การพยากรณ์ค่าการรับกำลังอัดของแท่งคอนกรีตที่อายุ 28 วัน ด้วยเทคนิคการ

การพยากรณคาการรับกําลังอดัของแทงคอนกรตี ที่อายุ 28 วัน ดวยเทคนิคการบมกอนตวัอยาง

แบบเรงกําลังอัดโดยวิธีตมในน้าํเดือด (Boiling Water Method)

โดย

นายอานนท เหลืองบริบูรณ นายไตรภพ คนชม

สวนวเิคราะหวัสดุทางวิศวกรรม สํานักวิเคราะหและตรวจสอบ กรมทางหลวง

บทความนี้เปนความคิดเห็นของผูเขียนเทาน้ัน กรมทางหลวงไมมีสวนเกี่ยวของแตอยางใด

การพยากรณคาการรับกําลังอัดของแทงคอนกรีตที่อายุ 28 วัน ดวยเทคนิคการบมกอนตัวอยางแบบเรงกําลังอัดโดยวิธีตมในน้ําเดือด (Boiling Water Method)

อานนท เหลืองบริบูรณ ไตรภพ คนชม

บทนํา คอนกรีต

คอนกรีต คือ วัสดุกอสรางชนิดหนึ่งซ่ึงประกอบดวยสวนผสม 2 สวนคือ วัสดุประสาน อันไดแก ปูนซีเมนตกับนํ้า และน้ํายาผสมคอนกรีต ผสมกับวัสดุผสมอันไดแก ทราย หิน หรือ กรวดเม่ือนํามาผสมกันจะคงสภาพเหลวอยูชวงเวลาหนึ่ง พอที่จะนําไปเทลงในแบบหลอที่มีรูปรางตามตองการ หลังจากนั้นจะแปรสภาพเปนของแข็ง มีความแข็งแรงและสามารถรับนํ้าหนักไดมากขึ้นตามอายุของคอนกรีตที่เพ่ิมขึ้น

องคประกอบของคอนกรีต คอนกรีตประกอบดวยปูนซีเมนต หิน ทราย นํ้า และน้ํายาผสมคอนกรีต โดยเมื่อนําสวนผสมตางๆ เหลานี้มาผสมกันจะมีชื่อเรียกเฉพาะดังน้ี ปูนซีเมนตผสมกับนํ้าและน้ํายาผสมคอนกรีต เรียกวา ซีเมนตเพส (Cement Past) ซีเมนตเพสต ผสมกับ ทราย เรียกวา มอรตา (Mortar) มอรตา ผสมกับ หินหรือกรวด เรียกวา คอนกรีต (Concrete) การกอตัวและการแข็งตัว

ปูนซีเมนต มีลักษณะเปนผงละเอียด สามารถเกิดการกอตัวและการแข็งตัวไดดวยการทําปฏิกิริยากับนํ้าซึ่งเรียกวา “ปฏิกิริยาไฮเดรชั่น (Hydration Reaction)” ทําใหมีคุณสมบัติในการรับแรงได

ปูนซีเมนตเม่ือผสมกับนํ้า จะกอใหเกิดซีเมนตเพสตที่อยูในสภาพเหลวและสามารถลื่นไหลไดในชวงเวลาหนึ่ง โดยจะเรียกชวงเวลาที่คุณสมบัติของซีเมนตเพสตยังคงไมมีการเปลี่ยนแปลงนี้วา “Dormant Period” หลังจากนั้น ซีเมนตเพสตจะเร่ิมจับตัว (Stiff) ถึงแมวาจะยังน่ิมอยู แตก็จะไมไหลตัวไดอีกแลว (Unworkable) จุดนี้จะเปนจุดที่เรียกกันวา “จุดแข็งตัวเริ่มตน (Initial Set)” และระยะเวลาตั้งแตปูนซีเมนตผสมกับนํ้าจนถึงจุดนี้เรียกวา “ระยะการกอตัวเริ่มตน (Initial Setting Time)” การกอตัวของซีเมนตเพสตจะยังคงดําเนินไปเรื่อยๆ จนถึงจุดที่เปนของแข็งที่คงสภาพ (Rigid Solid) ซ่ึงเรียกวา “จุดแข็งตัวสุดทาย (Final Set)” และเวลาที่ใชจนถึงจุดดังกลาว

เรียกวา “เวลาการกอตัวสุดทาย (Final Setting Time)” ซีเมนตเพสตยังคงแข็งตัวตอไป จนกระทั่งสามารถรับนํ้าหนักไดกระบวนการทั้งหมดนี้เรียกวา “การกอตัวและการแข็งตัว (Setting and Hardening)”

ปฎิกิริยาไฮเดรชั่น

การกอตัวและการแข็งตัวของปูนซีเมนต เกิดจากปฏิกิริยาไฮเดรชั่นขององคประกอบของปูนซีเมนต โดยปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นใน 2 ลักษณะ คือ

1. อาศัยสารละลาย ปูนซีเมนตจะละลายในน้ํา กอใหเกิด Ions ในสารละลาย และ Ions น้ีจะผสมกันทําใหเกิดสารประกอบใหมขึ้น

2. การเกิดปฏิกิริยาระหวางของแข็ง ปฏิกิริยาเกิดขึ้นโดยตรงที่ผิวของของแข็ง โดยไมจําเปนตองใชสารละลาย ปฏิกิริยาประเภทนี้เรียกวา “Solid State Reaction”

ความรอนที่เกิดจากปฏิกิริยาไฮเดรชั่นจะเกิดขึ้นตอเม่ือปูนซีเมนตและน้ําทําปฏิกิริยากัน ปริมาณความรอนที่เกิดจากปฏิกิริยาไฮเดรชั่นขึ้นอยูกับองคประกอบทางเคมีของปูนซีเมนตเปนหลัก น่ันคือ C3A และ C3S นอกจากนี้ยังขึ้นอยูกับปริมาณของปูนซีเมนตหรือคา W/C คาความละเอียด และอุณหภูมิของการบม เปนตน

ถึงแมวาความรอนที่เกิดจากปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของปูนซีเมนตจะมีการพัฒนาเปนเวลาหลายป แตอัตราการเกิดความรอนจะมีคาสูงในชวงแรกเทานั้น กลาวคือ ความรอนที่เกิดขึ้นจะมีคาสูงใน 3 วันแรก

ปจจัยที่มีผลตออัตราการเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่น

อัตราการเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่นจะขึ้นอยูกับปจจัยหลายประการ และปจจัยที่มีผลตออัตราการเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่น ก็จะสงผลตอคุณสมบัติของซีเมนตเพสตที่แข็งตัวแลวดวยเชนกัน

ปจจัยที่มีผลตออัตราการเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่น ไดแก 1. อายุของซีเมนตเพส 2. องคประกอบของซีเมนต 3. ความละเอียดของปูนซีเมนต 4. อัตราสวนน้ําตอปูนซีเมนต 5. อุณหภูมิ 6. สารผสมเพิ่ม

กําลังอัดของคอนกรีต

กําลังอัดของคอนกรีต (Compressive Strength) หมายถึง ความสามารถของคอนกรีตในการตานทานตอหนวยแรงอัด (Compressive Stress) ที่เกิดขึ้น โดยไมเกิดการพังทลาย (Failure) การพังทลายนี้ไดแกรอยแตกราวที่ปรากฏ

กําลังอัดของคอนกรีตขึ้นอยูกับปจจัยที่สําคัญ 3 ประการคือ 1. กําลังอัดของมอรตา 2. กําลังและโมดูลัสยืดหยุนของมวลรวม 3. แรงยึดเหนี่ยวระหวางมอรตากับผิวของมวลรวม

1. กําลังของมอรตา กําลังของมอรตามีบทบาทอยางมากตอกําลังอัดของคอนกรีตโดยกําลังของมอรตาขึ้นอยู

กับความพรุนภายในเนื้อมอรตา อัตราสวนน้ําตอซีเมนต Degree of Hydration แตความสัมพันธระหวางกําลังและความพรุน จะถูกควบคุมดวยอัตราสวนน้ําตอซีเมนต ดังน้ันสามารถสรุปไดวากําลังของมอรตาขึ้นอยูอยางมากกับอัตราสวนน้ําตอซีเมนต

การเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติของมวลรวม เชน การเปลี่ยนแปลงขนาดคละ ปริมาณ กําลัง ลักษณะผิว ขนาดใหญสุด การดูดซึม และแรธาตุตางๆ จะสงผลตอกําลังของคอนกรีตไมมากนัก

การเปลี่ยนแปลงอัตราสวนน้ําตอซีเมนต จะมีผลตอการเปลี่ยนแปลงกําลังดึงนอยกวากําลังอัด โดยอัตราสวนของกําลังดึงของคอนกรีตจะเพิ่มขึ้นเม่ืออัตราสวนน้ําตอซีเมนตเพ่ิมขึ้น

2. กําลังและโมดูลัสยืดหยุนของมวลรวม สําหรับกําลังของมอรตาที่กําหนดให ความสามารถตานแรงของคอนกรีตจะขึ้นอยูกับกําลัง

ของหินและแรงยึดเหนี่ยวของมวลรวมกับมอรตา ดังน้ันแรงยึดเหนี่ยวจะเปนตัวควบคุมการแตกของคอนกรีต

สําหรับอัตราสวนน้ําตอซีเมนตที่กําหนดให กําลังอัดของคอนกรีตจะลดลงเมื่อใชหินขนาดใหญขึ้น เพราะหินขนาดใหญจะกอใหเกิดน้ําใตหินมากขึ้นทําใหแรงยึดเหนี่ยวของมวลรวมกับมอรตาลดลง

ขนาดของมวลรวม จะมีผลตอกําลังของคอนกรีต ที่มีสัดสวนน้ําตอซีเมนตต่ําหรือปานกลางมากกวาที่อัตราสวนน้ําตอซีเมนตสูง

การเพิ่มปริมาณของมวลรวมในสวนผสมจะเปนการเพิ่มกําลังอัด รวมทั้งถาใชหินที่มีโมดูลัสยืดหยุนสูงจะทําใหกําลังของคอนกรีตดีขึ้น

3. แรงยึดเหนี่ยวระหวางมอรตากับผิวของมวลรวม แรงยึดเหนี่ยวนี้จะขึ้นอยูกับลักษณะทางกายภาพ เชนรูปราง ลักษณะผิวของมวลรวม และ

ลักษณะทางเคมี คือปฏิกิริยาเคมีระหวางปูนซีเมนตกับแรธาตุตางๆ ในเนื้อมวลรวม นอกจากนี้ทิศทางในการหลอและทิศทางในการใหนํ้าหนักจะมีผลตอกําลังเชนกัน โดยจะมี

ผลตอกําลังดึงมากกวากําลังอัด ดวยเหตุผลที่วาจะเกิดชองวางทําใหแรงยึดเหนี่ยวระหวางมวลรวมหยาบกับมอรตาต่ําลง

ปจจัยที่มีผลตอกําลังอัดของคอนกรีต ปจจัยที่มีผลตอกําลังอัดของคอนกรีตที่สําคัญ ไดแก

1. คุณสมบัติของวัสดุผสมคอนกรีต 1.1. ปูนซีเมนต 1.2. มวลรวม 1.3. นํ้า 1.4. สารผสมเพิ่ม

2. สวนผสมคอนกรีต 3. การทําคอนกรีต

3.1. การชั่วตวงวัสดุผสมคอนกรีต 3.2. การผสมคอนกรีต 3.3. การลําเลียง การเท การอัดแนนคอนกรีต

4. การบมคอนกรีต 4.1. ความชื้น 4.2. อุณหภูมิ 4.3. เวลาที่ใชในการบม

5. การทดสอบกําลังอัดของคอนกรีต 5.1. รูปรางและขนาดของตัวอยางคอนกรีต 5.2. วิธีการทําตัวอยางคอนกรีต 5.3. ความชื้นในตัวอยางคอนกรีต 5.4. อัตราการกด 5.5. เครื่องทดสอบ

การบมคอนกรีต การบม (Curing) คือ ชื่อเฉพาะของวิธีการที่ชวยใหปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของซีเมนต เกิดขึ้นอยางสมบูรณซ่ึงจะสงผลใหการพัฒนากําลังของคอนกรีตเปนไปอยางตอเน่ือง วิธีการทําโดยใหนํ้าแกคอนกรีตหลังจากที่คอนกรีตแข็งตัวแลว หนาที่สําคัญของการบมมี 2 ประการคือ 1. ปองกันการสูญเสียความชื้นจากเนื้อคอนกรีต 2. รักษาระดับอุณหภูมิใหอยูในสภาพที่เหมาะสม

วัตถุประสงคที่สําคัญของการบมคอนกรีต 1. เพ่ือใหไดคอนกรีตที่มีกําลังและความทนทาน 2. เพ่ือปองกันการแตกราวของคอนกรีต โดยรักษาระดับอุณหภูมิใหเหมาะสม และลดการระเหย

ของน้ําใหนอยที่สุด

การบมหมายถึงการควบคุมอุณหภูมิของคอนกรีต ดวยทั้งน้ีเพราะอุณหภูมิที่สูงจะเปนตัวเรงปฏิกิริยาไฮเดรชั่นใหเกิดขึ้นอยางรวดเร็วในระยะแรก อยางไรก็ตามการเรงน้ีอาจกอใหเกิดผลเสียตอคุณสมบัติของคอนกรีตในระยะยาว

กรรมวิธีการบม เราแบงกรรมวิธีการบมออกเปน 2 ชนิด ตามสภาพอุณหภูมิที่ใชบมคือ

1. การบมที่อุณหภูมิปกติ 2. การบมที่อุณหภูมิสูง และความกดดันสูง

อิทธิพลของการบมตอกําลังอัดของคอนกรีตซึ่งสรุปไดดังน้ี • กําลังของคอนกรีตเพ่ิมขึ้นอยางรวดเร็วในชวงวันแรกๆ ถาไดรับการบม ซ่ึงชี้ถึง

ความสําคัญของการบมในระยะแรก • กําลังของคอนกรีตมีโอกาสเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ หลังอายุ 28 วัน โดยอัตราการเพิ่มของ

กําลังจะชาลง แตก็ยังเพ่ิมขึ้นตลอดเวลา หากไดรับการบมที่ดี • หากขาดความชื้น กําลังคอนกรีตจะเพิ่มขึ้นสักระยะหนึ่ง เพราะความชื้นที่

เหลืออยู แตหลังจากนั้นกําลังจะไมเพ่ิมขึ้นอีก เชนกําลังของคอนกรีตที่ไดรับการบม 3 วัน จะมีกําลังเพียง 75 – 80% ของกําลังคอนกรีตที่บมชื้นครบ 28 วัน

จะเห็นไดแลววาเราควรบมคอนกรีตใหนานที่สุดเทาที่จะทําได น่ันคือ บมจนกวาคอนกรีตมีกําลังสูงตามที่ตองการในทางปฏิบัติมักไมสามารถบมคอนกรีตไดนานนัก ทั้งน้ีก็เพราะขอจํากัดในเรื่อง ขอกําหนดการกอสรางและคาใชจาย การบมชื้น 7 วัน ทําใหเราสามารถไดกําลังของคอนกรีตสูงทัดเทียมกับกําลังคอนกรีตที่บมและทดสอบในสภาพชื้นถึง 28 วัน ตามมาตรฐานอเมริการแนะนําใหใชเวลาบมชื้น 7 วันสําหรับโครงสรางคอนกรีตทั่วไป หรือเวลาที่จําเปน เพ่ือใหไดกําลัง 70% ของกําลังอัดหรือกําลังดัดที่กําหนดแลวแตวาเวลาไหนนอยกวากัน แตสําหรับคอนกรีตที่มีปริมาณมากๆ เชน ฐานรากแผขนาดใหญ เราจําเปนตองบมนานถึงอยางนอย 2 สัปดาห

ในกรณีที่การบมตองหยุดชะงักไประยะเวลาหนึ่งดวยเหตุผลใดๆ ก็ตาม เม่ือคอนกรีตไดรับความชื้น ปฏิกิริยาไฮเดรชั่นก็สามารถเกิดขึ้นตอไป ทําใหกําลังของคอนกรีตสูงเพ่ิมขึ้นไปอีก

