ในประเทศไทยถึงได้ทดสอบกำลังอัดคอนกรีตโดยใช้รูปลูกบาศก์บ้าง รูปทรงกระบอกบ้าง การใช้รูปทรงของคอนกรีตที่ทดสอบทั้ง 2 รูปแบบมีที่มาอย่างใด, มีข้อดี-ข้อเสียอย่างใด, มีกำลังอัดที่เรียกว่าหน่วยแรง หรือ Stress ที่เท่ากันหรือไม่ และที่สำคัญควรจะเลือกใช้แบบใดดีในงานคอนกรีต
กำลังอัดของคอนกรีต รูปลูกบาศก์ นิยมใช้ในอังกฤษ, เยอรมนี และประเทศในกลุ่มยุโรปเป็นส่วนใหญ่ ส่วนรูปทรงกระบอก นั้นนิยมใช้ในสหรัฐอเมริกา, ฝรั่งเศส, แคนาดา, ออสเตรเลีย และนิวซีแลนด์ สำหรับในประเทศไทยนั้นนิยมใช้ทั้ง 2 ประเภท เหตุที่ประเทศไทยนิยมใช้ทั้ง 2 ประเภทอาจเนื่องมาจาก
1) ผู้ที่สำเร็จการศึกษา จากประเทศที่ใช้คอนกรีตรูปลูกบาศก์ หรือรูปทรงกระบอก มักจะยึดถือตามมาตรฐานที่ตัวเองได้ร่ำเรียนมา
2) ผู้ออกแบบ ใช้รูปทรงกระบอกในการออกแบบแต่ผู้เก็บตัวอย่างและทดสอบนิยมที่จะใช้รูปลูกบาศก์ในการทดสอบมากกว่า เพราะใช้คอนกรีตน้อยกว่า กล่าวคือ คอนกรีตรูปทรงกระบอกจะหนักประมาณ 13 กิโลกรัม ขณะที่รูปลูกบาศก์จะหนัก 8 กิโลกรัม ซึ่งผลต่างของน้ำหนักเท่ากับ 5 กิโลกรัม ต่อตัวอย่าง 1 ก้อน นอกจากนี้การใช้คอนกรีตรูปทรงกระบอกจะต้องทำผิวหน้าของคอนกรีตให้เรียบ โดยการ capping เสียก่อนที่จะทำการทดสอบ ในขณะที่รูปลูกบาศก์ก็สามารถทดสอบได้ทันที
ในปัจจุบัน จากการทดสอบคอนกรีตที่สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี พบว่าส่วนใหญ่จะเป็นรูปทรงกระบอกโดยมีสัดส่วนประมาณร้อยละ 60-70 ส่วนอีกร้อยละ 30-40 จะเป็นคอนกรีตรูปลูกบาศก์
คอนกรีตรูปลูกบาศก์ การเก็บตัวอย่างคอนกรีตรูปลูกบาศก์จะใช้มาตรฐาน BS 1881 คือใส่คอนกรีตในรูปแบบมาตรฐานขนาด 15x15x15 ซม. จำนวน 3 ชั้น แต่ละชั้นจะกระทุ้งด้วยเหล็กอย่างน้อย 35 ครั้ง เหล็กระทุ้งมีน้ำหนัก 1.8 กก. ยาว 38 ซม. หน้าตัดสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 2.5 ซม. ทิ้งคอนกรีตไว้ 24 ชั่วโมง ถ้าอุณหภูมิ 18 ถึง 22 °C ความชื้นสัมพันธ์ไม่น้อยกว่าร้อยละ 90 จากนั้นถอดแบบออกและนำไปบ่มในน้ำที่อุณหภูมิ 19 ถึง 21 °C
คอนกรีตรูปทรงกระบอก การเก็บตัวอย่างคอนกรีตรูปทรงกระบอกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 ซม. สูง 30 ซม. ตามมาตรฐาน ASTM C-192 คือหล่อคอนกรีตเป็น 3 ชั้น แต่ละชั้นกระทุ้ง 25 ครั้ง ด้วยเหล็กเส้นกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มม. ยาว 61 ซม. ถอดแบบภายหลังจากอายุ 24 ชั่วโมง โดยมีอุณหภูมิที่ 23 °C ± 1.7 °C
