หน่วยที่ 04 งานผสมคอนกรีต
รองศาสตราจารย์กมลวรรณ ลิมปนาทร ผู้ช่วยศาสตราจารย์ภาสมา สุทธิพงศ์
สาขาวิชาวิทยาการจัดการ มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 1
หน่วยที่ 04 งานผสมคอนกรีต 4.1 คอนกรีตและวัสดุผสมคอนกรีต 4.2 การผสมคอนกรีตและการจัดปฏิภาคส่วนผสม 4.3 การตรวจสอบงานผสมคอนกรีต
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 2
4.1 คอนกรีตและวัสดุผสมคอนกรีต 4.1.1 คอนกรีต
4.1.2 ปูนซีเมนต์
4.1.4 นํ้า
4.1.3 มวลรวม
4.1.5 สารผสมเพิ่ ม
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 3
4.1.1 คอนกรีต • • • • • •
นิยมใช้ทั่วไป ราคาถูก ทนทาน การบํารุงรักษาตํ่า ออกแบบและหล่อเป็นรูปร่างต่าง ๆ ได้ตามต้องการ ออกแบบให้รับนํ้าหนักได้ตามต้องการ ออกแบบส่วนผสมให้มีคุณสมบัติตามความต้องการ ในการใช้งานพิเศษได้
คุณภาพของคอนกรีต : ต้องมีการควบคุมคุณภาพทุกขั้นตอน ส่วนผสมคอนกรีต : เป็นวัสดุผสม ประกอบด้วยปูนซีเมนต์ มวลรวมละเอียด (ทราย) มวลรวมหยาบ (หินหรือกรวด) และ นํ้า และอากาศ ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 4
องค์ประกอบของส่วนผสมคอนกรีต อากาศ
นํ้า
ปูนซีเมนต์
มวลรวม
2.5%
15%
10%
70%
ซีเมนต์เพสต์
วัสดุเฉื่อย
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 5
คุณสมบัติของคอนกรีตในสภาวะต่าง ๆ 1) สภาวะเหลว (Fresh state) 2) สภาวะพลาสติก (Plastic state) 3) สภาวะอายุต้น (Early age state) 4) สภาวะแข็งตัวแล้ว (Hardened state) 5) สภาวะยาวนาน (Long term state)
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 6
คอนกรีตสดและเวลาการก่อตัว
คอนกรี ต สด หมายถึ ง การผสมวั ส ดุ ผ สมต่ า ง ๆ ตามสั ด ส่ ว นที่ ต้ อ งการเข้ า ด้ ว ยกั น แล้ ว อยู่ ใ นสภาพ เหลวยังไม่เกิดการเริ่มก่อตัว
คุณสมบัติ
ความสามารถในการเทได้ (Workability) มีความข้นเหลว (Consistency) มีการยึดเกาะกันในเนื้อของคอนกรีต (Cohesion)
ข้อควรระวัง
การแยกตัว (Segregation) และการเยิ้ม (Bleeding) ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 7
เวลาการก่อตัว (Set) และแข็งตัว (Hardening) • คอนกรีตจะเริม ่ ก่อตัว 1 - 2 ชั่วโมง • ก่อตัวครั้งสุดท้ายที่ 10 ชั่วโมง และจะแข็งขึ้นเป็นลําดับ • 28 วัน กําลังของโครงสร้างได้เต็มที่
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 8
ประเภทของคอนกรีต 1) คอนกรีตล้วน (Plain concrete) 2) คอนกรีตเสริมเหล็ก (Reinforced concrete) 3) คอนกรีตอัดแรง (Pre-stressed concrete) 4) คอนกรีตนํา้ หนักเบา (Light weight concrete)
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 9
4.1.2 ปูนซีเมนต์
• ทําหน้าที่เป็นตัวประสานยึดมวลรวมเข้าด้วยกันใน ส่วนผสมคอนกรีต • ทําปฏิกิริยากับนํ้า กลายเป็นของเหลวที่มีความหนืด • เมื่อแข็งตัวจะให้กําลังกับคอนกรีต
ชนิดของปูนซีเมนต์
ที่ใช้ในงานก่อสร้างทั่วไป คือ
• ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ :ปูนซีเ มนต์ปอร์ตแลนด์ ประเภทที่ 1 - 5 • ปูนซีเมนต์ประเภทอื่น ๆ
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 1 0
คุณสมบัติของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ • • • • • • •
ความละเอียด ความคงตัว การก่อตัวลวง กําลังอัด ความร้อนจากปฏิกิริยาดูดนํ้า การสูญเสียจากการเผาไหม้ ความถ่วงจําเพาะ
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 1 1
4.1.3 มวลรวม คุณสมบัติ
• คอนกรีต ASTM C33, B.S. 12 , คอนกรีตมวล เบา ASTM C330 หรือมาตรฐานผลิตภัณฑ์ อุตสาหกรรม (มอก.) ในเรื่องเกี่ยวกับส่วนขนาด คละ ความคงทนในการขัดสี ความอยู่ตัวและ ปริมาณสิง ่ แปลกปลอม
ประเภท
1) มวลรวมหยาบ มอก. 566 2) มวลรวมละเอียด มอก. 566
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 1 2
คุณสมบัติของมวลรวม
• ความต้านทานการขัดสี • ความคงตัวทางเคมี • รูปร่างและลักษณะผิวของก้อนมวลรวม
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 1 3
ส่วนขนาดคละของมวลรวม ขอบเขตของส่วนขนาดคละและขนาดใหญ่สุด ของมวล รวม มีผ ลต่อ การคิด สัด ส่ วนของมวลรวมแต่ล ะชนิ ด ตลอดจนปูนซีเมนต์และนํ้าที่ต้องการใช้ ความสามารถ ในการเทได้ ความประหยั ด ความพรุนและการหดตั ว ของคอนกรีต • ส่วนขนาดคละของมวลรวมละเอียด • ส่วนขนาดคละของมวลรวมหยาบ
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 1 4
4.1.4 นํ้า
ทําให้ปูนซีเมนต์เกิดปฏิกิริยาดูดนํ้าเชิงเคมี (Hydration) โดยขึ้ น กั บปริ ม าณนํ้า ความสะอาด ปราศจากสี กลิ่ น สารแปลกปลอม • ควรใช้น้าํ ที่ดื่มได้ • นํา ตัวอย่า งนํ้ า ไปทดสอบในห้องปฏิบัติก าร หาค่า ก่ อ ตัวเริ่มต้น (Initial Setting Time) และค่า เฉลี่ยของ กําลังอัดของตัวอย่าง • วิธีสังเกตนํ้าที่ใช้ผสมคอนกรีตอย่า งง่า ย ๆ ดูที่ค วาม สะอาด สี รส ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 1 5
สารละลายในนํ้าที่มีผลต่อคอนกรีต 1) อัลคาไลน์คาร์บอเนต (Alkali Carbonate) และ ไบคาร์บอเนต (Bicarbonate) 2) โซเดียมคลอไรด์ (Sodium Chloride) และซัลเฟต (Sulfate) 3) เกลือเหล็ก 4) นํ้าตาล 5) นํ้ามัน 6) ตะกอนและสารที่แขวนลอยในนํ้า รวมทั้งตะไคร่
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 1 6
4.1.5 สารผสมเพิ่ ม เพื่ อ . . .
เทคอนกรีตได้ดีขึ้น ความคงทนของคอนกรีต เป็นการบ่มคอนกรีตในระยะแรกของการแข็งตัว ทําให้คอนกรีตมีความต้านทานนํ้า หรือ ป้องกันนํ้าซึมได้ เป็นตัวเร่งหรือหน่วงเวลาการก่อตัวของคอนกรีต ลดการแตกร้าวอันเกิดจากการหดตัวระหว่างการก่อตัวของ คอนกรีต • ทําให้คอนกรีต หรือ มอร์ต้ามีน้าํ หนักเบา • ลดการเยิ้มของคอนกรีต • ลดความร้อนที่เกิดขึ้นให้น้อยลงและทําให้เกิดช้าขึ้น • • • • • •
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 1 7
ประเภทของสารผสม
1) สารกักกระจายฟองอากาศ (Air – Entraining Agent : ASTM C260) 2) สารผสมเพิ่มเคมี (Chemical Admixture : ASTM C494) 3) สารผสมเพิ่มแร่ธาตุ (Mineral Admixture) ซึ่งเป็นของแข็งที่ละเอียด เช่น เถ้าลอย (Fly Ash) ไมโครซิลิกา (Microcilica) 4) สารผสมเพิ่มอื่น ๆ เช่น สี สารป้องกันนํ้าซึมผ่านคอนกรีต
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 1 8
การผสมคอนกรีต
และการจัดปฏิภาค
1) การผสมคอนกรีต 2) การจัดปฏิภาคส่วนผสมของคอนกรีต
การผสมคอนกรีต
