1

รายงานเรอง

เกณฑการทดสอบ และคณภาพของปนซเมนต

เสนอ

ผศ.ดร เรองรชด ชระโรจน

จดท าโดย

นายพงษพนธ ทบหวหนอง

สาขาวศวกรรมโยธา

รหสนสต 55010310077 ระบบปกต

รายงานปฏบตการนเปนสวนหนงของวชา 0301414

Concrete Technology

ภาคการเรยนท 2/2557

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยมหาสารคาม

2

ขอก าหนดเกณฑคณภาพ

คณสมบตของปนซเมนตปอรตแลนดขนอยกบองคประกอบหลายอยาง เชน องคประกอบทางเคมและกายภาพ เปน

ตน ดงนนเพอความมนใจวาปนซเมนตปอรตแลนดแตละชนดมคณสมบตตามทตองการ จงไดมการตงขอก าหนดและการทดสอบ

เพอตรวจสอบคณภาพโดยทวไปแลวแตละประเทศจะมมาตรฐาน ขอก าหนด และการทดสอบปนซมนตของตวเองซงอาจแตกตาง

กนไปบาง มาตรฐานทนยมใชกนคอ มาตรฐานของสมาคมทดสอบวสดอเมรกา (American Society for Testing and Material,

ASTM) และมาตรฐานองกฤษ (British Standart, BS) สวนประเทศไทยมมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมปนซเมนตปอรตแลนด

หรอ มอก.15 เปนตน

ตารางท 3.1 ถง 3.4 แสดงขอก าหนดเกณฑคณลกษณะทางเคมและกายภาพของปนซเมนตปอรตแลนดมาตรฐานทง 5

ประเภทตามมาตรฐาน มอก. 15 เลม 1โดยตารางท 3.1 และ 3.2 เปนเกณฑคณสมบตทางเคม สวนตารางท 3.3 และ 3.4 เปน

คณสมบตทางกายภาพ ส าหรบปนซเมนตผสมนน มาตรฐาน มอก. 80 ไดก าหนดเฉพาะคณลกษณะทตองการทางเกายภาพซงได

แสดงไวในตารางท 3.5

คณสมบตและการทดสอบ

มาตรฐานเกณฑคณภาพของปนซเมนตเปนการก าหนดคณสมบตของตวปนซเมนตและคณสมบตของปนซเมนต

เมอไดน าไปผสม ซงไดแก คณสมบตบางอยางของซเมนตเพสตและมอรตาปนซเมนต

คณสมบตของปนซเมนตทงทางเคมและทางกายภาพมผลตอคณสมบตและการงานของคอนกรต คณสมบตท

ส าคญไดแก องคประกอบทางเคม ความละเอยด ความถวงจ าเพาะ การสญเสยน าหนกเนองจากการเผา ( loss on ignition ) และ

กากทไมละลายในกรดและดาง

3

ตารางท 3.1 เกณฑก าหนดคณสมบตของปนซเมนตปอรตแลนดตาม มอก. 15 เลม 1

4

ตารางท 3.2 คณสมบตทางเคมทเพมเตมพรอมลกษณะการใชงานตาม มอก. 15 เลม 1องก

ตารางท 3.3 เกณฑก าหนดคณสมบตทางกายภาพของปนซเมนตตาม มอก. 15 เลม 1

5

หมายเหต

1) ปรมาณอากาศทจะมอยในคอนกรตทท าจากปนซเมนตทเปนไปตามทก าหนดน ไม จ าเปนจะตองมปรมาณอากาศเทาทมใน

2) มอตารส าหรบปนซเมนตปอรตแลนดทง 5 ประเภท การทดสอบความละเอยดอาจเลอกใชวธหนงกได

3) คาก าลงอดทอายใดอายหนงจะตองไมนอยกวาททดสอบไดทอายนอยกวา

4) ผซออาจระบวธทดสอบเวลากอตวดวยวธหนงได ในกรณทผซอมไดก าหนดใหทดสอบตามวธไวแคต

ตารางท 3.4 คณลกษณะทตองการของปนซเมนตผสมตาม มอก. 80

6

1. ความละเอยด ของปนซเมนต

ปนซเมนตผงเปนวสดทมอนภาคเลกมากใน 1 กโลกรมจะมอนภาคมากถง 1.1x1012 อนภาค เนองจากการท า ปฎกรยาไฮเดรชนเรมจากผวหนาของปนซเมนต ดงนนอตราการท าปฎกรยาระหวางปนซเมนตและน าจงขนอยกบความละเอยด ของปนซเมนต ปนซเมนตทละเอยดจะมพนทผวมาก มความวองไวในการท าปฎกรยาและมอตราการเพมของก าลงเรวขน นอกจากนความละเอยดยงมผลตอคณสมบตอน เชน ปนซเมนตทละเอยดมากมการเยมน า (bleeding) นอยกวาปนซเมนตทหยาบ กวาและท าใหการหดตวแหง (drying shrinkage) สงขน จงมแนวโนมทจะเกดการแตกราวไดงายกวาปนซเมนตทหยาบกวา การบด ปนซเมนตมความละเอยดสงมากจะท าใหตนทนการผลตสงขน

ก ) การรอนผานตะแกรงหรอแรง

การวเคราะหความละเอยดของปนซเมนตโดยใชแรงเบอร 100 (ขนาดชองเปดเทากบ 150 ไมโครเมตร) และเบอร

200 (ขนาดชองเปดเทากบ 75 ไมโครเมตร ) เปนการรอนแหง (dry sieving) รายละเอยดของการทดสอบมอยในมาตรฐาน มอก.

