รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์ - naresuan...

รายงานวจยฉบบสมบรณ

โครงการการศกษาการคบตวแบบดงของคอนกรตทเกดจากแรงกระท าภายนอกเพอท านายการแตกราวของคอนกรตในชวงอายตน

A Study on Tensile Creep of Concrete due to External Applied Load for Early-age Cracking Prediction of Concrete

คณะผวจย

1. ผศ.ดร.สรณกร เหมะวบลย มหาวทยาลยนเรศวร 2. ดร.สนธยา ทองอรณศร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลลานนา ตาก 3. ดร.พงษศกด โชคทวกาญจน สถาบนเทคโนโลยนานาชาตสรนธร 4. ผศ.ดร.ขวญจตต เหมะวบลย มหาวทยาลยนเรศวร

สารบญ

บทท หนา

1 บทน า 1.1 ทมาและความส าคญของปญหา 1

2 ทฤษฏและงานวจยทเกยวของ

3

2.1 2.2 2.3 2.4 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5

การแตกราวเนองจากการหดตวของคอนกรต การหดตวของคอนกรต การคบตวของคอนกรต การทบทวนวรรณกรรม/สารสนเทศทเกยวของ ปจจยทเกยวของ วสดทใชในงานวจย 3.2.1 ปนซเมนต 3.2.2 มวลรวมละเอยด 3.2.3 มวลรวมหยาบ 3.2.4 สารผสมเพม อปกรณและเครองมอทใชในงานวจย 3.3.1 ชดทดสอบการคบตวแบบดง 3.3.2 อปกรณยดคอนกรต 3.3.3 ชดทดสอบการเปลยนแปลงความยาว 3.3.4 เครองทดสอบก าลงอดและก าลงดงคอนกรต 3.3.5 เครองบนทกและแปลงสญญาณ 3.3.6 แผนวดความเครยดส าหรบคอนกรต 3.3.7 แบบหลอคอนกรต อตราสวนผสมและจ านวนตวอยางทใชทดสอบ 3.4.1 อตราสวนผสมของการทดสอบการคบตวแบบดงทเกดจากแรงภายนอก 3.4.2 จ านวนตวอยางทใชในการทดสอบ ขนตอนการทดสอบ 3.5.1 ขนตอนการผสมคอนกรต 3.5.2 การทดสอบการยบตวของคอนกรต 3.5.3 การทดสอบหาก าลงดงของคอนกรต 3.5.4 การท าสอบหาคาการคบตวของคอนกรต 3.5.5 การทดสอบการหดตวของคอนกรต 3.5.6 การทดสอบหาโมดลสยดหยนของคอนกรต

4 6 8 10

13 13 13 14 14 14 15 15 17 18 19 20 20 21 22 22 23 24 25 26 27 28 29 29


การศกษาการคบตวแบบดงของคอนกรตทเกดจากแรงกระท าภายนอกเพอท านายการแตกราวของคอนกรตในชวงอายตน 1

