คอนกรีตเป็นวัสดุหลักที่รับแรงอัดในโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก คุณภาพของคอนกรีตขึ้นกับวัสดุประกอบ สัดส่วนผสม และการควบคุมคุณภาพทุกขั้นตอนตั้งแต่ผสมจนถึงบ่ม — บทความนี้สรุปชนิดปูนซีเมนต์ ชนิดคอนกรีตตามกำลังอัด อัตราส่วนน้ำต่อวัสดุประสาน และการทดสอบคุณภาพ โดยอ้างอิงมาตรฐานกรมโยธาธิการและผังเมืองโดยตรง
อ้างอิง: มยผ. 1101-64 มาตรฐานงานคอนกรีตและคอนกรีตเสริมเหล็ก (กรมโยธาธิการและผังเมือง) ประกอบมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม มอก. 15 เล่ม 1 (ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์) และ มอก. 213 (คอนกรีตผสมเสร็จ)
ตาม มยผ. 1101-64 ข้อ 4.1 ปูนซีเมนต์ที่ใช้ในงานโครงสร้างแบ่งเป็นปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ 5 ประเภท (มอก. 15 เล่ม 1): ประเภท 1 ปูนซีเมนต์ธรรมดาสำหรับงานทั่วไป, ประเภท 2 ให้ความร้อนปานกลาง ทนซัลเฟตปานกลาง, ประเภท 3 ให้กำลังอัดสูงเร็ว สำหรับงานที่ต้องถอดแบบเร็ว, ประเภท 4 ให้ความร้อนต่ำ สำหรับคอนกรีตหลา (Mass Concrete), ประเภท 5 ทนซัลเฟตสูง สำหรับโครงสร้างสัมผัสดิน/น้ำเค็มที่มีซัลเฟตสูง หากไม่ระบุในแบบให้ถือเป็นประเภท 1
มวลรวมหยาบต้องมีขนาดใหญ่สุดตามชนิดงานก่อสร้าง (ข้อ 4.3.3) และต้องไม่เกินร้อยละ 75 ของระยะช่องว่างระหว่างเหล็กเสริม:
| ชนิดของงานก่อสร้าง | ขนาดใหญ่สุดของมวลรวมหยาบ |
|---|---|
| ฐานราก เสา และคาน | 40 มม. |
| ผนังที่มีความหนาตั้งแต่ 125 มม. ขึ้นไป | 40 มม. |
| ผนังที่มีความหนาน้อยกว่า 125 มม. | 25 มม. |
| แผ่นพื้นและครีบ | 25 มม. |
น้ำที่ใช้ผสมคอนกรีตให้ใช้น้ำประปา หากใช้น้ำอื่นต้องผ่านการทดสอบตาม มยผ. 1212 โดยปริมาณสารเจือปนต้องไม่เกินค่าที่กำหนด: คลอไรด์ไม่เกิน 500 ppm (งานคอนกรีตอัดแรง/สะพาน) หรือ 1,000 ppm (งานคอนกรีตเสริมเหล็กทั่วไป), ซัลเฟต (SO₄) ไม่เกิน 3,000 ppm, ด่าง (Na₂O+0.658K₂O) ไม่เกิน 600 ppm