การบมที่อุณหภูมิสูง การบมคอนกรีตที่อุณหภูมิสูงสามารถเรงอัตราการเพิ่มกําลังไดอยางรวดเร็ว ดังน้ันจึงเปนที่นิยมในการผลิตคอนกรีตสําเร็จรูป เชน ทอ คาน และพ้ืน เปนตน ขอดีในการปฏิบัติคือ สามารถผลิตไดรวดเร็วขึ้น ประหยัดแบบหลอเพราะสามารถถอดแบบไดเร็ว คอนกรีตมีกําลังสูงเร็ว ทนตอการเคลื่อนยายและใชงานไดดี

• การบมดวยไอน้ําที่ความดันต่ํา (Low Pressure Steam Curing) • การบมดวยไอน้ําที่ความกดดันสูง (High Pressure Steam Curing)

ขอบเขต และ วัตถุประสงค ตามขอกําหนดการกอสรางของกรมทางหลวง กอนเร่ิมดําเนินการกอสรางงานโครงสรางคอนกรีต จะตองดําเนินการออกแบบสวนผสมคอนกรีตในแตละชั้นคุณภาพที่ใชในโครงการฯ น้ันๆ ใหมีคุณสมบัติตามที่ระบุไวในแบบกอสราง ในการออกแบบสวนผสมจะตองคํานึงถึงคุณสมบัติทางดานความคงทนตอสภาวะอากาศและความสึกหรอ ความตานแรงอัด ความสามารถเทได ความงายในการปรับแตงผิวหนา ความตานทานการซึมนํ้า และลักษณะเนื้อผิวของคอนกรีตในแตละชั้นคุณภาพ ใหเหมาะสมกับสวนของโครงสรางตางๆ ดวย เม่ือนายชางผูควบคุมงานใหความเห็นชอบในรายการคํานวณและผลการทดสอบวัสดุที่ใชผสมคอนกรีตแลว จะตองทําการทดลองผสมคอนกรีตเพ่ือตรวจสอบความสามารถเทได อัตราสวนระหวางน้ํากับปูนซีเมนต ความตานแรงอัด ลักษณะของผิวคอนกรีตที่ได และคุณสมบัติอ่ืนๆ ที่จําเปน เพ่ือตรวจสอบวาคอนกรีตดังกลาวเหมาะสมสําหรับสวนของโครงสรางนั้นๆ หรือไม การดําเนินการทั้งหมดนี้จะตองใหแลวเสร็จกอนเร่ิมงานคอนกรีต ซ่ึงระยะเวลาดําเนินการสวนใหญอยูในขั้นตอนการบมคอนกรีต ซ่ึงตองใชระยะเวลาอยางนอย 28 วัน จึงจะสามารถดําเนินการทดสอบหาคาคามตานทานแรงอัดของตัวอยางแทงคอนกรีตได หากผลทดสอบความตานแรงอัดต่ํากวาที่ระบุไวในแบบ ก็จะตองดําเนินการปรับปรุงอัตราสวนผสมใหม ทดลองผสม และบมตัวอยางคอนกรีตจนครบอายุ 28 วัน จึงจะทดสอบความตานแรงอัดได ซ่ึงการดําเนินการดังกลาวสงผลใหเวลาเริ่มงานคอนกรีตตองลาชาออกไป ดวยเหตุผลดังกลาวผูขอรับการประเมิน จึงไดทําการศึกษาหาวิธีการเพื่อแกไขปญหาดังกลาว โดยทําการคนควาและตรวจสอบเอกสารทางวิชาการ มาตรฐานการทดลอง รวมทั้งบทความตางๆ ทั้งในประเทศและตางประเทศ และพบวาตามมาตรฐาน ASTM C 684 ไดกําหนดวิธีการเรงกําลังอัดของแทงตัวอยางคอนกรีตไว 3 วิธี ซ่ึงผูขอรับการประเมิน ไดเลือกทําการศึกษาเพียง 1 วิธี คือ วิธีการตมตัวอยางแทงคอนกรีตในน้ําเดือด (Boiling Water Method) ดวยเหตุผลในเรื่องของความเปนไปไดในการปฏิบัติการทดลอง ใชเครื่องมือทดลองที่ไมยุงยากสามารถหาไดทั่วไป รวมทั้งใชระยะเวลาในการทดลองนอยที่สุดใน 3 วิธี ตามที่มาตรฐาน ASTM C 684 เสนอ โดยมีวัตถุประสงคเพ่ือหาแนวโนมและสมการคาความสัมพันธของคาการรับกําลังอัดสูงสุดระหวางการใชเทคนิคเรงการบมดวยวิธีตมในน้ําเดือด (Boiling Water Method) และ การบมแบบปกติ ซ่ึงสามารถนํามาใชในการพยากรณคากําลังอัดของคอนกรีตที่อายุ 28 วัน โดยใชเวลาในการ

ดําเนินการทั้งหมดเพียง 2128 ชั่วโมง ± 15 นาที หากผลการทดลองพบวาคาการรับกําลังอัดที่ได

จากการพยากรณต่ํากวาที่ระบุไวในแบบ ก็สามารถปรับปรุงสวนผสมใหมไดอีกหลายๆ ครั้ง โดยใชเวลาไมนานนัก ซ่ึงเทคนิคการพยากรณดังกลาวจะทําใหสามารถวางแผนการกอสรางในสวนของโครงสรางคอนกรีตและ ลดระยะเวลาที่ใชในการกอสรางลงได รวมทั้งยังสามารถนําไปใชเปนเครื่องมือตรวจสอบและควบคุมคุณภาพคอนกรีต ในระหวางดําเนินการกอสรางไดอีกดวย การพยากรณคาการรับกําลังอัดของแทงคอนกรีตที่ออกแบบ ดวยเทคนิคการบมแบบเรงกําลังอัดมีวัตถุประสงคดังตอไปน้ี

1. เพ่ือศึกษาความเปนไปไดในการพยากรณคาการรับกําลังอัดของแทงคอนกรีตที่อายุ 28 วัน ดวยเทคนิคการบมแบบเรงกําลังอัด

2. เพ่ือศึกษาหาขั้นตอน ขบวนการ ที่ถูกตองและเหมาะสมในการพยากรณคาการรับกําลังอัดของแทงคอนกรีตที่ออกแบบ ดวยเทคนิคการบมแบบเรงกําลังอัด

3. เพ่ือศึกษาคุณสมบัติทางวิศวกรรมเบื้องตนของการพัฒนากําลังอัดที่ไดจากการใชเทคนิคการบมแบบเรงกําลังอัด

4. เพ่ือศึกษาเปรียบเทียบคาการรับกําลังอัดของแทงคอนกรีตที่ไดจากการใชเทคนิคการบมแบบเรงกําลังอัด และการบมมาตรฐานในน้ํา 28 วัน

5. เพ่ือศึกษาหาสมการความสัมพันธของคาการรับกําลังอัดสูงสุดของแทงตัวอยางคอนกรีตที่ไดจากการบมแบบเรงกําลังอัดและจากการบมแบบปกติ ซ่ึงสามารถนํามาใชในการพยากรณคาการรับกําลังอัดของคอนกรีตที่อายุ 28 วันได

6. เพ่ือศึกษาระดับความเชื่อม่ันของการพยากรณคาการรับกําลังอัดของแทงคอนกรีต ดวยเทคนิคการบมแบบเรงกําลังอัด

7. เพ่ือศึกษาและเปรียบเทียบคาสมการความสัมพันธของคาการรับกําลังอัดสูงสุดของแทงตัวอยางคอนกรีตที่ไดจากการบมแบบเรงกําลังอัดและแทงตัวอยางที่ไดจากการบมมาตรฐานที่อายุ 28 วัน ที่ไดจากการใชแหลงวัสดุมวลรวมที่แตกตางกัน

การพยากรณคากําลังอัดของแทงคอนกรีตดวยเทคนิคการบมแบบเรงกําลังอัดมีขอบเขตในการศึกษาทดลองดังตอไปน้ี

