Upload
vai2eene-k
View
68
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
วตถประสงค• เพอค ำนวณหำปฏภำคสวนผสมของคอนกรต• เพอทดสอบหำควำมขนเหลวของคอนกรตสดทปฏภำคสวนผสมตำงๆ
โดยใชวธกำรทดสอบคำกำรยบตวและกำรใชโตะกำรไหลแผมำตรฐำน
เอกสารอางองมำตรฐำน ASTM C 143 , C 124
วสดคอนกรตสดทมมวลรวมใหญสดไมเกน 38 มม. (1 ½”)
2
1
หมายเหต ใหผสมคอนกรตในปรมำณทเพยงพอส ำหรบกำรหลอแทงตวอยำงส ำหรบกำร ทดสอบในตอนท 2 และ 4 ดงน1.ตวอยำงรปทรงกระบอกขนำดเสนผำศนยกลำง 15 ซม. สง 30 ซม. จ ำนวน 4ตวอยำง2.ตวอยำงรปทรงกระบอกขนำดเสนผำศนยกลำง 10 ซม. สง 20 ซม.จ ำนวน 5ตวอยำง3.ตวอยำงรปสเหลยมลกบำศกขนำด 15 x 15 ซม. สง 15 ซม. จ ำนวน 5 ตวอยำง
3
2
เครองมอ1. กรวยเหลกส ำหรบวดกำรยบตว ซงเปนรปกรวยตดท ำดวยแผนโลหะ
ตอนลำงมเสนผำศนยกลำงภำยใน 200 มม. (8”) ตอนบนมเสนผำศนยกลำงภำยใน 100 มม. (4”) และสง 300 มม. (12”) มหส ำหรบยกทงสองขำง
2.โตะกำรไหลแผมำตรฐำน (Standard Flow Table) เปนฐำนแผนเรยบท ำดวยโลหะ ขนำดเสนผำศนยกลำง 762 มม. (30”) มเครองหมน ซงสำมำรถยกโตะกำรไหลมำตรฐำนใหขนและปลอยใหตกลงไดเปนระยะ 12.7 มม. ( ½ ”)
3. แบบรปกรวยตด (Frustum cone) ตอนบนมเสนผำศนยกลำงภำยใน171 มม. (6 ¾”) ตอนลำงมเสนผำศนยกลำงภำยใน 254 มม. (10”) และสง 127 มม. (5”)
4. เหลกกระทง เปนแทงเหลกกลมขนำดเสนผำศนยกลำง 16 มม. (5/8”) ยำวประมำณ 600 มม. (24”) ปลำยกลมมน
5. เครองวดระยะกำรยบตว6. เกรยงเหลกและแปรงเหลก7. แผนเหลก8. ตลบเมตร
4
3
ทฤษฎการออกแบบสวนผสมคอนกรตเพอใหไดคอนกรตทมความขนเหลวเหมาะส าหรบการท างาน
เมอคอนกรตแขงตวแลวมก าลงและความคงทนตามทตองการในราคาทประหยด มวธการท า 2 ขนตอน คอ1. การเลอกวสดประกอบทเหมาะสม2. การค านวณหาสดสวนของวสดผสม
การค านวณหาวสดทใชในการผสมคอนกรต ส าหรบในงานเลก ๆ ทไมตองการก าลงคอนกรตสงมากหรอใชปรมาณคอนกรตไมมากนก อาจก าหนดไดเลยโดยอาศยขอมลหรอสถตทเคยปฏบตมาแลวเปนเกณฑ ดงในตารางท 1 ส าหรบงานทตองการควบคมคณภาพของคอนกรตทได กจะมวธการอย 2 อยาง คอ วธทดลองผสม และวธของ ACI
5
4
วธ ACIวธของ ACI ถกเสนอโดยสถำบนคอนกรตของอเมรกำ เปนวธทใหผลคอนขำงแนนอนไมเปลยนแปลงและ
ถกตอง ซงจะตองทรำบถงคณสมบตตำง ๆ ของวสดทใชท ำคอนกรตเสยกอน เชน คำควำมถวงจ ำเพำะ หนวยน ำหนก โมดลสควำมละเอยด และเปอรเซนตกำรดดซมสำมำรถด ำเนนกำรเปนขน ๆ ดงน
