คอนกรีต (CONCRETE)

โพสต์เมื่อ 03/11/2015

คอนกรีตเป็นวัสดุก่อสร้าง ที่เป็นส่วนผสมระหว่างปูนซีเมนต์ มวลละเอียด (ทราย) มวลรวมหยาบ (หินหรือ กรวด) และน้ำ ผสมกันในอัตราส่วนที่พอเหมาะ โดยให้มวลรวมละเอียด คือทรายแทรกอยู่ในช่องว่างระหว่างมวลรวมหยาบคือ หินหรือกรวด และมีส่วนผสมของน้ำกับปูนซีเมนต์ ซึ่งเราเรียกว่า ซีเมนต์เพสต์ (Cement paste) เป็นตัวประสานให้มวลละเอียดกับมวลหยาบยึดติดกันแน่น คอนกรีตที่ผสมเสร็จใหม่ ๆ เราเรียกว่า คอนกรีตสด (Fresh Concrete) เมื่อคอนกรีตแข็งตัวแล้วจะแข็งแรง และทนทานคล้ายหินธรรมชาติ

1. ชนิด และประเภทของคอนกรีต

1.1 ประเภทของคอนกรีตโครงสร้าง

 


1.1.1 คอนกรีตล้วน (Plane Concrete)
เป็นโครงสร้างที่ใช้คอนกรีตอย่างเดียวล้วน ๆ ไม่มีวัสดุอื่นมาเสริมหรือประกอบเลย ใช้กับโครงสร้างที่รับเฉพาะแรงอัด เช่น เขื่อนกั้นดิน ทำฐานคอนกรีตที่มีความหนามาก ๆ ใช้รองรับโครงสร้าง หรือเครื่องจักร
1.1.2 คอนกรีตเสริมเหล็ก (Reinforced Concrete)
นิยมเรียกโดยย่อว่า ค.ส.ล. เป็นโครงสร้างทั้งคอนกรีต และเหล็กเสริมประกอบกัน เพื่อให้สามารถรับได้ทั้งแรงอัดและแรงดึง โดยคอนกรีตเป็นส่วนรับแรงอัด ส่วนเหล็กเป็นส่วนรับแรงดึง ปัจจุบันนี้โครงสร้างอาคารโดยทั่วไป จะเป็นโครงสร้างค.ส.ล. แทบทั้งสิ้น
1.1.3 คอนกรีตอัดแรง (Pre-Stressed Concrete) เป็นคอนกรีตที่ใช้เหล็กเสริมที่ต้านทานแรงดึงได้สูง โดยการดึงเหล็กให้ยืดออกแล้วตัดเหล็ก ปล่อยให้เหล็กหดตัวกลับแล้วอัดคอนกรีต จึงเรียกคอนกรีตอัดแรง สามารถรับแรงได้ดีกว่าคอนกรีตเสริมเหล็กธรรมดา นิยมใช้กับงานท่อน้ำ ถังน้ำ สะพาน ระบบพื้น และเข็มคอนกรีตอัดแรง คอนกรีตอัดแรงทำได้ 2 วิธี คือ วิธีดึงก่อน และวิธีดึงทีหลัง
1.1.4 คอนกรีตหล่อก่อน (Precast Concrete)
เป็นการทำคอนกรีตในโรงงานผลิต หมายถึงการผลิตเป็นจำนวนมาก ฉะนั้นแบบหล่อต้องสร้างอย่างแข็งแรง บางทีทำด้วยเหล็ก เป็นงานทำอยู่กับที่ เช่น เข็ม คาน และท่อคอนกรีต ทั้งยังนำมาใช้กับงานอาคารสำเร็จรูป
1.1.5 คอนกรีตน้ำหนักเบาและการผลิต (Light weight Concrete and Manufacture)
ปรกติคอนกรีตมีน้ำหนักมาก สำหรับโครงสร้างที่ใหญ่ต้องสิ้นเปลืองวัสดุใช้ในการทำฐานรากเป็นจำนวนมาก เพื่อลดขนาดฐานรากให้เล็กลง โดยทำให้เกิดฟองอากาศในเนื้อคอนกรีต (aerated concrete) หมายถึงทำให้เกิดฟองแก็ส (ไฮโดรเจน) ในคอนกรีตสดด้วยการใส่อลูมิเนียมผง หรือสังกะสีผงลงไป นอกจากนี้ยังมีการหาวัสดุมวลหยาบที่มีน้ำหนักเบา เช่นหินรูพรุนจากภูเขาไฟเพื่อลดน้ำหนักคอนกรีต แต่มีความแข็งแรงเท่ากัน คอนกรีตชนิดนี้มีน้ำหนักประมาณ 300-800ก.ก. ซึ่งคอนกรีตธรรมดาจะมีน้ำหนักประมาณ 2000 ก.ก. / ลูกบาศก์เมตร
1.1.6 คอนกรีตไร้มวลละเอียด (No - fines Concrete)
คอนกรีตชนิดนี้ประกอบด้วยซีเมนต์ และมวลหยาบ อาจเป็นหินหรือกรวดที่มีขนาด 10-20 ม.ม. หรือใช้วัสดุเบาอื่น ๆ จะทำให้น้ำหนักลดลง 3/4 - 2/3 เท่าของน้ำหนักคอนกรีตธรรมดา ส่วนผสมที่ใช้กัน 1 : 8 มีอัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์ 0.45 คอนกรีตชนิดนี้รับน้ำหนักได้ต่ำ จึงนิยมใช้เป็นผนัง หรือเสริมเป็นไส้ในพื้น การหดตัวเมื่อแห้งของคอนกรีตชนิดนี้ น้อยกว่าคอนกรีตน้ำหนักเบาชนิดอื่น
1.1.7 คอนกรีตต้านทานน้ำทะเล (Concrete Resistance Sea-water) เป็นคอนกรีตที่สามารถต้านทานการกัดกร่อนจากน้ำทะเลได้ เนื่องจากคอนกรีตสามารถดูดซึมน้ำทะเลได้ การดูดซึมและการระเหยของน้ำทะเล จะทำให้เกิดการตกตะกอนของเกลือ และจะพอกเป็นก้อนเกลือในที่สุด ซึ่งเกลือนี้จะเป็นตัวทำปฏิกิริยาเคมีกับเนื้อคอนกรีต ทำให้ผุกร่อนไปถึงเหล็กเสริม แล้วจะทำให้เหล็กเสริมผุไป เป็นคอนกรีตที่ใช้ในงานก่อสร้างทางทะเล และบริเวณทะเล เช่น อู่ต่อเรือ ท่าจอดเรือ เป็นต้น

