กระบวนการในการดำเนินงานคอนกรีต
1.การผสมคอนกรีต
การผสมคอนกรีตมีอยู่ 2 วิธี คือ ผสมด้วยมือหรือแรงคนผสม (Hand Mixing) และผสมด้วยเครื่อง (Machine Mixing)
1.1 การผสมคอนกรีตด้วยมือ (Hand Mixing) การผสมคอนกรีตด้วยมือเป็นวิธีการที่ไม่เหมาะสม ผลที่ได้จะไม่สม่ำเสมอ ผู้ผสมอาจทำไม่ถูกต้องและประสิทธิภาพของผู้ผสมไม่คงที่ ถ้าต้องการให้คอนกรีตที่ผสมด้วยมือมีคุณภาพใกล้เคียงกับคอนกรีตที่ผสมด้วยเครื่องควรเพิ่มอัตราส่วนผสมให้ดีขึ้น ดังนั้นคอนกรีตที่ผสมด้วยมือจึงมักจะแพงกว่าที่ผสมด้วยเครื่องที่มีคุณสมบัติเท่าเทียมกัน บางครั้งมีความจำเป็นก็ต้องผสมด้วยแรงคน เช่น ใช้คอนกรีตน้อยหรือในสถานที่ที่จำกัด
กระบะที่ผสมคอนกรีตด้วยมือมักทำด้วยไม้มีขนาดกว้าง 1.50 เมตร ยาว 2.00 เมตร มีขอบ 3 ด้าน ไม้ควรจะหนาพอสมควรเข้าลิ้นเพื่อกันน้ำปูนรั่ว หรือตีชนหลังใช้แผ่นโลหะสังกะสีกรุด้วยก็ยิ่งดี จะกันไม่ให้เศษไม้หลุดติดไปในคอนกรีตและป้องกันน้ำปูนรั่วออกจากกระบะด้วย
วิธีผสมด้วยมือมีอยู่ 2 วิธี คือ
(1) วิธีที่ 1 เกลี่ยมวลรวมหยาบ (Coarse Aggregate) ให้มีความหนาสม่ำเสมอในกระบะแล้วเกลี่ยมวลรวมละเอียด (Fine Aggregate) ทับลงไป แล้วเกลี่ยปูนซีเมนต์ทับลงไปอีกที่หนึ่ง จากนั้นจึงผสมให้เข้ากันโดยใส่น้ำระหว่างผสมจนได้ความเหลวตามต้องการ
(2) วิธีที่ 2 เกลี่ยมวลรวมละเอียดลงไปก่อนแล้วเกลี่ยซีเมนต์ทับผสมให้เข้ากันและให้เป็นสีเดียวกัน แล้วจึงเกลี่ยส่วนผสมนี้ให้เสมอกันอีก จึงเกลี่ยมวลรวมหยาบทับลงไปทีหลัง ผสมให้เข้ากันอีกทีในขณะที่ใส่น้ำลงไปด้วย วิธีนี้เป็นวิธีที่ใช้กันมากและถูกต้อง ส่วนวิธีที่กล่าวมาในตอนแรกจะผสมเข้ากันได้ยาก เพราะซีเมนต์อาจเกลี่ยไม่ทั่ว
การผสมคลุกเคล้ามวลรวมกับซีเมนต์ให้เข้ากัน ใช้พลั่วพลิกกลับเป็นแถบๆ ไปจนกระทั่งทั่วกระบะ ทำดังนี้สัก 2-3 ครั้ง ดูว่าส่วนผสมเข้ากันเป็นเนื้อเดียวกันดีแล้วจึงเติมน้ำลงไป การใส่น้ำควรใช้ถังฝักบัวสำหรับรดน้ำต้นไม้ เพราะเราสามารถจะรู้ปริมาณของน้ำได้ ถ้าใช้ปลายถังฝักบัวต่อเข้ากับท่อยาวจากก๊อกน้ำโดยตรงก็ได้ แต่ไม่สามารถควบคุมปริมาณน้ำได้ถูกต้องให้มีอัตราส่วนระหว่างน้ำต่อซีเมนต์ตามต้องการได้ ขณะที่พรมน้ำลงไปก็ใช้พลั่วพลิกให้น้ำเข้าผสมอย่างทั่วถึง การผสมด้วยมือนี้ไม่มีผู้ใดกำหนดได้ว่าจะต้องผสมกี่ครั้ง ต้องอาศัยความชำนาญ พิจารณาดูว่ามันเข้ากันดีหรือยัง อย่างไรก็ตามไม่ควรใช้เวลาผสมนานเกินไป เพราะจะทำให้ปูนก่อตัวก่อนนำไปเทในแบบ หรือถ้าใช้เวลาผสมน้อยเกินไป จะทำให้ปูนซีเมนต์กับมวลรวมละเอียดและมวลรวมหยาบคลุกเข้าไม่ทั่ว ทำให้เนื้อปูนซีเมนต์กระจายไม่ทั่วถึงกัน และจะได้คอนกรีตที่มีคุณภาพต่ำ
การผสมคอนกรีตด้วยมือทำให้กำลังของคอนกรีตลดลงประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ ฉะนั้นควรเพิ่มการพิจารณาการออกแบบส่วนผสมให้คอนกรีตรับกำลังมากขึ้นเมื่อผสมด้วยมือ
อย่างไรก็ตามการผลิตท่อ คสล. ในปัจจุบันไม่ได้ทำการผสมด้วยมือแล้ว แต่ได้นำวิธีการมากล่าวไว้เพื่อเป็นความรู้
1.2 การผสมคอนกรีตด้วยเครื่อง (Machine Mixing)
(1) การผสม (Mixing) หลักการที่ยึดถือสำหรับการผลิตคอนกรีต คือ การผสมให้วัสดุผสมต่างๆ เข้ากันอย่างสม่ำเสมอ ทั้งนี้โดยนำวัสดุเช่น ปูนซีเมนต์ และน้ำที่มีจำนวนต้องใช้ และมวลรวมซึ่งไหลลงมาจากถังตวง (Batch) นำเข้ายังเครื่องผสมและได้กระทำการผสม (Mixing Action) การให้ซีเมนต์เพสต์ (Cement Paste) ผสมคลุกเคล้ากับน้ำของแต่ละชิ้นของมวลรวมนั้น เครื่องผสมจะต้องมีการออกแบบพร้อมทั้งกำหนดกระบวนการอันเกี่ยวข้องกับการใช้ เวลาในการผสม นอกจากนี้ผู้ทำการควบคุมการผสมต้องทำความสะอาดและบำรุงรักษาให้โม่ผสมอยู่ในลักษณะที่ดีถูกต้อง บริษัทผู้ผลิตเครื่องได้กำหนดแรงขับสูงสุด (Optimum Speed) ไว้ และต้องไม่ทำงานเกินกว่าความสามารถของเครื่อง สำหรับเครื่องที่ส่งกำลังไปทำให้โม่หมุนอาจเป็นเครื่องยนต์หรือเครื่องมอเตอร์ไฟฟ้าก็ได้
(2) ชนิดของเครื่องผสม (Types of Mixer) การทำงานในหน่วยงานก่อสร้างหรือในสนาม เครื่องผสม (Mixer) นำวัสดุผสมใส่ถังผสม (Batch Mixer) มีการยกถังด้วยวิธีต่างๆ เป็นการนำวัสดุเข้ายังโม่ (Drum Mixer) มีทั้งเครื่องผสมที่ใช้กับสถานีผสมและที่อื่น ชนิดโม่ผสมเอียง (Tilting) และไม่เอียง (Until ting) แต่ชนิดไม่เอียงก็เป็นถังมีการเทโดยการเหวี่ยงคอนกรีตให้ออกโดยที่รอง (Clute)
เครื่องผสมได้แบ่งตามลักษณะการใช้งาน คือ เครื่องผสมเพื่องานก่อสร้าง (Construction Mixer) หรือเครื่องผสมเทพื้นผิว (Paving Mixer) ในเครื่องผสมมีใบปาดหน้า เครื่องเขย่าและสามารถเคลื่อนไปตามรางหรือแบบข้างเหล็กได้ แต่ละเครื่องได้มีการออกแบบกำหนดความสามารถในการใช้งาน (Capacity) ไว้ เป็นจำนวนลูกบาศก์ฟุตของคอนกรีตที่ผสมได้แต่ละโม่ เช่น วัสดุเข้าโม่ 5 ลูกบาศก์ฟุต คอนกรีตผสมแล้วจะได้ 3.5 ลูกบาศก์ฟุต เป็นต้น เลือกเข้า 5 ออก 3 และประกันการทำงานอาจเพิ่มไปจากกำหนดนี้ได้ไม่เกิน 10 เปอร์เซ็นต์ เครื่องที่ใช้กับงานก่อสร้างจะมีอักษร " S " อยู่หลังจำนวนที่เครื่องผสมได้มีมาตรฐานอยู่ 8 ขนาด คือ 3½ - S, 5 - S, 7 - S, 10 - S, 28 - S, 56 - S, 84 - S และ 112 - S