บทท 1 บทน า

1.1 ทมาและความส าคญของปญหา

ปจจบนพบวาขอมลทเกยวของกบปญหาการแตกราวของโครงสรางคอนกรตเสรมเหลก ไดรบความสนใจจากสาธารณชนอยางมาก โดยเฉพาะอยางยงในโครงการสาธารณะขนาดใหญ ไมวาจะเปนงานกอสรางถนน ทางดวนหรออาคารคอนกรตเสรมเหลก ตวอยางขาวสารทเกยวของกบการแตกราวของโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกในโครงการขนาดใหญทมการน าเสนอผานสอตางๆ ในชวง 2-3 ปทผานมา เชน การแตกราวของตอมอในโครงการกอสรางทางพเศษบรพาวถ ซงพบรอยราวขนาดใหญจ านวนมากหลงจากเปดใชงานเพยงไมนาน (หนงสอพมพผจดการ : 14 ก.พ. 2550) การแตกราวของตอมอและคานรบน าหนกของโครงการกอสรางทางรถไฟฟาแอรพอรตลงค ซงพบการแตกราวของคอนกรตในขณะทยง ไมไดเปดใชงาน (หนงสอพมพมตชน : 8 พฤษภาคม 2549) การแตกราวและการเสอมสภาพของอาคารในแฟลตดนแดง ซงเปนอาคารทมการกอสรางมาแลวหลายสบป และพบการแตกราวทเกดเนองจากเหลกเสรมดานในเปนสนม จนกระทงมแนวโนมทจะตองทบอาคารทงหมดทงและท าการกอสรางใหม (หนงสอพมพประชาชาตธรกจ : 8 กนยายน 2549 ) นอกจากนยงมโครงสรางอกเปนจ านวนมากทเกดปญหาการแตกราว และตองท าการซอมแซม ซงตองเสยคาใชจายเปนจ านวนมาก คนสวนใหญเขาใจวาการแตกราวมผลตอความสามารถในการรบน าหนกของโครงสรางเทา นน แตในความเปนจรงแลว การแตกราวยงสงผลตอปญหาดานความคงทนของโครงสราง (ดงเชนปญหาทเกดในแฟลตดนแดง ) ซงจะท าใหอายการใชงานลดลงอยางมาก เนองจากเมอเกดการแตกราว น า อากาศและสสารตางๆ สามารถแทรกผานรอยแตกเขาไปท าปฏกรยากบเหลกเสรมไดอย างรวดเรว การแตกราวของคอนกรตเกดขนจากหลายสาเหต เชน เกดจากการค านวณออกแบบ หรอขนตอนการกอสรางทไมถกตอง อยางไรกตามกลบพบวาแมจะมการออกแบบโครงสรางอยางถกตองและมการควบคมการกอสรางอยางเครงครดถกตองตามหลกวชาการ แตการแตกราวกยงสามา รถเกดขนได เนองจากกลไกการเกดการแตกราวคอนขางซบซอน มตวแปรทมาเกยวของมากมาย และขอมลทน าใชในการออกแบบเพอควบคมการแตกราวยงมไมเพยงพอ นอกจากนขอมลทจ าเปนตองใชในการออกแบบเพอปองกนการแตกราว เปนขอมลทไดจากการศกษาในตางประ เทศ ซงมสภาพแวดลอมและคณสมบตของวสดทแตกตางจากประเทศไทย ท าใหเมอน าขอมลเหลานนมาใชกบสภาพแวดลอมของประเทศไทย ผลการค านวณทไดจงมความคลาดเคลอนสง การแตกราวทไมไดมสาเหตจากน าหนกทมากระท าและการทรดตว เชน การแตกราวทเกดจากอณหภมและการหดตวของคอนกรต มปจจยทเกยวของมากมายเชน อณหภม , สมประสทธการขยายตว , การหดตวแบบอสระ (Free Shrinkage), อตราการหดตว (Shrinkage Rate), การคบตวแบบดง (Tensile Creep),



โมดลสยดหยน , เปอรเซนตการยดรง และความสามารถในการตานทานการ แตกราว (Tensile Strain Capacity, TSC) ของคอนกรต [1-3] ปจจยเหลานเปนปจจยทมความส าคญตอการออกแบบและการท านายการแตกราวทเกดจากอณหภมและการหดตวของคอนกรต ซงเปนการแตกราวทพบมากในปจจบน ปจจยทส าคญและยงมขอมลอยนอยมากไดแก การคบตวแบบดงของคอนกรต