1. เลอกคำควำมยบตวทเหมำะสมกบประเภทของงำน เพอใหไดควำมขนเหลวพอทจะท ำงำนไดสะดวก (ตำรำงท 2)
2. เลอกขนำดโตสดของวสดผสม ไมควรเกนกวำ 1/5 ของสวนแคบทสด ของแบบ หรอ 1/3 ของควำมหนำของแผนพน หรอ ¾ ของขนำดควำม หำงของเหลกเสรมทนอยทสด(ตำรำงท 3)
3. ประมำณปรมำณน ำทผสมและปรมำณฟองอำกำศทเกดขน ซงขนอยกบขนำดโตสด รปรำง และสวนขนำดคละของวสดผสม (ตำรำงท 4)
4. เลอกอตรำสวนระหวำงน ำตอซเมนต ขนอยกบลกษณะทคอนกรตนนถกน ำออกไปใชงำนและก ำลงอดประลยของคอนกรตทตองกำร (ตำรำงท 5 และ 6)
6
5
5. ค ำนวณปรมำณซเมนตทตองใช เมอทรำบปรมำณน ำทใชตอหนงหนวยปรมำตรของคอนกรต และอตรำสวนระหวำงน ำตอซเมนตโดยน ำหนกแลว ปรมำณซเมนตทตองใชในคอนกรตตอหนงหนวยปรมำตรยอมหำไดซงเทำกบ ปรมำณน ำจำกชนท 3 หำรดวยอตรำสวนจำกชนท 4
6. ค ำนวณปรมำณวสดผสมหยำบ ปรมำณของวสดผสมหยำบคดเปนน ำหนกมคำเทำกบปรมำตรของวสดผสมหยำบคณดวยหนวยน ำหนกของวสดผสมหยำบนน โดยพจำรณำไดจำกตำรำงท 7
7. ประมำณปรมำณวสดผสมละเอยด เมอไดคำตำง ๆ ของสวนผสมจนถงล ำดบท 6 แลว ปรมำณของวสดผสมละเอยดจะหำไดดงน
ปรมำตรเนอแทของวสดผสมละเอยด = ปรมำตรของคอนกรต - ปรมำตรเนอแทของสวนผสมตำง ๆ (ยกเวนทรำย)
โดยปรมำตรเนอแทของวสดค ำนวณไดจำกควำมถวงจ ำเพำะ และน ำหนกของวสด คอ
ปรมำตรเนอแท = น ำหนกของวสด
ควำมถวงจ ำเพำะ 𝑥 หนวยน ำหนกของน ำ
8. ปรบสวนผสมเนองจำกควำมชนของวสดผสม ตำมปกต วสดผสมทใชงำนจรงจะมควำมชนสงกวำในสภำวะอมตวและผวแหง ดงนนจงตองแกสวนผสมใหเขำกบสภำพจรง โดยเพมน ำหนกของวสดผสมขนเทำกบน ำหนกน ำทตดมำ และลดน ำในสวนผสมออกในจ ำนวนเทำกน ในกรณทวสดผสมแหงกวำสภำวะอมตวผวแหง จะตองแกสวนผสมเชนเดยวกนในทำงตรงกนขำม แลวกำรปรบสวนผสมดวยกำรทดลองผสม
7
6
วธทดสอบความสามารถเทได (Workability)วธทดสอบความสามารถเทได (Workability) ของคอนกรตไมอาจท าไดโดยตรงแตอยางไรกตาม
คณสมบตทสามารถวดไดคอความขนเหลว (Consistency) ของคอนกรต ซงเปนเครองแสดงวาคอนกรตทผสมเสรจใหม ๆ นน กระดางพอด เปยกหรอเละความสามารถเทไดของคอนกรตจะเปนทพอใจ หากความขนเหลวของคอนกรตทผสมเสรจใหม ๆ นน เหมาะสมทจะท าใหคอนกรตมความแนนตวดตามสภาพของแตละงาน
การทดสอบคาการยบตวของคอนกรต (Slump Test)การทดสอบคาการยบตวของคอนกรต (Slump Test) เปนวธหนงทใชทดสอบหาความขนเหลวของ
