สารเคมีผสมเพิ่มสำหรับคอนกรีต Chemical Admixtures for Concrete
สารผสมเพิ่มคืออะไร
สารผสมเพิ่มได้จากธรรมชาติหรือผลิตจากกรรมวิธีสังเคราะห์ทางเคมี โดยสารผสมเพิ่มจะใช้ผสมเพิ่มลงไปในส่วนผสมคอนกรีตก่อนผสมหรือขณะผสม เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติบางประการของคอนกรีต ที่มักนิยมนำมาใช้ในประเทศไทย ได้แก่ สารกักกระจายฟองอากาศ สารลดน้ำ สารลดน้ำและหน่วงการก่อตัว และสารเร่งการก่อตัว
เพราะเหตุใดจึงต้องใช้สารผสมเพิ่ม
สารผสมเพิ่มถูกใช้เพิ่มปรับปรุงหรือเพิ่มประสิทธิภาพคอนกรีตสดหรือคอนกรีตที่แข็งตัวแล้ว สารผสมเพิ่มสามารถปรับปรุงคุณสมบัติคอนกรีตให้มีความทนทาน ความสามารถเทได้หรือคุณลักษณะของคอนกรีตทางด้านต่างๆ ให้ดียิ่งขึ้น สารผสมเพิ่มถูกนำมาใช้เพื่อเอาชนะขีดจำกัดของการก่อสร้าง ไม่ว่าจะเป็นการเทคอนกรีตในสภาวะที่มีอากาศร้อนหรืออากาศหนาว ใช้เพิ่มความสามารถทำให้ปั๊มได้ง่าย เร่งกำลังอัดช่วงต้นให้ได้ตามที่ต้องการ หรือการทำคอนกรีตให้มีอัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์ (W/C) ที่ต่ำมากๆ เพื่อเพิ่มกำลังอัดหรือความทึบน้ำ
ข้อแนะนำในการใช้สารผสมเพิ่ม
สารกักกระจายฟองอากาศ (Air-Entraining Admixture)
สารกักกระจายฟองอากาศเป็นสารเคมีชนิดน้ำที่จะใช้ใส่ระหว่างการผสมคอนกรีต มีหน้าที่สร้างฟองอากาศที่มีขนาดเล็กมากกระจายและคงตัวอยู่จึงเรียกว่า ฟองอากาศที่ถูกกักกระจาย (Entrained Air) เมื่อถูกผสมในคอนกรีตแล้วฟองอากาศเหล่านี้จะช่วยปรับปรุงความสามารถของคอนกรีตให้มีความทนทานต่อสภาวะที่น้ำกลายเป็นน้ำแข็งและละลายสลับกัน (Freezing and Thawing) และเกลือที่ใช้ละลายน้ำแข็ง (Deicing Salt) เมื่อคอนกรีตยังอยู่ในสภาวะพลาสติกสารกักกระจายฟองอากาศจะช่วยเพิ่มความสามารถในการเทได้อีกทั้งยังช่วยลดการเยิ้ม (Bleeding) และการแยกตัว (Segregation) ของคอนกรีตอีกด้วย ประเทศในเมืองหนาวการเทคอนกรีตบริเวณที่มีพื้นที่กว้างๆ เช่น ที่จอดรถขนาดใหญ่ ถนน ทางเท้า ดาดฟ้า หรือลานบ้าน ที่ต้องพบกับสภาวะน้ำกลายเป็นน้ำแข็งและละลายสลับกัน
(Freezing and Thawing) หรืออยู่ในพื้นที่ที่ต้องรองรับการละลายน้ำแข็งด้วยการใช้เกลือ (Deicing Salt) ตามมาตรฐานได้กำหนดให้มีปริมาณอากาศในคอนกรีต 4-7% (ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดโตสุดของมวลรวม) สำหรับโครงสร้างที่อยู่ภายในอาคารโดยไม่ต้องรองรับสภาวะน้ำกลายเป็นน้ำแข็งและละลายสลับกันก็อาจไม่จำเป็นต้องใช้สารกักกระจายฟองอากาศ ควรหลีกเลี่ยงการใช้สารกักกระจายฟองอากาศในงานที่ต้องการความเรียบของผิวคอนกรีต ในกรณีคอนกรีตมีปริมาณปูนซีเมนต์ในส่วนผสมสูง การใช้สารกักกระจายฟองอากาศที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 1% จะมีผลทำให้คอนกรีตมีกำลังอัดลดลงประมาณ 5% แต่สำหรับคอนกรีตที่มีปริมาณปูนซีเมนต์ในส่วนผสมต่ำการใช้สารกักกระจายฟองอากาศที่พอเหมาะอาจจะช่วยทำให้กำลังอัดของคอนกรีตสูงขึ้น
เนื่องจากสารกักกระจายฟองอากาศสามารถเพิ่มค่ายุบตัวทำให้ลดปริมาณน้ำที่ใช้ผสมได้ สำหรับในประเทศไทยสารกักกระจายฟองอากาศได้ถูกนำมาใช้ในงานที่ต้องการความต้านทานต่อการแข็งตัวของน้ำจนกลายเป็นน้ำแข็งอย่างงานก่อสร้างพื้นคอนกรีตสำหรับอุตสาหกรรมห้องเย็น ส่วนมาตรฐานสำหรับสารกักกระจายฟองอากาศที่ใช้ในงานคอนกรีตคือ ASTM C 260 Specification for Air-Entraining Admixtures for Concrete และมีการใช้เพิ่มปริมาณอากาศระหว่างร้อยละ 15-40 เพื่อใช้เป็นวัสดุถมแทนทรายถมสำหรับสาธารณูปโภคต่างๆ โดยเฉพาะท่อส่งน้ำมันดิบ
สารลดน้ำ (Water Reducers)
สารลดน้ำถูกนำมาใช้ใน 2 วัตถุประสงค์หลักในงานคอนกรีต คือ
ใช้ลดน้ำในส่วนผสมคอนกรีต โดยที่ยังได้ค่ายุบตัวที่เท่าเดิม ทำให้คอนกรีตมีกำลังอัดเพิ่มขึ้น
ได้รับค่ายุบตัวที่เพิ่มขึ้นโดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงส่วนผสมและไม่ต้องเพิ่มน้ำอีก
สารลดน้ำเมื่อเติมลงในส่วนผสมคอนกรีตจะสามารถลดปริมาณน้ำที่ใช้ผสมโดยได้ค่ายุบตัวตามต้องการ คอนกรีตที่ใส่สารลดน้ำจะให้ค่ากำลังอัดสูงกว่าคอนกรีตทั่วไปเล็กน้อย
ทั้งนี้เนื่องมาจากสารลดน้ำจะช่วยทำให้อนุภาคปูนซีเมนต์เกิดการกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ จากคุณสมบัติของน้ำยาลดน้ำเราสามารถลดปริมาณปูนซีเมนต์และน้ำที่ใช้ลงโดยยังคงอัตราส่วนน้ำต่อปูนซีเมนต์ (W/C) ที่ยังเท่าเดิมได้ สารลดน้ำมักถูกนำมาใช้สำหรับงานที่ต้องการคุณภาพสูงมีลักษณะการทำงานที่ยากลำบาก เช่น คอนกรีตปั๊มหรืออุณหภูมิหน้างานร้อนจัดเพื่อชดเชยความต้องการน้ำที่สูญเสียไประหว่างการเทคอนกรีตและช่วยให้อัตราการสูญเสียค่ายุบตัวของคอนกรีตยาวนานขึ้นด้วย สารลดน้ำที่ใช้ในงานคอนกรีตเทียบเท่ามาตรฐาน ASTM C 494 Specification for Chemical Admixtures for Concrete ประเภท A
สารหน่วงการก่อตัว (Retarders)
เป็นสารผสมเพิ่มที่มีการใช้งานแพร่หลายที่สุดในประเทศ สารหน่วงการก่อตัวเป็นสารเคมีที่ใช้สำหรับหน่วงเวลาการแข็งตัวของคอนกรีต ในงานคอนกรีตที่ต้องเทในสภาพอากาศร้อน อุณหภูมิที่สูงจะเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฮเดรชั่นให้เกิดอย่างรวดเร็ว สารหน่วงการก่อตัวจึงถูกนำมาใช้เพื่อหน่วงระยะเวลาการก่อตัวที่เร็วเกินไป สำหรับงานโครงสร้างขนาดใหญ่ เช่น คอนกรีตหลา