งานวจยนจะเนนการศกษาเกยวกบการคบตวแบบดงของคอนกรต เนองจากเปนปจจยทมความส าคญในการท านายการแตกราวและเปนขอมลทใชในการออกแบบโครงสรางทตองการควบคมรอยแตก (Control of Cracking) การคบตวแบบดงชวยลดหนวยแรงทเกดข นในคอนกรต (Relaxation) และหากไมน าการคบตวมาพจารณาในขนตอนการออกแบบหรอการประเมนการแตกราวของคอนกรต จะท าใหผลการค านวณทไดมความคลาดเคลอนสง ทผานมายงมการศกษาเกยวกบการคบตวแบบดงนอยมาก [4] เนองจากการทดสอบท าไดยาก สวนใหญจงเนนการศกษาในดานการคบตวแบบอด (Compressive Creep) และสมมตใหการคบตวแบบดงมคาเทากบการคบตวแบบอด แตสามารถใชไดในกรณทหนวยแรงทเกดขนมคาต าเทานน [5] ดงนนขอมลเกยวกบการคบตวแบบดงจงมคอนขางจ ากด นอกจากนปจจบนไดมการน าคอนกรตเสร มเสนใย (Fiber Reinforced Concrete) มาใชในการกอสรางเพมมากขน เพอเพมก าลงดงและลดการแตกราวของคอนกรต แตยงมการศกษาผลของเสนใยตอการคบตวแบบดงนอยมาก ทผานมาการประเมนการแตกราวของคอนกรตเสรมเสนใยจงมความคลาดเคลอนสงมาก องคความรท ไดเกยวกบการคบตวแบบดงของคอนกรตนอกจากจะไดประโยชนดงทกลาวมาขางตนแลว ในทางปฏบตยงสามารถน าไปใชในการออกแบบโครงสรางส าหรบเกบกกน า การค านวณการแตกราวในสวนรบแรงดงของชนสวนคอนกรตเสรมเหลก และการวเคราะหหนวยแรงในชนสวนอดแรงไดแมนย ามากยงขน



บทท 2

ทฤษฎและงานวจยทเกยวของ

การคบตวเปนคณสมบตประการหนงของคอนกรตทมการศกษาวจยกนมาเปนเวลานาน แตทผานมาการศกษาสวนใหญเนนไปทการคบตวเนองจากแรงอด (Compressive Creep) เนองจากโดยทวไปคอนกรตถกออกแบบใหรบแรงอดเปนหลก ในสวนของการคบตวแบบดงมการศกษาวจยนอยมาก เนองจากคอนกรตมกไมถกออกแบบใหรบแรงดงนอกจากนการทดสอบการคบตวแบบดงท าไดยาก จงท าใหมการสมมตใหการคบตวแบบดงมคาเทากบการคบตวแบบอด ซง ปจจบนไดรบการพสจนแลววามคาแตกตางกนอยางมนยส าคญ ท าใหผลทไดจากการค านวณมความคลาดเคลอนสง จากสถานการณปญหาการแตกราวเนองจากการหดตวและการแตกราวเนองจากอณหภมทพบมากขนเรอยๆ ท าใหการคบตวแบบดงไดรบความสนใจเพมขนอยางมาก เนองจากการคบตวแบบดงชวยลดหนวยแรงทท าใหคอนกรตเกดการแตกราว และเปนตวแปรส าคญทใชในการประเมนความเสยงตอการแตกราวเนองจากการหดตวและจากอณหภม โครงการวจยนจะแบงการศกษาออกเปน 2 สวนคอ สวนทหนง เปนการศกษาการคบตวแบบดงทเกดจากการยดรงการหดตว ซงการยดรงนจะท าใหเกดหนวยแรงจากตวคอนกรตเอง (Self-induced Stresses) จนท าใหคอนกรตเกดการแตกราวได การศกษาในสวนนจะท าการทดสอบโดยใชชดทดสอบ การยดรงการหดตวในแนวแกน ของคอนกรต ซงคาทไดจะใชในการประเมนความเสยงตอการแตกร าว (Crack Risk) เนองจากการหดตวของคอนกรต สวนทสองเปนการศกษาการคบตวแบบดงทเกดจากน าหนกคงทกระท าจากภายนอก การศกษาในสวนนจะท าการทดสอบโดยใชน าหนกคงทกระท าบนคอนกรต ขอมลทไดสามารถน าไปใชในการประเมนการแตกราวและการเปลยนรปรางของโครงสร างเนองจากแรงดงในระยะยาวได การคบตวของคอนกรตเกดขนควบคไปกบการหดตวของคอนกรตเสมอ ดงแสดงใน ภาพท 2.1 ดงนนจงจ าเปนตองมการศกษาการหดตวของคอนกรตควบคไปกบการคบตวของคอนกรต โดยเฉพาะอยางยงการศกษาในสวนทหนง ซงเปนการศกษาการคบตว ทเกดจากการยดรงการหดตวของคอนกรตจ าเปนตองใชองคความรเกยวกบการหดตวมาวเคราะหโดยตรง การหดตวทตองท าการศกษาไดแก การหดตวแบบออโตจนส (Autogenous Shrinkage) และการหดตวแบบแหง (Drying Shrinkage)