ก่อนจะทำการทดสอบกำลังอัดของคอนกรีตจะต้องทำการ capping เพื่อให้ผิวหน้าที่จะทำการทดสอบเรียบ หากไม่ทำการ capping จะต้องขัดผิวหน้าคอนกรีตให้เรียบเสียก่อนจึงจะทำการทดสอบ เพราะหากผิวคอนกรีตไม่เรียบหรือเอียงเพียง 0.25 มม. อาจทำให้กำลังอัดของคอนกรีตลดลงได้ถึงร้อยละ 33 และถ้าเป็นคอนกรีตกำลังสูงด้วยแล้ว ผิวหน้าของคอนกรีตที่ไม่เรียบจะทำให้กำลังของคอนกรีตที่ทดสอบได้มีค่าลดลงยิ่งกว่าคอนกรีตธรรมดา
ความหนาของ capping ควรจะบางมาก ๆ ราว ๆ 1.5 ถึง 3 มม.จะให้ค่าดีที่สุด หาก capping หนามาก จะทำให้กำลังอัดของคอนกรีตลดลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งคอนกรีตกำลังสูง
ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังอัดของคอนกรีตรูปทรงกระบอกและรูปลูกบาศก์
คอนกรีตซึ่งมีส่วนผสมเดียวกัน ทดสอบที่อายุเท่ากันจะมีค่าแตกต่างกันถ้าทดสอบโดยใช้รูปทรงกระบอกและรูปลูกบาศก์ โดยทั่ว ๆ ไปกล่าวได้ว่ากำลังอัดของคอนกรีตรูปทรงกระบอกจะมีค่าประมาณร้อยละ 80 ของคอนกรีตรูปลูกบาศก์แต่จากการทดลองพบว่ากำลังอัดของคอนกรีตรูปลูกบาศก์และรูปทรงกระบอกควรมีค่าตามรูปที่ 1 แทนที่จะเป็นร้อยละตายตัว
เลือกคอนกรีตรูปทรงกระบอก หรือรูปลูกบาศก์ดี
โดยหลักการแล้ว หากออกแบบคอนกรีตโดยมาตรฐานอันใดให้ใช้คอนกรีตตามที่มาตรฐานนั้นกำหนด เช่น ตามมาตรฐานอังกฤษควรใช้คอนกรีตรูปลูกบาศก์ในการหากำลังอัดหรือถ้าใช้มาตรฐานของวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย (ว.ส.ท) หรือมาตรฐานอเมริกัน ก็ควรใช้คอนกรีตรูปทรงกระบอก
หากพิจารณาว่าในงานวิจัยควรจะเลือกใช้คอนกรีตแบบใดดี คำตอนที่ได้ก็คือ ควรจะเลือกใช้แบบรูปทรงกระบอกจะดีกว่า นอกจากนี้ RILEM ซึ่งเป็นหน่วยงานที่กำหนดมาตรฐานการทดสอบก็แนะนำให้ใช้คอนกรีตรูปทรงกระบอก เพราะว่า
- คอนกรีตรูปทรงกระบอกให้ค่าทดสอบที่ได้สม่ำเสมอกว่า เนื่องจากผลกระทบเนื่องจาก End Restraint ของตัวอย่างมีค่าน้อยกว่า
- ผลกระทบเนื่องจากชนิดของหินต่อกำลังอัดมีค่าน้อยกว่าแบบรูปลูกบาศก์
- การกระจายของแรงอัดบนผิวหน้าของคอนกรีตมีค่าสม่ำเสมอกว่า
- คอนกรีตรูปทรงกระบอกทำการเทและทดสอบให้มีทิศทางเดียวกัน (แนวตั้ง) ในขณะที่คอนกรีตแบบรูปลูกบาศก์มีการเทและการทดสอบในทิศทางที่ทำมุม 90 องศา ซึ่งโดยทั่ว ๆ ไปในงานจริง การเทคอนกรีตจะเป็นแบบรูปทรงกระบอกมากกว่าที่เทในทางนอน ดังนั้นการทดสอบคอนกรีตในทางตั้งซึ่งเป็นทิศทางเดียวกัน จึงน่าจะให้ผลที่ดีกว่า