หรือการเทคอนกรีตในสภาพอากาศที่จัด ล้วนจำเป็นต้องผสมสารหน่วงการก่อตัวในคอนกรีตเพื่อยืดระยะเวลาการเทและการแต่งผิวหน้าคอนกรีตออกไป โดยส่วนใหญ่สารหน่วงการก่อตัวก็จะมีคุณสมบัติลดน้ำร่วมด้วยเช่นกัน สารหน่วงการก่อตัวที่ใช้ในงานคอนกรีตเทียบเท่ามาตรฐาน ASTM C 494 Specification for Chemical Admixtures for Concrete ประเภท B ซึ่งหากว่าสารหน่วงการก่อตัวมีคุณสมบัติลดน้ำด้วยก็จะจัดเป็นน้ำยาผสมคอนกรีตประเภท D
สารเร่งการก่อตัว (Accelerators)
เป็นน้ำยาที่ลดระยะเวลาการก่อตัวของคอนกรีตให้สั้นลงและช่วยเร่งกำลังอัดช่วงต้นให้สูงขึ้น สารเร่งการก่อตัวนิยมใช้ในการเทคอนกรีตที่อุณหภูมิต่ำมากเพื่อเร่งการก่อตัวและแข็งตัวเพื่อป้องกันความเสียหายจากการแข็งตัวของน้ำในส่วนผสมคอนกรีต อีกทั้งยังนิยมถูกนำไปใช้ในงานก่อสร้างที่เร่งด่วน เช่น งานที่ต้องการถอดแบบเร็ว, งานหล่อชิ้นส่วนคอนกรีตสำเร็จรูปที่ต้องหมุนเวียนแบบหล่อ, งานซ่อมแซมโครงสร้างหรือพื้นผิวจราจรที่ต้องเปิดใช้งานเร่งด่วน สารเร่งการก่อตัวที่ใช้ในงานคอนกรีตเทียบเท่ามาตรฐาน ASTM C 494 Specification for Chemical Admixtures for Concrete ประเภท C ซึ่งหากว่าสารเร่งการก่อตัวมีคุณสมบัติลดน้ำด้วยก็จะจัดเป็นน้ำยาผสมคอนกรีตประเภท E สารเร่งการก่อตัวได้แบ่งออกออกเป็น 2 กลุ่มคือ ชนิดที่มีคลอไรด์เป็นส่วนประกอบกับชนิดที่ไม่มีคลอไรด์เป็นส่วนประกอบ สารเร่งการก่อตัวชนิดที่มีคลอไรด์เป็นส่วนประกอบส่วนใหญ่นิยมใช้แคลเซียมคลอไรด์เนื่องจากมีประสิทธิภาพในการเร่งการก่อตัวสูงอีกทั้งยังมีราคาถูกกว่าโดยมีทั้งชนิดน้ำและผงตามมาตรฐาน ASTM D 98 เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการกัดกร่อนเหล็กเสริมเนื่องจากคลอไรด์ สำหรับ งานคอนกรีตเสริมเหล็กไม่ควรใช้เกินร้อยละ 0.20 และงานคอนกรีตไม่เสริมเหล็กสามารถใช้ได้ไม่เกินร้อยละ 2 โดยน้ำหนักปูนซีเมนต์ในส่วนผสม เนื่องจากอาจจะทำให้เหล็กเสริมภายในเกิดเป็นสนิมเนื่องจากการแพร่กระจายของคลอไรด์ ดังนั้นคอนกรีตอัดแรงและคอนกรีตที่มีการฝังชิ้นส่วนที่เป็นอลูมิเนียมหรือโลหะชุบด้วยไฟฟ้าจึงไม่ควรที่จะใช้น้ำยาลดระยะเวลาการก่อตัวที่มีคลอไรด์เป็นส่วนประกอบเพราะอาจเพิ่มโอกาสการเกิดสนิมในชิ้นส่วนที่ฝังในคอนกรีตได้
สารลดน้ำจำนวนมาก (High Range Water-Reducers)