ภาพท 2.1 การเปลยนแปลงความเครยด (Strain) ไปตามเวลาของคอนกรตทมน าหนกคงทกระท าคาง (Sustained Load) โดยเรมกระท าทเวลา t0 [6]

2.1 การแตกราวเนองจากการหดตวของคอนกรต

การแตกราวในชวงอายตนของคอนกรตสวนใหญมกจะเกดจากการเปลยนแปลงอณหภมและการหดตวของคอนกรต โดยในชนสวนทมความหนา (Thick Member) เชน ฐานราก การแตกราวจะเกดจากอณหภมรวมกบการหดตวแบบออโตจนส ในขณะทชนสวนบาง (Thin Member) เชน พน ก าแพง ผนงและไซโลคอนกรตเสรมเหลก การแตกราวมกจะเกดจากการหดตวของคอนกรต ทงการหดแบบออโตจนสและการหดตวแบบแหงรวมกน ในงานวจยนจะเนนศกษาการแตกราวทเกดขนในโครงสรางชนดบาง การหดตวของคอนกรตจะไมท าใหเกดการแตกราว หากคอนกรตสามารถเคลอนทไดอยางอสระ แตในความเปนจรงโครงสรางตางๆ ลวนถกยดรงแทบทงสน ไมวาจะเปนการยดรงภายในหรอการยดรงภายนอก จงท าใหคอนกรตเกดการแตกราวได การยดรงภายใน (Internal Restraint) ไดแก การยดรงทเกดจากมวลรวมและการยดรงทเกดจากตวคอนกรตเอง (Self-restraint) การหดตวจะเกดขนในสวนของเพสต ในขณะทมวลรวมจะยดรงการหดตวนท าใหการหดตวโดยรวมของคอนกรตลดลง สว นการยดรงทเกดจากตวคอนกรตเอง เกดขนเนองจากทผวของคอนกรตมการระเหยของน ามากกวาคอนกรตสวนทอยดานใน ท าใหทผวมการหดตวมากกวา การหดตวทแตกตางกนระหวางทผวและดานในของคอนกรตจะท าใหเกดหนวยแรงดงขนทผว เมอหนวยแรงดงนมากกว าก าลงดงของคอนกรต กจะท าใหเกดการแตกราวทผวคอนกรตได ภาพท 2.2 แสดงลกษณะการกระจายของหนวยแรงของคอนกรต เมอการหดตวทผวและดานในของคอนกรตมคาไมเทากน สวนการยดรงภายนอก (External Restraint) ไดแก การทคอนกรตถกยดรงจากวสดรอบขาง เช น แบบหลอ ดนทอยดานลางหรอดานขาง (ในกรณของคอนกรตสมผสกบดน ) โครงสรางคอนกรตขางเคยงทยดตดกน หรอแมแตเหลกเสรมในคอนกรต