1. แทงทดสอบรูปทรงลูกบาศก ขนาด 15 x 15 x 15 ซม. 2. การบมใชเทคนิคแบบเรงกําลังอัดโดยวิธีตมในน้ําเดือด 3. เกณฑในการออกแบบสวนผสมของคอนกรีต (Mixed Design) มีดังน้ี

3.1. คาการยุบตัวของแทงคอนกรีต 75 – 100 มิลลิเมตร 3.2. หินที่ใชมีขนาด 3/4” - #4 3.3. ไมใชสารกักกระจายฟองอากาศ

ขั้นตอน และ วิธีการศึกษา

ตามมาตรฐานวิธีการทดลอง ASTM C 624 ไดเสนอวิธีการเรงคาการรับกําลังอัดของแทงตัวอยางคอนกรีตที่ไดจากการหลอไว 3 วิธีการ คือ

1. วิธีบมในน้ําอุนที่ 35°C (Warm Water Method) 2. วิธีตมในน้ําเดือดที่ 100°C (Boiling Water Method) 3. วิธีบมดวยความรอนเน่ืองจากปฏิกิริยาไฮเดรชั่น (Autogenous Curing Method) ซ่ึงแตละวิธีจะใชเครื่องมืออุปกรณและระยะเวลาที่ใชในการเรงการรับกําลังอัดของแทง

คอนกรีตที่แตกตางกันออกไป ผูขอรับการประเมิน ไดเลือกวิธีการทดลองในแบบที่ 2 คือการเรงการรับกําลังอัดของแทงคอนกรีตดวยวิธีตมในน้ําเดือด (Boiling Water Method) ทั้งน้ีเพราะวิธีการ

ดังกลาว ใชอุปกรณ ในการทดลองที่ไมยุงยาก เสียคาใชจายในการทดลองที่ไมสูงมากนัก รวมทั้ง

ใชระยะเวลาในการทดสอบเพียง 2128 ชั่วโมง ± 15 นาที โดยมีขั้นตอนและวิธีการดังน้ี

1. กําหนดแหลงวัสดุ มวลรวมที่แตกตางกันออกไป โดยกําหนดใหใชคือ 1.1. ทาทรายฉัตรไชย จ.กาญจนบุรี และ บ.เหมืองหินวรจันทร จํากัด จ.

สุพรรณบุรี (โครงการฯ หมายเลข 302 สายบางใหญ – แคราย สวนที่ 2 (สะพานพระนั่งเกลา))

1.2. บอทรายโชคลาภ จ.นครปฐม และ โรงโมหินกาญจนาศิลาภัณฑ จ.นครปฐม (โครงการฯ หมายเลข 35 สายกรุงเทพฯ – อ.ปากทอ ตอน สมุทรสาคร – อ.ปากทอ สวนที่ 2)

1.3. บอทราย ส. มีสุข จ.ชลบุรี และโรงโมหิน บ. สุวลี จํากัด จ.ชลบุรี (โครงการฯ หมายเลข 34 (บางนา - ตราด) – บรรจบหมายเลข 3268 (เทพารักษ))

ผูขอรับการประเมิน พยายามกําหนดแหลงของวัสดุมวลรวมหยาบที่แตกตางกันไปในแตละพ้ืนที่ ทั้งน้ีมีวัตถุประสงคเพ่ือนําผลการทดสอบที่ไดจากแตละแหลงใชเปนตัวแทนของแตละพ้ืนที่ หลังจากนั้นจึงนํามาวิเคราะหเปรียบเทียบแนวโนมของสมการความสัมพันธวามีความใกลเคียงหรือแตกตางกันอยางไร

2. ดําเนินการทดสอบคาคุณสมบัติตางๆ ของมวลรวมหยาบและมวลรวมละเอียดที่นํามาใชในแตละแหลง

3. ดําเนินการออกแบบอัตราสวนผสมคอนกรีต (Mixed Design) ของแตละแหลงวัสดุที่นํามาใชโดยกําหนดคาการรับกําลังอัดที่ออกแบบ (Design Strength) ไวแหลงละ 6 คาคือ 200 250 300 350 400 และ 450 ksc.

4. ทําการทดลองผสมตัวอยางคอนกรีต ตามอัตราสวนผสมในขอ 3 แลวนําไปทําการหลอแทงตัวอยางคอนกรีตรูปทรงลูกบาศก ขนาด 15 x 15 x 15 ซม. โดยกําหนดใหในแตละคาการรับกําลังอัดที่ออกแบบ (Design Strength) ของแตละแหลงวัสดุ หลอแทงตัวอยางเพื่อใชทดสอบ จํานวน 12 แทงตัวอยาง โดยจัดแบงออกเปน 2 กลุม กลุมละ 6 แทงตัวอยาง เพ่ือนําไป

ทําการบมดวยเทคนิคการเรงกําลังอัดดวยวิธีการตมในน้ําเดือด (Boiling Water Method)

ทําการบมดวยวิธีการปกติเปนเวลา 28 วัน 5. นําแทงตัวอยางกลุมที่ 1 (จากการดําเนินการในขอ 4) ไปทําการเรงคาการรับกําลังอัด

โดยใชเทคนิคการบมตัวอยางแทงคอนกรีตดวยวิธีการตมในน้ําเดือด (Boiling Water Method)

5.1. ภายหลังจากไดดําเนินการหลอแทงตัวอยางคอนกรีตแลวทิ้งไวเปน

ระยะเวลา 2123 ชั่วโมง ± 15 นาที

5.2. เตรียมอุปกรณที่จะใชตมตัวอยางแทงคอนกรีตโดยตมนํ้าใหเดือดที่อุณหภูมิ

100°C รอไวกอนที่แทงตัวอยางคอนกรีตอายุครบ 2123 ชั่วโมง ± 15

นาที

5.3. นําตัวอยางแทงคอนกรีตที่อายุครบ 2123 ชั่วโมง ± 15 นาที ลงตมในหมอ

นํ้าเดือดที่เตรียมไวในขอ 2 เปนเวลานาน 213 ชั่วโมง ± 5 นาที โดย

รักษาระดับนํ้าในหมอตมใหสูงกวาตัวอยางแทงคอนกรีตที่ใสลงไปอยางนอย 2.5 ซ.ม. โดยไมตองถอดแบบหลอ

รักษาอุณหภูมิของน้ําในหมอตมใหอยูที่ระดับ 100°C ตลอดระยะเวลาที่ตมตัวอยางแทงคอนกรีต

ระมัดระวังไมใหดานลางของตัวอยางแทงคอนกรีตสัมผัสกับดานลางของหมอตม เพราะจะทําใหตัวอยางแทงคอนกรีตไดรับความรอนสูงเกินกวา 100°C

5.4 ภายหลังจากตมตัวอยางแทงคอนกรีตครบเวลา 2123 ชั่วโมง ± 15 นาที

แลวนําตัวอยางแทงคอนกรีตขึ้นมาทิ้งใหเย็นที่อุณหภูมิปกติเปนเวลาประมาณ 1 ชั่วโมง 5.5 ถอดแบบหลอตัวอยางแทงคอนกรีตออก หลังจากนั้นนําไปเขาเครื่องทดสอบเพื่อหาคาการรับกําลังอัดสูงสุดของแทงคอนกรีต บันทึกผลทดลองไวเพ่ือนําไปหาคาความสัมพันธกับตัวอยางแทงคอนกรีตที่หลอพรอมกันแตทําการบมดวยวิธีการปกติเปนเวลา 28 วัน

6. นําแทงตัวอยางกลุมที่ 2 (จากการดําเนินการในขอ 4) ที่มีอายุการบมครบ 28 วัน ไปเขาเครื่องทดสอบเพื่อหาคาการรับกําลังอัดสูงสุด บันทึกผลทดลองที่ได เพ่ือนําไปหาคาความสัมพันธกับผลทดลองที่ไดจากขอ 5.3 7. ใชเทคนิคทางสถิติดวยวิธีการหาสมการคาความสัมพันธ Regression Equation