15 เลม3 และ ASTM C18 สวนการใชแรงเบอร 325 (ขนาดชองเปดเทากบ 45 ไมโครเมตร) ซงมขนากชองเปดเลกมากใชการรอน

เปยก (wet sieving) เพอจดปญหาการอดตนของชองเปด รายละเอยดของการทดสอบมอยในมาจรฐาน มอก. 15 เลม 4 และ ASTM

C430 ระบความละเอยดของปนซเมนตจะใชจ านวนรอยละผานแรงแตไมไดใหการกระจายขนาดอนภาคของปนซเมนต จงใช

ส าหรบการตรวจสอบความละเอยดอยางรวดเรวเพอเปนการควบคมภาพในการผลตปนซเมนต

ข) การทดสอบดวยเทอรบดมเตอร

การวดพนทผวโดยวธนใชหลกของสารแขวนลอยในของเหลว การทดสอบใชมาตรฐาน มอก. 15 เลม 5 และ ASTM

C115 เครองมอใชวากเนอรเทอรบตมเตอร โดยเตรยมปนซเมนตใหเปนสารแขวนลอยในน ามนกาดทบรรจอยในหลอดแกว วด

ความเขมขนของแสงทสองผานหลอดแกวตามเวลาทก าหนด ความขน ของน ามนกาดจะลดลงตามเวลาท าใหความเขมขนของแสง

7

ทสองผานเพมขน การทดสอบนใชกฎของ สโตกส โดยสมมตวาอนภาคของปนซเมนตเปนเมดกลม อนภาคของปนซเมนตทม

ขนาดใหญกวาจะจมลงสกนเรวกวาท าใหสามารถค านวณหาการกระจายขนาดและพนทผวของอนภาคของปนซเมนต คาความ

ละเอยดของปนซเมนตปอรตแลนดธรรมดาตองมคาอยางนอยเทากบ 1600 ซม2/ก เมอวดโดยวธน

ค) การทดสอบโดยวธแอรเพอรอะบลต

วธแอรเพอรอะบลต ใชวดพนทผวของอนภาคของปนซเมนตวธทนยมใชกนเปนวธของเบลน ดงแสดงในรปท 3.1

การทดสอบใชมาตรฐาน มอก.15 เลม 6 และ ASTM C204 โดยวดระยะเวลาทอากาศปรมาตรแนนอนจ านวนหนงไหลผานชนขง

นภาคปนซเมนตทไดบรรจใหมความพรน ตามทก าหนด อากาศจะผานชนปนซเมนตไดจากระยะเวลาทอากาศไหลผานชน

ปนซเมนตโดยเปรยบเทยบกนคาของปนซเมนตปอรตแลนดมาตรฐานทรคาความละเอยด มาตรฐานก าหนดคาความละเอยดต าสด

ของปนซเมนตปอรตแลนดธรรมดาไมต ากวา 2,300 ซม2/ก เมอทดสอบโดยวธน

วธแอรเพอรมอะบลดของเบลนเปนทนยมใชกนมากเพราะการทดสอบไมยงยาก คาทไดจะสงกวาวธวากเนอรเทอร

บดเตอรประมาณ 1.8 เทา ถงแมวาการทดสอบโดยวธวากเนอรเทอรบดมเตอรจะยงยากกวา ตใหค าทละเอยดกวาและใหการ

กระจายขนาดอนภาคของปนซเมนตดวย

8

2. ความถวงจ าเพาะ

คาความถวงจ าเพาะ (specific gravity) ของปนซเมนตใชในการออกแบบสวนผสมของคอนกรตและเปนคาท

ใชประกอบการควบคมคณภาพของปนซเมนตปอรตแลนดดวย หาไดโดยใชวธแทนทน ามนกาดดวยปนซเมนตจ านวนหนงท

รน าหนกแนนอน ขวดแกวส าหรบบรรจน ามนกาดเปนขวดแกวเลอชาเตอรลเอร (Le Chatelier) ดงแสดงไวในรป 3.2

รายละเอยดของการทดสอบมอยในมาตรฐาน มอก. 15 เลม 2 [11] และ ASTM C188 [12] ความถวงจ าเพาะของปนซเมนต

ปอรตแลนดมคาประมาณ 3.15 ปนซเมนตผสมหรอปนซเมนตปอรตโซลานยจะมความถวงจ าเพาะต ากวา เนองจากมวสดทม

ความถวงจ าเพาะต า เชน เถาถานหน เถาแกลบ ทรายหรอหนบดละเอยดผสมอย

3. การสญเสยน าหนกเนองจากการเผา

การสญเสยน าหนกเนองจาการเผา (LOI) เปนการวดปรมาณคารบอนและความชนในปนซเมนตทเกดขนจาก

การท าปฏกรยากบอากาศ มาตรฐาน มอก. 15 เลม 1[1] และ ASTM C150 [13] ก าหนดคาการสญเสยน าหนกเนองจากการเผา

สงสดไมเกนรอยละ 3 ส าหรบปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 วธการทดสอบท าไดโดยการเผาปนซเมนตทอณหภม 950 องศา

เซลเซยส จนไดน าหนกคงท ใชตวอยางปนซเมนต 1 กรมเผาครงแรกอยางนอย 15 นาทและเผาครงตอไปอยางนอยครงละ 5 นาท