1.2 ผิวคอนกรีตในงานสถาปัตยกรรม


1.2.1 คอนกรีตเปลือย 
เมื่อนำแบบหล่อออกแล้ว จะปล่อยให้ผิวคอนกรีตเป็นไปตามรูปแบบหล่อนั้นโดยตรง จะมีการแต่งผิวขั้นสุดท้ายโดยใช้ปูนซีเมนต์ผสมทรายละเอียดที่ร่อนจากตะแกรงตาถี่ ๆ ใส่น้ำเหลวมาก เอาแปรงไม้กวาดจุ่มปูนปาดตามผิวคอนกรีต ทรายจะเข้าไปอุดในรูพรุนเล็ก ๆ ทำให้ผิวเรียบไม่เปลืองสีรองพื้น สำหรับไม้แบบของคอนกรีตเปลือยจะต้องประณีต และแข็งแรง
1.2.2 คอนกรีตฉาบผิวด้วยปูนทราย 
ผิวแบบหล่อจะต้องหยาบเพื่อให้ปูนฉาบจับได้แน่นไม่หลุดร่อน ปูนฉาบประกอบด้วยทรายละเอียดร่อนพร้อมปูนขาวหมักด้วยน้ำ และผสมปูนซีเมนต์ ในกรณีนี้แบบหล่อไม่จำเป็นต้องประณีต แต่ต้องแข็งแรงเพื่อไม่ให้ลำบากในการฉาบ

การบ่มคอนกรีต (CONCRETE CURING)

