ววฒนาการดานวสดและเทคโนโลยดานการทดสอบวสด

โครงการอบรมทบทวนความร และทกษะทางวศวกรรมใหกบชางเทคนคและชางทดสอบ ฯ ครงท ๑เอนก ศรพานชกร

๑๒ มถนายน ๒๕๖๐

วสดกอสราง (construction materials)

- มาตรฐานวสด- สมบตทางกล- การควบคมคณภาพ- การทดสอบ

คอนกรต (concrete)- ซเมนต- มวลรวม - อตราสวนน าตอซเมนต- สารผสมเพม- คอนกรตพเศษ- คอนกรตผสมเสรจ - ก าลงคอนกรต

ซเมนต (cement)- ซเมนตปอรตแลนด vs ซเมนตผสม

+ มอก.15

- ความถวงจ าเพาะ 3.15

+ ความขนเหลวปกต (normal consistency)

+ ระยะเวลากอตวของซเมนต

- ซเมนตไฮดรอลก+ ผสมและแขงตวในน า - ซเมนตเพสต

มวลรวม (aggregates)

- มวลรวมหยาบ- มวลรวมละเอยด- การหาขนาดคละและมอดรสความละเอยด

- ความถวงจ าเพาะ+ ความส าคญของการคละขนาด

- การแบงมวลรวมหยาบและมวลรวมละเอยด+ ตะแกรง (sieve no. ???)

อตราสวนน าตอซเมนต(water-cement ratio)

Abrams' lawFrom Wikipedia, the free encyclopediaAbrams' law (also called Abrams' water-cement ratio law) is a concept in civilengineering. The law states the strength of a concrete mix is determined by the ratio of water to cement. As the water content increases, the strength of concrete decreases.

สารผสมเพม (admixtures)- สารหนวงเวลา (retarder)

- สารลดน าพเศษ (superplasticizer)

+ เถามวลชวภาพ (biomas ash)

- วสดพอซโซลาน (pozzolanic material)+ เถาถานหน (lignite fly ash)

Concrete Quality Control

Steps

1. Sampling of Specimens

2. Specified Compressive Strength

- Test of Concrete Specimen

- Test for Concrete Curing

Specified Compressive Strength (fC/)

follows ASTM C39

- Cylindrical Strength at 28 days of curing

- Acceptance Criteria

+average strength ≥ fC/

+each strength < fC/ by 35 ksc

Cube Strength : 150x150x150 mm ???

Ø15 cm

H 30 cm

Sampling of Concrete Specimens

follows ASTM C172

- Daily Sampling

- Every Concrete Placing of

+ volume of 100 cu.m.

+ area of 500 sq.m.

Acceptance of

On-site Curing follows ASTM C39

- Curing of Specimens

in Lab vs. On-site

- Acceptance Criteria+ on-site strength ≥ 85% of lab strength

+ on-site strength > fC/ by 35 ksc

การทดสอบคอนกรต

Type of Test

1. Determine Compressive Strength

- Destructive Test

- Non-Destructive Test

- Semi-Destructive Test

2. Determine Uniformity of Concrete

3. Determine Crack of Concrete

4. Strength Evaluation of Structures

Plunger Hammer Mass

Housing

Sliding Scale

Window

Locking Button

Rebound

Hammer

Calibration Device

Ultrasonic Pulse TechniqueConcept :

Velocity of an Ultrasonic Pulse

through concrete is related to its

density and elastic properties.

v = d/t d

t

Test of Concrete

List of TestsDestructive Test

1. Compressive Test of Cored Sample

Non-Destructive Test

2. Rebound Hammer

3. Ultrasonic Pulse Technique (PUNDIT)Semi-destructive Test

4. Cut And Pull-Off Test (CAPO)

Destructive Test of Concrete

1. Specimens Preparation ASTM C31

Standard mold : Ø 150x300 mm.

2. Compression Test ASTM C39

Sizing Mass Ultimate Load

Rate of Loading – Creep ??

Breaking

σ

є

fC/(1)

fC/(2)

Influence of Creep

Which strength is correct ?

Rate of Loading < 300 kN/minute

Test of Concrete

Head Capping of Specimens

Types of

Concrete Failure

Otherwise local failure

Report of Compression Test

Density = M/V

Stress = P/A

PMSizing

Age

Rebound Hammer

Quality of Concrete depends on

+rebound of piston against surface

+direction of pressing

+strength of concrete

rebound number (Re)from the hammer.

checked against

Plunger Hammer Mass

Housing

Sliding Scale

Window

Locking Button

Rebound

Hammer

Calibration Device

Ultrasonic Pulse Technique

Concept : Velocity of an Ultrasonic Pulse

through concrete is related to its

density and elastic properties.

v = d/t d

t

Application of PUNDIT

a) quality of concrete-classification of quality shall bechecked against velocitygood concrete -> dense -> fast velocity

b) determination of crack and its depth-data taken from many tests

Cut and Pull-Off Test

concept

+strength of concrete is related to the

maximum tensile load applied to an

insert before the concrete fails.