เป็นน้ำยาลดประเภทพิเศษซึ่งมักจะเรียกว่า Superplasticizers หรือ HRWRs ซึ่งมีทั้งฐานลิกโนซัลโฟเนตและโพลีคาร์บอกซิลิกเอสเตอร์ สารลดน้ำจำนวนมากนี้สามารถลดน้ำที่ใช้ในส่วนผสมคอนกรีตลงได้ถึง 12-25 % โดยมากมักใช้เพื่อเพิ่มกำลังอัดของคอนกรีตและใช้ลดการซึมผ่านของน้ำในคอนกรีต เนื่องจากสามารถลดปริมาณน้ำที่ใช้ในส่วนผสมคอนกรีตลงได้ อีกทั้งยังใช้ในการผลิตคอนกรีตที่มีความสามารถในการไหลเข้าแบบง่าย เนื่องจากสามารถเพิ่มค่ายุบตัวจำนวนมากให้กับคอนกรีตได้ไม่ต้องมีการเพิ่มน้ำ
สารผสมเพิ่มประเภทนี้เป็นส่วนประกอบสำคัญในการผลิตคอนกรีตกำลังอัดสูงและการผลิตคอนกรีตประสิทธิภาพสูงต่างๆ ที่มีการใช้วัสดุประสาน (Cementitious) ในปริมาณสูงและในคอนกรีตที่มีการใช้ซิลิกาฟูมในส่วนผสม สำหรับส่วนผสมคอนกรีตปกติที่มีค่ายุบตัว 7.5-10 ซม. เมื่อผสมด้วยสารลดน้ำจำนวนมากในปริมาณปกติที่ผู้ผลิตแนะนำจะสามารถเพิ่มค่ายุบตัวได้ถึง 20 ซม. ได้โดยไม่ต้องเพิ่มน้ำในส่วนผสมอีก สารลดน้ำจำนวนมากบางชนิดอาจทำให้เกิดอัตราการสูญเสียค่ายุบกับเวลาที่เร็วกว่าปกติโดยค่ายุบตัวอาจลดลงอย่างมากภายใน 30-45 นาที ในบางกรณีเราอาจใช้สารลดน้ำจำนวนมากเติมเพิ่มเพิ่มค่ายุบตัวของคอนกรีตที่หน้างานแต่จะต้องกระทำโดยผู้ที่เชี่ยวชาญและได้รับอนุญาติจากผู้ควบคุมงานก่อน สารลดน้ำจำนวนมากที่ใช้ในงานคอนกรีตเทียบเท่ามาตรฐาน ASTM C 494 Specification for Chemical Admixtures for Concrete ประเภท F และ G และประเภท 1 และ 2 ใน ASTM C 1017 Specification for Chemical Admixtures for Use in Producing Flowing Concrete.
นอกจากสารผสมเพิ่มมาตรฐานเหล่านี้แล้ว ยังมีผลิตภัณฑ์ที่ใช้ประยุกต์สำหรับเพิ่มคุณสมบัติคอนกรีต และตอบสนองต่อความต้องการที่หลากหลายอันเช่น สารป้องกันการกัดกร่อนของเหล็กเสริม สารลดการหดตัวของคอนกรีต สารป้องกันการชะล้างของน้ำในขณะเทคอนกรีต น้ำยายืดระยะเวลาการการแข็งตัวของคอนกรีตให้ยาวนานมากกว่าปกติ สารลดการเกิดปฏิกิริยาระหว่างด่างกับมวลรวม (อัลคาไลน์) สารช่วยให้ปั๊มง่าย สารป้องกันสนิมในเหล็กเสริม สารกันชื้น และสารที่ทำให้เกิดสีต่างๆ ในคอนกรีต รวมทั้งผลิตภัณฑ์ที่ช่วยปรับปรุงความสวยงามให้กับคอนกรีต ซึ่งท่านสามารถสอบถามและปรึกษาถึงข้อมูลจากผู้ผลิตคอนกรีตถึงข้อดีข้อเสียของน้ำยาแต่ละประเภทเพื่อที่จะได้คอนกรีตที่เหมาะสมที่สุดสำหรับความต้องการของท่าน
ที่มา : - Chemical Admixtures for Concrete, National Ready Mixed Concrete Association U.S.A.
- ข้อกำหนดมาตรฐานวัสดุและการก่อสร้างสำหรับโครงสร้างคอนกรีต, ว.ส.ท.