คอนกรต ใชกนทวไปทงในสนามและในหองปฏบตการ วธนท าไดงายและเครองมอทใชกท าไดไมยากนก คาการยบตวของคอนกรตทวดไดส าหรบคอนกรตทมอตราสวนผสมเดยวกนจะมคามากหรอนอยขนอยกบปรมาณน าทใชผสมคอนกรต คาการยบตวของคอนกรตยงนอย ก าลงของคอนกรตทไดยงสงขน ส าหรบคอนกรตทมกอนหนหรอกรวดขนาดโตกวา 2 นว อยมาก การวดหาคาการยบตวโดยวธนจะไมไดผลถกตองเพราะจะเทยบกนไมได
15
14
รปแบบการยบตวของคอนกรตการยบตวของคอนกรตโดยทวไปม 3 แบบ คอ
1. กำรยบตวแบบถกตอง (True Slump) เปนกำรยบตวของคอนกรตภำยใตน ำหนกของคอนกรต2. กำรยบตบแบบเฉอน (Shear Slump) เปนกำรยบตวแบบเฉอนซงเปนกำรยบตวทเกดจำกกำรเลอน
ไถลของคอนกรตสวนบนในลกษณะเฉอนลงไปดำนขำง3. กำรยบตวแบบลม (Collapse Slump) เปนกำรยบตวทเกดจำกคอนกรตมควำมเหลวมำก
16
15
การทดสอบหาคาการไหลแผของคอนกรตการทดสอบหาคาการไหลแผของคอนกรต เปนกาทดสอบหาความขนเหลว (Consistency) วธหนง โดย
วดคาการกระจายของคอนกรตทไดจากการกระจายของคอนกรตทไดจากการใชโตะการไหลแผมาตรฐาน ซงถกยกใหขนและปลอยใหตกลงเปนระยะ 12.7 มม. ( ½ ”) โดยจะตองยกขน-ลง เปนจ านวน 15 ครง ภายใน 15 วนาท ท าใหคอนกรตแผกระจายไปรอบดาน คาการไหลแผของคอนกรตเปนเปอรเซนต ค านวณไดจาก
คาการไหลแผ , (%) = 𝐷1−𝐷0
𝐷0
𝑥 100
โดยท D1 = เสนผาศนยกลางของคอนกรตทแผกระจายออกโดยเฉลย, ซม.D0 = เสนผาศนยกลางเดมขงคอนกรตทฐาน มคาเทากบ 25.4 ซม.
คาการไหลแผ (Flow) มความสมพนธกบคาการยบตว (Slump) อยางกวาง ๆ ดงแสดงในตารางท 9
17
16
วธทดสอบ - การทดสอบหาคาการยบตวของคอนกรต (Slump Test of Concrete)1. น ำ Slump Cone วำงบนแผนเหลก โดยเอำปลำยตดทมเสนผำศนยกลำงใหญกวำใหอยดำนลำงยด
กรวยเหลกใหแนนโดยเอำเทำทงสอง ขำงเหยยบทเหยยบไว เทคอนกรต ลงไปในกรวยเหลกใหไดปรมำตรประมำณ 1/3 ของปรมำตรของกรวยเหลกกระทงใหลกถงแผนเหลก จ ำนวน 25 ครง
2. เตมคอนกรตลงไปในกรวยเหลกอกประมาณ 1/3 ของปรมาตร แลวกระทงให ทว 25 ครง โดยใหปลายเหลกกระทงถงผวบนของคอนกรตชนแรกเทานน
3. เตมคอนกรตลงไปในกรวยเหลกอกจนลน แลวกระทงใหทว 25 ครง โดยใหปลายเหลกกระทงถงผวบนของคอนกรตชนท 2 เทานน หากระดบของคอนกรตต ากวากรวยเหลกในระหวางกระทง ใหเตมคอนกรตใหเตมอยเสมอ
4. ปาดคอนกรตทผวบนใหเรยบ ยกกรวยเหลกขนในแนวดงอยางระมดระวงและสม าเสมอ แลววดคาการยบตวของคอนกรต โดยวดคาความแตกตางระหวางความสงของกรวยเหลกและความสงของคอนกรตทยบตวลงไป (วดทแนวแกนตง)
