ความอยู่ตัว ระยะเวลาและลักษณะการก่อตัว ความแข็งแรง และความรอ้ นที่เกดิ จากปฏกิ ิริยาเคมี เพื่อให้ได้ซีเมนต์ ที่มีคุณภาพและสมบตั ติ ามความต้องการ

52 คาถามท้ายบท 1. ปูนซีเมนตห์ มายถงึ อะไร 2. ซเี มนตโ์ ดยทั่วไปมีสีอะไรและเพราะสาเหตุใดจึงมีสีเช่นนน้ั 3. ซีเมนตท์ ี่ดีต้องมสี มบตั อิ ย่างไร 4. วัสดทุ ีใ่ ชเ้ ชอ่ื มประสานในการก่อสร้างยคุ แรกไดแ้ ก่อะไร และไดจ้ ากสว่ นผสมของวตั ถุดิบชนิดใด 5. ปูนซเี มนตป์ อรต์ แลนด์ท่ีนิยมใช้มากทส่ี ุดในปจั จุบนั คือชนดิ ใด และจาแนกไดเ้ ปน็ กปี่ ระเภทอะไรบ้าง 6. ปูนซีเมนต์ผสมคืออะไรและเหมาะสมกับการใชง้ านลักษณะใด 7. ซีเมนตม์ สี ีขาวได้อยา่ งไรและซเี มนตข์ าวนาไปใช้งานอะไร 8. วัตถดุ ิบท่ใี ช้ในการทาซเี มนต์มีก่ีประเภท อะไรบ้างและมีวตั ถุดิบชนดิ ใดบ้างในแตล่ ะประเภท 9. การผลิตปนู ซีเมนต์มีก่วี ธิ ี อะไรบ้าง 10. หากดินแดงที่ใช้ในการผลิตปูนซีเมนต์มีความเปียก แต่ต้องการผลิตปูนซีเมนต์แบบแห้งจะมี ขน้ั ตอนอย่างไร ใหแ้ สดงเป็นแผนภมู ิ 11. “ในซเี มนตจ์ ะมอี งคป์ ระกอบหลกั 4 ชนิด คอื C3S C2S C3A และ C4AF” จงตอบคาถามต่อไปน้ี 11.1 เมื่อเผาส่วนผสมของซเี มนต์จะเกิดปฏิกริ ิยาเคมีเช่นไรจนไดอ้ งค์ประกอบ 4ตัวดังกลา่ ว 11.2 สญั ลักษณท์ ้ัง 4 มชี อื่ เรยี กและสูตรทางเคมวี ่าอย่างไร 11.3 องค์ประกอบท้ัง 4 มผี ลอยา่ งไรต่อสมบัตขิ องซเี มนต์ 12. เม็ดปูนท่ีผ่านการเผามาอย่างเหมาะสมแตกต่างจากเม็ดปูนที่เผาไม่ถึงอุณหภูมิและเม็ดปูนที่เผา อุณหภมู เิ กนิ อย่างไร 13. เพราะเหตุใดจงึ ต้องมีการบ่มคอนกรตี 14. “free lime” คืออะไร เกดิ ไดอ้ ยา่ งไรและมผี ลต่อซเี มนตอ์ ยา่ งไร 15. ยปิ ซัมมผี ลอยา่ งไรตอ่ สมบตั ขิ องปูนซเี มนต์

53 เอกสารอ้างอิง วนิ ิต ช่อวเิ ชยี ร (2539), คอนกรตี เทคโนโลยี (Concrete Technology) พิมพ์ครง้ั ท8่ี .กรงุ เทพฯ : ป. สมั พนั ธพ์ าณชิ ย์ใ ปติ ิ สุคนธสขุ กลุ (2555), คอนกรีต (CONCRETE) กรุงเทพฯ: SE-ED สานักพิมพว์ รรณกวี อนันต์ภกั ด์ิ โชตมิ งคล (2538), ปนู ซีเมนต์ปอร์ตแลน์ Ceramic Technology หนา้ 55 http://www.elfit.ssru.ac.th/reudee_ni/file.php/1/CeramicTechnology/c2- cement.pdf เฉลยี ว โพธพิ ริ ฬุ ห.์ (ม.ป.ป.). งานปนู – กอ่ สรา้ ง. กรุงเทพฯ: รงุ่ เรืองธรรม http://www.elfit.ssru.ac.th/reudee_ni/file.php/1/CeramicTechnology/c2- cement.pdf ชัชวาล เศรษฐบุตร (2537), คอนกรตี เทคโนโลยี Concrete technology กรุงเทพฯ: บริษทั ผลติ ภณั ฑแ์ ละวัตถุกอ่ สรา้ ง จากดั , https://www.cpacacademy.com/index.php?tpid=0063 เรืองรุชด์ิ ชีระโรจนแ์ ละคณะ (2556), ปนู ซเี มนต์ http://raungrut.sungkomonline.com/?p=board_ans&webID=11&pageID=3&questi onID=11 คอนกรีตเทคโนโลยี บริษัท ทีพไี อ คอนกรีต จากัด https://www.yotathai.com/uploads/2/8/0/3/28039899/concrete-technology.pdf

54 บทที่ 3 มวลรวม Aggregates for Concrte 3.1 ความหมายของมวลรวม มวลรวม หมายถึง วัสดผุ สมคือวัสดเุ ฉื่อย ไดแ้ ก่ หิน ทราย กรวด มวลรวมมีปริมาตร 70-80% ของปรมิ าณของสว่ นผสมทัง้ หมด จงึ มีความสาคัญตอ่ คณุ สมบตั ิของคอนกรตี มาก หินทใี่ ชผ้ สมคอนกรตี ไดแ้ ก่ หนิ ปูน หนิ แกรนติ หรอื กรวด ภาพท่ี 3.1 หนิ แกรนิต (มวลรวมหยาบ) ที่ใชใ้ นงานคอนกรีต ทราย ไดแ้ ก่ ทรายแม่นา้ ทรายบก หรือ หนิ บดละเอียด ภาพท่ี 3.2 ทรายแม่นา้ (มวลรวมละเอยี ด) ทใี่ ชใ้ นงานคอนกรีต

55 3.2 การแบ่งประเภทของมวลรวม การแบ่งประเภทของมวลรวมน้ันสามารถแบ่งได้ตามตารางที่ 3.1 ตารางที่ 3.1 การแบ่งประเภทของมวลรวม การแบง่ ประเภท ประเภท รายละเอยี ด 1.แบง่ มวลรวมทเ่ี กดิ จากธรรมชาติ เกิดจากขบวนกรกัดกร่อนและเสียดสีตาม (Natural Mineral Aggregate) ธรรมชาติ 1.แหลง่ กาเนดิ 2.มวลรวมท่มี นษุ ย์ทาข้นึ เกิดจากการประดิษฐ์ของมนุษย์ ได้แก่ (Artificial Aggregate) มวลรวมเบาบางประเภทท่ีใช้จากากรเผา ดนิ เปน็ ต้น 1.มวลรวมเบา มีความหนาแน่นต้ังแต่ 300-1,000 กก,/ (Light Aggregate) ลบ.ม. 2.ความหนาแน่น 2.มวลรวมปกติ มีความหนาแน่นตั้งแต่ 2,400-3,000 กก,/ หรือหน่วยนา้ หนัก (Normal Weight Aggregate) ลบ.ม. มคี วามหนาแนน่ มากกว่า 4,000กก./ลบ.ม. 3.มวลรวมหนัก (Heavyweight Aggregated) 3. ขนาด 1.มวลรวมหยาบ(Coarse Aggregate) ได้แก่ หนิ หรือกรวดที่มขี นาดต้ังแต่ 4.5 2.มวลรวมละเอียด(Fine Aggregate) มม.ขึ้นไป หรือค้างอยู่บนตะแกรง มาตรฐานเบอร์ 4 ได้แก่ ทรายท่มี ีขนาดเล็กกวา่ 4.5 มม. หรือสามารถผ่านตะแกรงมาตรฐานเบอร์ 4 แต่ตอ้ งไมน่ ้อยกวา่ 0.07 มม. หรอื ผ่าน ตะแกรงมาตรฐานเบอร์ 200 ท่มี า: ชชั วาลย์ เศรษฐบตุ ร (2537, หนา้ 26) 3.3 การทดสอบคุณสมบัตขิ องมวลรวมในงานคอนกรีต มวลรวมท่ีจะใช้ในงานคอนกรีตนั้นจะต้องมีการทดสอบก่อนซึ่งรายการที่จะต้องทดสอบมี ทัง้ ส้ิน 9 รายการ ไดแ้ ก่ 1. ความแขง็ แรง (STRENGTH) 2. รูปรา่ งและลักษณะผวิ (PARTICLE SHAPE AND SURFACE TEXTURE) 3. ความคงทนตอ่ ปฏกิ ริ ิยาเคมี (CHEMICAL STABILITY)