รายละเอยดของการ ทดสอบมอยในมาตรฐาน มอก. 15 เลม 18 [14] และ ASTM C114 [15]

4. กากทไมละลายในกรดและดาง

กากทไมละลายในกรดและดาง (insoluble residue) เปนการวกสงแปลกปลอมในปนซเมนต ซงสวนมากเปนสาร

ทเจอปนมากบยปซมและวตถดบทเหลอจากการเผาไหมทไมสมบรณ กากทไมละลายในกรดและดางทมากเกนไปท าใหก าลง

ของมอรตารหรอคอนกรตต าลงเนองจากปรมาณของปนซเมนตในสวนผสมมนอยลง มาตรฐาน มอก. 15 เลม 1 [1] และ

9

ASTMมอยในมาตรฐาน มอก. 15 เลม 18 [14] และ ASTM C114 [15] โดยการละลายตวอยางปนซเมนต 1 กรม ในกรดไฮโดรคลอ

รก (HCI) และอนทอณหภมเกอบเดอดนาน 15 นาทแลวละลายในสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด (NaOH) และอนทอณหภม

เกอบเดอดนาน 15 นาทเชนกน ลางตะกอนทเหลอดวยสารละลายแอมโมเนยมในเตรต (NH4NO3) แลวเผาตะกอนทอณหภม 900

ถง 1000 องศาเซลเซยส กากทเหลออยเปนสวนทไมละลายในกรดและดาง

10

การทดสอบซเมนตเพสต

ซเมนตเพสตเปนสวนผสมทไดจากการผสมปนซเมนตกบน า คณสมบตหลายๆๆอยางของปนซเมนตเพสต จะ

สะทอนถงคณสมบตของปนซเมนตทน าไปใชท ามอรตารหรอคอนกรต ดงนนการทดสอบคณสมบตของปนซเมนตเพสตจง

เปนสงทจ าเปน การทดสอบซเมนตเพลสทส าคญไดแก

1.ความขนเหลวปกต

ในการทดสอบคณสมบตของซเมนตเพสต เชน เวลากอตว (setting time) และการคงตว (soundness) จะใช

ซเมนตเพสตมาตฐานทความขนเหลวปกต (normal consistency) รายละเอยดของการทดสอบความขนเหลวปกตมอยใน

มาตรฐาน มอก. 15 เลม 8 [17] และ ASTM C187 [18] โดยใชเครองมอไวแคต (Vicat apparatus) ดงแสดงไวในรป 3.3

ซเมนตเพสตจะถอวาอยในเกณฑความขนเหลวปกตเมอเขมไวแคตขนาดเสนผานศนยกลาง 10 มม. น าหนก 300 กรม

สามารถจมลงในซเมนตเพสต 10 มม. ใน 30 วนาท โดยทวไปแลวอตราสวนโดยน าหนกระหวางปรมาณน าตอปนซเมนต

ส าหรบความขนเหลวปกตจะอยในชวง 0.24 ถง 0.33

2. เวลากอตว

ภายหลงจากการผสมปนซเมนตกบน าแลว หากทงไวสกพกหนงจะถงเวลาทซเมนตเพสตเรมกอตว

(initial set) และท าใหคณสมบตเหลวปนไดหมดไป เรยกระยะเวลานวาเวลากอตวเรมตน (initial seting time) ซเมนตเพสต

จะกอตวไปเรอยจนกระทงกลายเปนกอนแขงวงเปนระยะสดทายของการกอตวเรยกวา เวลากอตวสดทาย (final seting

11

time) หลงจากนเปนการแขงตว (hardening) ซงซเมนตเพสตจะมก าลงเพมขนตามล าดบ

การทดสอบเวลากอตวสามารถวดไดโดยการทดแบบไวแคตตามมาตรฐาน มอก. 15 เลม 9 [19] และ ASTM C191 [20]

หรอการทดสอบแบบกลโมร (Gillmore test) ตามมาตรฐาน มอก. 15 เลม 10 [21] และ ASTM C266 [22] เครองมอไวแคต

และกลโมรไดแสดงไวแลวในรปท 3.3 และ 2 ตามล าดบ

12

ในการทดสอบแบบไวแคตเวลากอตวเรมตนคอ(นบเวลาตงตนจากการทปนซเมนตผงผสมกบน า) ทเขมไวแคตขนาดเสน

ผานศนยกลาง 1 มม. หนก 300 กรม สามารถจมลงในซเมนตเพสตทมความขนเหลวปกตเปนระยะ 25 มม. ภายในเวลา 30

วนาท และการกอตวสดทายเกดขนเมอเขมไวแคตไมสามารถจมลงในซเมนตเพสต หรอถาใชเขมดดแปลงโดยเฉพาะ

ส าหรบวดการกอตวสดทาย การกอตวสดทายคอการทเขมสามารถจมลงในซเมนตเพสตเลกนอย ขณะทสวนอนไมจม

ในการทดสอบแบบกลโมร การกอตวเรมตนเกดขนเมอเขมกลโมรขนาดเสนผานศนยกลาง 2.12 มม. หนก 133.4 กรมไม

สามารถจมลงในซเมนตเพสตทมความขนเหลวปกต สวนการกอตวสทายเกดขนเมอ เขมกลโมรขนาดเสนผานศนยกลาง

1.06 มม. หนก 453.6 กรม ไมสามารถจมลงในซเมนตเพสตการทดสอบแบบไวแคตและแบบกลโมรใหผลตางกน เวลากอ