ขอบคุณที่มา http://v-concrete.com/about-us/knowledge/item/83-concrete-cylinder
กำลังอัดของคอนกรีต รูปลูกบาศก์ นิยมใช้ในอังกฤษ, เยอรมนี และประเทศในกลุ่มยุโรปเป็นส่วนใหญ่ ส่วนรูปทรงกระบอก นั้นนิยมใช้ในสหรัฐอเมริกา, ฝรั่งเศส, แคนาดา, ออสเตรเลีย และนิวซีแลนด์ สำหรับในประเทศไทยนั้นนิยมใช้ทั้ง 2 ประเภท เหตุที่ประเทศไทยนิยมใช้ทั้ง 2 ประเภทอาจเนื่องมาจาก
1) ผู้ที่สำเร็จการศึกษา จากประเทศที่ใช้คอนกรีตรูปลูกบาศก์ หรือรูปทรงกระบอก มักจะยึดถือตามมาตรฐานที่ตัวเองได้ร่ำเรียนมา
2) ผู้ออกแบบ ใช้รูปทรงกระบอกในการออกแบบแต่ผู้เก็บตัวอย่างและทดสอบนิยมที่จะใช้รูปลูกบาศก์ในการทดสอบมากกว่า เพราะใช้คอนกรีตน้อยกว่า กล่าวคือ คอนกรีตรูปทรงกระบอกจะหนักประมาณ 13 กิโลกรัม ขณะที่รูปลูกบาศก์จะหนัก 8 กิโลกรัม ซึ่งผลต่างของน้ำหนักเท่ากับ 5 กิโลกรัม ต่อตัวอย่าง 1 ก้อน นอกจากนี้การใช้คอนกรีตรูปทรงกระบอกจะต้องทำผิวหน้าของคอนกรีตให้เรียบ โดยการ capping เสียก่อนที่จะทำการทดสอบ ในขณะที่รูปลูกบาศก์ก็สามารถทดสอบได้ทันที
ในปัจจุบัน จากการทดสอบคอนกรีตที่สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี พบว่าส่วนใหญ่จะเป็นรูปทรงกระบอกโดยมีสัดส่วนประมาณร้อยละ 60-70 ส่วนอีกร้อยละ 30-40 จะเป็นคอนกรีตรูปลูกบาศก์
คอนกรีตรูปลูกบาศก์ การเก็บตัวอย่างคอนกรีตรูปลูกบาศก์จะใช้มาตรฐาน BS 1881 คือใส่คอนกรีตในรูปแบบมาตรฐานขนาด 15x15x15 ซม. จำนวน 3 ชั้น แต่ละชั้นจะกระทุ้งด้วยเหล็กอย่างน้อย 35 ครั้ง เหล็กระทุ้งมีน้ำหนัก 1.8 กก. ยาว 38 ซม. หน้าตัดสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 2.5 ซม. ทิ้งคอนกรีตไว้ 24 ชั่วโมง ถ้าอุณหภูมิ 18 ถึง 22 °C ความชื้นสัมพันธ์ไม่น้อยกว่าร้อยละ 90 จากนั้นถอดแบบออกและนำไปบ่มในน้ำที่อุณหภูมิ 19 ถึง 21 °C
คอนกรีตรูปทรงกระบอก การเก็บตัวอย่างคอนกรีตรูปทรงกระบอกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 ซม. สูง 30 ซม. ตามมาตรฐาน ASTM C-192 คือหล่อคอนกรีตเป็น 3 ชั้น แต่ละชั้นกระทุ้ง 25 ครั้ง ด้วยเหล็กเส้นกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มม. ยาว 61 ซม. ถอดแบบภายหลังจากอายุ 24 ชั่วโมง โดยมีอุณหภูมิที่ 23 °C ± 1.7 °C