Cut and Pull-Off Test

Test of Coring Samples

(3) samples are prepared as ASTM C42

Concept : no sample strength reaches fC/

+ average strength ≥ 85 % of fc/

+ each strength ≥ 75 % of fc/

Standard : H/D ≥ 2.00

คอนกรตปองกนซลเฟต (sulphate corrsion)

- ก าลงอดต าสดของคอนกรต- อตราสวนน าตอซเมนตต าสด

- สภาพการกดกรอนสง+ซเมนตปอรตแลนดประเภทท 5 + Pozzolans

- บรเวณทมซลเฟตสง

- มาตรฐานอาคารคอนกรตเสรมเหลก วสท. 1008

คอนกรตส าหรบทะเล (marine concrete)

- สารประกอบทมผลตอความเสอมสภาพของคอนกรตในสภาพแวดลอมของทะเล

- สมบตของคอนกรตส าหรบทะเล- ขอก าหนดส าหรบความคงทนของคอนกรต

+ มาตรฐานงานคอนกรตเมอพจารณาความคงทนและอายการใชงาน มยผ.1332-50

คอนกรตผสมเสรจ

- มอก. 213-2552

- การควบคมคณภาพของโรงผสมคอนกรต- 13 ชนคณภาพ 180-550 กก./ตร.ซม.ก าลงอดรปทรงกระบอก อาย 28 วน

(ready-mixed concrete)

ก าลงอดคอนกรต

- ก าลงอด fC/

-ความสมพนธระหวางก าลงอดรปทรงกระบอกและก าลงอดรปลกบาศก

(concrete compressive strength)

คอนกรตความรอนต าผสมแทนทดวยวสดพอซโซลาน

cememt + water C-S-H + Ca(OH)2

Ca(OH)2 + Pozzolan C-S-H

+ heat

Cement replacement

Curing ???

เหลกเสนเสรมคอนกรต

Types of Bars

+Round bar, SR 24 – TIS 20

+Deformed bar : 3 classes – TIS 24

- SD 30- SD 40- SD 50

การทดสอบเหลกเสน

# Tensile Test of Steel Bars

+ Using Universal Testing Machine

+ Sufficient Report :

- mass

- yield stress- ultimate stress

- elongation

# Cold Bend Test

in addition with

Report of Tension Test

Nominal Area, AN

Mass (kg/m)

σ = P/ANBar Marks

ΔL

L

ΔL

L

DB25 SD40 BOT

# Changes in TIS-standard

+ re-rolled steel bars is abundant.

+ adding more size

- 6,8,10 mm. in Deformed Bars

- 8 mm. in Round Bars (9 mm.- still available)

+ Heat Treatment “T” for

Deformed Bars

+ The use of SD50 is higher.

เหลกเสนเสรมคอนกรต

materialsConcrete : Steel bars :

loadsservice load

stressesallowable stresses

0.45c cf f

0.50s yf f

Working Stress Designcf

cf

0.003

yf

sf

y

concrete

steel bars

Carbon Fiber Reinforced Polymer [CFRP]

ก าลงดงของ CFRP

-เพมก าลงรบน าหนกบรรทกของโครงสรางเกา เชน สะพานทเคยค านวณออกแบบดวยน าหนกบรรทกใชงานทต าในอดต

- ปรบปรงโครงสรางเพอรบแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว - ซอมแซมโครงสรางทเสยหาย

งานซอม/เสรมก าลงของโครงสรางโดยใช CFRP

- เพมก าลงรบแรงดดของโครงสรางคอนกรตเสรมเหลก

สมรรถนะของ CFRP

- CFRP ใชในการเพมก าลงเฉอนของโครงสรางคอนกรตเสรมเหลก

สมรรถนะของ CFRP

Strengthening of Shear Strengthby CFRP

TT

confined

unconfined

Confinement by CFRP

CFRP Bonding Directionflexural failure (วบตจากแรงดด)

CFRP Bonding Directionshear failure (วบตจากแรงเฉอน)

สามแรงหลกทใช CFRP เพมสมรรถนะ

Soil Property(Bangkok Clay)

Shear Strength = 2 t/m2

Adhesion Factor = 0.90

Strength of soil = 0.90x2000

= 1800 kg/m2

Factor of Safety = 3

Safe Strength of Soil = 1800/3

= 600 kg/m2

within 6.00 meters

Log of Boring

Indicates :1. Soil Description2. Soil Properties

: Standard Penetration

Test (SPT)Unconfined Compressive

StrengthSoil Density etc.

Grain Size of Soil (#200)

ประเภทของเสาเขม

End Bearing

Load

Tak

en

mai

nly

by

Fric

tio

nB

etw

ee

n P

ile a

nd

So

il

Column Load P Column Load P

Friction Pile(embedded in Soft to Medium Clay)

End Bearing Pile(seated on Rock ???)

1. เสาเขมตอก Driven Pile

การตรวจสอบเสาเขม

การยกเสาเขม

การจดเกบกองเสาเขม ???

การตอเสาเขม

ล าดบการตอกเสาเขม

ระเบยนตอกเสาเขม

1 foot

2. เสาเขมเจาะ Bored Pile

Purpose

1. Using in very limited space.

2. Harmless to the surrounding.

3. Gain very much load capacity.

Bored Pile : Ø1.50 m x 67.00 m.safe load 1200 tons

การทดสอบความสมบรณพรอมของเสาเขมPile Integrity Test

Pile Integrity Test for Pile (section and length of pile)

Signal from Test

Integrity Test of Pile

DynamicLoad Test

DroppingHammer

accelerometer

SM520

DATA from Dr.Sutat Lee

STEEL GRADES

SM520 Fy = 3650 ksc

Stress

Strain

2450

3650

1.5X

STRESS-STRAIN CURVE of STRUCTURAL STEEL SECTIONS