เรียบเรียงโดย : ดร.ปัณฑ์ ปานถาวร, อภินันท์ บัณฑิตนุกูล
สารผสมเพิ่มคืออะไร
สารผสมเพิ่มได้จากธรรมชาติหรือผลิตจากกรรมวิธีสังเคราะห์ทางเคมี โดยสารผสมเพิ่มจะใช้ผสมเพิ่มลงไปในส่วนผสมคอนกรีตก่อนผสมหรือขณะผสม เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติบางประการของคอนกรีต ที่มักนิยมนำมาใช้ในประเทศไทย ได้แก่ สารกักกระจายฟองอากาศ สารลดน้ำ สารลดน้ำและหน่วงการก่อตัว และสารเร่งการก่อตัว
เพราะเหตุใดจึงต้องใช้สารผสมเพิ่ม
สารผสมเพิ่มถูกใช้เพิ่มปรับปรุงหรือเพิ่มประสิทธิภาพคอนกรีตสดหรือคอนกรีตที่แข็งตัวแล้ว สารผสมเพิ่มสามารถปรับปรุงคุณสมบัติคอนกรีตให้มีความทนทาน ความสามารถเทได้หรือคุณลักษณะของคอนกรีตทางด้านต่างๆ ให้ดียิ่งขึ้น สารผสมเพิ่มถูกนำมาใช้เพื่อเอาชนะขีดจำกัดของการก่อสร้าง ไม่ว่าจะเป็นการเทคอนกรีตในสภาวะที่มีอากาศร้อนหรืออากาศหนาว ใช้เพิ่มความสามารถทำให้ปั๊มได้ง่าย เร่งกำลังอัดช่วงต้นให้ได้ตามที่ต้องการ หรือการทำคอนกรีตให้มีอัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์ (W/C) ที่ต่ำมากๆ เพื่อเพิ่มกำลังอัดหรือความทึบน้ำ
ข้อแนะนำในการใช้สารผสมเพิ่ม
สารกักกระจายฟองอากาศ (Air-Entraining Admixture)
สารกักกระจายฟองอากาศเป็นสารเคมีชนิดน้ำที่จะใช้ใส่ระหว่างการผสมคอนกรีต มีหน้าที่สร้างฟองอากาศที่มีขนาดเล็กมากกระจายและคงตัวอยู่จึงเรียกว่า ฟองอากาศที่ถูกกักกระจาย (Entrained Air) เมื่อถูกผสมในคอนกรีตแล้วฟองอากาศเหล่านี้จะช่วยปรับปรุงความสามารถของคอนกรีตให้มีความทนทานต่อสภาวะที่น้ำกลายเป็นน้ำแข็งและละลายสลับกัน (Freezing and Thawing) และเกลือที่ใช้ละลายน้ำแข็ง (Deicing Salt) เมื่อคอนกรีตยังอยู่ในสภาวะพลาสติกสารกักกระจายฟองอากาศจะช่วยเพิ่มความสามารถในการเทได้อีกทั้งยังช่วยลดการเยิ้ม (Bleeding) และการแยกตัว (Segregation) ของคอนกรีตอีกด้วย ประเทศในเมืองหนาวการเทคอนกรีตบริเวณที่มีพื้นที่กว้างๆ เช่น ที่จอดรถขนาดใหญ่ ถนน ทางเท้า ดาดฟ้า หรือลานบ้าน ที่ต้องพบกับสภาวะน้ำกลายเป็นน้ำแข็งและละลายสลับกัน
(Freezing and Thawing) หรืออยู่ในพื้นที่ที่ต้องรองรับการละลายน้ำแข็งด้วยการใช้เกลือ (Deicing Salt) ตามมาตรฐานได้กำหนดให้มีปริมาณอากาศในคอนกรีต 4-7% (ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดโตสุดของมวลรวม) สำหรับโครงสร้างที่อยู่ภายในอาคารโดยไม่ต้องรองรับสภาวะน้ำกลายเป็นน้ำแข็งและละลายสลับกันก็อาจไม่จำเป็นต้องใช้สารกักกระจายฟองอากาศ ควรหลีกเลี่ยงการใช้สารกักกระจายฟองอากาศในงานที่ต้องการความเรียบของผิวคอนกรีต