56 4. ขนาดใหญส่ ดุ (MAXIMUM SIZE) 5. ขนาดคละ (GRADATION) 6. ค่าความละเอียด (FINENESS MODULUS, F.M.) 7. ความช้ืนและการดูดซึม (MOISTURE AND ABSORPTION) 8. ความถ่วงจาเพาะ , ถ.พ. (SPECIFIC GRAVITY) 9. หนว่ ยนา้ หนักและชอ่ งวา่ ง (UNIT WEIGHT AND VOID) 1. ความแขง็ แรง (STRENGTH) กาลงั อัด (COMPRESSIVE STRENGTH) ของคอนกรีตขึ้นอยู่กับความแข็งแกร่งของมอร์ต้าร์ และมวลรวม ดงั นัน้ เมอ่ื มวลรวมมีความแข็งแกร่งสูงก็จะส่งผลให้คอนกรีตสามารถรับกาลังอัดได้สูงขึ้น ดว้ ยมวลรวมตอ้ งมคี วามสามารถรับน้าหนักกดไดไ้ มน่ ้อยกวา่ กาลงั ท่ีต้องการของคอนกรีตความแข็งแรง ของหนิ ปนู มคี า่ ประมาณ 700 - 1500 ก.ก./ ซม.2 2. รูปรา่ งและลักษณะผวิ (PARTICLE SHAPE AND SURFACE TEXTURE) รูปร่างและลักษณะผิวของมวลรวมจะมีอิทธิพลต่อคุณสมบัติของคอนกรีตสดมากกว่าของ คอนกรีตท่ีแข็งตัวแล้ว มวลรวมที่มีผิวหยาบมีรูปร่างแบบยาวจะต้องการปริมาณซีเมนต์เพสต์มากกว่า คอนกรตี ท่ใี ชม้ วลรวมรปู รา่ งกลมมน หรอื เหลีย่ มทีร่ ะดับความสามารถเทได้ (WORKABILITY) เดียวกัน มวลรวมทม่ี รี ูปร่างแบนและยาวมโี อกาสทจ่ี ะแตกหักเน่ืองจากแรงดัดได้ง่ายกว่ามวลรวมที่มีรูปร่างกลม หรือเหล่ียมส่งผลให้กาลัง (STRENGTH) ของคอนกรีตลดต่าลงเช่นเดียวกับมวลรวมท่ีมีผิวเรียบล่ืนทา ให้แรงยึดเหนย่ี วระหวา่ งกอ้ นโดยเพสตน์ อ้ ยลงทาให้การแตกหักของคอนกรีตจะเกิดขึ้นในบริเวณส่วนที่ เป็นซีเมนต์เพสต์ซ่งึ ทาให้กาลังยึดเกาะน้อยกว่าความสามารถรับกาลังอัดของมวลรวมดังนั้นมวลรวมที่ ใชค้ วรมีลักษณะเปน็ แง่เหลีย่ มคม ไมเ่ ป็นแผ่นแบนหรือชิ้นยาวควรมีผิวหยาบหรือด้านเพ่ือช่วยให้มีแรง ยดึ เหนย่ี วระหวา่ งกอ้ นดีขึ้น รปู รา่ งและลกั ษณะของมวลรวมแบง่ เปน็ 5 ชนดิ 1 มนมาก (well rounded) ไมม่ รี ูปเดมิ เหลืออยู่ 2 มน (rounded) ผวิ เติมถูกลบเกอื บหมด 3 เกอื บหมด (sub rounded) มีการสึกกรอ่ นและผวิ เดิมลดลง 4 เกอื บเหลยี่ ม (sub-angular) มีการสกึ กร่อนท่ีมุม แต่ผวิ เหมือนเดมิ 5 เหลีย่ ม (angular) ไมม่ กี ารสึกกรอ่ น

57 การแบง่ รูปร่างของมวลรวม 1. มวลรวมมน ภาพท่ี 3.3 รปู ร่างของมวลรวมมน ทีม่ า: เรอื งรุชด์ิ ชีระโรจน์และคณะ (2556) http://raungrut.sungkomonline.com/?p=board_ans&webID=11&pageID=3&questionID= 7 2. มวลรวมเหล่ียม ภาพท่ี 3.4 รปู ร่างของมวลรวมเหลย่ี ม ทมี่ า: เรอื งรชุ ด์ิ ชรี ะโรจนแ์ ละคณะ (2556) http://raungrut.sungkomonline.com/?p=board_ans&webID=11&pageID=3&questionID= 7

58 ตารางท่ี 3.2 ลกั ษณะรูปร่างมวลรวมตามแหล่งกาเนิด รปู รา่ ง ลักษณะของมวลรวมหยาบ (หิน) มน (rounded) มนเกิดจากการขัดสีของธรรมชาติ ได้แก่ กรวด และทรายแม่น้า กรวดและทรายตามชายฝ่ัง หรือ ทรายท่ถี ูกลมพดั ขดั สี ก้อนเบยี้ ว Irregular) ขรุขระตามธรรมชาติ มีการขัดสีบ้าง มุมมีสี ลักษณะมน ได้แก่ กรวดบก แบน (Flaky) มคี วามหนาน้อยเมือ่ เทียบกบั ความกวา้ งและยาว เหล่ียม (Angular) มีเหล่ยี มเด่นชัด ไดแ้ กห่ ินย่อย ยาว (Elongated) มีความยาวมากเม่ือเทียบกับความกว้างและความ หนา แบนและยาว (Flaky and Elongated) มีความยาวมากเมื่อเทียบกับความกว้างและกว้าง มากเมื่อเทยี บกบั ความหนา มน (rounded) มนเกิดจากการขัดสีของธรรมชาติ ได้แก่ กรวด และทรายแม่น้า กรวดและทรายตามชายฝั่ง หรือ ทรายทถี่ ูกลมพัดขัดสี กอ้ นเบีย้ ว Irregular) ขรุขระตามธรรมชาติ มีการขัดสีบ้าง มุมมีสี ลกั ษณะมน ได้แก่ กรวดบก แบน (Flaky) มคี วามหนานอ้ ยเม่ือเทยี บกบั ความกว้างและยาว เหล่ียม (Angular) มีเหลีย่ มเด่นชัด ได้แก่หินย่อย ยาว (Elongated) มคี วามยาวมากเมื่อเทียบกับความกว้างและความ หนา แบนและยาว (Flaky and Elongated) มีความยาวมากเมื่อเทียบกับความกว้างและกว้าง มากเม่อื เทยี บกับความหนา มาตรฐานอังกฤษ (BS812) สรุปลักษณะการเกิดมวลรวมท่ีมีลักษณะมนได้ตามตารางท่ี 3.2 ซ่ึงมีคา จากัดความในการแบ่งลักษณะการเกิดของมวลรวม (หิน) ที่ใกล้เคียงกับมาตรฐาน มอก.566 ของไทย และนอกจากนี้มาตรฐานองั กฤษมีการกาหนดการทดสอบรปู ร่างของมวลรวมไว้ 2 ประการ คอื 1. การทดสอบความแบน (Flakiness) คือ อัตราส่วนของความกว้างต่อความหนาของมวล รวม ภาพที่ 3.5 จะแสดงรูปร่างของหินท่ีมีระดับความหนาแตกต่างกัน นอกจากน้ีเครื่องมือท่ีใช้ ทดสอบความแบนของมวลรวมแสดงไวใ้ นภาพที่ 3.6

59 ภาพท่ี 3.5 รูปรา่ งของหนิ ทีม่ ีระดบั ความแบนที่แตกต่างกนั ทม่ี า: ชชั วาลย์ เศรษฐบตุ ร (2537, หน้า 29) ภาพท่ี 3.6 เครื่องมือทดสอบความแบนของหิน ทมี่ า: http://www.alfairaq.com/products/aggregate/ag-032-thickness-flakiness-gauge/ 2. การทดสอบความยาวเรียว (Elongated) คือ อัตราส่วนของความยาวต่อความกว้างของ มวลรวม แสดงในรูปที่ 3.7 และเคร่ืองมอื ทใี่ ชท้ าการทดสอบแสดงดงั ภาพท่ี 3.8 ภาพที่ 3.7 รูปร่างของหนิ ทม่ี ีระดบั ความเรยี วท่ีแตกต่างกนั ที่มา: ชชั วาลย์ เศรษฐบตุ ร (2537, หน้า 30)

60 ภาพท่ี 3.8 เครื่องมือทดสอบความเรยี วของหิน ทม่ี า:https://lh3.googleusercontent.com/proxy/Z2BxC6ajxiyesCoPugLc89DCRTwwJE_br Hm-mvj4WGFE2a9aX6-NiQYrp45k7FXgeMGRgpL1jp_Rso98PCJwf6JOBlynnkN2 3. ความคงทนต่อปฏกิ ริ ยิ าเคมี (CHEMICAL STABILITY) มวลรวมต้องไม่ทาปฏิกิริยาทางเคมีกับปูนซีเมนต์ หรือกับส่ิงแวดล้อมภายนอกมวลรวมบาง ประเภทจะทาปฏิกิริยากับด่าง (ALKALI) ในปูนซีเมนต์เกิดเป็นวุ้นและขยายตัวก่อให้เกิดรอยร้าว โดยทัว่ ไปในคอนกรีตเรียกปฏกิ ริ ิยาน้วี ่า ALKALI – AGGREGATEREACTION (AAR) 4. ขนาดใหญส่ ุดของมวลรวม (MAXIMUM SIZE OF AGGREGATE) ขนาดใหญ่สุดของมวลรวม วัดจากขนาดตะแกรงอันท่ีใหญ่กว่าถัดไปจากตะแกรงที่มี เปอร์เซ็นต์ของมวลรวมที่ค้างมากกว่าหรือเท่ากับ 15% ตัวอย่างการทา SIEVE ANALYSIS ของหิน สารมารถแสดงในตารางที่ 3.3 ตารางที่ 3.3 ตวั อย่างการทา SIEVE ANALYSIS ของหิน ขนาดตะแกรง นา้ หนักคา้ ง (กรัม) % คา้ ง 1” 9 - 3/4” 1,484 7.2 1/2” 7,968 38.9 3/8” 8,745 42.7 เบอร์ 4 971 4.7 เบอร์ 8 815 4.0 ถาดรอง 508 2.5 รวมนา้ หนกั 20,500 100