มยผ. 1101-64 ตารางที่ 3 กำหนดชนิดของคอนกรีต (ค1-ค12) ตามกำลังอัดประลัยต่ำสุดที่อายุ 28 วัน ทดสอบทั้งด้วยแท่งตัวอย่างลูกบาศก์ 150×150×150 มม. และทรงกระบอก ⌀150×300 มม.:
| ชนิดคอนกรีต | กำลังอัดประลัยต่ำสุด — ลูกบาศก์ (กก./ตร.ซม.) | กำลังอัดประลัยต่ำสุด — ทรงกระบอก (กก./ตร.ซม.) |
|---|---|---|
| ค1 | 180 | 150 |
| ค2 | 210 | 180 |
| ค3 | 240 | 210 |
| ค4 | 280 | 240 |
| ค4-5 | 300 | 250 |
| ค5 | 320 | 280 |
| ค6 | 350 | 300 |
| ค7 | 380 | 320 |
| ค8 | 400 | 350 |
| ค9 | 420 | 380 |
| ค10 | 450 | 400 |
| ค11 | 500 | 450 |
| ค12 | 550 | 500 |
งานโครงสร้างอาคารทั่วไปในไทยหากไม่ระบุเป็นอย่างอื่นให้ใช้ชนิด ค1 เป็นอย่างต่ำ แต่งานจริงส่วนใหญ่นิยมออกแบบที่ ค3-ค5 ขึ้นไปตามการวิเคราะห์โครงสร้าง
หากไม่มีการทดลองผสมโดยวิศวกร ปริมาณปูนซีเมนต์ขั้นต่ำสำหรับคอนกรีตชนิด ค1, ค2, ค3 ต้องไม่น้อยกว่าที่กำหนดในตารางที่ 5: ค1 = 290 กก./ลบ.ม., ค2 = 300 กก./ลบ.ม., ค3 = 320 กก./ลบ.ม. สำหรับคอนกรีตชนิดอื่นต้องกำหนดโดยวิศวกรผู้ออกแบบส่วนผสม
เมื่อโครงสร้างต้องการความทนทานเป็นพิเศษ อัตราส่วนน้ำต่อวัสดุประสาน (W/CM) โดยน้ำหนักต้องไม่เกินค่าที่กำหนดในตารางที่ 7:
| ประเภทคอนกรีตที่ต้องการ | W/CM สูงสุดที่ยอมให้ |
|---|---|
| ต้องการความทึบน้ำ | 0.50 |
| ทนซัลเฟตปานกลาง | 0.50 |
| ทนซัลเฟตรุนแรง | 0.45 |
| ทนซัลเฟตรุนแรงมาก | 0.40 |
| ทนการซึมผ่านของคลอไรด์ (ระยะหุ้มตามตารางที่ 13) | 0.45 |
| ทนการซึมผ่านของคลอไรด์ (ระยะหุ้มไม่เป็นไปตามตารางที่ 13) | 0.40 |
เมื่อออกแบบส่วนผสมโดยมีข้อมูลค่าความเบี่ยงเบนมาตรฐาน (s) จากการทดสอบตัวอย่างคอนกรีตมาตรฐาน 30 ตัวอย่างติดต่อกัน กำลังอัดประลัยที่ใช้ออกแบบส่วนผสมต้องสูงกว่ากำลังอัดประลัยที่ต้องการ (ตารางที่ 9) ตามค่า s นั้น ส่วนกรณีไม่มีข้อมูลค่าความเบี่ยงเบนมาตรฐาน ตารางที่ 10 กำหนดส่วนเผื่อคงที่: ค1-ค2 เผื่อ +70 กก./ตร.ซม., ค3-ค4-5 เผื่อ +85 กก./ตร.ซม., ค9-ค12 เผื่อ 1.1 เท่า +50 กก./ตร.ซม.