ตวเมอวดโดยการทดสอบแบบกลโมรจะชากวาแบไวแคต ในมาตรฐาน มอก. 15 ก าหนดระยะเวลาการกอตวเรมตนของ

ซเมนตเพสตโดยวธแบบไวแคตและวธแบบกลโมรตองไมนอยกวา 45 และ 60 นาท ตามล าดบ สวนระยะเวลาการกอตว

สดทายจะตองไมเกน 375 นาท ส าหรบวธไวแคต และไมเกน 10 ชม. โดยวธแบบกลโมร ส าหรบปนซเมนตโดยทวไปแลว

จะมระยะเวลาการกอตวเรมตนอยระหวาง 90 ถง 150 นาท และระยะเวลาการกอสดทายระหวาง 3 ถง 5 ชม.

3. การกอตวรวดเรวระยะแรก

การกอตวรวดเรวระยะแรก (eary stiffening) ของซเมนตเพสตเกดขนได 2 อยางคอ การกอตวผดปกต (false set) และการกอตว

ทนท (flash set)

13

ก) การกอตวผดปกต

หมายถงการทซเนตเพสตกอตวอยางรวดเรวผดปกตภายหลงจาการผสมกบน าในเวลา 2 ถง 3 นาท การกอตว

ผดปกตมการคายความรอนออกมานอยมาก และซเมนตเพสตสามารถคนตวเปนสภาพพลาสตกเหลวปนไดอกเมอท าการ

ผสมตอไปโดยไมตองเพมน าในสวนผสมนอกจากนซเมนตเพลสทไดยงคงมคณสมบตทด และไมมการสญเสยก าลง

การกอตวผดปกตสวนมากเกดจากการกอตวของยปซม เพราะในการผลตปนซเมนตจะมการบดยปซมรวมกบปนเมด

อณหภมระหวางการบดอาจสงถง 120 องศาเซลเซยส และท าใหยปซมสญเสยน ากลายเปนเฮมไฮเดรต (hemihydrates,

CaSO41/2H2O) หรอแอนไฮไดรด (anhydrite, CaSO4) ทเรยกกนวาปนปลาสเตอร (plaster) เมอผสมปนซเมนตกบน า สาร

เหลานจะรวมกบน ากลายเปนยปซม ทมความแขงแรง แตเนองจากปรมาณของปนปลาสเตอรมเพยงเลกนอย ดงนน ความ

แขงแรงทเกดจากการกอตวของยปซมจงมนอย และสามารถท าลายโครงสรางดงกลาวไดโดยการผสมตอไปซงจะท าให

ซเมนตเพสตอยในสภาพพลาสตกเหลวปนไดอกสาเหตอนทอาจกอใหเกดการกอตวผดปกตคอการทอลคาไลคารบอเนต

ท าปฏกรยากบแคลเซยมไฮดรอกไซดซงจะท าใหซเมนตเพสตเกดการแขงตวไดรวดเรวเชนกนการทดสอบการกอตว

ผดปกตท าไดโดยการใชเครองมอไวแคตตามมาตรฐาน มอก. 15 เลม 15 [23] และ ASTM C451 [24] ใช

เขมขนาดเสนผานศนยกลาง 1 มม. ดดยใชซเมนตเพสตทมระยะจมเรมตน (initial penetration) 32 มม. เรม

ทดสอบทเวลา 20 วนาท หลงจากหยดการผสมและปลอยใหเขมจมลงในซเมนตเพสตเปนเวลา 30 วนาท จากนนหาระยะ

จมสดทาย (final penetrateion) ของซเมนตเพสตโดยการทดสอบการจมของเขมทเวลา 5 นาท หลงจากการหยดผสม

ค าณวนระยะจมสดทายเปนรอยละดงน

ระยะจมสดทาย(รอยละ) = (ระยะจมสดทาย/ระยะจมเรมตน) x 100

ปนซเมนตทไดมารตฐานตองมคาระยะจมสดทายทไมนอยกวารอยละ 50 การกอตวผดปกตไมมผลเสยตอ

คณภาพของคอนกรต แตอาจกอใหเกดความไมสะดวกในการเทหรอการขนสง และสามารถแกไขไดโดยการผสมคอนกรต

ใหนานกวาปกตหรอท าการผสมซ ากอนน าไปเทหรอขนสงปนซเมนตทมการกอตวผดปกตมากๆ อาจใชน าในการผสมให

มากกวาทควรเลกนอยซงจะสงผลท าใหก าลงของคอนกรตต าลงและเพมการแตกราวเนองจากการหดตวแหง

14

ข.การกอตวทนท

หมายถงการทซเมนตเพสตแขงตวอยางรวดเรวหลงการผสมและมการคายคามรอนออกมามาก ซเมนตเพสตท

แขงตวนจะไมสามารถคนตวเปนสภาพพลาสตกเหลวปนไดอก ถาผสมตอไปโดยไมเพมน าการกอตวทนทเกดจากปฏกรยา

ของ C3A กบน าซงเกดขนอยางรวดเรวและรนแรง และเกดการกอตวอยางรวดเรวและมความแขงแรง การกอตวนจะไม

สญหายถาผสมตอไปโดยไมเพมน าการกอตวทนทมความรนแรงกวาการกอตวผดปกตมาก การปองกนการกอตวทนท