เมอคอนกรตเกดการหดตวและถกยดรง จะท าใหเกดหนวยแรงดง หรอหากพจารณาในดานของความเครยดจะท าใหเกด ความเคร ยดยดรง (Restrained Strain) หากความเครยดยดรงมคามากกวา ความสามารถในการตานทานการแตกราวของคอนกรต คอนกรตกจะเกดการแตกราว เนองจากการหดตวของคอนกรตเกดขนอยางชาๆ จงท าใหเกดการคบตวแบบดงขนในคอนกรต และท าใหความเครยดยดรงมคาลดลง สงผลใหการแตกราวเกดชาลง ซงปรากฏการณดงกลาวแสดงดงภาพท 2.3

ภาพท 2.2 การกระจายของหนวยแรงและการแตกราว เนองจากการยดรงการหดตวของคอนกรต [7]



ภาพท 2.3 ผลของการคบตวตอความเครยดยดรงทเกดขนในคอนกรตทมการยดรงการหดตว

2.2 การหดตวของคอนกรต

การหดตวของคอนกรตจะเกดควบคไปกบการคบตวของคอนกรต ดงนนจงตองทดสอบการหดตวไปพรอมกบการทดสอบการคบตวของคอนกรต การหดตวสวนใหญทท าใหเกดปญหาการแตกราวไดแกการหดตวแบบออโตจนส และการหดตวแบบแหง การหดตวแบบออโตจนสเปนการห ดตวทสวนหนงเปนการหดตวเนองจากปฏกรยาไฮเดรชน ทเกดหลงจากการกอตวขนสดทายของคอนกรต รวมกบอกสวนหนงทเกดจากการสญเสยความชนในชองวางคะปลลาร (Capillary Pores) เนองจากความชนบางสวนถกใชไปในปฏกรยาระหวางวสดประสานกบน า ท าใหเกด Capillary Suction ขนในชองวางคะปลลาร มผลใหคอนกรตหดตวจากแรง Capillary Suction น ซงปรากฏการณนเรยกวา “Self-desiccation” การหดตวแบบออโตจนสแตกตางจากการหดตวแบบแหงตรงทไมไดมการสญเสยความชนในคอนกรตไปสสงแวดลอม แตเปนการส ญเสยความชนภายในคอนกรตเอง การหดตวแบบออโตจนสเกดขนทนทหลงจากทผสมคอนกรตเสรจ แตในทางปฏบต จะมผลตอปรมาตรหลงจากทเทคอนกรตเสรจแลว เนองจากการหดตวในชวงกอนการเทคอนกรตจะไมมผลตอปรมาตรของโครงสรางทจะเท และจะมผลในทางโครงสรางหลงจากทคอนกรตกอตวแลว เนองจากการเปลยนแปลงปรมาตรกอนการกอตวจะไมท าใหเกดหนวยแรงในคอนกรต ดงนนจงนยมวดคาการหดตวแบบออโตจนสโดยเรมตนจากระยะเวลากอตวเรมตน ภาพทท 2.4 แสดงการเปลยนแปลงปรมาตรของคอนกรตตงแต

0

100

200

300

400

500

600

700

0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91

Age (days)

Str

ain

(m

icro

n)...

Creep relaxation

Restraint by reinforcement

Free shrinkage of concrete

Restrained strain

(without creep relaxation)

Restrained strain

(with creep relaxation)