ในกรณีคอนกรีตมีปริมาณปูนซีเมนต์ในส่วนผสมสูง การใช้สารกักกระจายฟองอากาศที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 1% จะมีผลทำให้คอนกรีตมีกำลังอัดลดลงประมาณ 5% แต่สำหรับคอนกรีตที่มีปริมาณปูนซีเมนต์ในส่วนผสมต่ำการใช้สารกักกระจายฟองอากาศที่พอเหมาะอาจจะช่วยทำให้กำลังอัดของคอนกรีตสูงขึ้น
เนื่องจากสารกักกระจายฟองอากาศสามารถเพิ่มค่ายุบตัวทำให้ลดปริมาณน้ำที่ใช้ผสมได้ สำหรับในประเทศไทยสารกักกระจายฟองอากาศได้ถูกนำมาใช้ในงานที่ต้องการความต้านทานต่อการแข็งตัวของน้ำจนกลายเป็นน้ำแข็งอย่างงานก่อสร้างพื้นคอนกรีตสำหรับอุตสาหกรรมห้องเย็น ส่วนมาตรฐานสำหรับสารกักกระจายฟองอากาศที่ใช้ในงานคอนกรีตคือ ASTM C 260 Specification for Air-Entraining Admixtures for Concrete และมีการใช้เพิ่มปริมาณอากาศระหว่างร้อยละ 15-40 เพื่อใช้เป็นวัสดุถมแทนทรายถมสำหรับสาธารณูปโภคต่างๆ โดยเฉพาะท่อส่งน้ำมันดิบ
สารลดน้ำ (Water Reducers)
สารลดน้ำถูกนำมาใช้ใน 2 วัตถุประสงค์หลักในงานคอนกรีต คือ
ใช้ลดน้ำในส่วนผสมคอนกรีต โดยที่ยังได้ค่ายุบตัวที่เท่าเดิม ทำให้คอนกรีตมีกำลังอัดเพิ่มขึ้น
ได้รับค่ายุบตัวที่เพิ่มขึ้นโดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงส่วนผสมและไม่ต้องเพิ่มน้ำอีก
สารลดน้ำเมื่อเติมลงในส่วนผสมคอนกรีตจะสามารถลดปริมาณน้ำที่ใช้ผสมโดยได้ค่ายุบตัวตามต้องการ คอนกรีตที่ใส่สารลดน้ำจะให้ค่ากำลังอัดสูงกว่าคอนกรีตทั่วไปเล็กน้อย
ทั้งนี้เนื่องมาจากสารลดน้ำจะช่วยทำให้อนุภาคปูนซีเมนต์เกิดการกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ จากคุณสมบัติของน้ำยาลดน้ำเราสามารถลดปริมาณปูนซีเมนต์และน้ำที่ใช้ลงโดยยังคงอัตราส่วนน้ำต่อปูนซีเมนต์ (W/C) ที่ยังเท่าเดิมได้ สารลดน้ำมักถูกนำมาใช้สำหรับงานที่ต้องการคุณภาพสูงมีลักษณะการทำงานที่ยากลำบาก เช่น คอนกรีตปั๊มหรืออุณหภูมิหน้างานร้อนจัดเพื่อชดเชยความต้องการน้ำที่สูญเสียไประหว่างการเทคอนกรีตและช่วยให้อัตราการสูญเสียค่ายุบตัวของคอนกรีตยาวนานขึ้นด้วย สารลดน้ำที่ใช้ในงานคอนกรีตเทียบเท่ามาตรฐาน ASTM C 494 Specification for Chemical Admixtures for Concrete ประเภท A
สารหน่วงการก่อตัว (Retarders)
เป็นสารผสมเพิ่มที่มีการใช้งานแพร่หลายที่สุดในประเทศ สารหน่วงการก่อตัวเป็นสารเคมีที่ใช้สำหรับหน่วงเวลาการแข็งตัวของคอนกรีต ในงานคอนกรีตที่ต้องเทในสภาพอากาศร้อน อุณหภูมิที่สูงจะเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฮเดรชั่นให้เกิดอย่างรวดเร็ว สารหน่วงการก่อตัวจึงถูกนำมาใช้เพื่อหน่วงระยะเวลาการก่อตัวที่เร็วเกินไป สำหรับงานโครงสร้างขนาดใหญ่ เช่น คอนกรีตหลา