หมายเหต : ระยะเวลาในการทดสอสบทงหมดตงแตเรมใสคอนกรตจนกระทงยกกรวยเหลกออก ควรอยในระยะเวลา 2 ½ นาท
20
19
- การทดสอบหาคาการไหลแผของคอนกรต (Flow Test of Concrete) 1. ท ำควำมสะอำดโตะกำรไหลแผวำงแบบรปกรวยตดใหตงบนกลำงจำนของ บรรจคอนกรตทเพง
ผสมเสรจใหม ๆ ลงในกรวยประมำณ ½ ของปรมำตรทงหมด แลวกระทงใหทว 25 ครง หลงจำกนนกเตมคอนกรตใหเตมและกระทงแบบเดยวกนอก 25 ครง
2. ปำดหนำคอนกรตใหเรยบดวยเกรยงคอย ๆ ยกกรวยออก แลวหมนทหมนใหโตะกำรไหลแผมำตรฐำนใหขนและปลอยใหตกลงเปนระยะ 12.7 มม. โดยจะตองยกขน-ลง เปนจ ำนวน 15 ครง ภำยใน 15 วนำท ดวยอตรำทสม ำเสมอท ำให
3. วดเสนผำศนยกลำงของคอนกรตทแผกระจำยออกโดยเฉลยจ ำนวน 6 ครง ค ำนวณหำคำกำรไหลแผ
21
20
ก ำลงประลยท 28 วน 210 กก./ซม.2
คำควำมยบตว 7.5 ± 2.5 cm
ควำมถวงจ ำเพำะของปนซเมนตประเภทท 1 3.12
ขนำดโตสดของวสดผสมหยำบ 25 มม.
ควำมถวงจ ำเพำะมวลรวมหยำบ 3.03
รอยละกำรดดซมมวลรวมหยำบ 0.950 %
หนวยน ำหนก มวลรวมหยำบ 1660 กก./ม.2
ควำมถวงจ ำเพำะมวลรวมละเอยด 2.458
รอยละกำรดดซมมวลรวมละเอยด 0.901 %
โมดลสควำมละเอยดของมวลรวมละเอยด 2.36
ปรมำณควำมชนในวสดหยำบ 0.2 %
ปรมำณควำมชนในวสดละเอยด 0.2 %
ขอมลส าหรบการค านวณออกแบบสวนผสมคอนกรต
22
21
ไมใชสารกกกระจายฟองอากาศหรอสารเคมผสมเพมไมอยในสภาวะเปดเผยรนแรง
ขนำดโตสดขอวสดหยำบ เปน 25 มม. คำกำรยบตว 5 ถง 10 ซม.
ปรมำณน ำทตองใช เทำกบ 195 ลตร/ม.3 คำ Air Volume เทำกบ 1.5%
23
22
Compressive Strength ท 210 กก./ซม.2 จะไดอตราสวนของน า 0.684
ปรมำณซเมนตทตองกำร เทำกบ 195/0.684 = 285 กก./ม.3
24
23
คำโมดลสควำมละเอยดของวสด เทำกบ 2.36 และ ขนำดโตสดของวสดผสมหยำบเปน 25 มม. จะไดปรมำตรของวสดผสมหยำบในสภำพแหง และอดแนน เทำกบ 0.714 ม.3/ม.3 ของคอนกรตแตหนวยน ำหนกของมวลรวมหยำบ เทำกบ 1660 กก./ม.3
ดงนนน ำหนกของวสดผสมหยำบทใช เทำกบ 0.714(1660) = 1185 กก./ม.3
25
24
หาปรมาณของวสดผสมละเอยด
ปรมำตรเนอแทของสวนผสม
ปรมำณของน ำ (1) 1951000
0.195 ม.3
ปรมำตรของซเมนต (2) 285
3.12 𝑥 10000.091 ม.3
ปรมำตรของวสดผสมหยำบ (3) 1185
3.03 𝑥 10000.391 ม.3
ปรมำตรของฟองอำกำศ (4) 0.015 𝑥 1.0 0.015 ม.3
ดงนน ปรมำตรของสวนผสมทงหมดยกเวนทรำย (1)+(2)+(3)+(4) 0.692 ม.3
ปรมำตรของทรำยทตองใช 1-0.692 0.308 ม.3
น ำหนกของทรำยแหง 0.308 𝑥 2.458 𝑥 1000 757 กก.