2.การลำเลียงคอนกรีตการลำเลียงคอนกรีตที่ผสมแล้วควรจะคำนึงถึงคอนกรีตในขณะที่ลำเลียงให้เกิดการแยกตัวน้อยที่สุด การลำเลียงนั้นจะต้องกระทำกันให้รวดเร็วก่อนที่คอนกรีตจะเกิดการก่อตัวดังนั้นจึงต้องมาการวางแผนการเทคอนกรีตทุกครั้ง โดยคำนึงถึงปริมาณคอนกรีตที่จะเท สภาพคอนกรีตที่จะเทมีความข้นเหลวมากเพียงใด ลักษณะงานที่จะต้องเทเป็นประเภทงานโครงสร้างอะไรอุปกรณ์ที่ใช้เทต้องเหมาะกับงานนั้น เพื่อสภาพในการทำงานมีความคล่องตัวมากขึ้นหลักการควรพิจารณาการลำเลียงคอนกรีตมีดังนี้
2.1 การเลือกใช้คอนกรีต ลักษณะของคอนกรีตในแบบก่อสร้างผู้ออกแบบจะกำหนดกำลังอัดของคอนกรีตมาในแบบอยู่แล้ว แต่หลักที่ควรพิจารณาคือ ระยะทางในการขนส่งจากโรงที่ผลิตจึงถึงที่โครงการใช้เวลาเท่าไร แล้วการลำเลียงคอนกรีตอีกระยะหนึ่งจึงต้องคำนึงถึงระยะเวลาการก่อตัวของคอนกรีตในการส่งหรือการเทคอนกรีตในลักษณะของโครงสร้างต่างๆ ซึ่งบางโครงสร้างนั้นอาจจะใช้คอนกรีตที่มีกำลังสูงมากแล้วสภาพของคอนกรีตก็จะมีความข้นเหลวมาก ดังนั้นจะทำอย่างไรที่จะทำให้คอนกรีตข้นเหลวพอดีแล้วการไหลเข้าแบบได้ดีดังที่กล่าวมานั้นมันขึ้นอยู่ส่วนผสมของคอนกรีต วัตถุดิบที่ใช้ สารผสมเพิ่ม อุณหภูมิ ความชื้นของอากาศ ที่เป็นปัจจัยที่ทำให้คอนกรีตตัวช้าหรือเร็ว
2.2 การวางแผนการลำเลียงคอนกรีตกำหนดการจัดส่งคอนกรีต ชนิดและปริมาณที่ส่งระยะเวลาในการออกรถแต่ละคันที่จะส่งถึงจุดที่จะเท จะต้องทำความเข้าใจตรงกันกับผู้ส่งในเรื่องเส้นทาง สถานที่การเข้าออกของรถห้ามมิให้มีการติดขัดเรื่องการเข้าออก หรือเส้นทางในเขตชุมชนที่มีความคับแคบของช่องทางจะต้องจัดแผนการเข้าออกของรถให้ดีอย่าให้รถติดขัดตรงทางเข้าจะทำให้เสียเวลา เครื่องมือและคนงานในการลำเลียงจะต้องเป็นไปอย่างรวดเร็วและประหยัด จึงเป็นหน้าที่ของผู้คุมงานหาเครื่องมือที่จะลำเลียงคอนกรีตได้เร็วและประหยัดในสถานที่ก่อสร้างนั้น ๆ
ดังที่กล่าวมาในข้อสองนั้นว่าจะต้องพิจารณาในเรื่องประหยัดมีความรวดเร็วและสถานที่ในการก่อสร้างที่เหมาะสมใช้เครื่องมือลำเลียงคอนกรีต โดยประเภทเครื่องมือในการลำเลียงมีดังนี้
2.2.1 รถเข็นหรือรถกระบะใส่คอนกรีต การลำเลียงคอนกรีตโดยรถเข็นเหมาะกับงานที่ระดับราบ ขนาดเล็กเหมาะกับงานที่เครื่องผสมคอนกรีตอยู่ไม่ไกลจากจุดเท และปริมาณคอนกรีตในการเทแต่ละครั้งมีจำนวนไม่มาก (การลำเลียงคอนกรีตด้วยรถเข็นจะต้องระวังการแยกตัวของคอนกรีต โดยเฉพาะคอนกรีตที่มีความเหลวมาก) หรืออาจใช้ทาวเวอร์เครนช่วยยกกระบะปูนไปในที่ต้องการเท
2.2.2 การเลียงโดยกระบะ (Buckets) การลำเลียงคอนกรีตด้วยกระบะเหมาะสำหรับการเทคอนกรีตด้วยอัตรา 20 ลม.ม./ซม. เป็นวิธีการป้องกันการแยกตัวของคอนกรีตได้ดีอีกวิธีหนึ่งกระบะมีหลายขนาด ตั้งแต่ประมาณ 0.3 - 6.11 ลบ.ม. จะใช้กับงานที่สูงหรือระยะที่แคบ การลำเลียงชนิด อื่น ๆ เข้าลำบาก
2.2.3 การลำเลียงโดยลิฟต์ (Lifts) ลิฟต์จะนิยมใช้กันในโครงสร้างที่มีขนาดของอาคารปานกลางที่มีความสูงไม่มาก ใช้ในการขนลำเลียงคอนกรีตแทนการใช้รถเข็นเพราะมีความยุ่งยากต้องทำทางเดินรถเข็นขึ้นชั้นบน หรือนอกเหนือจากการลำเลียงคอนกรีตแล้วยังเป็นลิฟต์ขนถ่ายวัสดุและเครื่องมืออีกด้วย โครงสร้างของลิฟต์อาจเป็นเหล็กหรือไม้ก็ได้ แต่ข้อเสียของไม้จะมีโครงสร้างที่ไม่แข็งแรงเท่าไรซึ่งตรวจสอบได้โดยการขึ้นลง ของลิฟต์จะเกิดรอยตรงช่องลิฟต์ นานไปอาจทำให้เวลาขึ้นเกิดการสะดุดได้
2. 2.4 การลำเลียงโดยปั๊มคอนกรีต การลำเลียงคอนกรีตด้วยปั๊มคอนกรีตจะเป็นการลำเลียงที่มีคอนกรีตในปริมาณมาก ๆ และต้องการความรวดเร็ว ทั้งนี้โดยทั่วไปปั๊มคอนกรีตจะมีอยู่ 2 ประเภทคือ
- Mobile pump เป็นปั๊มคอนกรีตที่ติดอยู่กับรถ คุณสมบัติพิเศษของ Mobile pump คือจะสามรถเคลื่อนย้ายได้สะดวกตามที่ต้องการ
- Stationary pump เป็นปั๊มคอนกรีตที่สามารถเคลื่อนย้ายไปได้ตรงจุดที่ลำเลียง แรงดันสูงกว่า Mobile pump แต่การเคลื่อนย้ายในแต่ละครั้งมีความยุ่งยาก
3. การเทคอนกรีต
การเทคอนกรีต คือ การนำคอนกรีตจากเครื่องมือลำเลียงไปเทให้ใกล้จุดที่ต้องการจะเทมากที่สุดในแบบหล่อ โดยต้องทำอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เกิดการแยกตัว และคอนกรีตสามารถถูกอัดแน่นในแบบหล่อได้อย่างเต็มที่
การเทและการอัดแน่นคอนกรีต เป็นขั้นตอนการทำคอนกรีตที่ดำเนินไปพร้อม ๆ กัน แต่เป็นอิสระต่อกัน โดยควรถือว่า การเทและอัดแน่นเป็นขั้นตอนเดียวกันเท่านั้น แต่อย่างไรก็ตาม ในบทความนี้ จะแยกพิจารณาเป็นสองขั้นตอนเพื่อให้ง่ายต่อความเข้าใจมากขึ้น
3.1 การเทคอนกรีตอย่างถูกวิธี
คอนกรีต : คอนกรีตมีคุณภาพสม่ำเสมอและมีปริมาณเพียงพอ , และมีอัตราการลำเลียงที่เหมาะกับอัตราการเท