หรือการเทคอนกรีตในสภาพอากาศที่จัด ล้วนจำเป็นต้องผสมสารหน่วงการก่อตัวในคอนกรีตเพื่อยืดระยะเวลาการเทและการแต่งผิวหน้าคอนกรีตออกไป โดยส่วนใหญ่สารหน่วงการก่อตัวก็จะมีคุณสมบัติลดน้ำร่วมด้วยเช่นกัน สารหน่วงการก่อตัวที่ใช้ในงานคอนกรีตเทียบเท่ามาตรฐาน ASTM C 494 Specification for Chemical Admixtures for Concrete ประเภท B ซึ่งหากว่าสารหน่วงการก่อตัวมีคุณสมบัติลดน้ำด้วยก็จะจัดเป็นน้ำยาผสมคอนกรีตประเภท D
สารเร่งการก่อตัว (Accelerators)
เป็นน้ำยาที่ลดระยะเวลาการก่อตัวของคอนกรีตให้สั้นลงและช่วยเร่งกำลังอัดช่วงต้นให้สูงขึ้น สารเร่งการก่อตัวนิยมใช้ในการเทคอนกรีตที่อุณหภูมิต่ำมากเพื่อเร่งการก่อตัวและแข็งตัวเพื่อป้องกันความเสียหายจากการแข็งตัวของน้ำในส่วนผสมคอนกรีต อีกทั้งยังนิยมถูกนำไปใช้ในงานก่อสร้างที่เร่งด่วน เช่น งานที่ต้องการถอดแบบเร็ว, งานหล่อชิ้นส่วนคอนกรีตสำเร็จรูปที่ต้องหมุนเวียนแบบหล่อ, งานซ่อมแซมโครงสร้างหรือพื้นผิวจราจรที่ต้องเปิดใช้งานเร่งด่วน สารเร่งการก่อตัวที่ใช้ในงานคอนกรีตเทียบเท่ามาตรฐาน ASTM C 494 Specification for Chemical Admixtures for Concrete ประเภท C ซึ่งหากว่าสารเร่งการก่อตัวมีคุณสมบัติลดน้ำด้วยก็จะจัดเป็นน้ำยาผสมคอนกรีตประเภท E สารเร่งการก่อตัวได้แบ่งออกออกเป็น 2 กลุ่มคือ ชนิดที่มีคลอไรด์เป็นส่วนประกอบกับชนิดที่ไม่มีคลอไรด์เป็นส่วนประกอบ สารเร่งการก่อตัวชนิดที่มีคลอไรด์เป็นส่วนประกอบส่วนใหญ่นิยมใช้แคลเซียมคลอไรด์เนื่องจากมีประสิทธิภาพในการเร่งการก่อตัวสูงอีกทั้งยังมีราคาถูกกว่าโดยมีทั้งชนิดน้ำและผงตามมาตรฐาน ASTM D 98 เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการกัดกร่อนเหล็กเสริมเนื่องจากคลอไรด์ สำหรับ งานคอนกรีตเสริมเหล็กไม่ควรใช้เกินร้อยละ 0.20 และงานคอนกรีตไม่เสริมเหล็กสามารถใช้ได้ไม่เกินร้อยละ 2 โดยน้ำหนักปูนซีเมนต์ในส่วนผสม เนื่องจากอาจจะทำให้เหล็กเสริมภายในเกิดเป็นสนิมเนื่องจากการแพร่กระจายของคลอไรด์ ดังนั้นคอนกรีตอัดแรงและคอนกรีตที่มีการฝังชิ้นส่วนที่เป็นอลูมิเนียมหรือโลหะชุบด้วยไฟฟ้าจึงไม่ควรที่จะใช้น้ำยาลดระยะเวลาการก่อตัวที่มีคลอไรด์เป็นส่วนประกอบเพราะอาจเพิ่มโอกาสการเกิดสนิมในชิ้นส่วนที่ฝังในคอนกรีตได้
สารลดน้ำจำนวนมาก (High Range Water-Reducers)