ก่อนจะทำการทดสอบกำลังอัดของคอนกรีตจะต้องทำการ capping เพื่อให้ผิวหน้าที่จะทำการทดสอบเรียบ หากไม่ทำการ capping จะต้องขัดผิวหน้าคอนกรีตให้เรียบเสียก่อนจึงจะทำการทดสอบ เพราะหากผิวคอนกรีตไม่เรียบหรือเอียงเพียง 0.25 มม. อาจทำให้กำลังอัดของคอนกรีตลดลงได้ถึงร้อยละ 33 และถ้าเป็นคอนกรีตกำลังสูงด้วยแล้ว ผิวหน้าของคอนกรีตที่ไม่เรียบจะทำให้กำลังของคอนกรีตที่ทดสอบได้มีค่าลดลงยิ่งกว่าคอนกรีตธรรมดา
ความหนาของ capping ควรจะบางมาก ๆ ราว ๆ 1.5 ถึง 3 มม.จะให้ค่าดีที่สุด หาก capping หนามาก จะทำให้กำลังอัดของคอนกรีตลดลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งคอนกรีตกำลังสูง
ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังอัดของคอนกรีตรูปทรงกระบอกและรูปลูกบาศก์
คอนกรีตซึ่งมีส่วนผสมเดียวกัน ทดสอบที่อายุเท่ากันจะมีค่าแตกต่างกันถ้าทดสอบโดยใช้รูปทรงกระบอกและรูปลูกบาศก์ โดยทั่ว ๆ ไปกล่าวได้ว่ากำลังอัดของคอนกรีตรูปทรงกระบอกจะมีค่าประมาณร้อยละ 80 ของคอนกรีตรูปลูกบาศก์แต่จากการทดลองพบว่ากำลังอัดของคอนกรีตรูปลูกบาศก์และรูปทรงกระบอกควรมีค่าตามรูปที่ 1 แทนที่จะเป็นร้อยละตายตัว
เลือกคอนกรีตรูปทรงกระบอก หรือรูปลูกบาศก์ดี
โดยหลักการแล้ว หากออกแบบคอนกรีตโดยมาตรฐานอันใดให้ใช้คอนกรีตตามที่มาตรฐานนั้นกำหนด เช่น ตามมาตรฐานอังกฤษควรใช้คอนกรีตรูปลูกบาศก์ในการหากำลังอัดหรือถ้าใช้มาตรฐานของวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย (ว.ส.ท) หรือมาตรฐานอเมริกัน ก็ควรใช้คอนกรีตรูปทรงกระบอก
หากพิจารณาว่าในงานวิจัยควรจะเลือกใช้คอนกรีตแบบใดดี คำตอนที่ได้ก็คือ ควรจะเลือกใช้แบบรูปทรงกระบอกจะดีกว่า นอกจากนี้ RILEM ซึ่งเป็นหน่วยงานที่กำหนดมาตรฐานการทดสอบก็แนะนำให้ใช้คอนกรีตรูปทรงกระบอก เพราะว่า
- คอนกรีตรูปทรงกระบอกให้ค่าทดสอบที่ได้สม่ำเสมอกว่า เนื่องจากผลกระทบเนื่องจาก End Restraint ของตัวอย่างมีค่าน้อยกว่า
- ผลกระทบเนื่องจากชนิดของหินต่อกำลังอัดมีค่าน้อยกว่าแบบรูปลูกบาศก์
- การกระจายของแรงอัดบนผิวหน้าของคอนกรีตมีค่าสม่ำเสมอกว่า
- คอนกรีตรูปทรงกระบอกทำการเทและทดสอบให้มีทิศทางเดียวกัน (แนวตั้ง) ในขณะที่คอนกรีตแบบรูปลูกบาศก์มีการเทและการทดสอบในทิศทางที่ทำมุม 90 องศา ซึ่งโดยทั่ว ๆ ไปในงานจริง การเทคอนกรีตจะเป็นแบบรูปทรงกระบอกมากกว่าที่เทในทางนอน ดังนั้นการทดสอบคอนกรีตในทางตั้งซึ่งเป็นทิศทางเดียวกัน จึงน่าจะให้ผลที่ดีกว่า
ขอบคุณที่มา http://v-concrete.com/about-us/knowledge/item/83-concrete-cylinder
Tag :
คอนกรีตทรงลูกบาศก์