1) การผสมคอนกรีตด้วยมือ 2) การผสมคอนกรีตด้วยเครื่อง
การจัดปฏิภาคส่วนผสมของคอนกรีต
หรือ การออกแบบส่ วนผสมคอนกรีต (Mix Design) เป็ น การหา สั ด ส่วนของ วั ส ดุผสมสํ า หรั บ คอนกรีตใ ห้ ประหยั ด ที่ สุ ด และใช้ ง านได้ ดี ที่ สุ ด และให้ ไ ด้ คุ ณ สมบั ติ ตามที่ต้องการเมื่อคอนกรีตแข็งตัวแล้ว ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 1 9
คุณสมบัติคอนกรีตที่ผสมถูกส่วน 1) ความสามารถของคอนกรีตสด เทได้ดี ทําให้แน่นได้ดี แต่งผิวได้ดี ไม่เกิดการแยกตัว 2) เมื่อแข็งตัว มีคุณสมบัติตรงตามเกณฑ์ที่กําหนด 3) ประหยัด
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 2 0
การลดนํ้าและปูนซีเมนต์
1) ใช้ส่วนผสมที่แห้งที่สุดเท่าที่จะเทได้ดี 2) ใช้มวลรวมขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะทําได้ 3) เลื อ กอั ต ราส่ วนระหว่ า งมวลรวมละเอี ย ด และมวลรวมหยาบที่เหมาะสมที่สุด
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 2 1
การเลือกลักษณะส่วนผสม • ขนาดและรูปร่างขององค์อาคาร • กําลังของคอนกรีตที่ต้องการ • สภาวะการสัมผัสกับลมฟ้าอากาศ
*ซีเมนต์เพสต์ เลือกอัตราส่วนนํ้าต่อปูนซีเมนต์ (W/C) (W/C) = ปัจจัยที่สําคัญที่สุดในการทําให้กําลังคอนกรีต สูงหรือตํ่าลง
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 2 2
การตรวจสอบงานผสมคอนกรีต 1) การตรวจสอบการเก็บรักษา และ การตรวจสอบคุณสมบัติของวัสดุ ผสมคอนกรีต 2) การตรวจสอบการผสมคอนกรีต ในสถานที่ก่อสร้าง
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 2 3
การตรวจสอบการเก็บรักษา วัสดุผสมคอนกรีต
1) การเก็บรักษาปูนซีเมนต์ 2) การเก็บรักษามวลรวม 3) การเก็บรักษาวัสดุผสมเพิ่ ม ในส่วนผสมคอนกรีต
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 2 4
การตรวจสอบคุณสมบัติ
ของวัสดุผสมคอนกรีต
1) การตรวจสอบคุณสมบัติของปูนซีเมนต์ 1.1 การทดสอบในห้องปฏิบัติการ 1.2 การทดสอบในสถานทีก ่ ่อสร้าง 2) การตรวจสอบคุณสมบัติของมวลรวม 2.1 มวลรวมหยาบ 2.2 มวลรวมละเอียด 2.3 การทดสอบคุณสมบัติและคุณภาพของทราย 2.4 วิธีการทดสอบปริมาณการปน ของสารอินทรีย์ในทราย 3) การทดสอบคุณสมบัติของนํ้าผสมคอนกรีต ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 2 5
การตรวจสอบการผสมคอนกรีต ในสถานทีก ่ ่อสร้าง
1) 2) 3) 4)
การตรวจสอบส่วนผสมของคอนกรีต การตรวจสอบปริมาณการผสม การตรวจสอบเวลาในการผสม การตรวจสอบความข้นเหลว
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 2 6
การควบคุมคุณภาพ
คอนกรีตผสมแล้ว
1) การตรวจสอบค่าการยุบตัว (Slump Test) ตามมาตรฐาน ASTM C143 2) การทดสอบกําลังอัด (Compressive Strength Test) 3) การทดสอบการรับกําลังดัด (Flexural Or Bending Test)
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 2 7
หน่วยที่ 04 งานผสมคอนกรีต
รองศาสตราจารย์กมลวรรณ ลิมปนาทร ผู้ช่วยศาสตราจารย์ภาสมา สุทธิพงศ์
สาขาวิชาวิทยาการจัดการ มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช
ห น่ ว ย ที่ 0 4 ง า น ผ ส ม ค อ น ก รี ต ชุ ด วิ ช า 3 1 4 0 1 ก า ร ค ว บ คุ ม แ ล ะ ต ร ว จ ง า น ก่ อ ส ร้ า ง ห น้ า ที่ 2 8