สามารถท าไดโดยการเตมยปซมลงในสวนผสมของปนซเมนตเพอหนวงปฏกรยาของ C3A

4. การไมคงตว

ซเมนตเพสตทดเมอแขงตวแลวตองมการเปลยนแปลงปรมาตรทนอยมาก การขยายตวมากหรอความไมคง

ตว ท าใหคอนกรตเกดการแตกราวได ปฏกรยาอยางชาๆของปนขาวอสระและแมกนเซยมอสระกบน าท าใหเกดการ

ขยายตว ปฏกรยาทเกดขนอาจกนเวลาหลายเดอนหรออาจเปนเวลาหลายป ในการทดสอบการไมคงตวจงใชการเรง

ปฏกรยาซงม 2 วธไดแก

ก) การทดสอบเลอชาเตอลเอร

วธนสามารถวดการไมคงตวทเกดจากปนขาวอสระ ในประเทศองกฤษนยมการทดสอบโดยวธเพราะปนซเมนตม

ปรมาณแมกนเซยมผสมอยนอย รายละเอยดการทดสอบมอยในมาตรฐาน BS EN 196-3 [25] ใชเครองมอเลอชาเตอลเอรส าหรบ

วดการไมคงตวดงแสดงในรปท 3.5 การทดสอบท าโดยการบรรจซเมนตเพสตทความขนเหลวปกตลงในทองเหลอง รป

ทรงกระบอกแลวปดดวยแผนกระจกทงสองดาน น าไปแชน าทอณหภม20±1 องศาเซลเซยสเปนเวลา 24 ชวโมง ท าการวด

ระยะหางของกานทปลายแลวน ากลบไปแชน าและตมใหเดอดภายในเวลา 25 ถง 30 นาท และตมตอนาน 1 ชวโมง เมอเยนลงท า

การวดระยะหางของกานทปลายอกครง ความแตกตางของระยะหางทวดทงสองครงไมควรเกนคาทระบในมาตรฐาน ถาความ

แตกตางสงเกนทก าหนดใหแผปนซเมนตใหสมผสกบอากาศ 7 วน เพอใหโอกาสปนขาวไดท าปฏกรยา และท าการทดสอบอกครง

คาความแตกตางของระยะหางควรจะมคาต ากวารอยละ 50 ของการทดสอบครงแรก

15

ข) การทดสอบวธออโตเคลฟ

การทดสอบโดยวธออโตเคลฟ (autoclave test) วดการไมคงตวทเกดขนจากทงปนขาว และแมกนเซยมอสระ

รายละเอยดการทดสอบมอยในมาตรฐาน มอก. 15 เลม 11 [26] และ ASTM C 151 [27] แทงทดสอบทใชเปนซเมนตเพสตทความขน

เหลวปกตขนาด 25×25×285 มม. ทปลายสองขางฝงดวยหมดวดโดยมระยะทดสอบ 250 มม. เมอแทงทดสอบอายได 24

ชวโมงจงท าการถอดแบบ วดความยาวและบรรจแทงทดสอบในหมอออโตเคลฟ (ทควบคมทงอณหภมและความดน) เพมอณหภม

ใหเปน 216 องศาเซลเซยส โดยเพมความดนไอน าเปน 2 เมกะปาสกาลภายในเวลาประมาณ 1 ชวโมง คงความความดนไอน าและ

อณหภมน 3 ชวโมงซงความดนและความรอนทสงขนาดนจะเรงปฏกรยาไฮเดรชนของทงแมกนเซยมและปนขาวอสระ จากนน

ปลอยใหเยนลงและเมอครบ 1 ชวโมง ใหลดความดนใหเทาความดนบรรยากาศ ท าแทงทดสอบใหเยนลงโดยการแชแทงทดสอบใน

น ารอนทอณหภมสงกวา 90 องศาเซลเซยส และคอยๆลดอณหภมของน าลงเปน 23 องศาเซลเซยสภายใน 15 นาท ทงไวอก 15 นาท

แลวท าการวดความยาวอกครง มาตรฐานก าหนดไววาปนซเมนตทมความคงตวตองไมขยายตวเกนรอยละ 0.80

5. ความรอนเนองจากปฏกรยาไฮเดรชน

ความรอนเนองจากปฏกรยาไฮเดรชน(heat of hydration) คอปรมาณความรอนทปนซเมนตคายออกมาใน

การท าปฏกรยากบน า การทดสอบความรอนจากปฏกรยาไฮเดรชนใชวธวดความรอนในการละลาย (heat of solution)

ตามาตรฐาน มอก. 15 เลม 7 [28] และ ASTM C186 [29] ใชเครองวดความรอน(calorimeter) วดความรอนในการละลายของ

ปนซเมนตแหง และวดความรอนในการะลายของปนซเมนตจ านวนเทากนทท าปฏกรยากบน าแลวตามอายทตองการโดยการ

บดซเมนตเพสตดงกลาวใหละเอยดเสยกอน ซงคาทไดจะเปนความรอนของปฏกรยาทเหลออย ผลตางของคาความรอนทวด

16

ไดจะเปนคาความรอนทเกดจากปฏกรยาระหวางปนซเมนตกบน าตามอายททดสอบ มาตรฐานก าหนดใหทดสอบหาความ

รอนเนองจากปฏกรยาไฮเดรชนทอาย 7 และ 28 วน และก าหนดเฉพาะปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 2 และ 4 เทานน โดย

