โครงสร้างคอนกรีตที่มีความทนทาน

1. โครงสร้างคอนกรีตที่มีความทนทานโครงสร้างคอนกรีตที่มีความทนทาน

2. โครงสร้างคอนกรีตที่มีความทนทานโครงสร้างคอนกรีตที่มีความทนทาน • คอนกรีตเสริมเหล็กเป็นคอนกรีตที่ได้รับความนิยมมาก เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ดีหลายประการ คือ • มีความทนทาน • ค่าบำรุงรักษาต่ำ • อายุการใช้งาน • ราคาประหยัดกว่าวัสดุโครงสร้างอื่นๆ

3. โครงสร้างคอนกรีตที่ทนทานโครงสร้างคอนกรีตที่ทนทาน

4. การออกแบบเพื่อความทนทานการออกแบบเพื่อความทนทาน • ขั้นตอนการออกแบบโครงสร้าง เริ่มตั้งแต่ • การกำหนดความต้องการของเจ้าของอาคาร • การออกแบบแนวความคิดทางสถาปัตยกรรม(Architectural Concepts) • การออกแบบวัสดุที่จะเลือกใช้ (Structural Form)

5. ปัจจัยพิจารณาในการออกแบบ 1.รูปร่างของโครงสร้าง ( Structure Geometry ) รูปร่างของโครงสร้างเป็นปัจจัยที่สำคัญเพื่อที่จะได้คอนกรีตที่มีความทนทาน โดยพิจารณา ดังนี้ • หลีกเลี่ยงการออกแบบชิ้นส่วนโครงสร้างที่บางหรือซับซ้อน เพราะการเทและการอัดแน่นคอนกรีตทำได้ยาก

6. รูป การหลีกเลี่ยงออกแบบโครงสร้างที่ซับซ้อน • สารละลายต่างๆที่เป็นอันตรายต่อคอนกรีตและเหล็กเสริม ทำให้คอนกรีตแตกร้าว B. ทางเลือกใหม่ในการออกแบบคอนกรีต

7. ควรออกแบบโครงสร้าง ให้มีการระบายน้ำที่ดี เช่น การทำ ผิวบนชิ้นส่วนโครงสร้างให้มีความลาดเอียง • ควรออกแบบบริเวณมุมให้เหมาะสม • พิจารณาความสามารถในการทำงานได้ (Buildability) • ลดพื้นที่ผิวของชิ้นส่วนโครงสร้างที่สัมผัสกับน้ำ และลดบริเวณที่น้ำจะขังเพราะน้ำและความชื้นจะนำสารละลายต่างๆซึมเข้าทำอันตรายต่อคอนกรีตและเหล็กเสริม

8. 2. รอยต่อ ( Joint ) • ควรออกแบบรอยต่อให้เหมาะสมเพื่อลดการแตกร้าว เนื่องจาก • การหดตัว • การขยายตัว • ผลจากการแตกต่างระหว่างอุณหภูมิ • การทรุดตัวของโครงสร้าง • หลีกเลี่ยงการออกแบบให้น้ำไหลผ่านรอยต่อ ยางรับเบอร์ ป้องกันการรั่วซึม เหมาะกับงานเขื่อน ฝายกันน้ำ เป็นต้น

9. 3. การให้รายละเอียด (Detailing) • เส้นในควรเป็นเส้นที่มีความหนา • ควรมีรายละเอียดที่ดีเพื่อป้องกันการแตกร้าวหรือรูพรุนของโครงสร้างคอนกรีต • บริเวณที่มีการเปลี่ยนแปลงหน่วยแรงหรือเปลี่ยนแปลงหน้าตัดของโครงสร้างก่อให้เกิด Stress Concentration ทำให้เกิดการแตกร้าว

10. ตามแบบระบุ • ระยะหุ้มเหล็กเสริมน้อยกว่าที่กำหนด รูป การให้รายละเอียดที่มีความสำคัญต่อความทนทานของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก

11. ระยะหุ้มน้อยที่สุดตามมาตรฐาน ACI

12. บริเวณจุดรองรับ (Support) จะเกิดหน่วยแรง (Local Spliting Force) ทำให้เกิดการแตกร้าวควรให้รายละเอียดการเสริมเหล็กที่เหมาะสม • การให้รายละเอียดของเหล็กเสริมมีอิทธิพลต่อความทนทานของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก • โครงสร้างบางประเภท จะต้องดูแล และบำรุงรักษาในช่วงอายุการใช้งาน ผู้ออกแบบควรพิจารณารายละเอียด เพื่อใช้ในการบำรุงรักษา

13. การเท,การจี้เขย่าให้คอนกรีตอัดแน่นทำได้ยากการเท,การจี้เขย่าให้คอนกรีตอัดแน่นทำได้ยาก การเสริมเหล็กที่ถูกต้อง ควรเป็นดังนี้ 1. มีช่องว่างให้เครื่องเขย่าคอนกรีตทำงานได้ 2.ระยะห่างของเหล็กเสริมต้องเหมาะสม การให้รายละเอียดเหล็กเสริม

