การทดสอบการรับน้ำหนักแผ่นพื้นคอนกรีต
ทฤษฎี
ปัจจุบันระบบการก่อสร้างพื้นมักใช้แผ่นพื้นคอนกรีตหล่อสำเร็จ
ซึ่งได้มีการผลิตมากจากโรงงานแล้ว นำมาติดตั้งในบริเวณก่อสร้าง เนื่องจาก
ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายเรื่องการตั้งไม้แบบ ประหยัดแรงงานการผูกเหล็ก
ประหยัดเวลาการก่อสร้าง อีกทั้งการผลิตในโรงงานซึ่งมีการควบคุมคุณภาพการผลิตมาเป็นอย่างดี
ดังนั้นแผ่นพื้นคอนกรีตหล่อสำเร็จจึงเป็นทางเลือกที่ดีในการก่อสร้างในปัจจุบันนี้
10.1 มาตรฐานการผลิตแผ่นพื้นคอนกรีตหล่อสำเร็จ
อย่างไรก็ตามบางครั้งหากไม่มีการควบคุมคุณภาพในการผลิตแผ่นพื้นจากโรงงานที่ดีแล้วอาจประสบปัญหาในการติดตั้ง
ความหนาแผ่นไม่เท่ากัน เมื่อนำมาวางแล้วแผ่นหักก่อนที่จะรับน้ำหนัก หรือมีความโก่งตัวมากเกินไป
ผิวขรุขระมีฟองอากาศ ดังนั้นจึงควรทำการตรวจสอบมาตรฐานของผลิตภัณฑ์เสียก่อนใช้งาน
และควรทดสอบความสามารถในการรับน้ำหนักของแผ่นพื้นก่อนนำไปใช้งาน
แผ่นพื้นคอนกรีตหล่อสำเร็จโดยทั่วไปมักใช้เป็นระบบคอนกรีตอัดแรงระบบอัดแรงก่อน
(Pre tension) โดยการดึงลวดอัดแรงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง
4-5 มม.ที่ไม่เกิน 75 เปอร์เซ็นต์ของกำลังดึงคราก
แล้วเทคอนกรีตที่มีกำลังอัดไม่ต่ำกว่า 400 กก./ตร.ซม. มีค่าการยุบตัว (slump) 0-3 ซม. เมื่อรอให้คอนกรีตได้กำลังประมาณ 280 กก./ตร.ซม. แล้วจึงตัดลวด ปกติจะใช้เวลาประมาณ 1-2 วัน
เนื่องจากใช้คอนกีตที่ผสมน้ำยาเร่งปฏิกิริยาไฮเดรชั่น
เพื่อให้สามารถตัดลวดและยกออกจากรางได้เร็ว ตามมาตรฐานอุตสาหกรรมแห่งประเทศไทย
(มอก.) ได้แบ่งแผ่นพื้นคอนกรีตหล่อสำเร็จออกเป็น 2 ประเภทได้แก่
1.แผ่นคอนกรีตหล่อสำเร็จสำหรับพื้นคอนกรีต (มอก576-2546) พื้นคอนกรีตที่ใช้แผ่นคอนกรีตซึ่งเป็นชิ้นส่สำเร็จชนิดเดี่ยวปูพาดคานเรียงติดต่อกันไป
โดยระบบพื้นนี้สามารถรับแรงกระทำทั้งหมดตามที่ออกแบบได้ด้วยตัวเอง
แล้วปรับประสานด้วยวัสดุทับหน้า ส่วนใหญ่เป็นภาคตัดขวางกลวง มีขนาดความกว้าง 300,
400, 500, 600, 1,000 และ 1,200 มม.
ความยาวอาจได้มากสุดถึง 15.0 ม.
2.ระบบพื้นคอนกรีต (มอก828-2546)
เป็นพื้นคอนกรีตที่ใช้ชิ้นส่วนคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงหล่อสำเร็จประกอบเข้าด้วยกัน
แล้วเททับด้วยวัสดุทับหน้าที่เป็นคอนกรีตเสริมเหล็ก
เพื่อให้ระบบพื้นมีกำลังเพียงพอตามที่ต้องการ ส่วนใหญ่เป็นภาคตัดขวางตัน
มีขนาดระบุได้แก่ 300, 350, 400 และ 500 มม. ความยาวสูงสุดที่สามารถผลิตได้ไม่เกิน 40 เท่าของ
ความหนารวมคอนกรีตทับหน้า ยกตัวอย่าเช่น แผ่นพื้นหนา 50 มม.
คอนกรีตทับหน้าหนา 50 มม. ความหนารวมเป็น 100 มม. ดังนั้นแผ่นพื้นสามารถผลิตได้มีความยาวสูงสุดไม่เกิน 4.0 ม.