และตรวจสอบคาความเชื่อม่ันของสมการดวยการหาคา R2 (ดวยวิธีการ Least Square Method) ใน 4 รูปแบบคือ หาคาสมการความสัมพันธระหวางคาการรับกําลังอัดสูงสุดที่ไดจากการบมดวยเทคนิคการเรงกําลังอัดดวยวิธีการตมในน้ําเดือด และจากการบมดวยวิธีปกติ โดยแยกพิจารณาในแตละแหลงวัสดุ จํานวน 3 แหลง และพิจารณาคาสมการความสัมพันธรวมทุกแหลงวามีความเหมือนหรือแตกตางกันอยางไร 8. นําผลขอมูลที่ไดจากการใชเทคนิคทางสถิติ ในขอ 7 มาทําการวิเคราะหเปรียบเทียบเพ่ือนําไปใชเปนแนวทางในการพยากรณคาการรับกําลังอัดสูงสุดสําหรับการวางแผนการกอสรางงานคอนกรีตตอไปในอนาคต 9. นําผลสรุปและวิเคราะหจากการทดลองที่ได จัดทําเปนเอกสารวิชาการ ไปแนะนํา เผยแพร เพ่ือเพ่ิมความรูใหแกเจาหนาที่ของกรมทางหลวง และเปนแนวทางในการนําไปใชงาน เพ่ือใหเกิดประโยชนตองานของกรมทางหลวงและประเทศชาติ ตอไป

ภาพที่ 1 กระบวนการเรงกําลังอัดโดยวิธีตมในน้ําเดือด

เคร่ืองมือ และอุปกรณการทดลอง

1 .เครื่องมือทดสอบหาคาการรับแรงอัดของแทงคอนกรีต (Compress Machine) 2. แบบหลอกอนตัวอยางรูปทรงลูกบาศก ขนาด 15 x 15 x 15 ซม. 3. เหล็กตําหนาตัดสี่เหลี่ยมจตุรัส ขนาดพื้นที่หนาตัด 1 ตารางนิ้ว 4. โคนรูปทรงกรวยตัด เสนผาศูนยกลางดานบน 10 ซม. และดานลาง 20 ซม. สูง 30 ซม. มีหูจับและแผนเหล็กยื่นออกมาใหเทาเหยียบไดทั้ง 2 ขาง 5. เหล็กตําขนาดเสนผาศูนยกลาง 16 มิลลิเมตร ยาว 60 ซม. ปลายกลมมน 6 .แผนเหล็กสําหรับรอง 7. ชอนตัก เกรียงเหล็ก และ ไมวัด 8. หมอตม 9 .เตาแกซ 10. ชั้นวางกอนตัวอยาง 11. ชุดทํางานกันความรอน

ผสมคอนกรีต

หลอแทงตัวอยาง

เร่ิมตมตัวอยาง

นําตัวอยางออก

ทดสอบกําลังอัด

23 ช่ัวโมง ± 15 นาท ี

3.5 ช่ัวโมง ± 5 นาท ี

28.5 ช่ัวโมง ± 15 นาท ี

ทิ้งไว 1 ช่ัวโมง

(ไมตองถอดแบบ)

(ถอดแบบ)

ภาพที่ 2 อุปกรณท่ีใชในกระบวนการเรงกําลังอัดโดยวิธีตมในน้ําเดือด

รายละเอียดและมาตรฐานของวัสดุ

โครงการที่ 1 • Cement :- Type I (ASTM C150) ตราชาง Sp.Gr. 3.15 • Coarse Aggregate :- บ.เหมืองหินวรจันทร จํากัด จ.สุพรรณบุรี ชนิดหิน : Lime Stone Unit Weight 1660 • Fine Aggregate :- ทาทรายฉัตรไชย ชนิดทราย : ทรายแมนํ้า Fineness Modulus 2.6 Organic Impurity สีออนกวามาตรฐาน

โครงการที่ 2 • Cement :- Type I (ASTM C150) ตราชาง Sp.Gr. 3.15 • Coarse Aggregate :- โรงโมหินกาญจนาศิลาภัณฑ จ.นครปฐม

ชนิดหิน : Lime Stone Unit Weight 1644 • Fine Aggregate :- บอทรายโชคลาภ จ.นครปฐม ชนิดทราย : ทรายแมนํ้า Fineness Modulus 2.8 Organic Impurity สีออนกวามาตรฐาน

โครงการที่ 3 • Cement :- Type I (ASTM C150) ตราชาง Sp.Gr. 3.15 • Coarse Aggregate :- โรงโมหิน บ. สุวลี จํากัด จ.ชลบุรี ชนิดหิน : Lime Stone Unit Weight 1654 • Fine Aggregate :- บอทราย ส. มีสุข ชนิดทราย : ทรายแมนํ้า Fineness Modulus 2.7 Organic Impurity สีออนกวามาตรฐาน

TEST PROCEDURES AND STANDARDS USED FOR TESTS .

ตารางที่ 1 สรุปรายการทดสอบและมาตรฐานที่ใชในการทดสอบ

Test Procedure. Standard. Making, Accelerated Curing, and Testing of Concrete ASTM C 684 Los Angeles Abrasion. ทล. – ท. 202 Soundness. ( Sodium Chloride ) ทล. – ท. 213 Gradation of Aggregates. ( Dry ) ทล. – ท. 204 Flakiness Index. ทล. – ท. 210 Elongation Index. ทล. – ท. 211 Specific Gravity and Absorption of Coarse Aggregate. ทล. – ท. 207 Specific Gravity and Absorption of Fine Aggregate. ทล. – ท. 209 Organic Impurity. ทล. – ท. 201 Slump. ทล. – ท. 304 Making and Curing of Concrete. ทล. – ม. 303 Compressive Strength of Concrete. ทล. – ท. 302

สรุปขอมูลการทดลอง ตารางที่ 2 สรุปผลทดสอบแรงอัดของคอนกรีตในแตละชั้นคุณภาพ

กําลังอัด (กก./ซม2.) โครงการที่ 1 โครงการที่ 2 โครงการที่ 3

กําลังอัดที่ออกแบบ

(กก./ซม2.) ตมในน้ําเดือด

บมตามปกติ

ตมในน้ําเดือด




96.7 213.7 99.8 234.7 101.2 206.7 105.9 225.4 104.5 214.6 102.4 210.5 92.8 207.5 103.9 226.8 98.2 203.9 95.1 220.8 107.4 228.9 95.1 213.3 91.5 209.4 100.5 211.5 92.5 208.6

200

102.0 216.6 97.7 219.3 103.6 219.5 110.8 264.2 116.8 267.9 107.3 257.9 120.3 270.6 123.5 278.5 114.5 264.8 116.4 257.9 117.9 265.2 118.9 261.7 114.9 269.3 120.0 257.1 110.6 268.3 105.6 254.2 111.6 260.8 103.8 252.7

250

111.5 272.4 120.2 280.7 112.7 259.5 144.9 324.9 137.9 321.9 134.7 307.4 141.2 315.8 143.9 337.6 138.9 313.8 132.7 320.6 145.4 328.5 136.5 318.3 134.8 318.6 142.1 319.6 130.6 302.6 137.6 311.3 139.5 311.4 132.2 315.9

300

128.5 316.8 134.0 322.3 125.8 304.1

ตารางที่ 2 สรุปผลทดสอบแรงอัดของคอนกรีตในแตละชั้นคุณภาพ (ตอ)

กําลังอัด (กก./ซม2.) โครงการที่ 1 โครงการที่ 2 โครงการที่ 3

กําลังอัดที่ออกแบบ

(กก./ซม2.) ตมในน้ําเดือด






167.8 367.9 164.8 362.0 149.7 356.9 151.0 358.5 170.5 368.9 145.2 355.2 154.7 372.9 160.9 377.2 156.0 359.8 160.6 360.7 152.5 369.6 152.0 368.1 170.3 369.3 163.7 360.7 154.7 362.7

350

160.2 377.8 169.3 379.1 163.7 367.9 199.5 423.6 206.8 423.9 182.9 404.8 182.6 415.9 200.6 431.7 180.3 416.4 183.5 407.5 193.4 413.8 177.4 412.7 190.8 418.4 197.8 427.2 172.9 408.3 195.3 426.2 190.5 420.6 189.5 419.6