Tensile strain capacity

Crack



เรมผสมจนคอนกรตแขงตว ซงท าใหเกดการหดตวในชวงอายตนของคอนกรต การหดตวแบบออโตจนสจะเกดมากในคอนกรตก าลงสง (High Strength Concrete) เนองจากเมอเปรยบเทยบกบคอนกรตธรรมดาแลว คอนกรตเหลานจะมปรมาณชองวางคะปลลารทนอยกวา มขนาดเลกกวา และมความตอเนองของช องวางคะปลลารนอยกวาหรออกนยหนง มคาความซมน าต ามาก ดงนนเมอความชนในชองวางคะปลลารถกใชไปในปฏกรยา จงเปนการยากทความชนจากสวนอน หรอความชนจากการบมจะเขามาเสรมในบรเวณดงกลาวได จงท าใหการหดตวแบบออโตจนสในคอนกรตเหลาน สงจนไมสามารถละเลยไดในการออกแบบ สวนการหดตวแบบแหงเกดจากการทคอนกรตอยในภาวะอากาศทมความชนต า ท าใหคอนกรตบรเวณผวทสมผสกบอากาศสญเสยน าและเกดการหดตว โดยทการหดตวทเกดขนนนบางสวนไมอาจกลบคนสสภาพเดมไดแมวาจะท าใหคอนกรตเปย กชนขนมาใหม การหดตวแบบแหงและการแตกราวเนองจากการหดตวแบบแหง เกดขนในคอนกรตบรเวณผวทสมผสกบอากาศ มความชนต ากวาความชนในชองวางคะปลลาร เนองจากสญเสยน าอสระไปสอากาศไดดวยการระเหย ท าใหเกดแรงดงขนในชองวางคะปลลาร ประกอบก บปรมาตรของคอนกรตลดลงหรอหดตวลงจากการสญเสยน า ถาการหดตวนถกยดรงไมวาดวยโครงสรางทอยรอบขาง หรอดวยเนอคอนกรตภายในทไมมการสญเสยความชน รอยแตกราวกอาจเกดขนไดถาการยดรงนกอใหเกดหนวยแรงยดรงทมคาสงกวาก าลงแรงดงของคอนกรตในขณะนน

การหดตวทงสองแบบนสามารถเกดขนไดพรอมๆ กน แตการหดตวแบบออโตจนสจะมคาสงในคอนกรตก าลงสง ในขณะทการหดตวแบบแหงจะมคาสงในคอนกรตก าลงปกต ซงจะท าใหการหดตวโดยรวมทเกดขนในชวงอายตนและทระยะยาวจากการหดตวทงสองแบบนแตกตางกน ดงแสดงในภาพท 2.5

ภาพท 2.4 การเปลยนแปลงปรมาตรของคอนกรตตงแตเรมผสมจนคอนกรตแขงตว [8]



ภาพท 2.5 การหดตวออโตจนสและการหดตวแบบแหงเมอเทยบกบเวลาของคอนกรตก าลงสง (HSC)

และคอนกรตก าลงปกต (NSC) [9]

2.3 การคบตวของคอนกรต

คอนกรตทตองรบน าหนกบรรทกคางเปนเวลานาน จะเกดการเปลยนแปลงความยาว (Deformation) โดยในชวงแรกขณะทน าหนกกระท าจะเกดการเปลยนแปลงความยาวแบบทนททนใด (Instantaneous Strain) และเมอมน าหนกกระท าคางตอไปการเปลยนแปลงความยาวนจะมคาเพมขนเร อยๆ แมวาน าหนกทกระท าจะคงท ซงในบางครงอาจมคามากกวาการเปลยนแปลงความยาวทเกดขนแบบทนททนใดหลายเทา ปรากฏการณนถกคนพบในป ค .ศ. 1907 โดย Hatt และปจจบนถกเรยกวาการคบตว การเปลยนแปลงความยาวทเพมตามเวลาของคอนกรตนอกจากจะเกดจากก ารคบตวแลวยงเกดจากการหดตวของคอนกรตรวมดวย ดงแสดงในรปท 1 การคบตวนอกจากจะเกดจากหนวยแรงจากน าหนกกระท าจากภายนอกแลวยงเกดจากหนวยแรงทเกดขนจากการทคอนกรตถกยดรงการหดตว ไมวาจะเปนการหดตวเนองอณหภม หรอการหดตวทมความชนมาเก ยวของเชน การหดตวแบบออโตจนสและการหดตวแบบแหง ความเครยดทเกดจากการคบตว (Creep Strain) จะมความสมพนธกบเวลา โดยอตราการเพมขนของการคบตวจะลดลงตามเวลา การคบตวเกดขนในสวนของซเมนตเพสต และสมพนธกบการเคลอนทของความชนในคอนกรต การคบจะท าใหเกดรอยแตกขนาดเลก (Micro-crack) อยางชาๆ ในคอนกรต และสงผลตอคณสมบตของคอนกรตในระยะยาว หากแบงตามลกษณะของแรงทมากระท าสามารถแบงการคบตวของคอนกรตไดเปน 2 ประเภทใหญๆ คอ การคบตวแบบอด และการคบตวแบบดง โดยถาน าหนกทมากระท าเปนแรงอ ดกจะเกด