เครื่องมือ : เครื่องมือที่เทมีเพียงพอ , สะอาด และพร้อมใช้งาน, มีอัตราการเทที่เหมาะสม, สามารถเข้าใกล้จุดที่ต้องการเทมากที่สุด, และไม่ทำให้คอนกรีตแยกตัว
การเตรียมการอื่น ๆ : มีคนงานเพียงพอ , ถ้าเทกลางคืน ควรมีแสงไฟเพียงพอ , และตรวจสอบรายละเอียดต่าง ๆ เช่น รอยต่อ แบบหล่อ เหล็กเสริม และสิ่งที่จะฝังติดในคอนกรีต ให้พร้อมก่อนการเท
ตำแหน่งและการทิศทางการเท : การเทคอนกรีตให้เคลื่อนที่ลงในแนวดิ่งให้ใกล้จุดที่ต้องการจะเทมากที่สุดในแบบหล่อ และหลีกเลี่ยงการทำให้คอนกรีตเคลื่อนที่ในแนวราบ เพื่อป้องกันการแยกตัวของคอนกรีต
ระยะห่างในการเท : ระยะตกอิสระของคอนกรีต ไม่ควรเกิน 1.5 เมตร เพื่อให้มั่นใจว่าเทคอนกรีตได้ถูกตำแหน่งที่ต้องการ และเพื่อลดการแยกตัวของคอนกรีต
อัตราการเท : ควรเหมาะสมกับอัตราการอัดแน่นคอนกรีต
ความหนาของชั้นคอนกรีตที่เท : ควรเทคอนกรีตเป็นชั้น ๆ อย่างสม่ำเสมอ ไม่ควรเทเป็นกองสูง ความหนาของการแต่ละชั้น ควรเหมาะสมกับวิธีการอัดแน่น เพื่อให้สามารถไล่ฟองอากาศออกจากคอนกรีตได้มากที่สุด โดยทั่วไป ไม่ควรหนาเกินชั้นละ 45 เซนติเมตร
รอยต่อระหว่างชั้นการเทคอนกรีต : คอนกรีตในแต่ละชั้น ควรได้รับการอัดแน่นก่อนที่จะเทชั้นต่อไป และควรเทชั้นต่อไปในขณะที่ชั้นล่างยังเหลวอยู่ เพื่อให้คอนกรีตทุกชั้นเชื่อมต่อเป็นเนื้อเดียวกัน และหลีกเลี่ยงการเกิดรอยแยกระหว่างชั้นการเท (Cold Joint)
ถ้าตรวจพบการเยิ้มของน้ำขึ้นมาบนผิวคอนกรีตชั้นที่เทก่อนแล้ว ควรหยุดเทและกำจัดน้ำที่เยิ้มออกให้หมด ก่อนที่จะเทคอนกรีตชั้นถัดไปเมื่อไม่สามารถเทคอนกรีตส่วนใดให้แล้วเสร็จได้ ให้หยุดเทตามตำแหน่งทำให้โครงสร้างเสียความแข็งแรงน้อยที่สุด
ข้อควรระวัง : ไม่ควรเทคอนกรีตตกระทบกับแบบหล่อเหล็กเสริม หรือสิ่งที่จะฝังติดในคอนกรีต เพราะอาจทำให้คอนกรีตแยกตัวได้
4. การทำให้คอนกรีตแน่น
(1) การใช้เหล็กกระทุ้ง (By Punching With Rod) การทำให้คอนกรีตแน่นโดยวิธีนี้เหมาะสำหรับการหล่อคอนกรีตในที่ก่อสร้าง เช่น เสา คาน พื้น ส่วนคอนกรีตที่ประกอบก่อน เช่น หล่อเข็มแรงดึง อาคารสำเร็จรูป เป็นต้น คอนกรีตที่ใช้เป็น Wet Mix มีความยุบตัว มากกว่า 75 มม.
(2) การใช้แรงเหวี่ยง (By The Use of Centrifugal Force) วิธีนี้ต้องใช้เครื่องแรงเหวี่ยง เหมาะกับหล่อคอนกรีตประกอบก่อน เช่น เสาเข็มแรงเหวี่ยง (Spun Concrete Piles) เป็นต้น ซึ่งคอนกรีตที่ใช้เป็น Dry Mix มีอัตราส่วนน้ำต่อปูนซีเมนต์ประมาณ 0.35
(3) การใช้ความดันกดลงบนคอนกรีต (By The Exertion of Pressure on the Concrete) วิธีนี้ใช้เครื่องมือ Hydraulic Press เหมาะกับงานอุตสาหกรรมพวกผลิตงานเกี่ยวกับคอนกรีตประกอบก่อน
(4) การปล่อยแบบที่เทคอนกรีตแล้วตกลงบนฐานรับ (By Shock) วิธีนี้ใช้กับงานผลิตคอนกรีตประกอบก่อน เป็นวิธีการที่เทคอนกรีตเข้าแบบเหล็กแล้วปล่อยให้แบบนั้นตกลงบนพื้นหรือฐานรองรับที่มั่นคง เพื่อให้คอนกรีตอัดตัวกันแน่น ระยะทางที่ยกสูงเท่าไรนั้นแล้วแต่งานและการคำนวณ เหมาะกับงานอุตสาหกรรมและต้องใช้เครื่องมือเครื่องจักรมาก
(5) การทำให้คอนกรีตแน่นโดยกระบวนการสุญญากาศ (Vacuum Process) วิธีการนี้ใช้แบบพิเศษซึ่งมีปั๊มดูดอากาศติดประกอบ เมื่อเทคอนกรีตเข้าแบบแล้ว ปั๊มดูดอากาศจะทำงานโดยดูดน้ำจากคอนกรีตเข้าสู่เครื่องแยกน้ำ (Water Separator) ประโยชน์สำคัญของใช้วิธีนี้ 2 ประการ คือ ทำให้คอนกรีตรับแรงได้เร็ว และเพิ่มการรับกำลังกดด้วย (Crushing) นอกจากนี้ยังลดการหดตัวของคอนกรีตที่ผิวหน้าคอนกรีต แต่ตามสภาพแล้วผลอาจจะไม่เป็นไปตามที่กล่าวได้ ในเมื่อทรายมีฝุ่นและผงละเอียด สิ่งสกปรกผสมอยู่มาก เพราะสิ่งดังกล่าวจะลอยตัวขึ้นมาอยู่ที่ผิวหน้าคอนกรีต แล้วก็ดูดพวกน้ำไว้จึงทำให้เกิดผลเสีย คอนกรีตทั่วๆ ไป ที่เหมาะสมจะใช้อัตราส่วนระหว่างปูนซีเมนต์ต่อมวลรวมเท่ากับ 1 : 6 หรือน้อยกว่า
วิธีนี้เหมาะกับงานหล่อคอนกรีตสำเร็จรูปพวกพื้น ผนัง ท่อขนาดใหญ่ ส่วนของหลังคาโค้ง และงานหล่อคอนกรีตโครงสร้างในที่
(6) การทำให้คอนกรีตแน่นโดยการสั่นหรือเขย่า (By Vibration) การทำให้คอนกรีตแน่นโดยวิธีนี้กันอย่างกว้างขวางกับงานคอนกรีตรับแรงมากๆ เป็นพวกผสมแห้งหรือไม่ก็เป็นพวกคอนกรีตที่มีเหล็กเสริมมาก เพราะงานเหล่านี้ไม่สามารถกระทุ้งให้แน่นด้วยเหล็กกระทุ้งได้ เนื่องจากมีผลทำให้คอนกรีตเสียกำลังดังกล่าวมาแล้ว เหมาะกับงานคอนกรีตหล่อในที่ เช่น ถนน คานใหญ่ หรือพวกคอนกรีตประกอบก่อน เช่น ส่วนประกอบต่างๆ ของอาคารสำเร็จรูป เป็นต้น
4.1 สิ่งที่เกี่ยวข้องกับการสั่น
การทำให้คอนกรีตแน่นโดยการสั่น จะไม่ทำให้คุณสมบัติแตกต่างไปจากการใช้วิธีอื่นๆ เพียงแต่ว่าวิธีนี้เพิ่มความแข็งแรงให้กับคอนกรีตยิ่งขึ้น การใช้เครื่องเขย่าช่วยให้สามารถใช้คอนกรีตซึ่งมีค่า W/C ต่ำได้ อันทำให้กำลังเพิ่มขึ้น หรือถ้าไม่ต้องการให้กำลังเพิ่มก็สามารถลดปริมาณซีเมนต์ โดยที่กำลังไม่เปลี่ยนแปลงการใช้คอนกรีตที่มี W/C ต่ำ มีผลดีปลายประการ คือ การหดตัวน้อย ความหนาแน่นมาก เพิ่มแรงยึดเหนี่ยวระหว่างคอนกรีตและเหล็ก ส่วนข้อเสียก็คือ ไม่สามารถทำได้ทุกส่วนของสิ่งก่อสร้าง และแบบจะต้องมีความแข็งแรงมากกว่าปกติ