61 “ตะแกรงที่มีเปอร์เซ็นตข์ องมวลรวมท่คี า้ งมากกว่าหรือเท่ากับ 15% คอื ตะแกรงเบอร์ 1/2” ดังนนั้ ขนาดใหญ่สดุ ของมวลคือขนาดของตะแกรงเบอรใ์ หญ่กว่าถดั ไป ดังน้ันขนาดใหญ่ สุดของ หนิ นค้ี อื 3/4” ” มวลรวมขนาดใหญ่ต้องการปริมาณน้าน้อยกว่ามวลรวมที่มีขนาดเล็ก เพื่อให้การเทได้ (WORKABILITY) เท่ากัน เน่ืองจากมีพื้นที่ผิวสัมผัสโดยรอบน้อยกว่าเม่ือน้าหนักของมวลรวมเท่ากัน ดังนั้นถ้าให้ปริมาณซีเมนต์และค่ายุบตัว (SLUMP) เท่ากัน คอนกรีตท่ีมีส่วนผสมของมวลรวมขนาด ใหญ่ก็จะให้ค่ากาลังอัดที่สูงกว่ามวลรวมขนาดเล็กแต่ทั้งน้ีคุณภาพของหินต้องเป็นไปตามข้อกาหนด ควรระวังเรื่องของ MICROCRACKING ซึ่งมีลักษณะเป็นรอยร้าวขนาดเล็กๆ เกิดจากกรรมวิธีการผลิต หินมักจะเกิดขึ้นกับหินท่ีมีขนาดใหญ่หินที่มี MICRO-CRACKING เมื่อนามาผสมทาคอนกรีตก็จะทาให้ กาลงั ของคอนกรีตต่าลงได้ขนาดใหญ่สุดของมวลรวมท่ีใช้ในงานก่อสร้างทั่วไปมักจะมีขนาดไม่เกิน 40 มลิ ลเิ มตร ผู้ออกแบบจาเปน็ ต้องตดิ สนิ ใจเลอื กขนาดใหญส่ ดุ ของมวลรวม โดยมีข้อพจิ ารณาลอื กดงั นี้ 1. ขนาดใหญ่สดุ ของมวลรวมต้องมขี นาดไม่เกิน 1/5 ของส่วนท่ีแคบทสี่ ดุ ของแบบหล่อ หรือ 2. ขนาดไม่เกิน ¾ ของระยะแคบสุด ระหว่างเหล็กเสริม หรือระหว่างเหล็กเสริมกับแบบ หล่อ หรอื 3. ขนาดไมเ่ กิน 1/5 ของขนาดเส้นผา่ ศูนย์กลางของทอ่ คอนกรีตป๊ัม 5. ขนาดคละ (GRADATION) ขนาดคละ คือ การกระจายของขนาดต่างๆ ของอนุภาคมวลรวมในคอนกรีตประกอบด้วย มวลรวมหยาบและมวลรวมละเอียดซ่ึงจะต้องมีขนาดใหญ่และเล็กคละกันไปคอนกรีตที่ใช้มวลรวมท่ีมี ขนาดคละดจี ะมสี ว่ นผสมทีเ่ ข้ากนั สม่าเสมอเทเขา้ แบบได้ง่ายไม่ออกหินออกทรายทาให้แน่นได้ง่ายการ ปาดแต่งผวิ หน้ากาลงั อดั และความทนทานยังเป็นไปตามข้อกาหนดมวลรวมท่ีมีขนาดใหญ่กว่าตะแกรง เบอร์ 4 ประมาณ 95-100% เราเรียกว่า “ มวลรวมหยาบ ” ซึ่งได้แก่ หิน กรวด เป็นต้นมวลรวมที่มี ขนาดเล็กกว่าตะแกรงเบอร์ 4 ประมาณ 95-100% เราเรียกว่า “ มวลรวมละเอียด ” ซึ่งได้แก่ ทราย หนิ บดละเอยี ด เปน็ ต้น มวลรวมท่มี ีขนาดคละดีจะทาให้ช่องวา่ งเหลอื นอ้ ยทีส่ ุดทาใหใ้ ชป้ ริมาณซีเมนต์เพสตน์ ้อย ท่สี ุดซึง่ ช่วยใหค้ อนกรตี มีราคาต่าลงได้คอนกรีตที่มีมวลรวมละเอียดมากเกินไป จะทาให้ความสามารถ ในการเทได้ (WORKABILITY) น้อยลงจึงต้องเพ่ิมน้าและเพสต์ให้มากขึ้นแต่ก็ส่งผลต่อกาลังของ คอนกรีตคอนกรีตที่มีมวลรวมหยาบมากเกินไปแม้ว่าความสามารถในการเทได้ (WORKABILITY) จะดี แต่กอ็ าจกอ่ ให้เกดิ ปญั หาการแยกตวั (SEGREGATE) ของคอนกรตี มวลรวมที่มีขนาดคละดีก็จะส่งผลให้

Cumulative passing (%) 62 คอนกรีตมี WORKABILITY ดี , STRENGTH ดี และราคาต่าดว้ ยมวลรวมทีม่ ขี นาดคละดี หมายถึง มวล รวมทม่ี ีมวลรวมหยาบและละเอียดขนาดต่างๆกนั คละเคล้ากันใหเ้ หลอื ชอ่ งว่างน้อยที่สุดอัตราส่วนของ ทรายต่อมวลรวม (S/A) ควรอยู่ในช่วง 0.40-0.50 โดยน้าหนักหินท่ีใช้มี SIZE NUMBER 6 (หินกลาง) และ SIZE NUMBER 7 (หินเล็ก) นามารวมกันในอัตราส่วน SIZE NO.6 /SIZE NO.7 เท่ากับ 50- 65% โดยน้าหนัก ลักษณะของมวลรวมที่สามารถใช้ในงานคอนกรีตได้ต้องมีขนาดผ่านตามมาตรฐาน ASTM C33 ขอ้ กาหนดของมาตรฐาน ASTM C33 ไดก้ าหนดขนาดของมวลรวมในงานคอนกรตี ดงั น้ี 1.หินทใ่ี ช้ในการผสมทาคอนกรีต ไดแ้ ก่ หนิ ปนู หินแกรนิต กรวด แลว้ นามาแปรรูปใหม้ ี คุณสมบัตเิ หมาะสมแก่การใช้งานขนาดของหินท่ีจะนามาใช้ผสมทาคอนกรีตควรใช้SIZE NUMBER- 6 ( 19 - 9.5 mm), 7 (12.5 - 4.75 mm), 67 (19 - 4.75 mm) 2. ทรายท่ีนามาผสมทาคอนกรีตได้แก่ ทรายแม่น้า มีขนาดเล็กกว่า 4.75 มม. หรือท่ี สามารถลอดผ่านตะแกรงร่อนมาตรฐานเบอร์ 4 แต่ต้องมีขนาดไม่เล็กกว่า 0.07 มม.ในงานคอนกรีต ท่ัวไป ใช้ทรายเม็ดหยาบขนาดอยู่ในช่วงระหว่าง 0.07-4.75 มม. ใช้ในงานคอนกรีตเทพ้ืน ฐานราก และในที่ทตี่ อ้ งการใหร้ ับแรงอดั มากๆ ขนาดของมวลรวมทใี่ ช้ในงานคอนกรีตตอ้ งมีการกระจายตวั ขนาดคละตามภาพท่ี 3.9 120 Coarse limit (ASTM C33) 100 Fine limit (ASTM C33) 80 Sand 1-1 60 Sand 1-2 40 Sand 1 20 Sand 1 0 0.1 1 10 Sieve size (mm) ภาพที่ 3.9 การกระจายตวั ขนาดคละของมวลรวม ตามมาตรฐาน ASTM C33 ทม่ี า: สรุ เชษฐ์ วรรณา (2562)

63 6. ค่าความละเอยี ด (FINENESS MODULUS) , (F.M.) โมดลู สั ความละเอียดเป็นค่าท่ีบอกความละเอยี ดของทรายหาไดโ้ ดยการรวมค่าเปอรเ์ ซ็นต์ คา้ งสะสม (CUMULATIVE PERCENTAGES RETAINED) บนตะแกรงเบอร์ 4,8,16,30, 50 และ 100 แลว้ หารดว้ ย 100- ทรายสาหรับผลิตคอนกรีต ควรมคี า่ โมดูลัสความละเอยี ดตงั้ แต่ 2.2 - 3.2- ค่า F.M. น้อย (F.M. 2.2) แสดงวา่ ทรายละเอียด- คา่ F.M. มาก (F.M. 3.2) แสดงวา่ ทรายหยาบ- คา่ F.M. ทรายทเี่ หมาะกับงานคอนกรีตควรมีค่า F.M. ประมาณ 2.7 ทรายที่มีความละเอยี ด (F.M. 2.2) จาเปน็ ตอ้ งใช้นา้ มากเพื่อให้ได้ความสามารถเทได้(WORKABILITY) ที่เท่ากันเน่อื งจากพื้นที่ ผิวสัมผสั มากกว่า เมอ่ื น้าหนักเท่ากันถา้ ทรายมีความ หยาบมากเกนิ ไป (F.M. 3.2) กจ็ ะทาให้ ความสามารถในการแทรกประสานเขา้ ไปในช่องระหวา่ งมวลรวมหยาบไมด่ ีพอ ต้องใช้ปริมาณเพสต์ เพอ่ื เข้าไปแทนที่ช่องวา่ งมากขนึ้ อนั ทาใหค้ อนกรตี ท่ีได้มรี าคาสูงข้ึนดว้ ย เคร่ืองคดั ขนาดของมวลวาม หยาบและมวลรวมละเอยี ด สามารถแสดงดังภาพที่ 3.10 และ คา่ F.M. ของมวลรวมละเอียด (ทราย) สามารถแสดงดังภาพท่ี 3.11 ภาพที่ 3.10 เครื่องคดั แยกขนาดมวลรวมหยาบและมวลรวมละเอียด ท่มี า :https://www.yotathai.com/yotanews/concrete-technology

64 (a) (b) (c) (a)ทรายหยาบ ค่า F.M. 3.15 (b) ทรายมาตรฐาน คา่ F.M. 2.65 (c) ทรายละเอียด ค่า F.M. 2.10 ภาพท่ี 3.11 ค่า F.M. ของมวลรวมละเอยี ด (ทราย) ทีม่ า :https://www.yotathai.com/yotanews/concrete-technology 7. ความชน้ื และการดูดซมึ (MOISTURE AND ABSORPTION) มวลรวมมีรูพรุนภายในบางส่วนติดต่อกับผิวนอกจึงสามารถดูดความชื้น และน้าบางส่วน ดังนั้นมวลรวมท่ีเก็บอยู่ในสภาพธรรมชาติจึงมีความชื้นต่างๆ กันไปหากมวลรวมอยู่ในสภาพแห้งก็จะ ดูดน้าผสมเข้าไปทาให้อัตราส่วนน้าต่อซีเมนต์จริงลดลง หากเปียกช้ืนก็ทาให้อัตราส่วนน้าต่อซีเมนต์ จริงสูงกว่าที่ควรจะเป็น สภาพความช้ืนของมวลรวมอาจแบ่งสภาพความชื้นออกได้เป็น 4 ลักษณะ ดังน้ี สามารถแสดงดังภาพท่ี 3.12