26
25
ปรบความชน มวลรวมหยาบ 0.2 % และ มวลรวมละเอยด 0.2 %ท 1 ลบ.เมตร - น ำหนกวสดผสมหยำบ (1) 1185 𝑥 1.002
- น ำหนกวสดผสมละเอยด (2) 757 𝑥 1.002- น ำทผวของวสดผสมหยำบ (3) 0.2 - 0.950- น ำทผวของวสดผสมละเอยด (4) 0.2 - 0.901
- ปรมำณน ำทตองใชจรง (5) 195 - 1185(−0.75)
100- 757(−0.701)
100
- ปรมำณซเมนต 2090.684
= 306 กก.
- น ำหนกรวม (1)+(2)+(5)+(6) = 2461 กก.
= 1187 กก.= 759 กก.= -0.75 %= -0.701 %
= 209 กก.
27
26
ปรมำตรของกรวยทดสอบ Slump
ปรมำตรของกรวยทดสอบ Flow
= 0.005498 ม.3
= 0.004376 ม.3
ปรมาตรทงหมด- กรวยทดสอบ Slump ทดสอบ 3 ครง- กรวยทดสอบ Flow ทดสอบ 3 ครง- รวมทงหมด
เผอ 50 %
0.005498(3) ม.3
0.004376(3) ม.3
0.029622 ม.3
0.044433 ม.3
สวนผสมทงหมดของคอนกรต ท 0.044433ลบ.เมตร- หน(มวลรวมหยำบ) 0.044433(1187)- ทรำย(มวลรวมละเอยด) 0.044433(759)- น ำ 0.044433 (209)- ซเมนต 0.044433 (306)- รวม
53 กก.34 กก.9 กก.14 กก.110 กก.
2827
การทดสอบครงทคาการยบตว
ซม.คาการยบตวโดยเฉลย
ซม.
1 14
13.972 13.9
3 14
การทดสอบครงท
เสนผาศนยกลางเฉลยท
กระจาย ซม.
คาการไหลแผ%
คาการไหลแผเฉลย %
1 43.5 71.26
71.262 43 69.29
3 44 73.23
29
28
ปรบแกน ากบซเมนตเนองจำกคำกำรยบตวไดมำกกวำทก ำหนด 14-10 = 4 cm. ดงนนจงตองลดน ำ
ปรบแกจำก 1cm.ตอน ำ 2 kg. ดงนนตองลดน ำ 8 kg.
30
29
ปรมาณทงหมด- กรวยทดสอบ Slump ทดสอบ 3 ครง- ลกบำศก (15 𝑥 15 𝑥 15)10-6 จ ำนวน 5 ตวอยำง- ทรงกระบอก d = 15 cm. , L = 30 cm. จ ำนวน 4 ตวอยำง- ทรงกระบอก d = 10 cm. , L = 20 cm. จ ำนวน 5 ตวอยำง- รวมทงหมด
เผอ 50 %
0.005498(3) ม.3
0.003375(5) ม.3
0.005301(4) ม.3
0.001571(5) ม.3
0.063328 ม.3
0.094992 ม.3
ปรบแกน ำ 209-8ปรบแกซเมนต 201/0.684
201 กก.294 กก.