แผ่นพื้นสำเร็จมีการวางพาดจากฐานรองรับหรือคานในทิศทางเดียว
คล้ายกับพฤติกรรมของคานอย่างง่าย (simple beam)
ทำให้มีการถ่ายแรงลงสู่ฐานรองรับด้านละครึ่งของความยาวแผ่นเช่นเดียวกับแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กทางเดียว
(one way slab) ดังแสดงในรูปที่ 10.1 และทำให้ลักษณะการแอ่นตัวเกิดในทางเดียว
ซึ่งหากเป็นแผ่นพื้นระบบคอนกรีตเสริมเหล็กธรรมดาอาจคำนวณการแอ่นตัว (
) ได้จากสมการ
(10-1)
แต่แผ่นพื้นคอนกรีตหล่อสำเร็จส่วนใหญ่เป็นระบบคอนกรีตอัดแรง
มีคอนกรีตเททับหน้า ซึ่งกำลังอัดของคอนกรีตเททับหน้าจะไม่เท่ากับกำลังอัดของพื้นคอนกรีตอัดแรง
การออกแบบการรับน้ำหนักจึงคิดเสมือนเป็นวัตถุสองชิ้นประกอบกัน (composite element)
การคำนวณการแอ่นตัวจึงไม่ง่ายเหมือนคอนกรีตเสริมเหล็กธรรมดา
จะต้องคำนึงถึงผลของลวดอัดแรง ความล้าและการสูญเสียแรงดึงของลวดอัดแรง
กำลังอัดคอนกรีตที่ไม่เท่ากันระว่างคอนกรีตเททับหน้าและแผ่นพื้นคอนกรีตหล่อสำเร็จ อย่างไรก็ตามจะไม่กล่าวโดยละเอียดในที่นี้
เนื่องจากสามารถศึกษาเพิ่มเติมได้จากรายวิชาการออกแบบโครงสร้างคอนกรีตอัดแรง
รูปที่ 10.1 พฤติกรรมการถ่ายแรงของแผ่นพื้นคอนกรีตหล่อสำเร็จ
สำหรับวิศวกรผู้ออกแบบจะเปิดตารางการรับน้ำหนักบรรทุกปลอดภัยจากผู้ผลิตแผ่นพื้นคอนกรีตหล่อสำเร็จ
เช่นตารางที่ 10.1 สำหรับแผ่นพื้นภาคตัดขวางกลวง
และ ตารางที่ 10.2 สำหรับภาคตัดขวางตัน และเลือกใช้ให้เหมาะสมกับอาคารที่ได้ออกแบบ
สำหรับวิศวกรผู้ควบคุมงานก่อสร้างอาจตรวจสอบแผ่นพื้นคอนกรีตหล่อสำเร็จได้จาก
การได้รับมาตรฐานอุตสาหกรรม (มอก 576 และ มอก 828) หรือไม่ หรือหากไม่แน่ใจในมาตรฐานการผลิตควรทดสอบการรับน้ำหนักของแผ่นพื้นคอนกรีตหล่อสำเร็จโดยการทดสอบจริงซึ่งสามารถทำได้ดังนี้
10.3 มาตรฐานการทดสอบ
มอก 577-2531 วิธีทดสอบการรับน้ำหนักของแผ่นคอนกรีตหล่อสำเร็จและระบบพื้นคอนกรีต
Standard test method for
loading capacity of precast concrete slabs and concrete floor systems
ตารางที่ 10.1 ตัวอย่างตารางแสดงความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกปลอดภัยของแผ่นพื้นภาคตัดขวางกลวง
ตารางที่ 10.2 ตัวอย่างตารางแสดงความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกปลอดภัยของแผ่นพื้นภาคตัดขวางตัน
10.4 เครื่องมือ
เครื่องมือสำหรับการทดสอบประกอบด้วย
1.อุปกรณ์การกด
(1)
การทดสอบแบบน้ำหนักแผ่สม่ำเสมอ ให้ใช้วัตถุ เช่น ปูนซีเมนต์ ทราย เหล็ก
หรืออื่น ๆ วางแผ่ให้น้ำหนักสม่ำเสมอบนพื้นที่ที่จะทดสอบ ดังรูปที่ 10.2
(2)
การทดสอบแบบน้ำหนักลงเป็นจุด ให้ใช้เครื่องกดแบบเฟืองหรือแบบไฮดรอลิก
ระยะห่างระหว่างตัวกดทั้งสองให้เท่ากับ 1 ใน 3 ของความยาวประสิทธิผล ตามรูปที่ 3
เครื่องกดต้องสามารถเพิ่มแรงกดได้อย่างสม่ำเสมอ
2.มาตรความแอ่นตัว (dial gauge) ต้องอ่านได้ละเอียดถึง 0.01 มิลลิเมตร
3.แท่นธาร ต้องมั่นคงแข็งแรงและอยู่ห่างกับความยาวประสิทธิผลดังรูปที่ 10.2 และ รูปที่ 10.3
รูปที่ 10.2 การทดสอบแบบน้ำหนักแผ่สม่ำเสมอ
รูปที่ 10.3 การทดสอบแบบน้ำหนักลงเป็นจุด
10.5 การเตรียมตัวอย่าง
-
แผ่นคอนกรีตหล่อสำเร็จสำหรับพื้นคอนกรีต
1.