14. 4. เหล็กเสริม เมื่อโครงสร้างของคอนกรีตเสริมเหล็กอยู่ในตำแหน่งที่ทำให้เกิดอันตราย ผู้ออกแบบควรเลือกเหล็กเสริมหรือวิธีป้องกันดังนี้ 1.ใช้เหล็กเสริมที่มีการเคลือบผิว 2.ใช้เหล็กไร้สนิม (Stainless Steel) 3.ใช้วิธีป้องกัน เช่น Cathodic Protection

15. เหล็กเสริมที่หนาแน่นมากทำให้การเทและการอัดแน่นทำได้ยากเหล็กเสริมที่หนาแน่นมากทำให้การเทและการอัดแน่นทำได้ยาก

16. 5.ลักษณะผิว (Surface) สารเคมี สารละลาย หรือ สารที่เป็นอันตรายต่อคอนกรีตและเหล็กเสริม จะซึมเข้าทำลายโดยผ่านผิวคอนกรีตทั้งสิ้น ดังนั้นผิวคอนกรีตจะเป็นส่วนสำคัญสำหรับความทนทาน ผู้ออกแบบควรจะหาวิธีป้องกัน ดังนี้ • ฉาบผิวคอนกรีตด้วยมอร์ต้าหรือปูนฉาบ • เคลือบผิวคอนกรีตด้วยวัสดุที่เหมาะสมเพื่อป้องกัน ความชื้น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซัลเฟต และคลอไรด์ เป็นต้น • เลือกลักษณะผิวคอนกรีตที่เหมาะสมกับสภาพการใช้งาน

17. ข้อกำหนดเพื่อความทนทานข้อกำหนดเพื่อความทนทาน ข้อกำหนด หรือ Specification คือ ข้อกำหนดของวัสดุรวมทั้งข้อกำหนดด้านฝีมือแรงงานด้วย (Workmanship) ดังนี้ 1. ข้อกำหนดสำหรับคอนกรีตและเหล็กเสริมเพื่อความทนทาน ความสามารถต้านทานต่อสภาพแวดล้อม ของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก และคอนกรีตอัดแรงขึ้นอยู่กับคุณภาพของวัสดุ เช่น คอนกรีตและเหล็กเสริม

18. 1.1 วัสดุผสม

19. 1.1วัสดุผสม (ต่อ)

21. 1.2 สัดส่วนผสม คอนกรีตที่ใช้ในการออกแบบให้มีความทนทานควรใช้ปริมาณซีเมนต์ที่เพียงพอ และอัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์ที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม เช่น • คอนกรีตที่ต้องการให้มีความทึบน้ำ ควรใช้ W/C ตามข้อกำหนด • ถ้ามีปริมาณซัลเฟตปานกลาง ให้ใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท ที่ 5 โดย W/C ไม่เกิน 0.50 ปริมาณปูนต่ำสุด 330 กก./ลบ.ม. • ถ้ามีปริมาณซัลเฟตสูง ให้ใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ 5 โดย W/C ไม่เกิน 0.45 ปริมาณปูนต่ำสุด 370 กก./ลบ.ม.

22. 1.2 สัดส่วนผสม ข้อกำหนดสำหรับอัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์ และกำลังอัดในสภาพการใช้งาน

23. w/c 0.3 เม็ดซีเมนต์ 0.5 0.8 จากรูป คอนกรีตที่ใช้ปริมาณซีเมนต์สูง จะมีเนื้อแน่น อากาศ และของเหลวซึมผ่านได้ยาก แสดงว่าคอนกรีตมีความทนทานสูง

24. เม็ดซีเมนต์ ถนนคอนกรีตที่ใช้ซีเมนต์น้อยเกินไป เม็ดซีเมนต์ ถนนคอนกรีตที่ใช้ซีเมนต์ครบตามข้อกำหนด ตัวอย่างถนนคอนกรีตที่ใช้คอนกรีตน้อย ทำให้ความคงทนลดลง

25. 1.3 เหล็กเสริม

26. 2.ข้อกำหนดสำหรับไม้แบบ2.ข้อกำหนดสำหรับไม้แบบ ข้อกำหนดของไม้แบบที่เกี่ยวข้องกับความทนทานของคอนกรีต คือ • ไม้แบบต้องแข็งแรงและไม่ดูดซึมน้ำ โดย การทาน้ำมันหรือน้ำยาเคลือบแบบที่ไม่เป็นอันตรายต่อคอนกรีต • รอยต่อต่างๆของไม้แบบ ต้องมีการอุดตันการรั่วไหลของน้ำปูนอย่างดี

27. ไม้แบบ (a) ไม้แบบ (b) ลักษณะไม้แบบไม่ดี

28. 3. ข้อกำหนดสำหรับฝีมือแรงงาน 3.1 การผสมคอนกรีต • ควรชั่งส่วนผสมคอนกรีตให้ถูกต้องตามส่วนผสมที่ออกแบบไว้ • การผสมคอนกรีตควรปฏิบัติตามมาตรฐาน เช่น เวลาที่ใช้ในการผสม 3.2 การขนส่ง การเท และการจี้เขย่าคอนกรีต • คอนกรีตต้องถูกขนส่งโดยไม่ก่อให้เกิดการแยกตัว • อย่าเทคอนกรีตลงที่เหล็กเสริมโดยตรงเพราะทำให้เกิดการแยกตัวของส่วนผสม • เมื่อเทคอนกรีตต้องมีการจี้เขย่าให้คอนกรีตอัดแน่นอย่างถูกต้อง