คอนกรีตแบ่งตามความข้นเหลว (Consistency) ได้ดังนี้
(1) คอนกรีตแห้ง (Dry) ไม่มีความยุบตัว
(2) คอนกรีตข้น (Earth Moist) มีความยุบสูงสุด 1 นิ้ว
(3) คอนกรีตข้นเหนียว (Stiff Plastic) มีความยุบตัว 1-2 ½ นิ้ว
(4) คอนกรีตเหนียว (Plastic) มีความยุบตัว 2 ½ - 5 นิ้ว
คอนกรีตชนิดที่ (1) (2) และ (3) จำเป็นต้องใช้เครื่องเขย่าหรือสั่นคอนกรีต สำหรับชนิดที่ (4) ควรใช้เหล็กกระทุ้งมากกว่า ถ้าใช้เครื่องเขย่าหรือสั่นคอนกรีตจะทำให้คอนกรีตเกิดการแยกตัว (Segregation) ได้ สำหรับคอนกรีตที่เหลว (Flow) จะเกิดการแยกตัวในระหว่างเททันที โดยหินและมอร์ต้าจะไม่รวมกลุ่มกัน ทำให้คอนกรีตลดกำลังความแข็งแรงลงอีกแม้ว่าความเหลวของคอนกรีตจะทำให้รับกำลังได้ต่ำแล้วก็ตาม
4.2 การสั่นคอนกรีตหรือเขย่าคอนกรีต
การสั่นของคอนกรีตเกิดขึ้นโดยใช้ Vibrator ซึ่งมีอยู่ 4 ชนิดด้วยกัน คือ
ความสมบูรณ์ของการใช้เครื่องสั่นต่อเมื่อผิวของคอนกรีตเรียบ ฟองอากาศจะลอยตัวหนีออกมา วัสดุหยาบจะอยู่ใต้ผิวหน้า นอกจากนั้นการเขย่ายังช่วยให้มอร์ต้าเพิ่มขึ้นในส่วนผิวของคอนกรีต การเทคอนกรีตทับลงไปควรลดความยุบตัว (Slump) ลงไปอีก ถ้าไม่ใช้เครื่องสั่นวัสดุหยาบก็จะลอยอยู่บนผิวหน้า แต่งผิวยาก การใช้เครื่องสั่นจึงให้ผลดี โดยทั่วไปต่อกำลังอัด การยึดเหนี่ยวกับเหล็กเสริมและความคงทนด้วย
รัศมีการสั่นสะเทือนของหัวจุ่มในคอนกรีต (Radius of Action of Immersion Vibrators) รัศมีของการสั่นสะเทือนมีความสัมพันธ์กับส่วนผสมเวลาในการสั่น กำลังของเครื่องสั่น จึงเห็นได้ว่ามีความสำคัญต่อความความแข็งแรงของคอนกรีตอยู่มาก ดังตาราง
ตารางที่ แสดงความสัมพันธ์ระหว่างรัศมีของการสั่นสะเทือนกับเวลาที่ใช้สำหรับคอนกรีตต่างชนิดกัน
ลักษณะคอนกรีต | เวลาของการสั่น (วินาที) | รัศมีของการสั่นสะเทือน (ซม.) |
คอนกรีตแข็ง | 45 120 | 25 - 30 35 |
คอนกรีตข้น | 20 40 80 | 22.5 35 40 |
คอนกรีตเหนียว | 12 25 50 | 37.5 45 42.5 |
(2) เครื่องสั่นสะเทือนชนิดเขย่าแบบหรือเขย่าภายนอก (Shutter Vibrators or External Vibrators) ใช้สำหรับงานชนิดที่มีคอนกรีตบางหรือที่มีเหล็กเสริมแน่นอย่างเช่น คานคอนกรีตอัดแรง หัวแหย่จุ่มเข้าไปไม่ถึง แต่ในการใช้เครื่องสั่นแบบนี้จะต้องมีข้อระวังโดยพิเศษดังนี้ คือ
- แบบจะต้องแข็งแรงเป็นพิเศษ ยึดแน่น มีน๊อตอัดแบบ รอยต่อแบบจะต้องปิดและยึดให้แน่น ไม้ค้ำยันแบบจะต้องตียึดแบบให้แข็งแรง นั่งร้านก็ต้องทำให้มั่นคง เหมาะกับงานคอนกรีตประกอบก่อน เช่น เสาไฟฟ้า เสาเข็ม คานเป็นชั้นๆ การทำงานด้วยรอบการสั่นอย่างน้อย 3,600 รอบ/นาที
- เครื่องสั่นแบบเกาะแบบ ใช้ติดข้างแบบเป็นระยะๆ ให้ห่างกันไม่น้อยกว่า 1 เมตร
- เครื่องสั่นจะต้องมีจำนวนให้พอกับความต้องการตามเนื้อที่ของแบบและจำนวนคอนกรีตที่ต้องเขย่า ถ้าจำนวนไม่พออาจถอดเคลื่อนตัวที่ใช้แล้วไปติดตรงที่เทคอนกรีตใหม่ๆ เป็นระยะๆ ไป สิ่งสำคัญคือ อย่าให้คอนกรีตที่เทถูกเขย่านานกว่าเวลาก่อตัวของปูนซีเมนต์
(3) เครื่องสั่นสะเทือนผิวหน้าและอุปกรณ์ปาดหน้า (Surface Vibrators and Vibrating Screeds) เหมาะสำหรับใช้งานผิวถนนคอนกรีต พื้นอาคารคอนกรีต เป็นเครื่องสั่นที่ติดอยู่กับไม้หรือเหล็ก เป็นแนวที่กำหนดให้ทำการปาดหน้าคอนกรีต (Platform or Screed) ใช้สำหรับตบแต่งคอนกรีตที่ไม่หนานัก เช่น ไม่เกิน 20 ซม. ซึ่งจะปาดไปตามแบบช่วยทำให้ผิวหน้าคอนกรีตเรียบและแน่นทั้งผิวให้หมดแล้วตามแต่งหน้าอีกที่หนึ่ง
(4) เครื่องสั่นสะเทือนแบบโต๊ะ (Vibrating Table) เครื่องสั่นสะเทือนนี้จะอยู่กับที่ ต้องยกแบบที่เทคอนกรีตเต็มแล้วขึ้นไปตั้งเมื่อเครื่องทำงาน แบบก็จะสั่นทำให้คอนกรีตอัดกันแน่น แล้วจะใส่คอนกรีตเพิ่มลงไปอีกจนคอนกรีตอัดแน่นเต็มแบบ วิธีนี้เหมาะกับผลิตภัณฑ์คอนกรีตประกอบก่อน ส่วนมากใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม การทำงานของเครื่องโดยใช้เครื่องสั่นชนิดแม่เหล็กไฟฟ้าหรือมอเตอร์ไฟฟ้า ความถี่ของการสั่น 3,000 ถึง 6,000 รอบ/นาที
4.3 ประสิทธิภาพของเครื่องสั่น
ประสิทธิภาพของเครื่องอยู่ที่ความถี่หรือความเร็วในการทำงาน มีการทดสอบกับคอนกรีตที่มีความยุบตัว (Slump) ½ นิ้ว ใช้เวลาในการเขย่า 90 วินาที ใช้ความเร็ว 4,000 รอบ/นาที, 45 วินาที ใช้ความเร็ว 50,000 รอบ/นาที และ 25 วินาที ใช้ 6,000 รอบ/นาที จากผลดังกล่าวนี้พอจะพิจารณาใช้เครื่องสั่นให้มีประสิทธิภาพดี แล้วให้ประโยชน์แก่คอนกรีตมากที่สุด
5.การแต่งผิวหน้าคอนกรีต
การแต่งผิวหน้าคอนกรีต คือ การทำผิวหน้าคอนกรีตให้ประสานเป็นเนื้อเดียวกันกับเนื้อคอนกรีตภายในที่อัดแน่นแล้วในแบบหล่อ มีความแข็งแกร่งของผิวใกล้เคียงหรืออาจมากกว่าเนื้อคอนกรีตภายใน และมีความเรียบหรือลักษณะผิวคอนกรีตเหมาะสมกับการประยุกต์ใช้งาน