400

179.1 412.1 205.8 417.1 185.3 416.9 224.8 467.9 221.9 467.9 217.3 457.9 217.9 471.6 229.7 475.2 205.4 462.0 206.6 460.2 210.6 460.5 201.7 454.6 217.3 457.5 202.5 458.0 212.8 461.8 211.4 462.7 231.8 469.4 208.2 458.2

450

214.6 454.0 228.9 478.1 212.1 455.1

สรุปผลการวิเคราะหขอมูลและขอเสนอแนะ

1. เม่ือพิจารณาคาการรับกําลังอัดสูงสุดที่ไดจากการบมแบบเรงกําลังอัดเปรียบเทียบกับการบมแบบปกติจากการใชวัสดุมวลรวมแหลงที่ 1 (โครงการฯ หมายเลข 302 สายบางใหญ – แคราย สวนที่ 2 (สะพานพระนั่งเกลา)) พบวาการพัฒนาคาการรับกําลังอัดสูงสุดจะอยูระหวาง 45.56% - 48.04% และมีคาเฉลี่ย (Mean) ของการพัฒนาคาการรับกําลังอัดสูงสุดเทากับ 44.39%

2. เม่ือนําขอมูลผลการทดสอบคาการรับกําลังอัดสูงสุดของตัวอยางแทงคอนกรีตในแตละชั้นคุณภาพที่ไดจากการใชวัสดุมวลรวมแหลงที่ 1 (โครงการฯ หมายเลข 302 สายบางใหญ – แคราย สวนที่ 2 (สะพานพระนั่งเกลา)) ทั้งที่ใชเทคนิคการบมแบบเรงกําลังอัด และการบมดวยวิธีปกติมาหาสมการความสัมพันธของตัวแปรทั้ง 2 และใชการวิเคราะหดวย Regression Equation พบวา Logarithm Regression Equation จะใหคาความสัมพันธที่ใกลเคียงกับขอมูลผลการทดสอบมากที่สุด โดยพิจารณาจากคา R2 (โดยใช Lease Square Method) ซ่ึงมีคา 0.985 และสามารถสรุปเปนกราฟแสดงความสัมพันธไดดังน้ี

y = 302.112Ln(x) - 1165.140R2 = 0.985

150

200

250

300

350

400

450

500

80 100 120 140 160 180 200 220 240

กําลงัอดัท่ีไดจากการตมในน้ําเดอืด (ksc)

กําลงัอดัที่

28 วัน

(ks

c)

ภาพที่ 4 กราฟความสัมพันธระหวางกําลังอัดท่ีไดจากการตมในน้ําเดือด และกําลังอัดท่ี 28 วัน โครงการที่ 1

จากกราฟแสดงคาความสัมพันธระหวางคาการรับกําลังอัดสูงสุดที่ไดจากการบมแบบเรงกําลังอัดและการบมแบบปกติสามารถสรุปเปนสมการคาความสัมพันธไดดังน้ี

Y = 302.112 Ln ( X ) - 1165.140

เมื่อ Y = กําลังอัดที่ 28 วัน (ksc) X = กําลังอัดที่ไดจากการตมในน้ําเดือด (ksc)

และเมื่อใชคาสมการดังกลาว กลับมาพยากรณคาการรับกําลังอัดสูงสุดของการบมแบบปกติ โดยใชขอมูลคาการรับกําลังอัดจากการบมแบบเรงกําลังอัด เพื่อหาคาเปอรเซ็นตความผิดพลาดจากการพยากรณ สรุปเปนตารางไดดังนี้ ตารางที่ 3 สรุปผลทดสอบแรงอัดของคอนกรีตในแตละชั้นคุณภาพของโครงการที่ 1

กําลังอัด (กก./ซม2.) กําลังอัดที่ออกแบบ

(กก./ซม2.) ตมใน น้ําเดือด

บมตามมาตรฐาน

พยากรณ

การพัฒนากําลังอัดแบบตมในน้ําเดือด

(%)

เปอรเซ็นตความผิดพลาดการพยากรณ

(%) 96.7 213.7 211.8 45.25 -0.91 105.9 225.4 239.8 46.98 6.39 92.8 207.5 199.0 44.72 -4.07 95.1 220.8 206.6 43.07 -6.43 91.5 209.4 194.7 43.70 -7.02

200

102.0 216.6 228.2 47.09 5.37 110.8 264.2 253.8 41.94 -3.95 120.3 270.6 279.2 44.46 3.16 116.4 257.9 269.0 45.13 4.30 114.9 269.3 265.0 42.67 -1.61 105.6 254.2 238.9 41.54 -6.01

250

111.5 272.4 255.7 40.93 -6.13

ตารางที่ 3 สรุปผลทดสอบแรงอัดของคอนกรีตในแตละชั้นคุณภาพของโครงการที่ 1 (ตอ)




พยากรณ


(%)


(%) 144.9 324.9 336.6 44.60 3.59 141.2 315.8 328.6 44.71 4.05 132.7 320.6 309.4 41.39 -3.48 134.8 318.6 314.3 42.31 -1.36 137.6 311.3 320.6 44.20 2.99

300

128.5 316.8 299.5 40.56 -5.46 167.8 367.9 381.9 45.61 3.79 151.0 358.5 349.3 42.12 -2.57 154.7 372.9 356.8 41.49 -4.33 160.6 360.7 368.3 44.52 2.11 170.3 369.3 386.4 46.11 4.64

350

160.2 377.8 367.6 42.40 -2.71 199.5 423.6 435.3 47.10 2.75 182.6 415.9 407.9 43.90 -1.91 183.5 407.5 409.5 45.03 0.48 190.8 418.4 421.5 45.60 0.74 195.3 426.2 428.7 45.82 0.59

400

179.1 412.1 402.0 43.46 -2.46 224.8 467.9 472.1 48.04 0.90 217.9 471.6 462.5 46.20 -1.93 206.6 460.2 446.1 44.89 -3.07 217.3 457.5 461.6 47.50 0.91 211.4 462.7 453.1 45.69 -2.06

450

214.6 454.0 457.8 47.27 0.83

จากตารางขางตนจะพบวาคาเปอรเซ็นตความผิดพลาดจากการพยากรณ มีคาสูงสุดที่ +9.24% และมีคาต่ําสุดที่ +0.48%

3. เม่ือพิจารณาคาการรับกําลังอัดสูงสุดที่ไดจากการบมแบบเรงกําลังอัดเปรียบเทียบกับการบมแบบปกติจากการใชวัสดุมวลรวมแหลงที่ 2 (โครงการฯ หมายเลข 35 สายกรุงเทพฯ – อ.ปากทอ ตอน สมุทรสาคร – อ.ปากทอ สวนที่ 2 ) พบวาการพัฒนาคาการรับกําลังอัดสูงสุดจะอยูระหวาง 41.26 % - 49.38 % และมีคาเฉลี่ย (Mean) ของการพัฒนาคาการรับกําลังอัดสูงสุดเทากับ 45.36%

4. เม่ือนําขอมูลผลการทดสอบคาการรับกําลังอัดสูงสุดของตัวอยางแทงคอนกรีตในแตละชั้นคุณภาพที่ไดจากการใชวัสดุมวลรวมแหลงที่ 2 (โครงการฯ หมายเลข 35 สายกรุงเทพฯ – อ.ปากทอ ตอน สมุทรสาคร – อ.ปากทอ สวนที่ 2 ) ทั้งที่ใชเทคนิคการบมแบบเรงกําลังอัด และการบมดวยวิธีปกติมาหาสมการความสัมพันธของตัวแปรทั้ง 2 และใชการวิเคราะหดวย Regression Equation พบวา Logarithm Regression Equation จะใหคาความสัมพันธที่ใกลเคียงกับขอมูลผลการทดสอบมากที่สุด โดยพิจารณาจากคา R 2 (โดยใช Lease Square Method) ซ่ึงมีคา 0.983 และสามารถสรุปเปนกราฟแสดงความสัมพันธไดดังน้ี

y = 307.670Ln(x) - 1199.335R2 = 0.983

150

200

250

300

350

400

450

500

80 100 120 140 160 180 200 220 240



28 วัน

(ks

c )