ข้อ 5.3 กำหนดให้ผสมคอนกรีตต่อปูนซีเมนต์ 1-2 ถุง เครื่องผสมความจุ 1 ลบ.ม. ขึ้นไปต้องใช้เวลาผสมอย่างน้อย 1½ นาที และเพิ่มเวลาอีก 15 วินาทีทุกความจุที่เพิ่มขึ้น 0.5 ลบ.ม. การลำเลียงต้องเลือกวิธีที่เหมาะสมกับตำแหน่งเท (คนงาน รถเข็น รถผสม สายพาน หรือคอนกรีตปั๊ม) และไม่ทำให้คอนกรีตแยกตัว ข้อ 5.4.3 กำหนดว่าคอนกรีตที่ผสมแล้วต้องรีบเทลงแบบก่อนแข็งตัว โดยทั่วไปไม่ควรเกิน 30 นาที (เว้นแต่มีสารเคมีผสมเพิ่มยืดเวลาก่อตัว) เพื่อป้องกันรอยต่อเย็น (Cold Joint) และต้องระวังไม่ให้เหล็กเสริมเคลื่อนหรือเปลี่ยนตำแหน่ง
การจี้เขย่าคอนกรีต (Vibration) ตามข้อ 5.5 ต้องจุ่มหัวสั่นสะเทือนลงตรงๆ ที่ระยะห่าง 450-750 มม. นาน 5-15 วินาทีต่อจุด และถอนหัวขึ้นช้าๆ ประมาณ 75 มม./วินาที ห้ามจี้ทิ้งไว้นานเกินไปหรือจี้ซ้ำบริเวณเดียวกันเพราะจะทำให้คอนกรีตแยกตัว
การบ่มคอนกรีต (ข้อ 5.6) ต้องเริ่มทันทีหลังผิวหน้าเริ่มแข็งตัวและบ่มต่อเนื่องจนคอนกรีตมีกำลังตามต้องการ วิธีบ่มที่ยอมรับได้แก่ การขังน้ำ/คลุมวัสดุเปียก/ฉีดพรมน้ำ (บ่มแบบเปียก ต่อเนื่องไม่น้อยกว่า 7 วันสำหรับปูนซีเมนต์ประเภท 1 หรือไฮดรอลิกทั่วไป และไม่น้อยกว่า 3 วันสำหรับประเภท 3), การคลุมด้วยกระดาษกันน้ำซึมหรือแผ่นพลาสติก (ป้องกันการเสียน้ำจากผิวคอนกรีต), การพ่นสารเคมีบ่มคอนกรีต หรือการบ่มแบบเร่งกำลัง (ไอน้ำความดันต่ำ/สูง) สำหรับงานคอนกรีตสำเร็จรูปที่ต้องการถอดแบบเร็ว
ทุกครั้งที่มีการเปลี่ยนอัตราส่วนผสมหรือคอนกรีตขาดน้ำ/เหลวเกินไป ต้องทดสอบค่าการยุบตัว (Slump Test) ตาม มยผ. 1209 โดยค่ายุบตัวควรอยู่ในช่วงที่แนะนำตามชนิดงาน (ตารางที่ 11):
| ชนิดของงานก่อสร้าง | ค่าการยุบตัวสูงสุด (มม.) | ค่าการยุบตัวต่ำสุด (มม.) |
|---|---|---|
| ฐานราก | 75 | 50 |
| แผ่นพื้น, คาน, ผนัง ค.ส.ล. | 100 | 50 |
| เสา | 125 | 50 |
| ครีบ ค.ส.ล. และผนังบางๆ | 150 | 50 |
การเก็บตัวอย่างคอนกรีตในหน้างานเพื่อทดสอบกำลังอัดต้องดำเนินการตาม มยผ. 1208 และทดสอบกำลังอัดตาม มยผ. 1210 เป็นประจำตามแผนควบคุมคุณภาพของโครงการ
เนื้อหานี้สรุปข้อกำหนดจากมาตรฐาน มยผ. 1101-64 (กรมโยธาธิการและผังเมือง) ฉบับที่ใช้อ้างอิงขณะเขียนบทความเพื่อการศึกษาเบื้องต้นเท่านั้น มาตรฐานอาจมีการปรับปรุงเป็นฉบับใหม่ได้ ผู้ใช้งานควรตรวจสอบมาตรฐานฉบับล่าสุดที่บังคับใช้จริงเสมอ และการออกแบบส่วนผสม/ควบคุมคุณภาพคอนกรีตจริงทุกกรณีต้องดำเนินการหรือได้รับการรับรองโดยวิศวกรผู้มีใบอนุญาตประกอบวิชาชีพเท่านั้น