เหล็กเสริมคอนกรีต
1. คุณสมบัติ
ปัจจุบันการผลิต เหล็กเสริมคอนกรีต จะต้องเป็นไปตามมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมทุกประการ ฉะนั้นปัญหาเรื่องคุณภาพของวัสดุจึงไม่ค่อยมี แต่เนื่องจากเหล็กในมาตรฐานดังกล่าวมีหลายประการหลายขนาดและหลายระดับโดยเฉพาะปัจจุบันมีมาตรฐานเหล็กรีดซ้ำและเหล็กกำลังต่ำที่ห้ามใช้กับงาน คอนกรีตเสริมเหล็ก เพิ่มขึ้น
ผู้ควบคุมงานมีหน้าที่ตรวจสอบว่าเหล็กที่นำมาใช้นั้นต้องมีคุณสมบัติตรงตามที่กำหนดไว้ในแบบและในบทกำหนดทุกประการ เช่น ในแบบกำหนดเหล็กเสริมข้ออ้อยขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 25 มม. ชนิด SD-40 หมายความว่าจะต้องเป็นเหล็กผิวที่มีลักษณะเป็นปล้องๆ มีพื้นที่หน้าตัดเฉลี่ยไม่น้อยกว่า 491 ตารางมิลลิเมตร มีจุดคลากไม่น้อยกว่า 4,000 กิโลกรัม/ตารางเซนติเมตร หรือ 40 กก./มม.2 และมีเปอร์เซ็นต์การยืดไม่น้อยกว่าร้อยละ 18 เป็นต้น
2. ความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้
เนื่องจากในการผลิตเหล็กเส้น ไม่อาจควบคุมความกลม ความยาว และน้ำหนักต่อเส้นได้ละเอียดมากนัก มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมจึงได้กำหนดค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้สำหรับเส้นผ่าศูนย์กลางความยาวและน้ำหนักไว้ เช่น เหล็กเส้นกลมผิวเรียบขนาด 9 มิลลิเมตร ยอมให้เส้นผ่าศูนย์กลางคลาดเคลื่อนได้ 0.4 มิลลิเมตร น้ำหนักคลาดเคลื่อนได้ไม่เกินร้อยละ 3.5 ต่อน้ำหนัก 10 ตัน และความยาวคลาดเคลื่อนได้ไม่เกินกว่า 5.5 มิลลิเมตรต่อความยาวไม่เกิน 10 เมตร ที่กระทบกระเทือนต่อความแข็งแรงของโครงสร้างคือ
เส้นผ่าศูนย์กลาง เพราะเกี่ยวข้องกับพื้นที่หน้าตัดของเหล็กโดยตรง การที่ มอก. กำหนดความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่าศูนย์กลางเหล็กขนาด 9 มิลลิเมตรไว้ 0.4 มิลลิเมตรนั้น เพราะในการรีดเหล็กอาจยากที่จะควบคุมให้หน้าตัดของเส้นเหล็กมีรูปวงกลมขนาด 9 มิลลิเมตร พอดีตลอดเวลา แต่ทั้งนี้พื้นที่หน้าตัดจะต้องไม่น้อยกว่า 63.6 ตารางมิลลิเมตร เป็นต้น หมายความว่าความคลาดเคลื่อนต่างๆ ดังกล่าวเป็นค่าคลาดเคลื่อนที่ยอมให้ในการผลิตเท่านั้น ในการใช้งานจริงจะต้องใช้เหล็กที่มีคุณสมบัติ เช่น พื้นที่หน้าตัดเท่ากับเหล็กขนาดตามที่กำหนดในแบบ
ฉะนั้นหากผู้รับเหมาก่อสร้างจะนำเหล็กที่มีขนาดเล็กกว่าแต่ไม่เกินค่าที่ยอมให้นั้นก็ควรอนุญาตให้ใช้ได้โดยไม่ต้องเพิ่มจำนวนจนได้พื้นที่หน้าตัดรวมตามที่ต้องการ ในกรณีที่พื้นที่หน้าตัดของเหล็กเสริมรวมแล้วขาดจากที่กำหนดในแบบเพียงเล็กน้อย ควรทำเรื่องเสนอวิศวกรผู้ออกแบบเพื่อพิจารณาไม่ว่ากรณีใดจะต้องไม่ยอมให้ใช้เหล็กที่มีคุณภาพต่ำกว่ามาตรฐาน มอก. เป็นอันขาด