5.1 การแต่งผิวหน้าคอนกรีตอย่างถูกต้อง
การแต่งผิวหน้าคอนกรีตอย่างถูกต้องนั้น ทำได้โดยการควบคุมปัจจัยต่าง ๆ ที่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพผิวคอนกรีต ได้แก่ อุปกรณ์และเครื่องมือแต่งผิวหน้า : เลือกใช้ชนิดอุปกรณ์ และเครื่องมือที่เหมาะสมกับลักษณะ งานคอนกรีต และตรวจสอบสภาพการให้พร้อมใช้งาน เวลาในการแต่งผิวหน้า : ภายหลังการอัดแน่นคอนกรีตแล้ว จำเป็นต้องยืดเวลาการแต่งผิวหน้าคอนกรีตออกไป จนกระทั่งสังเกตไม่พบน้ำเยิ้มอยู่บนผิวน้ำเยิ้มอยู่บนผิวหน้าคอนกรีตอีกต่อไป หรืออาจมีความจำเป็นต้องเอาน้ำออกจากผิว แล้วจึงค่อยทำการแต่งผิวหน้าก่อนคอนกรีตเริ่มแข็งตัว โดยเวลาที่ยืดออกไปนี้ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ , ความชื้น และความเร็วลม ซึ่งส่งผลกระทบต่อการระเหยของน้ำที่เยิ้มอยู่บนผิวคอนกรีต
ข้อควรระวัง : ไม่ควรเติมน้ำ เพื่อทำให้คอนกรีตเหลวและทำการแต่งผิวหน้าได้ง่ายขึ้น เพราะเมื่อคอนกรีตแข็งตัวแล้วจะทำให้ผิวหน้าคอนกรีตมีความแข็งแรงลดลง และเกิดเป็นชั้นหรือแผ่นมอร์ต้าบาง ๆ ที่อ่อนแอ ที่เรียกว่า Laitance ขึ้น ซึ่งเป็นสาเหตุทำให้ผิวหน้าคอนกรีตหลุดล่อนได้ในระหว่างการใช้งานผลกระทบของการแต่งผิวหน้าคอนกรีตเร็วเกินไป
การแต่งผิวหน้าคอนกรีตในขณะที่ยังมีน้ำเยิ้มอยู่บนผิว จะทำให้ผิวหน้าคอนกรีตเมื่อแข็งตัวแล้วมีความแข็งแรงลดลง เกิดการแตกร้าวหรือหลุดล่อนได้ง่าย ผลกระทบของการแต่งผิวหน้าคอนกรีตช้าเกินไป
อาจเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดพองปูดและหลุดล่อนเป็นชั้นต่าง ๆ ของผิวหน้าคอนกรีตหรือมอร์ต้า ภายหลังจากการแต่งผิวหน้าแล้วเสร็จไม่นานนัก
6. การบ่มคอนกรีต
6.1 พฤติกรรมของน้ำที่มีต่อคอนกรีต
น้ำมีส่วนสำคัญในการเกิดปฏิกิริยากับปูนซีเมนต์ ทำให้เกิดการก่อตัวและแข็งตัวขึ้นเป็นลำดับ จนกระทั่งได้กำหนดอัตราส่วน W/C ไว้ อย่างไรก็ดีถึงแม้คอนกรีตจะมีความแข็งเมื่อใช้มือกดดูแล้วก็ตาม ในอายุ 1,3, 7 วัน คอนกรีตกำลังอยู่ในช่วงที่กำลังจะเพิ่มขึ้นอย่างสูง ปฏิกิริยาทางเคมีดังกล่าวทำให้เนื้อคอนกรีตเกิดความร้อนขึ้นเท่ากับเป็นการเร่งให้น้ำที่ยังค้างอยู่ระเหยหนีไป
เนื่องจากการแข็งตัวของซีเมนต์เป็นไปอย่างช้าๆ ดังนั้นในระหว่างที่กำลังแข็งตัวอยู่นี้ คอนกรีตจึงต้องการน้ำเพื่อทำให้ปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างซีเมนต์กับน้ำเสร็จโดยสมบูรณ์ หากขาดน้ำขณะที่ปฏิกิริยาเคมียังไม่สมบูรณ์ การแข็งตัวก็จะหยุดอยู่ในระยะนั้น และถ้ายังอยู่ในระยะเวลาที่ยังไม่มีแรงพอจะต้านทานการหดตัวอันเนื่องจากน้ำระเหยไป หรือเนื่องจากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไปแล้ว ก็อาจเกิดการแตกร้าวขึ้นเนื้อคอนกรีตหรือตามผิวที่แห้งก่อนนั้นได้ทุกเมื่อ ดังนั้นรดน้ำอยู่ตลอดเวลาหรือโดยกั้นไม่ให้น้ำที่มีอยู่เดิมระเหยไป ก็เท่ากับช่วยให้เนื้อคอนกรีตได้มีน้ำอยู่เพื่อดำเนินปฏิกิริยาทางเคมีไปจนสมบูรณ์ที่สุดเท่าที่จะทำได้ การกระทำอันนี้ เรียกว่า “การบ่มคอนกรีต”
6.2 ความสำคัญในการบ่ม มี 2 ประการ คือ
(1) ให้เก็บความชื้นไว้ในคอนกรีตจนแน่ใจว่าน้ำจะทำปฏิกิริยากับซีเมนต์อย่างสมบูรณ์
(2) อุณหภูมิที่นำมาใช้ในการบ่มคอนกรีตให้มีปฏิกิริยาทางเคมีอย่างสมบูรณ์ ควรรักษาอุณหภูมิให้ช่วยการก่อตัวตอนแรก โดยมีอุณหภูมิ 16-27 °F และคงความชื้นเช่นนี้ไว้อย่างน้อย 3 วัน
ใน 3 วันแรกเป็นช่วงวิกฤตของการก่อตัวและแข็งตัวคอนกรีตที่อายุ 7 วัน จะมีกำลังประมาณ 70% และที่ 14 วัน จะมีกำลังประมาณ 85 % ของกำลังคอนกรีตที่มีอายุ 28 วัน
6.3 วัสดุและกรรมวิธี
ควรเลือกใช้ตามความเหมาะสมในสภาพงานและความจำเป็นในการหล่อคอนกรีต เช่น
- ฉีดน้ำเป็นฝอย, พ่นน้ำเป็นละออง และขังน้ำไว้
- ผ้าใบหรือกระสอบคลุม
- เคลือบด้วยน้ำยาเคมี
- กระดาษป้องกันน้ำคลุม
- พลาสติกแผ่นคลุม
- ใช้ไม้แบบคลุม
- อบด้วยไอน้ำ
- ผสมแคลเซียมคลอไรด์
(1) การฉีดน้ำและขังน้ำ
- ฉีดน้ำเป็นฝอย (Water Spraying) เป็นการฉีดน้ำเป็นฝอยไปทั่วบริเวณบนผิวพื้นคอนกรีต โดยการต่อท่อให้น้ำไหลทางแนวนอน ควรระวังลมแรงอาจทำให้น้ำที่ฉีดผิดที่ ควรหาสิ่งบังลมไว้ อีกประการหนึ่งท่อรั่วอาจทำให้การฉีดหยุดบ้างฉีดบ้าง วิธีนี้จึงไม่เหมาะที่จะใช้กับพื้นอาคารสูงๆ และต้องใช้น้ำมากด้วย อีกประการหนึ่งน้ำที่ฉีดลงบนผิวคอนกรีตต้องระวังว่าไม่ควรทำให้ผิวหลุดหรือเปิดหน้าคอนกรีตได้
- ฉีดน้ำเป็นละอองคล้ายหมอก (Fogging) เป็นการต่อท่อมา แล้วให้การฉีดของน้ำแรงพอและเปลี่ยนหัวฉีดให้เป็นละอองน้ำไปทั่วๆ บริเวณ วิธีนี้กระทำยากแต่ก็ได้ผลดีมาก เหมาะสำหรับงานประกอบก่อนในสถานที่หล่อ และเลื่อนงานเข้าบ่มโดยสายพานช้าๆ
- ขังน้ำไว้ (Ponding) วิธีบ่มนี้ใช้กันอย่างกว้างขวาง โดยใช้ดินทำเป็นขอบรอบๆ แผ่นพื้น แบ่งเป็นช่วงๆ ไปให้น้ำขังอยู่ตอนบนของผิวสัก 1 นิ้วเป็นอย่างน้อย ข้อควรระวังอันเกี่ยวกับขอบของแผ่นที่กั้นน้ำรั่ว น้ำจะแห้งเสมอต้องคอยเติม และปรับปรุงตลอดเวลา เป็นการป้องกันการระเหยของน้ำในคอนกรีตได้ดี