มคาความรอนจากปฏกรยาไฮเดรชนไมเกน 70 และ 60 แคลอรตอกรม ตามล าดบ

17

การทดสอบมอรตาร

มอรตารหมายถง สวนผสมของ ปนซเมนต ทราย และน าเปนหลก แตอาจจะมสารผสมเพมอนๆกได ใน

การทดสอบคณสมบตของปนซเมนตตามมาตรฐาน มอก. 15 ค าวา มอรตารหมายถงสวนผสมระหวาง ปนซเมนต ทราย และ

น า เทานน

1. ทรายมาตรฐาน

คณสมบตบางอยางของปนซเมนตมขอก าหนดใหวดดวยการทดสอบมอรตารซงคณสมบตของมอรตารจะ

ขนอยกบทรายทใชผสม ดงนนจงใหใชทรายมาตรฐานคละขนาด ตามทระบไวในมาตรฐาน มอก. 15 เลม 12 [30] และ

ASTM C773 [31] และแสดงในตารางท 3.6 ทรายมาตรฐานเปนทรายซลกาตามธรรมชาตมาจากออตตาวา (Ottawa) มล

รฐอลลนอยส (lllinois) หรอเทยบไดกบทรายดงกลาว เมดทรายออตตาวามลกษณะกลม ไมมเหลยม ใสคลายกบน าตาล

ทรายขาว อยางไรกตามทรายออตตาวามราคาแพงเนองจากตองสงซอจากตางประเทศ ดงนนในการทดสอบก าลงรบแรง

และความคงทนโดยทวไปของมอรตาร หรอแมกระทงในงานวจยในประเทศไทยจงนยมใชทรายแมน าทลางใหสะอาดท

มขนาดคละตามมาตรฐาน ASTM C33 [32] โมดลสความละเอยดในชวง 2.5-2.8 และมอตราสวนน าตอปนซเมนต

ประมาณ 0.5 ทคาการไหลแผรอยละ 110 แทน [33]

18

2. การไหลแผ

คณสมบตหลายอยางของมอรตารขนอยกบความขนเหลว (consistency) หรออตราสวนน าตอปนซเมนต ในการ

ทดสอบมอรตารจงระบทความขนเหลวหรอทอตราสวนน าตอปนซเมนต ความขนเหลวของมอรตารวดดวยการไหลแผ (flow) ของ

มอรตาร ตามมาตรฐาน มอก. 15 เลม 12 [30] และ ASTM C109 [34] มอรตารท าจากปนซเมนต 1 สวน ทรายมาตรฐาน 2.75 สวน

โดยน าหนก ใสมอรตารในแบบหลอส าหรบหาคาการไหลทตงอยกลางโตะการไหลแผ (flow table) แบบหลอเปนรปกรวยคว าตดม

ความสง 50.8 มม. เสนผานศนยกลางบน 69.8 มม. และเสนผานศนยกลางทฐาน 102 มม. เมอใสมอรตารจนเตมแบบหลอจงยกแบบ

หลอออก จากนนจะยกแทนทดสอบการไหลขนและปลอยใหตกอสระโดยมระยะตกกระทบสง 12.7 มม. เปนจ านวน 25 ครง ใน

เวลา 15 วนาท คาการไหลคดเปนรอยละของการแผออกไปของรศมของมอรตารทฐาน โดยปกตคาการไหลแผทตองการจะเทากบ

รอยละ 110 เครองมอทใชในการทดสอบการไหลของมอรตารแสดงในรปท 3.6

รปท 3.6 เครองมอทดสอบการไหลแผของมอรตาร

19

3. ปรมาณอากาศในมอรตาร

ปรมาณอากาศมากเกนไปจะท าใหก าลงของมอรตารหรอคอนกรตลดลง รายละเอยดการทดสอบหาปรมาณ

อากาศในมอรตารมอยในมาตรฐาน มอก. 15 เลม 13 [35] และ ASTM C185 [36]

มอรตารทใชประกอบดวยปนซเมนต 1 สวน ทราย 4 สวนโดยน าหนก ใชทรายออตตาวาทผานแรงขนาด 850 ไมโครเมตร และ

คางบนแรงขนาด 600 ไมโครเมตร โดยมอรตาทใชทดสอบมการไหลแผรอยละ 80 ถง 95 เมอปลอยใหโตะการไหลแผตกกระทบ

จากระยะ 12.7 มม. เปนจ านวน 10 ครง ภายใน 6 วนาท หาหนวยน าหนกของมอรตารโดยการตวงมอรตารในกระบอกตวง 400

ลกบาศกเซนตเมตรและชงน าหนก ค านวณหาปรมาณอากาศโดยใชคาความถวงจ าเพาะของปนซเมนต 3.15 และของทราย

ออตตาวา 2.65 มาตรฐานก าหนดใหปรมาณอากาศในมอรตารไปเกนรอยละ 12 โดยปรมาตร

4. การทดสอบก าลงของมอรตาร

การทดสอบก าลงของปนซเมนตจะไมใชการ ทดสอบก าลงของซเมนตเพสตเนองจากผลการทดสอบมความ

เบยงเบนคอนขางสงแตใชการทดสอบก าลงของมอรตารเปนหลก และบางครงอาจใชคอนกรต การทดสอบอาจทดสอบก าลงอด

ก าลงดง และก าลงดด กได แตทนยมใชมากทสดคอก าลงอด รองลงมาคอ ก าลงดด สวนการทดสอบก าลงดง มาตรฐานไดยกเลก