ภาพที่ 5 กราฟความสัมพันธระหวางกําลังอัดท่ีไดจากการตมในน้ําเดือด และกําลังอัดท่ี 28 วัน โครงการที่ 2 จากกราฟแสดงคาความสัมพันธระหวางคาการรับกําลังอัดสูงสุดที่ไดจากการบมแบบเรงกําลังอัดและการบมแบบปกติสามารถสรุปเปนสมการคาความสัมพันธไดดังน้ี

Y = 307.670 Ln ( X ) - 1199.335






พยากรณ


(%)


(%) 99.8 234.7 221.5 42.52 -5.63 104.5 214.6 235.7 48.70 9.83 103.9 226.8 233.9 45.81 3.14 107.4 228.9 244.1 46.92 6.66 100.5 211.5 223.6 47.52 5.74

200

97.7 219.3 214.9 44.55 -1.99 116.8 267.9 270.0 43.60 0.80 123.5 278.5 287.3 44.34 3.14 117.9 265.2 272.9 44.46 2.92 120.0 257.1 278.4 46.67 8.28 111.6 260.8 256.0 42.79 -1.85

250

120.2 280.7 278.9 42.82 -0.64





พยากรณ


(%)


(%) 137.9 321.9 321.3 42.84 -0.19 143.9 337.6 334.4 42.62 -0.94 145.4 328.5 337.6 44.26 2.78 142.1 319.6 330.6 44.46 3.43 139.5 311.4 324.9 44.80 4.32

300

134.0 322.3 312.4 41.58 -3.06 164.8 362.0 376.3 45.52 3.95 170.5 368.9 386.8 46.22 4.85 160.9 377.2 368.9 42.66 -2.20 152.5 369.6 352.4 41.26 -4.67 163.7 360.7 374.2 45.38 3.75

350

169.3 379.1 384.6 44.66 1.45 206.8 423.9 446.4 48.79 5.30 200.6 431.7 437.0 46.47 1.22 193.4 413.8 425.7 46.74 2.87 197.8 427.2 432.6 46.30 1.27 190.5 420.6 421.0 45.29 0.10

400

205.8 417.1 444.9 49.34 6.66 221.9 467.9 468.1 47.42 0.04 229.7 475.2 478.8 48.34 0.75 210.6 460.5 452.0 45.73 -1.85 202.5 458.0 439.9 44.21 -3.96 231.8 469.4 481.6 49.38 2.59

450

228.9 478.1 477.7 47.88 -0.09 จากตารางขางตนจะพบวาคาเปอรเซ็นตความผิดพลาดจากการพยากรณ มีคาสูงสุดที่ + 9.83% และมีคาต่ําสุดที่ +0.04%

5. เม่ือพิจารณาคาการรับกําลังอัดสูงสุดที่ไดจากการบมแบบเรงกําลังอัดเปรียบเทียบกับการบมแบบปกติจากการใชวัสดุมวลรวมแหลงที่ 3 (โครงการฯ หมายเลข 34 (บางนา - ตราด) – บรรจบหมายเลข 3268 (เทพารักษ)) พบวาการพัฒนาคาการรับกําลังอัดสูงสุดจะอยูระหวาง 40.88% - 48.96% และมีคาเฉลี่ย (Mean) ของการพัฒนาคาการรับกําลังอัดสูงสุดเทากับ 44.10%

6. เม่ือนําขอมูลผลการทดสอบคาการรับกําลังอัดสูงสุดของตัวอยางแทงคอนกรีตในแตละชั้นคุณภาพที่ไดจากการใชวัสดุมวลรวมแหลงที่ 3 (โครงการฯ หมายเลข 34 (บางนา - ตราด) – บรรจบหมายเลข 3268 (เทพารักษ)) ทั้งที่ใชเทคนิคการบมแบบเรงกําลังอัด และการบมดวยวิธีปกติมาหาสมการความสัมพันธของตัวแปรทั้ง 2 และใชการวิเคราะหดวย Regression Equation พบวา Logarithm Regression Equation จะใหคาความสัมพันธที่ใกลเคียงกับขอมูลผลการทดสอบมากที่สุด โดยพิจารณาจากคา R2 (โดยใช Lease Square Method) ซ่ึงมีคา 0.985 และสามารถสรุปเปนกราฟแสดงความสัมพันธไดดังน้ี

y = 320.379Ln(x) - 1253.981R2 = 0.985

150

200

250

300

350

400

450

500

80 100 120 140 160 180 200 220 240



28 วัน

(ks

c)

ภาพที่ 6 กราฟความสัมพันธระหวางกําลังอัดท่ีไดจากการตมในน้ําเดือด และกําลังอัดท่ี 28 วัน โครงการที่ 3

จากกราฟแสดงคาความสัมพันธระหวางคาการรับกําลังอัดสูงสุดที่ไดจากการบมแบบเรง

กําลังอัดและการบมแบบปกติสามารถสรุปเปนสมการคาความสัมพันธไดดังน้ี

Y = 320.379 Ln ( X ) - 1253.981






พยากรณ


(%)


(%) 101.2 206.7 225.8 48.96 9.24 102.4 210.5 229.4 48.65 8.99 98.2 203.9 216.5 48.16 6.18 95.1 213.3 206.6 44.59 -3.14 92.5 208.6 198.0 44.34 -5.06

200

103.6 219.5 233.0 47.20 6.16 107.3 257.9 243.9 41.61 -5.45 114.5 264.8 263.9 43.24 -0.34 118.9 261.7 275.5 45.43 5.29 110.6 268.3 253.2 41.22 -5.63 103.8 252.7 233.6 41.08 -7.55

250

112.7 259.5 259.0 43.43 -0.19





พยากรณ


(%)


(%) 134.7 307.4 314.0 43.82 2.16 138.9 313.8 323.5 44.26 3.10 136.5 318.3 318.1 42.88 -0.05 130.6 302.6 304.5 43.16 0.63 132.2 315.9 308.3 41.85 -2.42

300

125.8 304.1 292.9 41.37 -3.67 149.7 356.9 346.6 41.94 -2.88 145.2 355.2 337.2 40.88 -5.06 156.0 359.8 359.4 43.36 -0.12 152.0 368.1 351.3 41.29 -4.55 154.7 362.7 356.8 42.65 -1.63

350

163.7 367.9 374.2 44.50 1.72 182.9 404.8 408.5 45.18 0.90 180.3 416.4 404.0 43.30 -2.97 177.4 412.7 399.0 42.99 -3.31 172.9 408.3 391.1 42.35 -4.21 189.5 419.6 419.4 45.16 -0.05

400

185.3 416.9 412.5 44.45 -1.06 217.3 457.9 461.6 47.46 0.82 205.4 462.0 444.3 44.46 -3.84 201.7 454.6 438.6 44.37 -3.51 212.8 461.8 455.2 46.08 -1.43 208.2 458.2 448.4 45.44 -2.13

450

212.1 455.1 454.2 46.61 -0.21 จากตารางขางตนจะพบวาคาเปอรเซ็นตความผิดพลาดจากการพยากรณ มีคาสูงสุดที่ +9.24% และมีคาต่ําสุดที่ -0.05%

7. เม่ือพิจารณาคาเฉลี่ย (Mean) ของการพัฒนาการรับกําลังอัดสูงสุดที่ไดจากการใชวัสดุมวลรวมที่แตกตางกัน 3 แหลงพบวามีคา 44.39% , 45.36%, 44.10% ตามลําดับ ซ่ึงจะเห็นไดวาเปนคาที่ใกลเคียงกันอยางมีนัยสําคัญ

8. เม่ือนําขอมูลคาสมการความสัมพันธที่ไดจากการวิเคราะหในขอ 3, 5, 7 มาพลอตลงในกราฟเดียวกันสามารถแสดงเปนกราฟความสัมพันธรวมไดดังน้ี

150

200

250

300

350

400

450

500

80 100 120 140 160 180 200 220 240



28 วัน

(ks

c)