(2) ผ้าใบหรือกระสอบคลุม (Burlap)
อาจเป็นผ้าหยาบหรือกระสอบชุบหรือฉีดน้ำให้ชุ่ม โดยซ้อนกันให้คลุมบนผิวหน้าคอนกรีตอย่างทั่วถึง ถ้าใช้ผ้าใบก็ควรเป็นสีขาวเพื่อสะท้อนแสงและความร้อนได้ และเคลื่อนย้ายได้ง่ายโดยม้วนไป นอกจากนั้นแล้วอาจใช้ทรายหรือดินคลุมให้หนาประมาณ 5 ซม. หรือหญ้าแห้งหรือขี้เลื่อยหนาไม่น้อยกว่า 15 ซม. คลุมแล้วฉีดน้ำให้ชุ่ม แต่ต้องควรระวังยางของไม้ถูกน้ำจะติดผิวหน้าคอนกรีตให้มีสีน้ำตาลล้างออกยาก
(3) เคลือบด้วยน้ำยาเคมี (Membrane Compounds)
การบ่มด้วยการใช้น้ำยาเคมีเคลือบผิวหน้าเป็นที่นิยมอย่างกว้างขวาง รวดเร็วและง่ายต่อการใช้ เคลือบได้ทั่วตามรูปร่างของพื้นและโครงสร้าง ทำการฉีดด้วยเครื่องฉีดอัตโนมัติ สามารถพิจารณาเลือกใช้สีต่างๆ คือ สีขาว เทา และดำ หรือชนิดใส โดยทั่วไปมักมีสีน้ำตาลหรือแดง เพื่อเป็นที่สังเกตว่าพ่นไปทั่วถึงหรือไม่
- ใส (Clear Compounds) เป็นน้ำยาเคลือบสำหรับโครงสร้างทางสถาปัตยกรรมอาจเป็นผิวของกำแพง สีอาจติดผิวในวันสองวัน อาจผสมสีเข้าไปเพื่อให้ทราบว่าพ่นได้ทั่วถึง
- ขาว (White Compounds) ใช้สำหรับบ่มผิวได้อย่างดีกับอากาศร้อน สามารถสะท้อนแสง และความร้อนเป็นการช่วยลดอุณหภูมิส่วนผิวภายนอกของทางหลวง ทางเดิน ส่วนสีเทาก็ผสมกับสีให้เหมือนกับสีของคอนกรีต
- ดำ (Black Compounds) มีพวกเจือยางแอสฟัลต์ฉาบเป็นพื้น เหมาะสำหรับเคลือบผิวคอนกรีตที่ไม่ต้องการความสวยงามที่เป็นสีบนผิวคอนกรีต สีที่เคลือบจะติดได้หนา จะเหนียวและกันน้ำเหมาะสำหรับเคลือบผิวที่มีแผนการจะปูกระเบื้องยาง ไม่ควรนำมาใช้ในที่กลางแจ้ง จะทำให้เพิ่มความร้อนขึ้นได้อีก
(4) กระดาษกันน้ำคลุม (Water-Proof Paper)
เป็นวัสดุที่นำมาใช้กันอย่างกว้างขวาง มีขนาดกว้าง 18 ถึง 96 นิ้ว มีราคาต่ำ คุณสมบัติกันน้ำออกและน้ำจากภายนอกเข้า มักนำมาใช้กับผิวคอนกรีตบนพื้นเรียบ โดยเฉพาะป้องกันอากาศหนาว แสง หรือป้องกันมอร์ต้า กระเด็นติดผิว หรือให้เป็นที่สังเกตของยวดยาน ทำความสะอาดได้ง่าย กระดาษอาจเสริมกำลังด้วยใยแก้ว เพื่อลดการฉีกขาดลงได้ตอนปลายของแผ่นหรือส่วนที่ซ้อนกันอาจใช้ทรายโรยทับ หรือใช้เศษไม้แผ่นทับไว้ก็ได้ ควรตรวจดูว่ามีรอยทะลุเพียงใด ถ้าพอจะใช้เทปปะซ่อมแซมได้ก็จะดีหรือถ้าขาดมากควรซ้อน 2 แผ่น
(5) แผ่นพลาสติกคลุม (Plastic Sheeting)
พลาสติกมีน้ำหนักเบามาก และเป็นวัสดุที่อ่อนไหวได้ง่าย เหมาะที่จะใช้สำหรับงาน
อุตสาหกรรมทำคอนกรีต มีราคาสูงกว่ากระดาษ คลุมได้ง่าย พอดี และสนิทแนบ ใช้กับพื้นราบ เหมือนกับกระดาษ สำหรับการบ่มคอนกรีตทางหลวง ปูโดยไม่ต้องตัด คลุมได้ตามความโค้งของถนน แผ่นพลาสติกไม่มีการดูดซึมน้ำ ไม่มีราหรือเน่าเปื่อย มีน้ำหนักคงที่ และสามารถม้วนเก็บภายหลังจากการบ่มตามกระบวนการอย่างสมบูรณ์แล้ว มีน้ำหนักเบา สามารถขนย้ายได้ง่าย มักมีสีคล้ายนมหรือสีขาวทำให้สะท้อนแสงและความร้อน
อุตสาหกรรมทำคอนกรีต มีราคาสูงกว่ากระดาษ คลุมได้ง่าย พอดี และสนิทแนบ ใช้กับพื้นราบ เหมือนกับกระดาษ สำหรับการบ่มคอนกรีตทางหลวง ปูโดยไม่ต้องตัด คลุมได้ตามความโค้งของถนน แผ่นพลาสติกไม่มีการดูดซึมน้ำ ไม่มีราหรือเน่าเปื่อย มีน้ำหนักคงที่ และสามารถม้วนเก็บภายหลังจากการบ่มตามกระบวนการอย่างสมบูรณ์แล้ว มีน้ำหนักเบา สามารถขนย้ายได้ง่าย มักมีสีคล้ายนมหรือสีขาวทำให้สะท้อนแสงและความร้อน
(6) ไม้แบบคลุม (Formed)
ไม้แบบหล่อที่ยังไม่ได้เอาไปใช้ที่อื่น ก็ให้ทิ้งให้ติดกับคอนกรีตไว้ก่อน เช่น การหล่อคอนกรีตโครงสร้างต่างๆ แต่ควรทำให้ไม้แบบชุ่มชื้นอยู่ด้วยโดยการราดน้ำ ถ้าถอดแบบแล้วก็กระทำการบ่มวิธีอื่นต่อไป
(7) อบด้วยไอน้ำ (Steam)
เป็นการเร่งให้กำลังของคอนกรีตสูงโดยรวดเร็ว ปกติมักใช้กับงานคอนกรีตหล่อสำเร็จหรือประกอบก่อนในโรงงาน และทำการผลิตเป็นจำนวนมากๆ สำหรับคอนกรีตอัดแรง (Prestress Concrete) ซึ่งต้องการกำลังน้อยที่สุด 5,000 ปอนด์/นิ้ว ทดสอบโดยทรงกระบอก (Cylinder) ควรมีค่าเฉลี่ยระหว่าง 4,000 - 8,000 ปอนด์/ตร.นิ้ว ฉะนั้นจึงต้องทำการควบคุมอุณหภูมิในการบ่มอย่างดี และสม่ำเสมอ
สำหรับกระบวนการปฏิกิริยาปูนซีเมนต์กับน้ำและการแข็งตัว ซึ่งอาจมีเวลาสำหรับหล่อคอนกรีตไว้ที่โรงงาน 1-2 วัน แล้วก็จะนำไปติดตั้ง จำเป็นต้องทำการบ่มด้วยการอบด้วยไอน้ำ (Steam Cured) กับการที่จะให้งานที่หล่อมีกำลังได้รวดเร็ว ในการที่จะถอดแบบได้ทันที เมื่อบ่มเสร็จจะใช้เวลาอันสั้นภายหลังการเท มีวิธีการบ่มด้วยแรงดันสูง (High Pressure) และแรงดันต่ำ (Low Pressure)
ก. บ่มด้วยแรงดันสูง (High Pressure) ต้องการให้จัดสร้างห้องอบเป็นเหล็กต่อให้สนิท สามารถให้น้ำเป็นจำนวนมากชุ่มโชกในบรรยากาศให้อุณหภูมิอยู่ระหว่าง 250 °F - 350 °F ใช้เวลา 8-12 ซม. ซึ่งรวมช่วงที่อยู่ในห้องปรับอุณหภูมิ 2 ชม. ด้วย (ในการเพิ่มอุณหภูมิให้ค่อยๆ ร้อนขึ้นในช่วงเวลาประมาณ 2 ชม.)