สำหรับการเรียง การต่อ การทาบ การงอขอ และรายละเอียดอื่นๆ หากมิได้ระบุในแบบหรือข้อกำหนดที่ใดแล้วควรให้เป็นไปตาม “มาตรฐานสำหรับอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก” ของวิศวกรรมสถานแห่ง ประเทศไทยฯ ทุกประการ
3. การขจัดสนิมเหล็ก
เมื่อผูกเหล็กเสร็จแล้วควรรีบเทคอนกรีตให้เร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้ไม่ควรทิ้งให้เนิ่นนาน เพราะนอกจากจะทำให้เหล็กเป็นสนิมขุมได้แล้วเหล็กที่ผูกไว้อย่างเรียบร้อยอาจถูกเหยียบจนคดงดผิดตำแหน่ง ซึ่งในกรณีเช่นนี้จะต้องทำการจัดเรียงใหม่ที่เป็นสนิมขุมหรือคดงดมากควรให้มีการแก้ไข เช่น เสริมเหล็กเพิ่มหรือเปลี่ยนเหล็กใหม่แล้วแต่วิศวกรผู้รับผิดชอบจะเห็นสมควร
สนิมขุมในที่นี้หมายถึงสนิมที่เกาะกินเหล็กจนร่อนเป็นเกล็ด สามารถทำให้หลุดได้โดยง่าย แต่ถ้าหากเป็นสนิมเพียงเล็กน้อยก็อาจให้เทคอนกรีตทับได้เลย หากเป็นสนิมธรรมดาแต่มีเป็นจำนวนมากแม้ไม่ร่อนเหมือนสนิมขุมก็ควรขจัดออกบ้างโดยใช้วิธีง่ายๆ เช่น แปรงด้วยแปรงลวด แต่ไม่ถึงกับต้องใช้กระดาษทรายเพราะการใช้กระดาษทรายกับเหล็กข้ออ้อยเพื่อขจัดสนิมนั้นยากมากและไม่ทั่วถึง การขจัดสนิมธรรมดานั้นไม่จำเป็นต้องขัดจนเกลี้ยงเพราะไม่เกิดประโยชน์แต่อย่างใด ตรงข้ามหากขัดจนเป็นมันกลับจะทำให้การยึดหน่วงของคอนกรีตกับเหล็กลดลงด้วยซ้ำ
4. ความผิดพลาดที่เกิดจากการเข้าใจผิด
ในการจัดเหล็กของแผ่นพื้น ค.ส.ล. ที่มีเครื่องหมายต่างกันแต่ต่อเนื่องกัน เช่น S1 ต่อเนื่องกับ S2 ช่างเหล็กมักจะหลุดเหล็กบนทั้งสองข้างตรงกึ่งกลางคานเสมอ ด้วยเหตุผลเพียงเพราะเป็น “แสลบคนละเบอร์” เท่านั้น ตามปกติแผ่นพื้น ค.ส.ล. ที่หล่อเป็นผืนเดียวกันจะมีความต่อเนื่องกันโดยตลอด ฉะนั้นตรงที่มีคานรองรับจะเกิดโมเมนต์ลบ เหล็กเสริมด้านบนจึงต้องต่อเนื่องกันด้วยเสมอ
เมื่อผูกเหล็กเข้าที่เรียบร้อยแล้วต้องระวังอย่าให้คนงานเหยียบย่ำบนเหล็กนั้น ต้องมีสะพานสำหรับเดินหรือเข็นรถลำเลียงคอนกรีตซึ่งวางบนม้าคร่อมระหว่างช่องเหล็กเสริม ไม่ควรวางกระดานบนเหล็กเสริมโดยตรง มีตัวอย่างแผ่นพื้น ค.ส.ล. ที่เป็นกันสาดยื่นจากคาน หรือคานยื่นจากเสาที่พังลงมาในทันทีที่ถอดแบบ เพราะเหล็กเสริมซึ่งควรจะอยู่ข้างบนกลับถูกเหยียบจนราบกลายเป็นเหล็กล่างเมื่อถอดแบบ พื้นหรือคานยื่นดังกล่าวจะเกิดแรงดึงที่ผิวบน
แต่เมื่อไม่มีเหล็กรับแรงดึงนั้นคอนกรีตซึ่งรับแรงดึงได้น้อยกว่ามากจะทำหน้าที่แทน ผลคือการวิบัติ ฉะนั้นก่อนจะอนุมัติให้ผู้รับเหมาเทคอนกรีต ผู้ควบคุมงานจะต้องตรวจสอบอย่างละเอียดก่อนทุกครั้ง นับตั้งแต่ชนิด ขนาด ระยะเรียง จำนวน การต่อ ตลอดจนตำแหน่งให้ตรงตามแบบ และถูกต้องตามหลักวิชาทุกประการ นอกจากนั้นขณะเทคอนกรีตก็จะต้องคอยตรวจสอบอยู่ตลอดเวลาด้วย.