การบ่มคอนกรีตเป็นการควบคุมและป้องกันมิให้น้ำในคอนกรีตระเหยออกจากคอนกรีตที่แข็งตัวแล้วเร็วเกินไป เนื่องจากน้ำเป็นองค์ประกอบสำคัญที่สุดสำหรับปฏิกิริยาไฮเดรชั่น ซึ่งจะส่งผลต่อกำลังของคอนกรีตโดยตรง ดังนั้น หลังจากที่ผิวหน้าคอนกรีตแข็งตัวแล้ว จะต้องบ่มคอนกรีตให้มีความชื้นอยู่เสมอ เป็นเวลาอย่างน้อย 7 วัน กำลังของคอนกรีตจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ตราบเท่าที่ยังมีความชื้นให้ปูนซีเมนต์ได้ทำปฏิกิริยากับน้ำ
วิธีการบ่มคอนกรีต
วิธีการบ่มคอนกรีตจะขึ้นอยู่กับสภาพของงานคอนกรีตนั้นๆ เป็นหลัก ลักษณะของการบ่มคอนกรีตสามารถแบ่งได้ 3 ลักษณะ คือการเพิ่มความชื้นให้คอนกรีต การป้องกันการเสียน้ำของคอนกรีต และการเร่งกำลัง
1. การบ่มโดยการเพิ่มความชื้นให้คอนกรีต การบ่มลักษณะนี้จะเพิ่มความชื้นให้กับผิวคอนกรีตโดยตรง เพื่อทดแทนการระเหยของน้ำออกจากคอนกรีต การบ่มลักษณะนี้สามารทำได้หลายวิธี ดังต่อไปนี้
1.1 การขังหรือหล่อน้ำ เป็นการทำนบกั้นน้ำไม้ให้น้ำไหลออกมักจะใช้กับงานทางระดับ เช่น พื้น หรือถนน เป็นต้น วัสดุที่ใช้ทำทำนบอาจจะเป็นดินเหนียว หรืออิฐก็ได้ ข้อควรระวังสำหรับวิธีนี้ คือ ต้องระวังอย่าให้ทำนบกั้นน้ำพัง และหลังจากบ่มเสร็จแล้ว อาจจะต้องทำความสะอาดผิวหน้าคอนกรีต
1.2 การฉีดน้ำหรือรดน้ำ เป็นการฉีดน้ำให้ผิวคอนกรีตเปียกอยู่เสมอวิธีนี้ใช้ได้กับงานคอนกรีต ทั้งในแนวดิ่ง แนวระดับ หรือแนวเอียง ข้อควรระวัง คือต้องฉีดน้ำให้ทั่วถึงทุกส่วนของคอนกรีต และแรงดันน้ำต้องไม่แรงเกินไปจนชะเอาผิวหน้าคอนกรีตที่ยังไม่แข็งตีวดีออก วิธีนี้ต้องสิ้นเปลืองน้ำมาก และต้องอาศัยที่ที่มีแรงดันน้ำมากพอ
1.3 การคลุมด้วยวัสดุเปียกชื้น เป็นวิธีที่ใช้กันมาก เพราะสะดวก ประหยัด และสามารถใช้ได้กับงานทั้งแนวระดับ แนวดิ่ง และแนวเอียง วัสดุที่ใช้คลุมอาจจะใช้ ผ้าใบ กระสอบ หรือวัสดุอื่นที่อมน้ำ ข้อควรระวัง คือวัสดุที่คลุมต้องเปียกชุ่มอยู่เสมอ การคลุมต้องคลุมให้วัสดุคลุมเหลื่อมกัน วัสดุที่ใช้คลุมต้องปราศจากสารที่เป็นอันตรายต่อคอนกรีต หรือทำให้คอนกรีตด่าง สำหรับการคลุมงานคอนกรีตในแนวดิ่ง ต้องยึดวัสดุคลุมให้แน่นหนา ไม่เลื่อนหล่นลงมาได้ โดยเฉพาะเวลาที่ราดน้ำ ซึ่งจะต้องทำเป็นประจำ
2. การบ่มโดยการป้องกันการเสียน้ำจากเนื้อคอนกรีต วิธีการนี้ใช้การผนึกผิวของคอนกรีต เพื่อป้องกันมิให้ความชื้นจากคอนกรีตระเหยออกจากเนื้อคอนกรีต การบ่มลักษณะนี้สามารถกระทำได้หลายวิธีดังนี้