65 ภาพที่ 3.12 ลักษณะสภาพความชน้ื ของมวลรวม ท่ีมา : http://civil.eng.cmu.ac.th/courses/materials-testing/c2 1. อบแห้ง (OVEN-DRY) ความช้ืนถูกขับออกด้วยความร้อนในเตาอบที่อุณหภูมิ 105 องศา เซยี ลเซยี ส จนมนี า้ หนกั คงที่ 2. แหง้ ในอากาศ (AIR-DRY) ผวิ แห้งแต่อาจมีน้าในรพู รนุ 3. อม่ิ ตัวผวิ แห้ง (SATURATED SURFACE-DRY) รพู รนุ เต็มไปดว้ ยน้าแต่ผวิ แหง้ 4. เปยี ก (ฏWET) รูพรุนเต็มไปด้วยนา้ และมนี ้าบนผวิ ดว้ ย หมายเหตุ: ในการคานวณออกแบบสว่ นผสมทกุ ครงั้ จะถือวา่ มวลรวมอยู่ในสภาวะ “อิม่ ตวั ” ผวิ แหง้ (SSD) แลว้ จึงปรบั ปริมาณนา้ ตาลกั ษณะของวสั ดุท่ีเปน็ จริง ปริมาณของความช้ืนในมวลรวมสามารถคานวณได้ตามสมการที่ 3.1และค่าการดูดซึมของมวลรวม สามารถคานวณได้ตามสมการที่ 3.2 TOTAL MOISTURE = [(น.น.ทราย – น.น.ทรายแหง้ )/ น.น.ทรายแห้ง]*100 (3.1) ABSORPTION = [(น.น.ทรายอม่ิ ตัวผวิ แหง้ – น.น.ทรายแหง้ )/ น.น.ทรายแหง้ ] * 100 (3.2) นอกจากนคี้ า่ FREE MOISTURE สามารถหาไดจ้ ากสมการ (3.1)-(3.2)

66 FREE MOISTURE = TOTAL MOISTURE – ABSORPTION (3.3) 8. ความถ่วงจาเพาะ (SPECIFIC GRAVITY) ความถ่วงจาเพาะของมวลรวมคือ อัตราส่วนระหว่างความหนาแน่นของมวลรวมต่อความ หนาแนน่ ของน้าหรือสามารถคานวณไดต้ ามสมการท่ี 3.4 คา่ ถ.พ. ของมวลรวม = น้าหนกั มวลรวม / น้าหนกั ของน้าทีม่ ีปรมิ าตรเท่ากัน (3.4) คา่ ถ่วงจาเพาะของวัสดทุ ่ใี ช้งานออกแบบส่วนผสมคอนกรตี แสดงดังตารางท่ี 3.4 ตารางที่ 3.4 ค่าถว่ งจาเพาะของมวลรวมและวสั ดปุ ระสานทีใชใ้ นงานคอนกรีตในประเทศไทย วสั ดุ คา่ ถ่วงจ้าเพาะ (ถ.พ.) มวลรวมละเอียด (ทราย) 2.65 มวลรวมละหยาบ (หนิ ) 2.70 ปนู ซีเมนต์ 3.15 9. หนว่ ยน้าหนกั และชอ่ งวา่ ง (UNITWEIGHT AND VOID) หน่วยนา้ หนกั คอื น้าหนักของมวลรวมในขนาดคละทต่ี อ้ งการตอ่ หน่วยปริมาตร หนว่ ย น้าหนักจะบอกถึงปริมาตรและช่องว่างระหว่างมวลรวมที่มวลรวมน้าหนักหนึ่งๆ จะบรรจุลงได้หน่วย น้าหนักของมวลรวมท่ใี ชอ้ ยู่ทว่ั ๆไปในประเทศไทยมคี า่ 1,400-1,600 กก./ลบ.เมตรการนาเอามวลรวม หยาบและมวลรวมละเอียดมาผสมกันด้วยอัตราส่วนต่างๆ จะมีผลต่อหน่วยน้าหนักของมวลรวมผสม ดงั ภาพท่ี 3.13

67 ภาพที่ 3.13 ความสัมพันธร์ ะหวา่ งหนว่ ยนา้ หนกั และปรมิ าณมวลรวมละเอียด ที่มา :https://www.yotathai.com/yotanews/concrete-technology ภาพที่ 3.13 หน่วยน้าหนักสูงสุดจะเกิดข้ึนเม่ือใช้มวลรวมละเอียด 30-40% โดยน้าหนักของมวลรวม ทั้งหมดดังนั้นถ้าคานึงเฉพาะราคาคอนกรีต (ใช้ซีเมนต์เพสต์น้อยที่สุด) เราควรใช้เปอร์เซ็นต์ทราย ในชว่ งดงั กล่าว แตใ่ นทางปฏบิ ตั ิต้องคานึงถงึ ความสามารถในการเทได้ของคอนกรตี สดดว้ ย

68 สรปุ ทา้ ยบท ปริมาตรทีใ่ ช้ในคอนกรีตประมาณ 70-80% ของปริมาณของส่วนผสมท้ังหมด เป็นมวลรวม ได้แก่ หิน ทราย ซึ่งหินที่ใช้ผสมคอนกรีต ได้แก่ หินปูน หินแกรนิต หรือ กรวด เรียกว่า “มวลรวมหยาบ” และ ทราย ที่ใช้ในงานคอนกรีต ได้แก่ ทรายแม่น้า ทรายบก หรือ หินบดละเอียด เรียกว่า “มวลรวม ละเอียด” มวลรวมท่ีใช้ในงานคอนกรีตในประเทศไทยจะต้องมีขนาดคละตามที่มาตรฐานท่ี ASTM C33 กาหนด ซ่ึงก่อนการนามวลรวมมาใช้ในงานคอนกรีตน้ันจะต้องมีการทดสอบคุณสมบัติต่าง ๆ 9 ขนั้ ตอน ไดแ้ ก่ 1. ความแขง็ แรง (STRENGTH) 2. รปู รา่ งและลักษณะผวิ (PARTICLE SHAPE AND SURFACE TEXTURE) 3. ความคงทนตอ่ ปฏิกิรยิ าเคมี (CHEMICAL STABILITY) 4. ขนาดใหญส่ ดุ (MAXIMUM SIZE) 5. ขนาดคละ (GRADATION) 6. ค่าความละเอียด (FINENESS MODULUS, F.M.) 7. ความชน้ื และการดดู ซมึ (MOISTURE AND ABSORPTION) 8. ความถ่วงจาเพาะ , ถ.พ. (SPECIFIC GRAVITY) 9. หนว่ ยนา้ หนกั และชอ่ งว่าง (UNIT WEIGHT AND VOID)

69 คาถามทา้ ยบท 1. มวลรวมทีใ่ ชใ้ นงานคอนกรตี มีหน้าท่อี ะไร 2. มวลรวมในงานคอนกรีตแบง่ ออกได้แก่ประเภทอะไรบ้าง 3. มวลรวมหยาบในงานคอนกรีตหมายถึงอะไรและไดแ้ ก่อะไรบา้ ง 4. มวลรวมละเอียดในงานคอนกรตี หมายถงึ อะไรและไดแ้ กอ่ ะไรบา้ ง 5. คา่ ความช้นื ของมวลรวมหมายถงึ อะไรและมีความสาคัญอย่างไรต่อการออกแบบส่วนผสม คอนกรีต 6. หน่วยนา้ หนกั และอัตราสว่ นทรายตอ่ มวลรวม (S/A) มผี ลตอ่ ค่าของการรับกาลังอัดของคอนกรตี อย่างไรบ้าง 7. ตามมาตรฐาน ASTM C33 การตรวจสอบขนาดคละของมวลรวมตอ้ งใชต้ ะแกรงขนาดเท่าไรบา้ ง

70 เอกสารอา้ งองิ วินติ ชอ่ วเิ ชยี ร (2539), คอนกรีตเทคโนโลยี (Concrete Technology) พมิ พค์ รง้ั ท่ี8.กรุงเทพฯ : ป. สัมพันธ์พาณิชย์ใ ปติ ิ สคุ นธสุขกุล (2555), คอนกรตี (CONCRETE) กรงุ เทพฯ: SE-ED สานักพิมพ์วรรณกวี อนันตภ์ ักด์ิ โชติมงคล (2538), ปนู ซเี มนตป์ อรต์ แลน์ Ceramic Technology หนา้ 55 http://www.elfit.ssru.ac.th/reudee_ni/file.php/1/CeramicTechnology/c2- cement.pdf เฉลยี ว โพธพิ ิรุฬห์. (ม.ป.ป.). งานปูน – ก่อสรา้ ง. กรงุ เทพฯ: ร่งุ เรอื งธรรม http://www.elfit.ssru.ac.th/reudee_ni/file.php/1/CeramicTechnology/c2- cement.pdf ชชั วาล เศรษฐบตุ ร (2537), คอนกรตี เทคโนโลยี Concrete technology กรุงเทพฯ: บริษทั ผลิตภัณฑแ์ ละวตั ถุก่อสรา้ ง จากดั , https://www.cpacacademy.com/index.php?tpid=0063 เรอื งรชุ ด์ิ ชรี ะโรจน์และคณะ (2556), มวลรวม http://raungrut.sungkomonline.com/?p=board_ans&webID=11&pageID=3&questi onID=11 คอนกรีตเทคโนโลยี บริษทั ทีพีไอ คอนกรีต จากัด https://www.yotathai.com/uploads/2/8/0/3/28039899/concrete-technology.pdf