การใชไปแลวจงไมของกลาวถง

ก) การทดสอบก าลงอด

การทดสอบก าลงอดของมอรตารจะท าทอายมอรตารเทากบ 1,3,7 หรอ 28 วน รายละเอยดการทดสอบมอยใน

มาตรฐาน มอก. 15 เลม 12 [30] และ ASTM C109 [34] ใชมอรตารรปลกบาศกขนาด 50 มม. ซงท าจากปนซเมนต 1 สวน

และทรายมาตรฐาน 2.75 สวนโดยน าหนก ในการทดสอบปนซเมนตปอรแลนดใชอตราสวนน าตอปนซเมนตเทากบ 0.485

20

ส าหรบปนซเมนตอยางอนใชคาการไหลแผรอยะ 110±5 หลอมอรตารแลวทงไวในอากาศขน 24 ชวโมง หลงจากนน

จงถอดแบบออกและบมในน าปนขาวอมตว (saturated lime water) จนถงเวลาทดสอบการทดสอบใหใชอตราทจะไดแรงกด

สงสดในเวลา 20 ถง 80 วนาท ก าลงอดของมอรตารสามารถทดสอบโดยใชการทดสอบก าลงอดของชนสวนของแทง

ทดสอบก าลงดดทหกแลว รายละเอยด วธทดสอบมอยในมาตรฐาน ASTM C349 [37] เมอ

ทดสอบก าลงดดเสรจจะไดชนสวนมอรตาร 2 ชน ซงจะน ามาทดสอบก าลงอดโดยใชแผนสเหลยม ขนาด 40×50.8 มม.

เปนแผนรบแรง ( bearing plate) ก าลงอดค านวณไดจาก

Sc=0.6 P (กโลปาสกาล)

เมอ P คอ แรงอดสงสดมหนวยเปนนวตน ( Newton)

ข) การทดสอบก าลงดด

ปจจบนการทดสอบก าลงดดเปนทนยมกนมากขนโดยเฉพาะในประเทศแถบยโรป เพราะนอกจากทดสอบก าลงดด

แลวยงสามารถใชชนสวนทหกแลวน ามาทดสอบหาก าลงอดไดอกรายละเอยดการทดสอบมอยในมาตรฐาน ASTM C348

แทงทดสอบใชคานขนาด 40×40×160 มม.ท าจากมอรตารและการทดสอบท าโดยการใสแรงทจดกงกลางของ

คาน

21

5. การขยายตวของมอรตารเนองจากซลเฟต

วธนเปนการทดสอบหาความตานทานตอสารซลเฟตของปนซเมนตปอรดแลนด ซงมาตรฐานระบไวส าหรบ

ปนซเมนตปอรดแลนดประเภทท 5 รายละเอยดการทดสอบมในมาตรฐาน มอก. 15 เลม14 [39] และ ASTM C452 [40] ใน

การทดสอบจะเพมปรมาณยปซมจนปนซเมนตมซลเฟอรไดรออกไซดรอยละ 7 ของน าหนก การทดสอบใหแทงมอรตาร

ทปลายสองขางฝงดวยหมดวดโดยมระยะทดสอบ 250 มม. มอรตารท าจากปนซเมนต 1 สวน ทรายมาตรฐาน 2.75 สวนโดย

น าหนก และอตราสวนน าตอปนซเมนตเทากบ 0.485 ภายหลงจากหลอในแบบแลวจะท าการถอดแบบเมออายได 23 ชวโมง

จากนนท าการวดความยาวครงแรกหลงจากถอดแบบและแชทดสอบในน าเปนเวลา 30 นาท ท าการวดความยาวอกครงหนง

หลงจากแชแทงทดสอบในน าครบอาย 14 วน มาตรฐานก าหนดการขยายตวของแทงมอรตารไมเกนรอยละ 0.04

22

ค าถามทายบท

1. การทดสอบความถวงจ าเพาะของปนซเมนต ใชน ามนกาดในการทดสอบดวยเหตผลอะไร

2. จงอธบายถงวธการทดสอบเพอหาคาความถวงจ าเพาะ (specific gravity) ของปนซเมนตมาพอเขาใจ แสดงตวอยางการค านวณท

ไดจากการทดลองวาสามารถท าไดอยางไรยกตวเลขประกอบการค านวณ

3. การกอตวทนท (flash set) และการกอตวผดปกต (false set) คออะไร และมความแตกตางกนอยางไร

4. ในการผลตปนซเมนตจะตองปองกนการกอตวทนท (flash set) ไดอยางไร

5. หากคอนกรตมการกอตวผดปกตเกดขน จะมวธการแกไขอยางไรบาง

6. ความละเอยดของปนซเมนตมความส าคญตอคณภาพของปนซเมนตอยางไรบาง

7. หากปนซเมนตมการสญเสยน าหนกเนองจากการเผาคอนขางสง จะสงผลตอคณภาพของคอนกรตอยางไรบาง

8. ความถวงจ าเพาะของปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 มคาประมาณเทากบเทาใด

9. ปนซเมนตผสมจะมความถวงจ าเพาะต ากวาหรอสงกวาของปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ใหเหตผลประกอบดวย

10. การไมคงตว (unsoundness) ของซเมนตเพสตเปนอยางไร และมสาเหตเกดจากอะไร

11. การทดสอบการสญเสยน าหนกเนองจากการเผาของปนซเมนตจะทดสอบทอณหภมกองศาเซลเซยส และคาการสญเสย