สิ่งที่เกิดขึ้นอันเนื่องจากการบ่มด้วยแรงดันสูงนี้ เช่น
- คอนกรีตจะแห้งและมีสีขาวกว่าการบ่มด้วยความชื้น (Moist Cured)
- กำลังอัดที่เกิดขึ้นจากการบ่มด้วยวิธีนี้เพียง 1 วัน จะเท่ากับการผลิตคอนกรีตที่บ่มด้วยความชื้น (Moist Cured) ในเวลา 28 วัน
- เกิดความต้านทานต่อสารพวกเกลือซัลเฟต (Sulfate Action) ที่เกิดขึ้น
- จะทำการชะล้างส่วนผสมที่นำตัวฟัสโซลาปิดมาใช้ด้วย
- มีการหดตัว (Shrinkage) เพียงครึ่งหนึ่งของการบ่มด้วยความชื้น
- จะลดแรงยึดเหนี่ยว (Bond) ระหว่างเหล็กและคอนกรีต
ข. บ่มด้วยแรงดันต่ำ (Low Pressure) ใช้ได้ดีกับการผลิตงานที่กระทำเหมือนๆ กัน งานที่หล่อด้วยคอนกรีตจะส่งบนสายพาน (Conveyor) ซึ่งจะค่อยๆ เคลื่อนไปตามอุโมงค์ที่ทำการอบด้วยไอน้ำด้วยแรงดันต่ำนี้ จะสิ้นสุดลงเมื่อใช้เวลา 1 วัน แล้วถอดแบบได้ การทำให้เพิ่มกำลังด้วยการบ่มนี้ต้องอบอยู่ในอุณหภูมิ 100 - 160 °F กำลังของคอนกรีตที่บ่มด้วยวิธีนี้โดยใช้เวลา 25 ชม. จะมากกว่าการบ่มด้วยความชื้นโดยวิธีธรรมดา 28 วัน
· ขีดสูงสุดในการอบบ่ม
- คอยจนประมาณ 3 ชม. ภายหลังจากการเทจึงทำการอบ
- อบด้วยอุณหภูมิระหว่าง 120 °F ถึง 150 °F
- ค่อยเพิ่มอุณหภูมิขึ้นที่ละน้อยไม่ควรเกิน 40 °F ต่อชั่วโมง
- ใช้อบไอน้ำ (Wet Steam)
- อย่าให้อุณหภูมิสะดุดลงก่อนการอบสิ้นสุด
· ระยะเวลาการเพิ่มและลดอุณหภูมิในการบ่มด้วยไอน้ำ
- ช่วงเวลาในช่วงแรกก่อนให้ไอน้ำ (ปกติทิ้งไว้ 2-4 ชั่วโมง เพื่อให้คอนกรีตแข็งตัวเต็มที่เสียก่อน)
- ช่วงการเพิ่มอุณหภูมิประมาณ 2½ ชั่วโมง
- ระยะการรักษาอุณหภูมิให้คงที่ระหว่าง 6-12 ชั่วโมง ทั้งนี้สำหรับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์แข็งเร็ว (ASTM TYPE III) ส่วนปูนซีเมนต์ชนิดอื่นๆ ให้เพิ่มระยะเวลามากกว่านี้
- ช่วงเวลาการลดอุณหภูมิประมาณ 2 ชั่วโมง
(8) ผสมแคลเซียมคลอไรด์ (Calcium Chloride, CaCl2)
เป็นการเร่งให้คอนกรีตแข็งตัวได้เร็ว เหมาะสำหรับในอากาศหนาว (Cold Weather) เฉลี่ยเวลาของการก่อตัวครั้งแรก (Initial Set) ของซีเมนต์ล้วนที่ 70 °F เป็นการลดเวลาจาก 3 ชั่วโมง 15 นาทีเป็น 1 ชั่วโมง 12 นาที การผสมแคลเซียมคลอไรด์จะเพิ่มกำลังให้กับซีเมนต์จนถึงอายุ 1 ปี มีเปอร์เซ็นต์การเพิ่มในระยะต้น นอกจากนี้จำนวนของแคลเซียมคลอไรด์ที่นำมาผสม 2 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักปูนซีเมนต์ที่ใช้ที่อุณหภูมิ 40 - 70 °F และ 1 ½ เปอร์เซ็นต์ที่อุณหภูมิ 90 °F รวมทั้งความสามารถในการเทให้เต็มแบบของคอนกรีตจะดีขึ้น เมื่อผสมแคลเซียมคลอไรด์ขึ้นถึง 3 เปอร์เซ็นต์ด้วย
7.การถอดแบบหล่อคอนกรีต
แบบหล่อคอนกรีต คือ แบบที่ทำจากวัสดุ อาทิเช่น ไม้ , ไม้อัด , เหล็ก , ไฟเบอร์กลาส , พลาสติก หรือแม้กระทั่งที่เป็นคอนกรีตเอง เพื่อใช้หล่อคอนกรีตให้มีขนาดและรูปร่างตามต้องการ โดยคำนึงถึงความแข็งแรงเพียงพอที่ จะรับแรงดัน และน้ำหนักของคอนกรีต , ผิวของคอนกรีตที่ปรากฏ , งานที่จะตามมาภายหลังการถอดแบบ , และความประหยัด การจำแนกชนิดของแบบหล่อ อาจแบ่งตามลักษณะการรับแรงดันและน้ำหนักของคอนกรีตได้เป็น 2 ลักษณะ คือ ชิ้นส่วนที่รับแรงด้านข้าง และชิ้นส่วนที่รับน้ำหนักในแนวดิ่ง หรืออาจแบ่งตามชนิดของโครงสร้าง เช่น แบบหล่อคอนกรีตทั่ว ๆ ไป และแบบหล่อชิ้นส่วนคอนกรีตสำเร็จรูป หรืออาจแบ่งตามเทคนิคการก่อสร้าง เช่น แบบหล่อสำหรับงานก่อสร้างทั่ว ๆ ไป แบบหล่อแบบเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง และแบบหล่อแบบเคลื่อนที่ในแนวราบ
แบบหล่อที่ดี จะให้ความประณีต ความสวยงาม และความแข็งแรงแก้โครงสร้างคอนกรีต อีกทั้งยังสามารถกำหนดต้นทุนในการก่อสร้างได้ส่วนหนึ่งด้วย การถอดแบบหล่อคอนกรีตตามเวลาที่เหมาะสมทำอย่างไร
ปกติองค์อาคารคอนกรีตเสริมเหล็กทุกชนิดจะมีการยืด หด และโก่งตัว แต่ที่มีผลกระทบต่อส่วนอื่น ๆโดยตรง คือ การโก่งตัวองค์อาคารรับแรงดัน เช่น แผ่นพื้น และคาน ซึ่งอาจมีผลกระทบต่อสิ่งก่อสร้างทางสถาปัตยกรรม โดยเฉพาะกับผนังก่ออิฐ หรือ บล็อก คือ ทำให้เกิดการแตกร้าวได้ ดังนั้นจึงควรรีบถอดแบบหล่อและค้ำยันออกให้หมด เมื่อคอนกรีตมีอายุครบกำหนด หรือมีกำลังไม่น้อยกว่ากำลังที่ออกแบบไว้ อย่างไรก็ดี ต้องพิจารณาดูด้วยว่าน้ำหนักแบบหล่อ , น้ำหนักค้ำยัน, และน้ำหนักแผ่นพื้นและคานที่จะหล่อของพื้นชั้นถัดไป จะมีน้ำหนักมากกว่าที่ได้รับหรือไม่ ถ้ามากกว่าก็ควรจะคงค้ำยันไว้บ้าง โดยเหลือค้ำยันไว้กระจายให้ทั่ว