เป็นน้ำยาลดประเภทพิเศษซึ่งมักจะเรียกว่า Superplasticizers หรือ HRWRs ซึ่งมีทั้งฐานลิกโนซัลโฟเนตและโพลีคาร์บอกซิลิกเอสเตอร์ สารลดน้ำจำนวนมากนี้สามารถลดน้ำที่ใช้ในส่วนผสมคอนกรีตลงได้ถึง 12-25 % โดยมากมักใช้เพื่อเพิ่มกำลังอัดของคอนกรีตและใช้ลดการซึมผ่านของน้ำในคอนกรีต เนื่องจากสามารถลดปริมาณน้ำที่ใช้ในส่วนผสมคอนกรีตลงได้ อีกทั้งยังใช้ในการผลิตคอนกรีตที่มีความสามารถในการไหลเข้าแบบง่าย เนื่องจากสามารถเพิ่มค่ายุบตัวจำนวนมากให้กับคอนกรีตได้ไม่ต้องมีการเพิ่มน้ำ
สารผสมเพิ่มประเภทนี้เป็นส่วนประกอบสำคัญในการผลิตคอนกรีตกำลังอัดสูงและการผลิตคอนกรีตประสิทธิภาพสูงต่างๆ ที่มีการใช้วัสดุประสาน (Cementitious) ในปริมาณสูงและในคอนกรีตที่มีการใช้ซิลิกาฟูมในส่วนผสม สำหรับส่วนผสมคอนกรีตปกติที่มีค่ายุบตัว 7.5-10 ซม. เมื่อผสมด้วยสารลดน้ำจำนวนมากในปริมาณปกติที่ผู้ผลิตแนะนำจะสามารถเพิ่มค่ายุบตัวได้ถึง 20 ซม. ได้โดยไม่ต้องเพิ่มน้ำในส่วนผสมอีก สารลดน้ำจำนวนมากบางชนิดอาจทำให้เกิดอัตราการสูญเสียค่ายุบกับเวลาที่เร็วกว่าปกติโดยค่ายุบตัวอาจลดลงอย่างมากภายใน 30-45 นาที ในบางกรณีเราอาจใช้สารลดน้ำจำนวนมากเติมเพิ่มเพิ่มค่ายุบตัวของคอนกรีตที่หน้างานแต่จะต้องกระทำโดยผู้ที่เชี่ยวชาญและได้รับอนุญาติจากผู้ควบคุมงานก่อน สารลดน้ำจำนวนมากที่ใช้ในงานคอนกรีตเทียบเท่ามาตรฐาน ASTM C 494 Specification for Chemical Admixtures for Concrete ประเภท F และ G และประเภท 1 และ 2 ใน ASTM C 1017 Specification for Chemical Admixtures for Use in Producing Flowing Concrete.
นอกจากสารผสมเพิ่มมาตรฐานเหล่านี้แล้ว ยังมีผลิตภัณฑ์ที่ใช้ประยุกต์สำหรับเพิ่มคุณสมบัติคอนกรีต และตอบสนองต่อความต้องการที่หลากหลายอันเช่น สารป้องกันการกัดกร่อนของเหล็กเสริม สารลดการหดตัวของคอนกรีต สารป้องกันการชะล้างของน้ำในขณะเทคอนกรีต น้ำยายืดระยะเวลาการการแข็งตัวของคอนกรีตให้ยาวนานมากกว่าปกติ สารลดการเกิดปฏิกิริยาระหว่างด่างกับมวลรวม (อัลคาไลน์) สารช่วยให้ปั๊มง่าย สารป้องกันสนิมในเหล็กเสริม สารกันชื้น และสารที่ทำให้เกิดสีต่างๆ ในคอนกรีต รวมทั้งผลิตภัณฑ์ที่ช่วยปรับปรุงความสวยงามให้กับคอนกรีต ซึ่งท่านสามารถสอบถามและปรึกษาถึงข้อมูลจากผู้ผลิตคอนกรีตถึงข้อดีข้อเสียของน้ำยาแต่ละประเภทเพื่อที่จะได้คอนกรีตที่เหมาะสมที่สุดสำหรับความต้องการของท่าน
ที่มา : - Chemical Admixtures for Concrete, National Ready Mixed Concrete Association U.S.A.
- ข้อกำหนดมาตรฐานวัสดุและการก่อสร้างสำหรับโครงสร้างคอนกรีต, ว.ส.ท.
เรียบเรียงโดย : ดร.ปัณฑ์ ปานถาวร, อภินันท์ บัณฑิตนุกูล