น าหนกเนองจากการเผาปนซเมนตมคาไมเกนเทาใด

12. เวลาการกอตวระยะตนและเวลากอตวสดทายของปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 ททดสอบได ส าหรบปนซเมนตของ

ประเทศไทยมเวลากนาท เมอใชวธทดสอบแบบไวแคต (Vicat)

23

เฉลยค าถามทายบท

1. น าหนกของปนซเมนต

2. อนดบแรกเชดขวดแกวใหสะอาด แลวเตมน ามนกาดหรอเบนซนลงในขวดแกว ใหปรมาณอยระหวาง 250 มล. และ 251 มล.ใช

ผาถน ามนทคางอยภายในชองหลอดตบใหหมด เสรจแลวน าขวดแกวลงแชในน าททราบอณหภมอยางนอย 30 นาท จงยกขนมา

อานระดบของน ามนครงแรกโดยใหคาทอานไดเปน n1 เนองจากระดบของน ามนกาดไมเรยบตรงเหมอนน าธรรมดา ระดบผว

ของน ามนกาดนนจะเวาเปนรปโคงหงาย ดงนน การอานคาระดบใหวดทจดต าสดของสวนโคงตอมา คอยเตมซเมนต

ทจดเตรยมไวทละนอยลงในขวดแกว มขอควรระวงคอ อยาใหซเมนตหกและอยาใหมสารอนเจอปน ถงตอนนระดบของน ามน

กาดหรอเบนซนจะสงขนมาถงคอขวดสวนบน เมอเรยบรอยแลวใหกลงขวดแกวไปมาเพอไลฟองอากาศ

การกลงควรใชผาหรอแผนยางนม ๆ รองรบ และขอส าคญคอ ควรปดจกขวดแกวเสยกอนเพอปองกนการกระฉอกของน ามน

หมายเหต กอนถงขนตอนน หากเกรงวาซเมนตจะขาดไปจากทไดเตรยมไว ใหน าขวดแกวทเตม น ามนกาดแลวไปชงบนทก

น าหนกเสยกอน และเมอเตมซเมนตแลวจงน าไปชงอกครง จะไดน าหนกทแทจรงของซเมนตในขวดแกว

แลว จากนนน าไปแชในน าททราบอณหภม นานประมาณ 30 นาท กอนยกขวดแกวขนใหท าการตรวจสอบอณหภมของน า

เสยกอนวา แตกตางจากการวดครงแรกเกน หรอไมหากเกนจะตองรอจนกวาอณหภมจะลดหรอเพมใหอยภายในขอบเขตท

กลาวแลว จงจะยกขวดแกวขนมาได และอานระดบของน ามนกาดอกครงหนง โดยใหเปนคา n2

และคาความถวงจ าเพาะของซเมนตจะไดจากคาเฉลยของการทดลองดงกลาวสองครง คาทไดจะตองไมตางกน

เกน 0.01 โดยการแทนคาเพอหาความถวงจ าเพาะ

3. กอตวทนท หมายถงการทซเมนตเพสตแขงตวอยางรวดเรวหลงการผสมและมการคายคามรอนออกมามาก ซเมนตเพสตท

แขงตวนจะไมสามารถคนตวเปนสภาพพลาสตกเหลวปนไดอก ถาผสมตอไปโดยไมเพมน า

การกอตวผดปกต หมายถงการทซเมนตเพสตกอตวอยางรวดเรวผดปกตภายหลงจาการผสมกบน าในเวลา 2 ถง 3 นาท การกอตว

ผดปกตมการคายความรอนออกมานอยมาก และซเมนตเพสตสามารถคนตวเปนสภาพพลาสตกเหลวปนไดอกเมอท าการผสม

24

ตอไปโดยไมตองเพมน าในสวนผสมนอกจากนซเมนตเพสตทไดยงคงมคณสมบตทด และไมมการสญเสยก าลง

แตกตางกนทการคลายความรอน เนองจากการกอตวทนทจะคลายความรอนออกมามากและการกอตวผดปกตจะมการคลาย

ความรอนออกมานอย

4. การปองกนการกอตวทนทสามารถท าไดโดยการเตมยปซมลงในสวนผสมของปนซเมนตเพอหนวงปฏกรยาของ C3A

5. ผสมคอนกรตนานกวาปกตหรอท าการผสมซ ากอนน าไปเท ปนซเมนตทมการกอตวผดปกตมากๆอาจใชน าในการผสมมากกวา

ทควรเลกนอย ซงจะสงผลใหก าลงของคอนกรตต าลงและเพมการแตกราวเนองจากการหกตวแหง

6. มวองไวในการท าปฏกรยาและมอตราการเพมของก าลงเรวขน

7. สงผลตอความชนในคอนกรต

8. มคาประมาณ 3.15

9. มความถวงจ าเพาะต ากวา เนองจากมวสดทมความถวงจ าเพาะต า เชน เถาถานหน เถาแกลบ เถาชานออย ทรายหรอหน

บดละเอยดผสมอย

10. การขยายตวมากหรอความไมคงตว ท าใหคอนกรตเกดการแตกราวได ปฏกรยาอยางชาๆของปนขาวอสระและแมกนเซยม

อสระกบน าท าใหเกดการขยายตว

11. ทดสอบท าไดโดยการเผาปนซเมนตทอณหภม 950±50 องศาเซลเซยส และคาการสญเสยน าหนกเนองจากการเผา

ปนซเมนตมคาไมเกนรอยละ 3

12. 30 วนาท

25