5. การต่อเหล็กเสริม
การต่อเหล็กเสริมทั่วไปที่มีขนาดเล็กกว่า 25 มิลลิเมตร มักใช้ต่อด้วยวิธีทาบ ปกติระยะทาบน้อยที่สุดสำหรับเหล็กข้ออ้อยรับแรงดึงจะเท่ากับ 36 เท่าของเส้นผ่าศูนย์กลางของเหล็กเสริมนั้น ถ้าเป็นเหล็กกลมผิวเรียบระยะทาบจะมีค่าเป็นสองเท่า (ดู “มาตรฐานสำหรับอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก” ของ ว.ส.ท.) ตามมาตรฐาน ว.ส.ท. ระบุไว้ว่า
สำหรับเหล็กที่มีขนาดใหญ่กว่า 20 มิลลิเมตร จะต้องต่อด้วยวิธีเชื่อม การเชื่อมเหล็กคานใช้วิธีต่อเชื่อมแบบ “เหลาดินสอ” ได้โดยไม่มีปัญหาอะไร แต่สำหรับเหล็กเสาการต่อชนแบบ “เหลาดินสอ” ทำได้ค่อนข้างยากเพราะเหล็กเส้นบนกับเส้นล่างมักจะไม่ตรงกัน ในทางปฏิบัติบางครั้งไม่สะดวกในการเชื่อมแบบ “เหลาดินสอ” ก็อาจใช้วิธีเชื่อมทาบก็ได้ ระยะเชื่อมและระยะทาบวิศวกรผู้ออกแบบจะเป็นผู้กำหนด
การเชื่อมเหล็กเสาอีกวิธีหนึ่งคือ Gas Pressure Welding แม้จะเป็นเทคนิคที่ใช้กันมานานในต่างประเทศ แต่เพิ่งนำมาใช้ในประเทศไทยเมื่อไม่นานมานี้ วิธีนี้เป็นการเชื่อมโดยละลายเนื้อเหล็กที่ปลายของทั้งสองท่อนที่จะเชื่อมเข้าด้วยกันแล้วดึงเข้าหากันด้วยแม่แรงไฮดรอลิค การเชื่อมด้วยวิธีนี้มีข้อควรระมัดระวังสองประการคือ
1. ผิวหน้าของเหล็กเส้นที่จะเชื่อมจะต้องขัดเรียบเสร็จใหม่ๆ ไม่ทันเกิดสนิม และต้องตั้งได้ฉากกับแกน มิฉะนั้นรอยเชื่อมมักจะมีกำลังต่ำ และเมื่อนำไปทดสอบมักจะขาดที่รอยเชื่อม
2. ในกรณีที่ควบคุมการเชื่อมด้วยคอมพิวเตอร์ต้องระวังเกี่ยวกับการป้อนข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติของเหล็กที่จะเชื่อมให้ถูกต้อง มิฉะนั้นการปรับระยะเวลาการเชื่อมอาจผิดพลาด ซึ่งจะทำให้ได้รอยเชื่อมที่ไม่ดีพอ
ตามมาตรฐานของ ว.ส.ท. กำหนดไว้ว่า กำลังของรอยเชื่อมจะต้องสูงกว่าของตัวเหล็กเส้นไม่น้อยกว่า 25% นั่นคือในการทดสอบชิ้นตัวอย่างจะต้องขาดนอกรอยเชื่อม
Tag :
เหล็กเสริมคอนกรีต