29. 3. ข้อกำหนดสำหรับฝีมือแรงงาน (ต่อ) 3.3 การแต่งผิวหน้าคอนกรีต 3.4 การบ่มคอนกรีต • ควรบ่มคอนกรีตให้ถูกต้องตามวิธีการกำหนด • ผู้ออกแบบ ควรพึงระวังไว้ว่า 1.การบ่มที่ดี เป็นสิ่งที่จำเป็นในการทำคอนกรีตที่ดี 2.การบ่มที่ไม่ดี จะไม่มีประโยชน์ ถึงแม้ว่าส่วนผสมนั้นจะเป็นส่วนผสมที่ดี 3.การบ่มที่ดีจะไม่สามารถทดแทนคอนกรีตที่คุณภาพไม่ดี

30. 3. ข้อกำหนดสำหรับฝีมือแรงงาน (ต่อ) 3.5 ไม้แบบ - ไม้แบบต่างๆ จะต้องมีการค้ำยันในตำแหน่งที่ถูกต้อง และมั่นคง - ต้องปล่อยให้คอนกรีตอยู่ในแบบอย่างน้อยเท่ากับเวลาตามมาตรฐาน - การถอดไม้แบบต้องทำด้วยความระมัดระวังเพราะคอนกรีตยังมีกำลังต่ำอยู่ 3.6 รอยต่อ - ตำแหน่งและรายละเอียดของรอยต่อต้องเป็นไปตามมาตรฐาน

31. การใช้คอนกรีตที่มีสัดส่วนผสมไม่เหมาะ รวมทั้งวิธีการเทและการอัดแน่นไม่ดี ทำให้คอนกรีตมีรูพรุน ความทนทานลดลงอย่างมาก

32. การก่อสร้างเพื่อความทนทานการก่อสร้างเพื่อความทนทาน ข้อกำหนดของงานที่ดี จะสำคัญมากเพื่อจะได้คอนกรีตเสริมเหล็กที่มีความทนทาน ซึ่งในการก่อสร้างอาจทำให้คอนกรีตขาดความทนทาน เช่น • การเทและการอัดแน่น ทำไม่ถูกวิธี ทำให้เกิดการแยกตัวและเกิดโพรงพรุน • ไม้แบบไม่อยู่ในสภาพที่พร้อมใช้งาน เช่น มีรูรั่วหรือมีการดูดซึมน้ำอย่างมาก • ระยะหุ้มไม่ถูกต้อง ทำให้สารละลายก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เข้าไปทำอันตรายเหล็กเสริม

33. การก่อสร้างเพื่อความทนทาน (ต่อ) • รอยต่อทำไม่ถูกต้อง หรือไม่ทำความสะอาดก่อนที่จะเทคอนกรีต • การบ่มมักจะถูกละเลย ทำให้ได้กำลังอัดน้อยกว่าที่กำหนด เพราะปฏิกิริยาไฮเดรชั่นเกิดไม่สมบูรณ์ • การต้านทานการซึมผ่านของน้ำต่ำ ทำให้ความทนทานลดลง • การเสริมเหล็กไม่ถูกตำแหน่ง ทำให้เกิดรอยร้าว

34. รอยแตกร้าว ตามแบบระบุ ตามสภาพการใช้งานจริง การเสริมเหล็กที่ไม่ถูกต้อง ทำให้เกิดการแตกร้าว ความทนทานลดลง

35. การบำรุงรักษาเพื่อความทนทานการบำรุงรักษาเพื่อความทนทาน ยากต่อการตรวจสอบ (a) ง่ายต่อการบำรุงรักษา และแก้ไข ท่อระบายน้ำ การให้รายละเอียดตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบที่เหมาะสมจะทำให้การตรวจสอบการบำรุงรักษาเพื่อการแก้ไขทำได้ง่าย

36. การบำรุงรักษาเพื่อความทนทานการบำรุงรักษาเพื่อความทนทาน • สิ่งที่สำคัญในการตรวจสอบโครงสร้าง คือ การเข้าถึงบริเวณที่จะตรวจสอบ • ควรมีการตรวจสอบโครงสร้างอย่างสม่ำเสมอ • ต้องออกแบบเพื่อให้สามารถทดแทน (Replacability)โครงสร้างได้เฉพาะบริเวณที่ต้องสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่ทำให้อายุการใช้งานสั้น • ควรตรวจสอบหาสาเหตุก่อนที่จะทำการแก้ไข • ควรแก้ไขชิ้นส่วนโครงสร้างที่เกิดความเสียหายทันทีที่ตรวจสอบ • ควรเลือกวัสดุซ่อมแซมที่เหมาะสม