ให้ใช้ตัวอย่างจำนวน 3 แผ่น
ทดสอบครั้งละ 1 แผ่น
2.
ติดตั้งตัวอย่างบนแท่นธารให้เรียบร้อย ตามรูปที่ 10.2 หรือรูปที่ 10.3
- ระบบพื้นคอนกรีต
1.
เตรียมชิ้นส่วนคอนกรีตตัวอย่างประกอบเป็นระบบพื้นให้กว้างไม่น้อยกว่า 1 ใน 3 ของความยาวประสิทธิผลและต้องประกอบด้วยชิ้นส่วนคอนกรีตไม่น้อยกว่า
3 ชิ้น
2.
วิธีประกอบติดตั้งตัวอย่าง ปรับระดับหลังคานหรือแท่นธารให้เรียบร้อย
ก่อนจะวางชิ้นส่วนคอนกรีตตัวอย่าง ดังรูปที่ 10.4 และรูปที่ 10.5
3.
วัสดุทับหน้าและเหล็กเสริม ให้วางเหล็กเสริมและเทวัสดุทับหน้า
ตามที่กำหนดในแบบก่อสร้าง ก่อนเทวัสดุทับหน้าต้องทำความสะอาดพื้นไม่ให้มีเศษวัสดุแปลกปลอม
เช่น ผง ขี้เลื่อย
เนื้อวัสดุทับหน้าต้องมีส่วนผสมสม่ำเสมอและควรเทให้ต่อเนื่องกันตลอดทั้งพื้นที่
รูปที่ 10.4 การวางชิ้นส่วนคอนกรีตตัวอย่างบนคานหรือแท่นธาร
รูปที่ 10.5 การวางชิ้นส่วนคอนกรีตตัวอย่างบนคานหรือแท่นธาร
การบ่ม ต้องบ่มวัสดุทับหน้า โดยใช้วิธีใดก็ได้ติดต่อกันไม่น้อยกว่า 3 วัน แล้วทดสอบเมื่อวัสดุทับหน้ามีอายุครบ 14
วัน
10.6 วิธีทดสอบ
1. ติดตั้งมาตรความแอ่นตัวที่กึ่งกลางแผ่นคอนกรีต และที่แท่นธารทั้งสอง
เพื่อใช้เปรียบเทียบความแอ่นตัว
2. เริ่มใส่น้ำหนักบนแผ่นคอนกรีตเป็นช่วงดังนี้ คือ ร้อยละ 25 ร้อยละ 50 ร้อยละ 75
ร้อยละ 100 ร้อยละ 125 และร้อยละ 150 ของน้ำหนักบรรทุกที่กำหนดไว้สำหรับแผ่นคอนกรีตแต่ละชั้นคุณภาพ
หลังจากใส่น้ำหนักบรรทุกแต่ละค่าแล้วให้อ่านค่าความแอ่นตัวทันที
และหลังจากเวลาผ่านไปแล้ว 15 นาทีให้อ่านค่าความแอ่นตัวอีกครั้งหนึ่ง
แล้วจึงเริ่มเพิ่มน้ำหนักบรรทุกช่วงต่อไป
ทำเช่นนี้เรื่อยไปจนครบช่วงการเพิ่มน้ำหนัก การใส่น้ำหนักบรรทุกต้องค่อย ๆ ใส่
พยายามไม่ให้เกิดการกระแทกกับพื้นที่ทดสอบ
และการใส่น้ำหนักต้องให้น้ำหนักแผ่สม่ำเสมอตลอดช่วงด้วย
3. เมื่อเพิ่มน้ำหนักบรรทุกจนถึงร้อยละ 150 ของน้ำหนักบรรทุกแล้วให้ปล่อยไว้ 24 ชั่วโมง
แล้วอ่านค่าความแอ่นตัวอีกครั้งหนึ่ง
4. เริ่มปลดน้ำหนักบรรทุก
โดยปฏิบัติเป็นขั้นตอนย้อนกลับกับตอนใส่น้ำหนักบรรทุกทุกประการ อ่านค่าการคืนตัว (recovery of deflection) อีกครั้งหนึ่ง หลังจากปลดน้ำหนักบรรทุกออกหมดแล้ว 24 ชั่วโมง
รูปที่ 10.6 การติดตั้งอุปกรณ์และการวัดค่า
10.8 ตารางบันทึกผลการทดสอบ
1 กรณีใส่น้ำหนัก
ความยาวประสิทธิผล
(l)………………………………………. มม. วันที่ทดสอบ……………………………………………………..
ความกว้างแผ่นพื้น……………………………………………….มม. พื้นที่………………………………………………………ตร.มม.
ความหนาแผ่นรวมคอนกรีตทับหน้า
(t)…………………มม.
น้ำหนักบรรทุกจรที่ต้องการ………………………………….กก./ตร.ม. น้ำหนักที่ใช้วาง/หน่วย…………………………….กก./ถุง
2 กรณีปลดน้ำหนัก
วันที่ทดสอบ……………………………………………………..
10.10 สรุปผลการทดลอง
...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
วีดีโอสอนการทำทดลอง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น