8. การทดสอบความยุบตัว (Slump Test)
การทดสอบคอนกรีตในสนามจะทดสอบโดยวิธีวัดความยุบตัว ซึ่งกระทำได้ง่าย อุปกรณ์ในการทดสอบประกอบด้วย กรวยเปิดหัวและท้ายสูง 300 มม. ด้านล่างเส้นผ่านศูนย์กลาง 200 มม. และด้านบนเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 มม. ใช้เหล็กกลมเส้นผ่าศูนย์กลาง 16 มม. ยาว 600 มม. กระทุ้ง การทดสอบให้ศึกษาจากขบวนการต่อไปและเมื่อทำการทดสอบแล้วจะพบลักษณะของตัวอย่างเป็นรูปร่างได้ 3 ลักษณะ ดังนี้
รูปที่ 1 ลักษณะของการยุบตัว
วิธีการทดลองหาความยุบตัวของคอนกรีตให้ดำเนินการตามมาตรฐานการทดลองที่ ทล. – ท304/2532 ดังต่อไปนี้
(1) ใช้ตัวอย่าง ซึ่งเป็นตัวแทน โดยนำตัวอย่างจากการเทออกจากเครื่องผสมหรือรถบรรทุกคอนกรีตเที่ยวที่ 3 หรือมากกว่า จะไม่นำตัวอย่างจากการเทเที่ยวแรกหรือเที่ยวท้ายของการเทออกมาจากรถผสม (Transit Mixed) ในกรณีที่ใช้คอนกรีตผสมเสร็จ
(2) ด้านในของกรวย (Cone) ทำให้ชื้น และวางกรวยในพื้นที่เรียบชื้น ไม่ดูดซึมน้ำ ผิวเรียบ กว้างพอที่จะวางคอนกรีตที่จะทดสอบความยุบ และกรวยทดสอบความยุบตัว ยืนเหยียบที่วางเท้ายื่นจากกรวย 2 ข้างให้แน่น เพื่ออัดให้กรวยวางมั่นคงเมื่อทำตามกระบวนการทดสอบ
รูปที่ 2 ใส่คอนกรีตชั้นที่ 1
(3) ชั้นที่ 2 ใส่คอนกรีตลงในกรวย
รูปที่ 3 ใส่คอนกรีตชั้นที่ 2
รูปที่ 4 ใส่คอนกรีตชั้นที่ 3
รูปที่ 5 ปาดคอนกรีตออก
(7) ค่อยๆ ยกกรวยในแนวดิ่งช้าๆ และระมัดระวังในกระบวนการนี้จะต้องไม่เอียงกรวยไปชนหรือกระเทือนแท่งคอนกรีต ยกกรวยออก แล้วกลับเอาส่วนล่างขึ้น ปลายกรวยวางบนพื้นใกล้กันแต่ต้องไม่ไปสัมผัสกับก้อนคอนกรีตที่ยุบนั้น
รูปที่6 ยกกรวยขึ้น
(8) แท่งกระทุ้งให้ทาบตรงไปข้ามกรวย วัดระยะความยุบ จากส่วนใต้ของผิวเหล็กเส้นตรงไปยังยอดของก้อนคอนกรีตที่ยุบตัวแล้ว หรือที่จุดศูนย์กลางของฐาน ดำเนินการวัดจะให้สมบูรณ์ถูกต้องอยู่ในช่วงของเวลา 1 ½ นาที ไม่ทิ้งคอนกรีตไว้และไม่นำไปใช้ในการทดสอบอื่นๆ อีก
รูปที่ 7วัดค่าความยุบ
9.การหล่อและทดสอบแท่งคอนกรีตตัวอย่าง
การทดสอบแท่งคอนกรีตตัวอย่างซึ่งจัดเตรียมกันในสนามจัดทำขึ้นด้วยจุดประสงค์ 2 ประการ คือ
· ตรวจสอบการออกแบบที่ถูกต้องในห้องทดลอง
· เพื่อตรวจสอบคุณภาพในงานโครงสร้างคอนกรีต
9.1 การหล่อแท่งคอนกรีตรูปทรงกระบอก
วิธีการหล่อแท่งคอนกรีตรูปทรงกระบอก ต้องดำเนินการในลักษณะและวิธีการเดียวกันทุก ตัวอย่างโดยให้ดำเนินการตามมาตรฐานที่ ทล. – ม. 304/2532 ดังต่อไปนี้
(1) แบบหล่อทำจากเหล็กหล่อหรือเหล็กกล้า เป็นรูปทรงกระบอก เส้นผ่านศูนย์กลางภายในเฉลี่ยจะต้องมีขนาด 150 ± 1.5 มิลลิเมตร ส่วนสูงภายในเฉลี่ยจะต้องมีขนาด 300 ± 6 มิลลิเมตร ความยาวของเส้นผ่านศูนย์กลางที่ตำแหน่งใดๆ ต่างกันได้ไม่เกินร้อยละ 2
(2) ใช้ตัวอย่างที่เป็นตัวแทน โดยนำตัวอย่างจากการเทจากเครื่องผสม หรือรถบรรทุกคอนกรีตในการเทครั้งที่ 3 หรือมากกว่า จะไม่นำตัวอย่างจากการเทตอนแรกหรือตอนท้ายของการเทออกมาใช้
รูปที่ 1 ใส่คอนกรีตชั้นที่ 1
(4) ใส่คอนกรีตลงไปให้อีก 100 มม. กระทุ้ง 25 ครั้ง โดยให้ปลายแท่งเหล็กจมลงในชั้นแรกไม่เกิน 25 มม. แผ่กระจายการกระทุ้งไปให้ทั่วหน้าตัดของชั้นนี้
รูปที่2 ใส่คอนกรีตชั้นที่ 2
(5) ใส่คอนกรีตให้เต็มล้นแล้วกระทุ้ง 25 ครั้ง โดยให้ปลายแท่งเหล็กจมลงในชั้นที่ 2 ไม่เกิน 25 มม. กระทุ้งให้ทั่วพื้นที่หน้าตัดของชั้นนี้
รูปที่ 3 ใส่คอนกรีตชั้นที่ 3
(6) เคาะแบบหล่อเบาๆ โดยรอบให้อากาศถูกไล่ออก ปาดส่วนที่เกินออกจากปากแบบให้ผิวราบเรียบ โดยให้คอนกรีตเสมอกับปากแบบ
รูปที่ 4 ปาดส่วนที่เกินออก
(7) ปิดปากแบบหล่อด้วยแก้วหรือแผ่นโลหะ หรือสิ่งใดที่จะป้องกันการสูญเสียความชื้น สำหรับ 24 ชั่วโมงแรก
รูปที่ 5 ปิดปากแบบหล่อ
9.2 การหล่อแท่งคอนกรีตรูปลูกบาศก์
การหล่อแท่งคอนกรีตรูปลูกบาศก์ เพื่อวัตถุประสงค์เช่นเดียวกับการหล่อแท่งคอนกรีตรูปทรงกระบอก
- ขั้นตอนวิธีการดำเนินการหล่อแท่งตัวอย่างดำเนินการในลักษณะเดียวกับการหล่อแท่งคอนกรีตรูปทรงกระบอก
- วัสดุอุปกรณ์และการดำเนินการเป็นไปตามมาตรฐานที่ ทล.-ม.303/2532 " มาตรฐานการหล่อแท่งคอนกรีตรูปลูกบาศก์ "
9.3 การทดสอบหาค่าแรงอัดของแท่งคอนกรีต
การทดสอบเพื่อตรวจสอบกำลังของคอนกรีต ทั้งแท่งคอนกรีตรูปทรงกระบอกและแท่งคอนกรีตรูปลูกบาศก์ ดำเนินการตามมาตรฐานที่ ทล.-ท.302/2531 “วิธีการทดลองหาค่าแรงอัดของแท่งคอนกรีตรูปทรงกระบอกและรูปสี่เหลี่ยมลูกบาศก์”