71 บทท่ี 4 น้า Water for Concrete ปริมาณและคุณภาพของน้าเป็นปัจจัยสาคัญที่มีอิทธิพลอย่างมากต่อกาลังอัดของคอนกรีต ในบทนจ้ี ะมาพิจารณาเรอ่ื งคุณภาพของน้า ซึ่งมีความสาคัญมากเพราะสิ่งเจือปนต่าง ๆ ในน้าอาจจะมี ผลตอ่ คณุ สมบัติของคอนกรีต เช่นเวลาการแข็งตัว กาลังอัด ทาให้สีของคอนกรีตไม่สม่าเสมอและอาจ ก่อใหเกิดการกัดกร่อนเหล็กเสริมด้วยเหตุน้ีการเลือกน้าท่ีมีคุณสมบัติเหมาะสมสาหรับผสมและบ่ม คอนกรีตจึงจาเปน็ ต้องพจิ ารณาอยา่ งมาก 4.1 หน้าที่ของนา้ ในงานคอนกรีต น้าเป็นสว่ นประกอบสาคัญในการผลติ คอนกรตี นา้ ทาหน้าที่ 3 ประการ 1. ใช้ผสมกับปูนซีเมนต์เพ่ือให้เกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่นรวมถึงทาให้คอนกรีตมี ความสามารถในการเทได้ 2. ใชบ้ ่มคอนกรีตใหม้ กี าลังเพ่มิ ข้นึ 3. ใช้ล้างมวลรวมท่ีสกปรก เคลือบหิน ทราย ให้เปียก เพื่อให้ซีเมนต์เพสต์สามารถเข้า เกาะไดโ้ ดยรอบ เราต้องการนา้ ที่มีคุณภาพดี และปริมาณท่เี หมาะสมในการผลติ คอนกรีต กฎเกณฑ์ทั่วไปของน้าที่จะใช้ ผสมคอนกรีต คือ น้าท่ีด่ืมได้นับเป็นน้าท่ีสามารถใช้ในงานคอนกรีตได้เสมอ ส่วนปริมาณน้าผสม นอกจากจะมีผลต่อความสามารถในการใช้งานของคอนกรีตเหลว แล้วยังมีผลต่อกาลังและความ ทนทานของคอนกรีตที่แข็งตัวแล้วอีกด้วย ปัญหาท่ีมักพบบ่อยอยู่เสมอในงานคอนกรีตเน่ืองจากการใช้ ปริมาณน้าไมเ่ หมาะสมไดแ้ ก่ 1. ในขณะเปน็ คอนกรตี สด – คอนกรีตตอ้ งการน้าจานวนเพยี งให้ล่นื ไหลเข้าแบบได้ แต่ ผูท้ างานมกั จะใสน่ ้าปรมิ าณมากเพอื่ ใหค้ อนกรีตเหลวมาก สะดวกในการเทแต่กาลัง อัดจะลดต่าลง 2. ในขณะที่คอนกรีตแข็งตัวแล้ว – คอนกรีตต้องการน้าจานวนมาก เพื่อบ่มให้กาลังอัด ไดพ้ ัฒนาขึ้นตามเวลา แตผ่ ทู้ างานมักจะละเลยการบ่มคอนกรีต

72 ส่งิ ที่ควรคานงึ ถงึ ของการใชน้ ้าในงานคอนกรตี ไดแ้ ก่ 1. ปริมาณน้าที่ใช้ในปฏิกิริยาไฮเดรช่ัน ปูนซีเมนต์ 100 กก. จะใช้น้าอย่างน้อยโดยประมาณ 24 ลิตร ในการทาปฏิกิรยิ าไฮเดรชั่น หรอื น้า : ซีเมนต์ (w/c) = 0.24 2. ปรมิ าณนา้ ที่ใช้มากเกินความจาเปน็ ตอ่ ปฏกิ ิริยาไฮเดรชั่นในคอนกรตี จะเปน็ นา้ สว่ นเกนิ ( Excess water) ซ่ึงก่อให้เกิดผลเสียกับคอนกรีต คือ เกิดการเย้ิม (Bleeding), เกิดการ แยกตัว (Segregation), การยืดหดตวั (Shrinkage), และช่องว่างในคอนกรีต ( Void) ดังนั้น เพื่อให้คอนกรีตมีความเหลวพอท่ีจะเทลงแบบได้เราต้องใช้น้ามากข้ึนโดยทั่วไปจะใช้น้า ประมาณ 48 - 80 ลติ รตอ่ ปูนซเี มนต์ 100 กก. 3. สิง่ เจอื ปน – สิ่งเจือปนจะส่งผลเสียต่อคุณภพาของคอนกรีต ซึ่งสิ่งเจือปนที่เราควรพิจารณา มี 3 ประเภท ได้แก่ ตะกอน, สารละลาย, และสารละลายอนิ ทรยี ์ 4.2 ขอ้ กาหนดของนา้ ผสมคอนกรีต สิ่งเจอื ปนในน้าทีใ่ ชใ้ นการผสมคอนกรตี มีผลต่อคุณภาพของคอนกรีตที่แข็งตัวแล้ว เช่น หาก มปี ริมาณตะกอนเกินกวา่ 2,000 สว่ นต่อล้าน (ppm) อาจจะทาให้ตั้องใช้ปริมาณน้ามากกว่าปกติ การ หดตัวของคอนกรตี จะเพิม่ ขนึ้ หรอื ทาให้เกิดขเ้ี กลือบริเวณผิวของคอนกรีต (Efflorescence) ดังน้าถ้า ใช้นา้ ขนุ่ มากหรือปล่อยให้น้าตกตะกอนเสียก่อน นอกจากนี้ปริมาณของสารอินทรีย์ในน้าท่ีมากเกินไป ยังส่งผลให้ซีเมนต์มีการก่อตัวช้าลง หรือทาให้เกิดฟองอากาศปริมาณมากจนกาลังของคอนกรีตลดลง ดังนั้นมขี ้อกาหนดของน้าผสมคอนกรตี ดังน้ี 1.ความเป็นกรด-ด่าง (pH VALUE) 6-8 2.ปริมาณของแข็ง (TOTAL SOLIDS) ไม่มากกวา่ 2000 ppm 3.ปริมาณซลั เฟต (SULFATE , SO4) ไม่มากกว่า 1000 ppm 4.ปริมาณคลอไรด์ (CHLORIDE ,Cl) ไมม่ ากกวา่ 500 ppm 4.3 การทดสอบคณุ สมบัติของนา้ ทีจ่ ะใชใ้ นส่วนผสมคอนกรีต การทดสอบน้าผสมคอนกรีตนี้ จะทาการทดสอบเปรียบเทียบการก่อตัวและกาลังอัดกับน้า กลั่น ปริมาณน้าที่จะทดสอบจะต้องไม่น้อยกว่า 5 ลิตร น้าท่ีเหมาะสมสาหรับผสมคอนกรีตควรมี คณุ สมบัติดังนี้ 1. ค่าก่อตัวเร่มิ ข้นึ (Initial Setting Time) ตา่ งจากตัวอย่างทีท่ าจากน้ากลั่นไมเ่ กนิ 30นาที 2. ค่าเฉล่ียของกาลังอัดของตัวอย่างที่ใช้น้าท่ีนามาทดสอบต้องได้ค่าที่ไม่น้อยกว่า 90% ของกาลังอดั ของตวั อย่างท่ีใชน้ ้ากล่นั

73 ถ้าผลการทดสอบที่ได้ออกมานอกเหนือจากค่าที่กาหนด แสดงว่าน้าน้ันมีผลต่อคอนกรีต อาจแกไ้ ขได้โดยการเปลี่ยนแหล่งนา้ ทจ่ี ะนามาผสมคอนกรีต

74 สรปุ ท้ายบท น้าเป็นส่วนประกอบสาคญั ในการผลติ คอนกรีต น้าทาหนา้ ท่ี 3 ประการ ไดแ้ ก.่ ใ ช้ ผสมกับปนู ซีเมนตเ์ พือ่ ใหเ้ กดิ ปฏิกิริยาไฮเดรชนั่ รวมถึงทาให้คอนกรตี มคี วามสามารถในการเทได้, ใ ช้ บ่มคอนกรีตให้มีกาลังเพ่ิมข้ึน, และใช้ล้างมวลรวมท่ีสกปรก เคลือบหิน ทราย ให้เปียก เพื่อให้ซีเมนต์ เพสต์สามารถเข้าเกาะ ข้อกาหนดของน้าท่จี ะใช้ผสมคอนกรตี จะต้องมคี ุณสมบัตดิ งั ตอ่ ไปนี้ 1.ความเป็นกรด-ด่าง (pH VALUE) 6-8 2.ปรมิ าณของแข็ง (TOTAL SOLIDS) ไมม่ ากกวา่ 2000 ppm 3.ปริมาณซัลเฟต (SULFATE , SO4) ไมม่ ากกวา่ 1000 ppm 4.ปริมาณคลอไรด์ (CHLORIDE ,Cl) ไมม่ ากกว่า 500 ppm

75 คาถามทา้ ยบท 1. หน้าทหี่ ลกั ของนา้ ในสว่ นผสมคอนกรตี มีอะไรบ้างจงอธบิ าย 2. ขอ้ กาหนดที่นา้ ท่ีใช้ในสว่ นผสมคอนกรตี มีอะไรบ้างจงอธบิ าย 3. สง่ิ ทคี่ วรคานึงถึงของการใชน้ ้าในงานคอนกรตี ไดแ้ ก่อะไรบ้างจงอธบิ าข 4. จงอธบิ ายกระบวนการทดสอบคณุ สมบตั นิ า้ ทจี่ ะใช้ในส่วนผสมคอนกรีตมีอะไรบา้ งจงอธิบาย

76 เอกสารอ้างองิ วนิ ิต ช่อวิเชียร (2539), คอนกรตี เทคโนโลยี (Concrete Technology) พมิ พค์ รงั้ ท่8ี .กรุงเทพฯ : ป. สมั พนั ธพ์ าณิชย์ใ ปติ ิ สคุ นธสุขกลุ (2555), คอนกรตี (CONCRETE) กรุงเทพฯ: SE-ED สานักพมิ พ์วรรณกวี อนันตภ์ กั ดิ์ โชติมงคล (2538), ปนู ซเี มนตป์ อร์ตแลน์ Ceramic Technology หน้า 55 http://www.elfit.ssru.ac.th/reudee_ni/file.php/1/CeramicTechnology/c2- cement.pdf เฉลียว โพธิพริ ฬุ ห์. (ม.ป.ป.). งานปนู – ก่อสรา้ ง. กรุงเทพฯ: ร่งุ เรอื งธรรม http://www.elfit.ssru.ac.th/reudee_ni/file.php/1/CeramicTechnology/c2- cement.pdf ชัชวาล เศรษฐบุตร (2537), คอนกรตี เทคโนโลยี Concrete technology กรงุ เทพฯ: บริษัท ผลิตภัณฑแ์ ละวตั ถุก่อสรา้ ง จากัด, https://www.cpacacademy.com/index.php?tpid=0063 เรืองรชุ ดิ์ ชีระโรจน์และคณะ (2556), น้าทใ่ี ชใ้ นงานคอนกรตี http://raungrut.sungkomonline.com/?p=board_ans&webID=11&pageID=3&questi onID=11