2.1 การบ่มในแบบหล่อ แบบหล่อไม้ที่เปียก และแบบหล่อเหล็ก สามารถป้องกันการสูญเสียความชื้นได้ดี วิธีนี้จัดได้ว่าง่ายที่สุด เพียงแค่ทิ้งแบบหล่อให้อยู่กับคอนกรีตที่หล่อไว้ให้นานที่สุดเท่าที่จะทำได้ และคอยดูแลให้ผิวด้านบนคอนกรีตมีน้ำอยู่ โดยน้ำนั้นสามารถไหลซึมลงมาระหว่างแบบหล่อกับคอนกรีตได้
2.2 การใช้กระดาษกันน้ำซึม เป็นการใช้กระดาษกันน้ำซึม ปิดทับผิวคอนกรีตให้สนิท เป็นเวลาอย่างน้อย 3 วัน วิธีนี้มักนิยมใช้กับงานคอนกรีตแนวระดับ กระดาษกันน้ำซึมนี้ เป็นกระดาษเหนียวสองชั้นยึดติดกันด้วยยางมะตอย และเสริมความเหนียวด้วยใยแก้ว มีคุณสมบัติในการยึดหดตัวไม่มากนักเวลาที่เปียกและแห้ง ข้อควรระวังในการใช้กระดาษ คือ บริเวณรอยต่อระหว่างแผ่นจะต้องผนึกให้แน่นด้วยกาว หรือเทป และกระดาษต้องไม่มีร่อยรอยฉีกขาด หรือชำรุด
2.3 การใช้แผ่นผ้าพลาสติกคลุม วิธีการนี้จะเหมือนกับการใช้กระดาษกันน้ำ แต่แผ่นผ้าพลาสติกจะเบากว่ามาก จึงสะดวกในการใช้มากกว่า สามารถใช้กับงานโครงสร้างทุกชนิด ข้อควรระวังก็เช่นเดียวกับกระดาษกันน้ำ คือ รอยต่อและการชำรุดฉีกขาด และเนื่องจากมีน้ำหนักเบา จึงต้องระวังเรื่องการผูกยึด ป้องกันลมพัดปลิวด้วย
2.4 การใช้สารเคมีเคลือบผิวคอนกรีต เป็นการพ่นสารเคมีลงบนผิวคอนกรีตซึ่งสารเคมีที่พ่นนี้จะกลายเป็นเยื่อบางๆ คลุมผิวคอนกรีตป้องกันการระเหยออกของน้ำในคอนกรีตได้ การบ่มวิธีนี้ทั้งสะดวกและรวดเร็วแต่ค่าใช้จ่ายจะสูง จึงมักใช้กับงานที่บ่มด้วยวิธีอื่นได้ลำบาก การพ่นสารเคมีนี้ต้องกระทำในขณะที่ผิวคอนกรีตยังชื้นอยู่ และต้องพ่นให้ทั่วถึง ข้อที่ควรทราบ คือสารเคมีประเภทนี้จะทำให้การยึดเหนี่ยวระหว่างคอนกรีตเดิมกับคอนกรีตที่จะเทใหม่เสียไป จึงไม่ควรใช้กับงานคอนกรีตที่ต้องต่อเติม หรือฉาบปูนในภายหลัง และหากใช้สารเคมีฉีดพ่นแล้ว ไม่ควรฉีดน้ำซ้ำ เพราะน้ำจะไปชะล้างสารเคมีออก ควรชี้แจงให้คนที่ทำงานทราบถึงประเด็นนี้ เพื่อจะได้ไม่ฉีดชะล้างสารเคมีออกโดยรู้เท่าไม่ถึงการณ์
3. การบ่มด้วยการเร่งกำลัง เป็นการบ่มคอนกรีตด้วยไอน้ำ โดยให้ความชื้น และความร้อน กับคอนกรีตที่หล่อเสร็จใหม่ๆ วิธีนี้จะทำให้คอนกรีตมีกำลังสูงขึ้นโดยรวดเร็วช่วยลดการหดตัว และเพิ่มความต้านทานต่อสารเคมีที่เป็นอันตรายต่อคอนกรีต การบ่มคอนกรีตด้วยวิธีนี้สามารถทำได้สองวิธี คือการบ่มด้วยไอน้ำที่มีความดันต่ำ และการบ่มด้วยไอน้ำที่มีความดันสูง การบ่มด้วยการเร่งกำลัง นิยมใช้กันในงานอุตสาหกรรมคอนกรีตสำเร็จรูป