ภาพที่ 7 กราฟความสัมพันธระหวางกําลังอัดท่ีไดจากการตมในน้ําเดือด และกําลังอัดท่ี 28 วัน รวมท้ัง 3 โครงการ เม่ือพิจารณาจากกราฟความสัมพันธรวมขางตนจะพบวาเสนแนวโนม (Trendline) ของทั้ง 3 โครงการฯ มีคาใกลเคียงกันมากอยางมีนัยสําคัญ

9. เม่ือนําขอมูลผลการทดสอบคาการรับแรงอัดสูงสุดของตัวอยางแทงคอนกรีตในแตละชั้นคุณภาพที่ไดจากการบมทั้ง 2 วิธี ของทั้ง 3 โครงการฯ มาสรางเปนเสนแนวโนมเพียงเสนเดียว สามารถสรุปเปนสมการสําหรับงานทั่วไปไดดังน้ี

y = 308.526Ln(x) - 1198.636R2 = 0.982

150

200

250

300

350

400

450

500

550

80 100 120 140 160 180 200 220 240



28 วัน

(ks

c )

ภาพที่ 8 กราฟความสัมพันธระหวางกําลังอัดท่ีไดจากการตมในน้ําเดือด และกําลังอัดท่ี 28 วัน ท่ัวไปรวมท้ัง 3 โครงการ

Y = 308.526 Ln ( X ) - 1198.636 เมื่อ Y = กําลังอัดที่ 28 วัน (ksc) X = กําลังอัดที่ไดจากการตมในน้ําเดือด (ksc) R2 = 0.982 และคาเปอรเซ็นตความผิดพลาดจากการพยากรณมีคาสูงสุด +9.83% และมีคาต่ําสุดที่ +0.04% สรุป

1. เม่ือทําการทดลองโดยใชเทคนิคการบมแบบเรงกําลังอัด ดวยวิธีการตมในน้ําเดือด (Boiling Water Method) ตามขอกําหนดมาตรฐาน ASTM C 684 โดยใชเวลาในการดําเนินการ

ทั้งหมดเพียง 2128 ชั่วโมง ± 15 นาที พบวาตัวอยางแทงคอนกรีตที่ไดจากการตมในน้ําเดือด มี

การพัฒนากําลังอัดมากเพียงพอที่จะรับแรงกดเพื่อทําการศึกษาไดอยางมีนัยสําคัญ 2. เม่ือพิจารณาเปรียบเทียบคาการพัฒนาการรับกําลังอัดสูงสุดในแตละชั้นคุณภาพ

พบวาเมื่อปริมาณวัสดุประสานเพิ่มมากขึ้น คาการพัฒนาการรับกําลังอัดสูงสุด จะไมเปลี่ยนแปลง หรือมีความแตกตางกันอยางมีนัยสําคัญ

3. เม่ือนําคาการรับกําลังอัดสูงสุดของตัวอยางแทงคอนกรีตในแตละชั้นคุณภาพ จากการใชเทคนิคการบมแบบเรงกําลังอัดและการบมดวยวิธีปกติ มาหาสมการความสัมพันธของทั้ง 2 ตัวแปรพบวา Logalithm Regression Equation จะใหคาความสัมพันธที่ใกลเคียงกับขอมูลผลการทดสอบมากที่สุด โดยที่พิจารณาจากคา R2 (โดยใช Lease Square Method) ซ่ึงมีคาใกลเคียงกับ 1 มากที่สุด

4. เม่ือพิจารณาคาเฉลี่ย (Mean) ของการพัฒนาการรับกําลังอัดสูงสุดที่ไดจากการใชวัสดุมวลรวมที่แตกตางกัน 3 แหลงพบวามีคา 44.39% , 45.36%, 44.10% ตามลําดับ ซ่ึงจะเห็นไดวาเปนคาที่ใกลเคียงกันอยางมีนัยสําคัญ

5. จากเหตุผลดังกลาวขางตน หากตองการพยากรณคาการรับกําลังอัดของแทงคอนกรีตที่อายุ 28 วัน ดวยเทคนิคการบมกอนตัวอยางแบบเรงกําลังอัดดวยวิธีตมในน้ําเดือด (Boiling Water Method) ตามขอกําหนดมาตรฐาน ASTM C 684 แนะนําใหใชสมการ

Y = 308.526 Ln ( X ) - 1198.636

เมื่อ y = กําลังอัดที่ 28 วัน (ksc) x = กําลังอัดที่ไดจากการตมในน้ําเดือด (ksc) R2 = 0.982 และคาเปอรเซ็นตความผิดพลาดจากการพยากรณมีคาสูงสุด + 9.83 % และ มีคาต่ําสุดที่ -0.05% ขอเสนอแนะ

1. ความคลาดเคลื่อนของคาที่ไดจาการพยากรณดวยสมการความสัมพันธของคาการรับแรงอัดสูงสุดที่ไดจากเทคนิคการบมแบบเรงกําลังอัดและการบมดวยวิธีปกติอาจมีสาเหตุมาจาก

ความสม่ําเสมอของการเตรียมตัวอยางและการทดลองผสม ความสม่ําเสมอของอุณหภูมินํ้าในระหวางการทดสอบ ชวงเวลาในการทดสอบ

2. หากมีการศึกษาอยางตอเน่ืองและเพ่ิมความหลากหลายของแหลงวัสดุมวลรวมใหมากยิ่งขึ้นจะสามารถหาสมการความสัมพันธที่เปนตัวแทนที่เหมาะสมกับแหลงวัสดุที่แตกตางกันออกไปได

ประโยชนที่ไดรับ

1. การนําเทคนิคการบมกอนตัวอยางแบบเรงกําลังอัดดวยวิธีตมในน้ําเดือด (Boiling Water Method) ตามขอกําหนดมาตรฐาน ASTM C 684 มาใชเพ่ือพยากรณคาการรับกําลังอัด

สูงสุดของแทงคอนกรีตที่อายุ 28 วัน โดยใชเวลาในการดําเนินการทั้งหมดเพียง 2128 ชั่วโมง ±

15 นาที จะเปนแนวทางใหการบริหารงานกอสรางสามารถวางแผนการกอสรางในสวนของงานคอนกรีตไดอยางมีประสิทธิภาพ หากผลที่ไดจากการพยากรณไมเปนไปตามขอกําหนดของแบบ ก็จะสามารถปรับปรุงหรือเปลี่ยนแปลงอัตราสวนผสมได โดยไมตองเสียเวลารออายุของตัวอยางแทงคอนกรีตครบ 28 วัน

2. สามารถนําไปใชเปนเครื่องมือตรวจสอบและควบคุมคุณภาพคอนกรีต ในระหวางดําเนินการกอสรางได

3. เปนทางเลือกใหมของการออกแบบสวนผสมคอนกรีต (Mixed Design) เพ่ือใชงานในโครงการกอสรางตางๆ

4. เพ่ือใหทราบถึงพฤติกรรมของการพัฒนาคาการรับกําลังอัดของตัวอยางแทงคอนกรีตที่ไดจากการตมในน้ําเดือด

5. เปนการจุดประกายแนวความคิดใหมในงานคอนกรีต เพ่ือใหเกิดการศึกษาและพัฒนาอยางตอเน่ือง

บรรณานุกรม 1 / รายการละเอียดและขอกําหนดการกอสรางทางหลวง เลม 2 กรมทางหลวง กระทรวงคมนาคม พ.ศ. 2536 2 / วิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย : คูมือการตรวจสอบคอนกรีต พ.ศ. 2517 3 / “Concrete Technology”, ชัชวาลย เศรษฐบุตร, บริษัท ผลิตภัณฑและวัตถุกอสราง จํากัด,

20 กรกฎาคม 2536 4 / “คอนกรีตเทคโนโลยี”, วินิต ชอวิเชียร , พิมพครั้งที่ 7 พ.ศ. 2529 5 / บทความทางวิชาการ ศูนยวิชาการคอนกรีตซีแพค ( Concrete Academy for Sustainable Construction ) 6 / “MAKING, ACCELERATED CURING, AND TESTING OF CONCRETE

COMPRESSION TEST SPECIMENS”, ASTM C 684

Documents

การพยากรณ์ค่าการรับกำลังอัดของแท่งคอนกรีตที่อายุ 28 วัน ด้วยเทคนิคการ