77 บทท่ี 5 สารผสมเพมิ่ ในคอนกรตี Chemical Admixtures for Concrete 5.1 คาจากดั ความ สารผสมเพ่ิมหรือน้ายาผสมคอนกรีต (concrete Admixture) หมายถึง สารใดๆ นอกเหนือไปจากน้า ปูนซีเมนต์ หิน และทราย อันใช้เติมลงไปในส่วนผสมของคอนกรีตไม่ว่าจะก่อน หรือหลังกาลังผสม เพอ่ื ปรับปรุงหรอื เพิ่มประสิทธิภาพคอนกรีตขณะยังเหลวอยู่หรือคอนกรีตที่แข็งตัว แล้วให้ได้คุณสมบัติตามท่ีต้องการเพื่อให้สอดคล้องกับสภาพของวัสดุ, สิ่งแวดล้อม, และสภาพการ ทางาน วตั ถุประสงค์ท่ัว ๆ ไปชองการใช้น้ายาผสมคอนกรีต คือ ปรับปรุงความสามารถเทได้, เร่งหรือ หน่วงเวลา การก่อตัว, ควบคุมหรือดัดแปลงการพัฒนากาลังอัด ปรับปรุงคุณสมบัติด้านการต้านทาน การแตกร้าวเน่ืองจากความร้อน การทนต่อกรดและซัลเฟต เป็นต้น ท่ีมักนิยมนามาใช้ในประเทศไทย ได้แก่ สารกักกระจายฟองอากาศ สารลดน้า สารลดน้าและหน่วงการก่อตัว และสารเร่งการก่อตัว นอกจากนี้สารผสมเพ่ิมท่ีถูกใช้เพิ่มปรับปรุงหรือเพ่ิมประสิทธิภาพคอนกรีตสดหรือคอนกรีตท่ีแข็งตัว แล้ว สารผสมเพ่ิมยังสามารถปรับปรุงคุณสมบัติคอนกรีตให้มีความทนทาน ความสามารถเทได้หรือ คุณลักษณะของคอนกรีตทางด้านต่างๆ ให้ดีย่ิงขึ้น สารผสมเพ่ิมถูกนามาใช้เพ่ือเอาชนะขีดจากัดของ การก่อสร้าง ไม่ว่าจะเป็นการเทคอนกรีตในสภาวะท่ีมีอากาศร้อนหรืออากา ศหนาว ใช้เพิ่ม ความสามารถทาให้ปั๊มได้ง่าย เร่งกาลังอัดช่วงต้นให้ได้ตามท่ีต้องการ หรือการทาคอนกรีตให้มี อตั ราสว่ นน้าตอ่ ซเี มนต์ (W/C) ท่ตี ่ามากๆ เพอ่ื เพิม่ กาลงั อดั หรอื ความทบึ นา้ 5.2 ประเภทของสารผสมในคอนกรีต สามารถแบง่ เป็น 4 จาพวก ดังแสดงในภาพท่ี 5.1 5.2.1 .สารกักกระจายฟองอากาศ (AIR ENTRAINING) 5.2.2 น้ายาเคมี (CHEMICAL ADMIXTURE) 5.2.3 สารประสมประเภทแร่ (MINERAL ADMIXTURE) 5.2.4 สารผสมเพ่ิมอ่ืน ๆ ได้แก่ สารผสมเพิ่มอื่น ๆ ท่ีไม่จัดอยู่ใน 3 ประเภทแรก ซึ่งผลิต ข้ึนมาเพอ่ื ใช้งานเฉพาะอยา่ งเท่านน้ั

78 ภาพท่ี 5.1 การแบ่งประเภทของสารผสมเพมิ่ ในคอนกรีต ทมี่ า: ชชั วาลย์ เศรษฐบุตร (2537, หนา้ 50) 5.2.1 สารกกั กระจายฟองอากาศ (AIR ENTRAINING) ส า ร กั ก ก ร ะ จ า ย ฟ อ ง อ า ก า ศ เ ป็ น ส า ร เ ค มี ห รื อ ส า ร อิ น ท รี ย์ ช นิ ด น้ า ท่ี ท า ป ฏิ กิ ริ ย า บ น ผิ ว (Organic Surfactants) โดยก่อให้เกิดฟองอากาศในปริมาณท่ีสามารถควบคุมได้ในเน้ือคอนกรีต ดัง แสดงในภาพที่ 5.2 ฟองอากาศขนาดเล็กเนื่องจากการใส่สารกักกระจายฟองอากาศจะกระจายตัวอยู่

79 สม่าเสมอและจะคงตัวในเนื้อคอนกรีต โดยทั่วไปจะมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.25+ 1 มิลลิเมตร ฟองอากาศที่เกิดขึ้นน้ี (Entrain Air) แตกต่างจากโพรงอากาศ (Entrapped Air) ซ่ึงมีขนาดใหญ่และ จะเกิดในบางบริเวณอันเนื่องมาจากการจี้เขย่าคอนกรีตไม่พอ สารกักกระจายฟองอากาศน้ีช่วยให้ คอนกรตี มคี วามคงทนต่อการแข็งตัวของน้า (Frost) หรือเกล็ดท่ีทาให้น้าแข็งละลาย (De-Icing Salts) นอกจากนยี้ ังชว่ ยเสริมความสามารถเทไดข้ องคอนกรีตสดดว้ ย ภาพที่ 5.2 การเปรยี บเทียบการลดฟองอากาศภายในคอนกรตี เนื่องจากการใสส่ ารกระจาย ฟองอากาศ ท่มี า: https://cpacacademy.com/index.php?tpid=0141 ลักษณะการทางาน: สารกักกระจายฟองอากาศจะประกอบด้วยตัวเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติ บนผิวของอนุภาคซึ่งมักรวมกันอยู่ระหว่างผิวน้าและอากาศ ทาให้แรงดึงผิวของน้าลดลง ก่อให้เกิด ฟองอากาศขนาดเล็กมากกระจายอยู่อย่างสม่าเสมอในเน้ือคอนกรีต โดยฟองอากาศน้ีจะถูกทาให้อยู่ ตวั ด้วย การกักกระจายฟองอากาศนี้มีผลดีตอ่ ความสามารถในการใช้งานและการเกาะตัวของคอนกรีต เหลว โดยลดการแยกตัวและการเยิ้มไม่ว่าจะมีค่ายุบตัวมากหรือน้อยก็ตามในคอนกรีตที่มีค่ายุบตัว เดยี วกัน คอนกรตี ที่มฟี องอากาศจะใชง้ านได้ดกี ว่าคอนกรีตธรรมดา เพราะเทลงแบบและบดอัดได้ง่าย กว่า หรือมีความสามารถเทได้ดีกว่าน่ันเอง ในส่วนผสมท่ีเหลว ฟองอากาศจะช่วยลดการแยกแยะท่ี อาจเกิดขึน้ ระหว่างการขนส่งและการใชง้ าน ทั้งนี้การเพ่ิมปริมาณอากาศ 5% จะทาให้ค่ายุบตัวเพิ่มข้ึน 15-50 มม. โดยมีปริมาณเพสต์ คงที่ ท้ังน้ีเป็นเพราะฟองอากาศขนาดเล็กเหล่าน้ีทาหน้าที่เสมือนเป็นมวลรวมละเอียดขนาดเล็กซึ่ง ยืดหยุ่นได้และมีแรงเสียดทานต่า จึงช่วยลดแรงเสียดทานระหว่างของแข็งภายในเน้ือคอนกรีตเหลว คอนกรีตจึงมีลักษณะคล้ายกับว่ามีทรายมาก คุณสมบัตินี้ใช้ได้ผลดีสาหรบส่วนผสมท่ีขาดอนุภาคเล็ก ตามปกตจิ ะไมใ่ ชก้ ารกกั กระจายฟองอากาศเพื่อเพ่มิ คา่ ยบุ ตัว แต่ใช้เพ่ือลดปริมาณทรายและน้าสาหรับ คา่ ยุบตัวหนง่ึ ๆ การเพ่มิ ปริมาณอากาศ 5% สามารถทาให้ลดปริมาณน้าได้ 20-30 ลิตร/ลบ.ม. ซึ่งทา

80 ให้เกิดกาลังอัดของคอนกรีตสูงข้ึน และเป็นส่วนหนึ่งที่ทดแทนกาลังอัดท่ีลดลงเพราะปริมาณอากาศที่ สูงขึ้น ผลของสารกักกระฟองอากาศต่อคอนกรีตที่แข็งตัวแล้ว (Hardness concrete) ปริมาณ ฟองกาศภายในคอนกรีตที่เพิ่มขึ้นมีผลเสียต่อกาลังอัดของคอนกรีต ตามปกติคอนกรีตท่ีมีฟองอากาศ กาลังอัดจะลด 5% ทุก ๆ การเพิ่มข้ึนของฟองอากาศ 1 % ภาพที่ 5.3 แสดงผลให้เห็นว่า ปริมาณ อากาศท่ีมากเกินไปจะทาให้ท้ังกาลังอัดและความคงทนของคอนกรีตน้อยลง ซ่ึงจะเห็นได้ว่าสารกัก กระจายฟองอากาศจะมีผลกระทบต่อความสามารถเทได้ กาลังอัดและปริมาตรของคอนกรีต ดังน้ัน ผู้ออกแบบสว่ นผสมคอนกรตี จาตอ้ งนาปจั จยั เหล่านีม้ าพจิ ารณาด้วย ภาพท่ี 5.3 ผลของสารกกั กระจายฟองอากาศต่อกาลงั อดั และความคงทน ทีม่ า: ชัชวาลย์ เศรษฐบตุ ร (2537, หนา้ 53) ปจั จัยท่มี ผี ลกระทบตอ่ สารกกั กระจายฟองอากาศไดแ้ ก่ 1. วัสดุผสมคอนกรีตและสดั ส่วนผสม - ส่วนละเอียด เช่น ทรายละเอียด หรือปริมาณซีเมนต์ที่เพิ่มข้ึนจะยับยั้งการเกิด ฟองอากาศ - ปรมิ าณฟองอากาศจะเพ่ิมขน้ึ โดยลดขนาดของหนิ - สัดส่วนของทรายมีความสาคัญต่อปริมาณฟองอากาศ โดยการเพิ่มทรายขนาด 300- 600 ไมโครเมตร จะก่อให้เกิดปริมาณฟองอากาศมากขึ้น แต่ถ้ามีทรายท่ีละเอียด มาก โดยเฉพาะทรายที่ได้จากการบดหินจะยับย้ังการเกิดฟองอากาศมากขึ้น แต่ถ้า มีทรายที่ละเอียดมาก โดยเฉพาะทรายท่ีได้จากการบดหินจะยับยั้งการเกิด ฟองอากาศ