สวนผสมทงหมดของคอนกรต ท 0.094992ลบ.เมตร- หน(มวลรวมหยำบ) 0.094992(1187) เทำกบ 113 กก.- ทรำย(มวลรวมละเอยด) 0.094992(759) เทากบ 72 กก.- น ำ 0.094992 (201) เทากบ 19 กก.- ซเมนต 0.094992 (294) เทากบ 28 กก.- รวม เทากบ 232 กก.
3130
สรปผลการทดสอบจำกกำรค ำนวณหำปฏภำคสวนผสมเพอใหกอนตวอยำงคอนกรตไดก ำลงอด 210
ksc และไดคำกำรยบตว 7.5±2.5 สดสวนกำรผสมคอนกรตคอ ปนซเมนต 28 กก. (ทรำย)มวลรวมละเอยด 72 กก. มวลรวมหยำบ(หน) 113 กก. น ำ 9 กก. เรำน ำคอนกรตสดทไดไปทดสอบคำกำรยบตว ไดคำกำรยบตวเฉลยเทำกบ 7.5 ซม. และ คำกำรไหลแผเฉลย % เทำกบ 71.26%
33
32
วจารณผลการทดสอบจำกกำรทดลองไดคำกำรยบตวเฉลยเทำกบ 7.5 ซม. และเมอน ำไปทดสอบคำกำร
ไหลแผ ไดคำกำรไหลแผเฉลยเทำกบ 71.26% เมอน ำไปเปรยบเทยบกบตำรำงควำมสมพนธระหวำงคำกำรไหลแผและคำกำรยบตว (ตำรำงท 9) สำมำรถระบไดวำคอนกรตสดทไดมควำมขนเหลวอยในระดบปำนกลำง นนกคอคอนกรตเกำะตวกนด มควำมขนเหลวพอด สำมำรถหลอลงแบบไดงำย ถงแมวำบำงทจะตองท ำใหแนนโดยใชเครองเขยำ ซงสำมำรถน ำไปใชในแบบหลอไดเลย
34
33
1. ท ำควำมสะอำดแบบหลอ อยำใหมฝ นหรอปนเกำตดเหลออยในแบบ ดำนในแบบทสมผสกบคอนกรตจะตองทำน ำมนใหทว แบบเมอประกอบแลวตองมสกรหรอทรดแบบยดตดกนแนนทงดำนขำงและฐำน
การหลอแทงตวอยางคอนกรต
2.ใชแบบหลอทท ำดวยเหลกรปทรงกระบอกขนำดเสนผำศนยกลำง 15 ซม. สง 30 ซม.และแบบหลอรปทรงลกบำศก ขนำด 15×15 ซม. สง 15ซม. เพอน ำไปใชในกำรทดสอบควำมตำนทำนแรงอด และแบบหลอรปทรงกระบอกขนำดเสนผำศนยกลำง 10 ซม. สง 20 ซม.เพอน ำไปใชทดสอบหำก ำลงดงโดยในกำรหลอใหแบงเตมคอนกรตออกเปน 3 ชน กระทงชนละ 25 ครง กระทงใหสม ำเสมอทว ๆ ผวหนำ
36
34
3. ตวอยำงคอนกรตทท ำเสรจแลว ควรใชกระสอบทเปยกชนคลมไว หรอเกบกอนตวอยำงไวในททไมใหถกแสงแดด หรอฝน จำกนนทงกอนคอนกรตไว 24 ชม.
4. หลงจำกนนถอดแบบออก เขยนรำยละเอยดตำง ๆ ไวหนำกอนปน จำกนนน ำกอนตวอยำงไปบมโดยกำรแชน ำ จนถงเวลำท ำกำรทดสอบ โดยทวไปจะท ำกำรทดสอบทอำยคอนกรต 7 วน และ 28 วน
37
35
5. เมอถงก าหนดเวลาทดสอบ น ากอนคอนกรตตวอยางขนจากบอบม ทงไวใหผวแหง ชงน าหนก วดขนาด จดบนทก และจะน ากอนตวอยางไปทดสอบความตานทานแรงอด และการทดสอบหาคาก าลงดงของคอนกรต
38
36