81 - น้าท่ีเหมาะสมสาหรับคอนกรีตไม่มีผลต่อปริมาณฟองอากาศท่ีเกิดขึ้น แต่น้ากระด้าง จะยับยั้งการเกิดฟองอากาศ ดังน้ันจึงต้องใส่ปริมาณสารกักกระจายฟองอากาศ เพิ่มขึ้น - การใช้สารผสมเพิ่มอ่ืน ๆ ร่วมกับสารกักกระจายฟองอากาศจะต้องทาอย่าง ระมัดระวัง ในบางกรณีอาจจะยับย้ังการเกิดฟองอากาศ หรือในบางกรณีจะต้องใส่ สารผสมเพมิ่ อ่ืน ๆ หลงั จากท่ฟี องอากศเกิดขน้ึ ก่อนแล้ว 2. การผสมและการจี้เขย่า - ปริมาณฟองอากาศจะถูกกระทบด้วย ชนิด อัตราและเวลาท่ีใช้ในการผสม รวมท้ัง ปริมาณคอนกรีตทถ่ี กู ผสม การยดื เวลาการผสมจะสง่ ผลใหฟ้ องอากาศลดลง - คอนกรีตที่มีความสามารถเทได้ต่ามาก จะก่อให้เกิดฟองอากาศได้ยากมากและ ปริมาณฟองอากาศจะเพิ่มข้ึนเมือความสามารถเทได้มากข้ึน ตลอดช่วงค่ายุบตัว 25-150 มม. - การจเ้ี ขยา่ คอนกรีตมาเกนิ ไปจะส่งผลใหป้ รมิ าณฟองอากาศลดลง 3. สภาพแวดล้อม - ปริมาณฟองอากาศในคอนกรีตจะเป็นปฏิภาคผกผันกับอุณหภูมิ กล่าวคือ เมื่อ อณุ หภมู ิสูงขึ้นจาก 10 องศาเซลเซียส เปน็ 32 องศาเซลเซียส ปริมาณฟองอากาศจะ ลดลงประมาณ 50% 5.2.2 นา้ ยาเคมี (CHEMICAL ADMIXTURE) เป็นสารประกอบท่ีละลายน้าที่เติมลงไปในส่วนผสมคอนกรีตเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติบาง ประการของคอนกรีต เช่น เพ่ือลดปริมาณน้าในส่วนผสม ควบคุมการก่อตัวและการแข็งตัวหรือ ปรบั ปรุงความสามารถในการใชง้ านของคอนกรตี เหลวเป็นต้น ดังนั้นสามารถสรุปหน้าท่ีหลักของน้ายา เคมีทีผ่ สมในคอนกรีตได้ 3 ประการ ดังน้ี 1.การควบคมุ คุณภาพให้คอนกรีตมีหนว่ งระยะเวลาการก่อตวั 2. การควบคมุ คณุ ภาพให้คอนกรีตมีการเร่งระยะเวลาการกอ่ ตวั 3. การควบคมุ ปรมิ าณนา้ ในคอนกรีต อย่างไรกด็ ตี ามมาตรฐาน A.S.T.M. C 494 แบง่ สารเคมผี สมเพิ่มออกเปน็ 7 ประเภท คือ 1. TYPE A สารลดปรมิ าณนา้ (Water Reducing) 2. TYPE B สารยืดเวลาการกอ่ ตวั (Retarding) 3. TYPE C สารเร่งเวลาการกอ่ ตัวและแข็งตวั (Accelerating) 4. TYPE D สารลดปรมิ าณนา้ และยดื เวลาก่อตวั (Water Reducing and Retarding)

82 5. TYPE E สารลดปริมาณน้าและเร่งเวลากอ่ ตัว (Water Reducing and Accelerating) 6. TYPE F สารลดปริมาณน้าจานวนมาก (Water Reducing-High rage) 7. TYPE G สารลดปริมาณน้าจานวนมากและยืดเวลาการก่อตัว (Water Reducing-High Rang and Retarding) ลักษณะของน้ายาเคมีผสมเพ่ิมในคอนกรีตสามารถแสดงดังภาพท่ี 5.4 และแต่ละประเภทมีคุณสมบัติ ดังต่อไปนี้ ภาพที่ 5.4 นา้ ยาเคมี ท่ีมา: https://cpacacademy.com/index.php?tpid=0141 1. นา้ ยาเคมปี ระเภทสารลดนา้ (Water Reducers) สารลดปริมาณน้าหรือท่ีรู้จักชื่อ Plasticizer หมายถึง สารผสมเพ่ิมที่เติมลงในส่วนผสม คอนกรีต เพื่อลดปริมาณน้าที่จะต้องใช้ผสม โดยได้ความข้นเหลวตามกาหนด และไม่มีผลกระทบต่อ ปริมาณฟองอากาศหรือเวลาการก่อตัวของคอนกรีต สารลดน้าเมื่อเติมลงในส่วนผสมคอนกรีตจะ สามารถลดปรมิ าณนา้ ทีใ่ ช้ผสมโดยไดค้ า่ ยบุ ตัวตามต้องการ คอนกรีตที่ใส่สารลดน้าจะให้ค่ากาลังอัดสูง กว่าคอนกรตี ทั่วไปเลก็ น้อย ทงั้ น้ีเน่ืองมาจากสารลดน้าจะช่วยทาให้อนุภาคปูนซีเมนต์เกิดการกระจาย ตัวอย่างสม่าเสมอ จากคุณสมบัติของน้ายาลดน้าเราสามารถลดปริมาณปูนซีเมนต์และน้าท่ีใช้ลงโดย ยังคงอัตราส่วนน้าต่อปูนซีเมนต์ (W/C) ท่ียังเท่าเดิมได้ สารลดน้ามักถูกนามาใช้สาหรับงานท่ีต้องการ คุณภาพสูงมีลักษณะการทางานที่ยากลาบาก เช่น คอนกรีตปั๊มหรืออุณหภูมิหน้างานร้อนจัดเพื่อ ชดเชยความต้องการน้าที่สูญเสียไประหว่างการเทคอนกรีตและช่วยให้อัตราการสูญเสียค่ายุบตัวของ คอนกรีตยาวนานขึ้นด้วย สารลดน้าที่ใช้ในงานคอนกรีตเทียบเท่ามาตรฐาน ASTM C 494 Specification for Chemical Admixtures for Concrete ประเภท A การลดปริมาณน้าในส่วนผสม เป็นส่ิงที่สาคัญมาก สาหรับงานคอนกรีตจะพบว่าสารเคมีผสม คอนกรีต 5 ใน 7 ชนิด จะมีคุณสมบัติลดปริมาณน้า ซ่ึงน้าจานวนพอดีท่ีจะทาปฏิกิริยาไฮเดรชั่น คือ ประมาณ 28% + 1% ของน้าหนกั ซเี มนต์ หรอื อัตราสว่ นนา้ ต่อซีเมนต์ (W/C) หรือเท่ากบั 0.28 + 0.1

83 แตค่ อนกรตี ทวั่ ไปใช้ค่าอัตราสว่ นนา้ ตอ่ ซีเมนต์มากว่า 0.35 น้าเกินนี้จะเข้าไปทาหน้าท่ีเคลือบมวลรวม ทาใหค้ อนกรตี เหลวขน้ึ ซ่งึ นา้ สว่ นเกนิ นี้ เรียกวา่ “น้าส่วนเกิน” (Excess Water) ลักษณะของน้าส่วนเกินนี้สามารถแสดงได้ดังภาพที่5.5และถ้าน้าส่วนเกินนี้มีมากเกินไปจะมี ผลเสียต่อคอนกรีต คอื - เกิดการเย้มิ ของนา้ ขน้ึ มาทีผ่ ิวหน้ามาก (Bleeding) - เกิดการแยกตัว - กาลังอัดต่าลง - เกดิ การหดตวั - ทาให้เกิดรพู รนุ มผี ลทาใหค้ อนกรีตขาดความทนทาน ภาพที่ 5.5 ลักษณะของการเกิดการเยิ้มในคอนกรตี (Bleeding) ทม่ี า: ชชั วาลย์ เศรษฐบุตร (2537, หน้า 55) ในภาพที่ 5.5 แสดงลักษณะคอนกรีตที่ใช้น้ามากเกินไป น้าส่วนหน่ึงจะอยู่ในลักษณะเป็นแอ่ง ใต้หินและบางส่วนจะเคล่ือนที่ข้ึนสู่ผิวหน้าคอนกรีต ซ่ึงคือการเยิ้ม (Bleeding) เม่ือคอนกรีตแข็งตัว แอง่ นา้ ดังกลา่ ว จะกลายเป็นโพรงอากาศทาใหค้ วามทนทานและกาลงั อัดคอนกรีตต่าลง ลักษณะการทางาน: ของสารผสมเพิ่มชนิดลดน้านี้ช่วยลดความต้องการน้าของคอนกรีตทั้งน้ี เพราะมคี ณุ สมบตั ิในการช่วยเปลี่ยนคุณสมบัติของผิวต่อระหว่างของแข็งและน้าในคอนกรีต ปกติออนุ ภาคซีเมนต์ต่าง ๆ ในคอนกรีตจะมีประจุไฟฟ้าเหลือตกค้างบนผิว ซึ่งอาจเป็นขั้วบวกหรือขั้วลบก็ได้ อนุภาคซึ่งมีประจุต่างกันจะดูดรวมกันเป็นกลุ่ม (Flocculate) ซ่ึงสามารถดูดน้าได้จานวนมากทาให้ เหลอื นา้ หล่อล่ืนคอนกรตี เหลวอยนู่ ้อย โมเลกลุ ของสารผสมเพมิ่ ชนดิ นช้ี ว่ ยทาให้ประจเุ ป็นกลางหรือทา ใหป้ ระจุบนผิวอนภุ าคต่าง ๆ กลายเปน็ ประจุชนิดเดียวกันจุงเกิดแรงผลักดันซึ่งกันและกันทาให้แยกตัว

84 กันในเนื้อเพสต์ น้าท่ีผสมไปในคอนกรึตส่วนใหญ่จึงสามารถูกใช้ลดความหนืดของเพสต์ ดังแสดงดัง ภาพที่ 5.6 ภาพที่ 5.6 ลกั ษณะการทางานของสารลดนา้ (Plasticizer) ทมี่ า: ชชั วาลย์ เศรษฐบตุ ร (2537, หนา้ 56) (ก) กอ่ นใส่สารผสมเพม่ิ ประเภทลดน้า (ข) หลังใสส่ ารผสมเพิม่ ประเภทลดน้า ภาพที่ 5.7 ลักษณะการกระจายตวั ของอนุภาคซีเมนต์หลงั การใส่สารลดน้า (Plasticizer) ทม่ี า: ชัชวาลย์ เศรษฐบตุ ร (2537, หน้า 56)

85 ภาพที่ 5.7 (ก) แสดงการกระจายตัวของอนุภาคซีเมนต์ซึ่งจะจับตัวอยู่เป็นกลุ่มก่อนท่ีจะใส่สารผสม เพิม่ ประเภทลดน้าแต่หลังจากใส่สารผสมเพิ่มประเภทลดน้าแล้วอนุภาคของซีเมนต์จะกระจายตัวตาม ภาพท่ี 5.7 (ข) ซ่ึงตามปกติถ้าใช้สารลดปริมาณน้าในปริมาณปกติ ปริมาณน้าท่ีลดลงจะอยู่ในช่วง 5- 10% อย่างไรก็ตามควรทดสอบในห้องปฏิบัติการก่อนที่จะนาไปใช้งานจริง เพ่ือหาชนิดและปริมาณ ของสารผสมเพมิ่ ท่ีจะให้บรรลุคุณสมบัตทิ ี่เหมาะสม อย่างไรก็ดีเมอื่ ใสส่ ารผสมเพิม่ ประเภทลดนา้ แลว้ จะส่งผลตอ่ คอนกรตี ดังน้ี คือ 1. การสง่ ผลตอ่ คอนกรตี ในสภาวะทคี่ อนกรตี ยงั เป็นคอนกรตี สด - สารลดปริมาณน้าจะเพ่ิมความสามารถการเทได้ ถ้าไม่มีการปรับส่วนผสมอื่น ๆ โดย ปกตจิ ะทาให้คอนกรีตมคี ่ายุบต้วั เพมิ่ ข้ึนประมาณ 25-51 มม. - สารลดปริมาณน้าท่ีมีสารประกอบของ Hydroxy carboxylic Acid จะสามารถลด ปรมิ าณนา้ ไดม้ ากกวา่ สารประกอบของ Lignosulphonate - ค่าอัตราการสูญเสียการยุบตัว (Slump Loss) .ในช่วงแรกของคอนกรีตที่ใส่สารลด ปริมาณนา้ จะมากกวา่ คอนกรตี ทวั่ ไป - สารดปริมาณน้าที่มาจากเกลือของ Hydroxy carboxylic Acid มีแนวโน้มท่ีจะ ก่อให้เกิดการเยม้ิ (Bleeding) ดงั น้ันควรใชด้ ว้ ยความระมดั ระวังโดยเฉพาะกับคอนกรีต ทม่ี คี า่ ยบุ ตัวมาก - สารลดปริมาณน้าท่ีมาจาก Lignosulphonate จะลดการเยิ้มเน่ืองจากสารประกอบ พวกน้จี ะกอ่ ให้เกิดฟองอากาศขนึ้ เลก็ น้อย คืออยูใ่ นชว่ ง 1-3% - โดยทั่วไปสารลดปริมาณน้าจะมีผลต่อเวลาการก่อนตัวคือจะหน่วงเวลาการก่อตัวข้ึน เลก็ น้อย - ถ้าไม่มีการเปลี่ยนแปลงส่วนผสมคอนกรีต สารลดปริมาณน้าจะไม่มีผลต่อความร้อน จากปฏิกริ ิยาของคอนกรีต (Heat of Hydration) 2. การส่งผลต่อคอนกรตี ทแ่ี ข็งตัวแล้ว - ถ้าอัตราส่วนน้าตอ่ ซเี มนตเ์ ท่ากัน คอนกรีตท่ีใส่สารลดปริมาณน้าจะให้ค่ากาลังอัดสูงกว่า คอนกรีตท่วั ไปเลก็ นอ้ ย ท้งั น้เี นือ่ งจากาการกระจายตัวท่ดี ขี องเม็ดปูนซีเมนต์ในส่วนผสม - เน่ืองจากสารลดปริมาณน้าส่งผลให้ค่าอัตราส่วนน้าต่อซีเมนต์ลดลง นั่นคือ กาลังอัดที่ อายุ 28 วันจะสงู ข้นึ ผลทางออ้ มกค็ อื กาลังอดั ช่วงตน้ ก็จะเพ่มิ ขน้ึ ด้วย - การหดตัว (Drying Shrinkage) และ Creep จะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อความสามารถเทได้ และกาลงั อัดที่ 28 วันเท่ากัน

86 - ผลของการลดปริมาณน้าในส่วนผสม ทาให้ความทนทานและการกันซึมน้าสูงขึ้นเพราะ คอนกรีตมเี น้อื แน่นขึ้น 2. น้ายาเคมีประเภทสารหน่วงการกอ่ ตัว (Retarders) เปน็ สารผสมเพ่ิมทมี่ กี ารใช้งานแพรห่ ลายทีส่ ุดในประเทศ สารหนว่ งการก่อตัวเป็นสารเคมีท่ีใช้ สาหรับหน่วงเวลาการแข็งตัวของคอนกรีต ในงานคอนกรีตที่ต้องเทในสภาพอากาศร้อน อุณหภูมิท่ีสูง จะเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฮเดรชั่นให้เกิดอย่างรวดเร็ว สารหน่วงการก่อตัวจึงถูกนามาใช้เพ่ือหน่วง ระยะเวลาการก่อตัวที่เร็วเกินไป สาหรับงานโครงสร้างขนาดใหญ่ เช่น คอนกรีตหลา หรือการเท คอนกรีตในสภาพอากาศท่ีจัด ล้วนจาเป็นต้องผสมสารหน่วงการก่อตัวในคอนกรีตเพื่อยืดระยะเวลา การเทและการแตง่ ผวิ หนา้ คอนกรตี ออกไป โดยส่วนใหญ่สารหน่วงการก่อตัวก็จะมีคุณสมบัติลดน้าร่วม ด้วยเช่นกัน สารหน่วงการกอ่ ตัวที่ใช้ในงานคอนกรีตเทียบเท่ามาตรฐาน ASTM C 494 Specification for Chemical Admixtures for Concrete ประเภท B ซ่ึงหากว่าสารหน่วงการก่อตัวมีคุณสมบัติลด นา้ ดว้ ยก็จะจดั เปน็ นา้ ยาผสมคอนกรีตประเภท D 3. นา้ ยาเคมปี ระเภทสารเร่งการก่อตวั (Accelerators) เป็นนา้ ยาท่ีลดระยะเวลาการก่อตัวของคอนกรีตให้สั้นลงและช่วยเร่งกาลังอัดช่วงต้นให้สูงขึ้น สารเร่งการก่อตัวนิยมใช้ในการเทคอนกรีตท่ีอุณหภูมิต่ามากเพื่อเร่งการก่อตัวและแข็งตัวเพ่ือป้องกัน ความเสียหายจากการแข็งตัวของน้าในส่วนผสมคอนกรีต อีกท้ังยังนิยมถูกนาไปใช้ในงานก่อสร้างที่ เร่งดว่ น เช่น งานท่ตี ้องการถอดแบบเรว็ , งานหลอ่ ชิน้ ส่วนคอนกรีตสาเรจ็ รูปทีต่ อ้ งหมุนเวียนแบบหล่อ, งานซอ่ มแซมโครงสรา้ งหรือพ้นื ผวิ จราจรทต่ี ้องเปิดใชง้ านเรง่ ด่วน สารเรง่ การกอ่ ตัวท่ใี ช้ในงานคอนกรีต เทียบเท่ามาตรฐาน ASTM C 494 Specification for Chemical Admixtures for Concrete ประเภท C ซงึ่ หากวา่ สารเรง่ การก่อตวั มีคุณสมบตั ิลดน้าด้วยก็จะจัดเป็นน้ายาผสมคอนกรีตประเภท E สารเร่งการก่อตัวได้แบ่งออกออกเป็น 2 กลุ่มคือ ชนิดท่ีมีคลอไรด์เป็นส่วนประกอบกับชนิดที่ไม่มีคลอ ไรด์เป็นส่วนประกอบ สารเร่งการก่อตัวชนิดท่ีมีคลอไรด์เป็นส่วนประกอบส่วนใหญ่นิยมใช้แคลเซียม คลอไรด์เน่ืองจากมีประสิทธิภาพในการเร่งการก่อตัวสูงอีกทั้งยังมีราคาถูกกว่าโดยมีทั้งชนิดน้าและผง ตามมาตรฐาน ASTM D 98 เพื่อหลีกเล่ียงปัญหาการกัดกร่อนเหล็กเสริมเนื่องจากคลอไรด์ สาหรับ งานคอนกรีตเสริมเหล็กไม่ควรใช้เกินร้อยละ 0.20 และงานคอนกรีตไม่เสริมเหล็กสามารถใช้ได้ไม่เกิน ร้อยละ 2 โดยน้าหนักปูนซีเมนต์ในส่วนผสม เน่ืองจากอาจจะทาให้เหล็กเสริมภายในเกิดเป็นสนิม เนื่องจากการแพร่กระจายของคลอไรด์ ดังน้ันคอนกรีตอัดแรงและคอนกรีตที่มีการฝังชิ้นส่วนท่ีเป็ น อลูมิเนียมหรือโลหะชุบด้วยไฟฟ้าจึงไม่ควรท่ีจะใช้น้ายาลดระยะเวลาการก่อตัวท่ีมีคลอไรด์เป็น สว่ นประกอบเพราะอาจเพิ่มโอกาสการเกดิ สนมิ ในชน้ิ สว่ นท่ฝี งั ในคอนกรตี ได้