การคบตวแบบอด และในทางกลบกนหากมแรงดงมากระท ากจะท าใหเกดการคบตวแบบดง ส าหรบโครงสรางทรบแรงอดการคบตวแบบอดจะกอใหเกดผลเสยขนในโครงสรางเชน ในสวนของเสาซงตองรบแรงกดเปนเวลานานจะท าใหเกดการคบตวแบบอดและท าใหเสามการยบตวเพมขน นอกจากนการคบตวยงท าใหการแอนตว เพมขนดวย ซงอาจสงผลตอการใชงานของอาคาร ในกรณของคอนกรตอดแรงการคบตวแบบอดจะท าใหหนวยแรงอดในระบบมคาลดลง ในขณะทหนวยแรงดงจะมผลดตอโครงสราง โดยการลดหนวยแรงดงทท าใหเกดการแตกราว หากพจารณาการเกดการคบตวโดยมความชนมาเกยวของสามารถแบงไดเปน 2 แบบ แบบทหนงคอ การคบตวทเกดขนจากหนวยแรงทมากระท าคางในสภาวะทไมมการสญเสยความชนออกจากคอนกรต เรยกการคบตวนวา “Basic Creep” แบบทสอง เปนการคบตวทเกดขนนอกเหนอจาก Basic Creep โดยเกดจากการทคอนกรตสญเสยความชนสสภาพแวดลอมเรยกการคบแบบนวา การคบตวแบบแหง “Drying Creep”

การคบตวสามารถค านวณไดจากผลตางของความเครยดทงหมดทเกดขนตามเวลา (total) เนองจาก

น าหนกทมากระท าคาง กบความเครยดทเกดขนทนท จากน าหนกทมากระท านน (load) และการหดตวของ

คอนกรตในกรณทไมมน าหนกมากระท า (free shrinkage) แสดงดงสมการท 1 สมการนใชในกรณทคอนกรตไมถกยดรง

agefreeshrinkloadtotalcreep (1)

การคบตวแบบดงไดรบความสนใจอยางมากในทางปฏบต โดยการค บตวแบบดงในชวงอายตนจ าเปนส าหรบน าไปใชในการประเมนความเสยงตอการแตกราวเนองจากการหดตวของคอนกรต การหดตวของคอนกรตสามารถเกดขนไดตงแตคอนกรตเรมกอตวซงขณะนนคอนกรตมก าลงต ามากจนไมสามารถถอดออกจากแบบหลอได จงไมสามารถทดสอบหาคาการคบต วแบบดงโดยใชน าหนกคงทกระท าบนคอนกรตได หนวยแรงทท าใหเกดจากคบตวแบบดงจากการทดสอบนจงเปนหนวยแรงจากการหดตวของคอนกรตเทานน อยางไรกตามในกรณทมหนวยแรงทเกดจากหลายสาเหตมากระท ารวมกนเชน หนวยแรงทเกดจากการหดตว อณหภม หรอจากแรงดงภายนอก มากระท ารวมกน การวเคราะหโครงสรางจ าเปนตองใชคาการคบตวแบบดงจ าเพาะ (Specific Tensile Creep) ดงนนจงจ าเปนตองมการศกษาการคบตวแบบดงทเกดจากน าหนกคงทกระท า ซงสามารถท าไดเมอคอนกรตมความแขงแรงเพยงพอตอการทดสอบแลวเทานน



2.4 การทบทวนวรรณกรรม/สารสนเทศทเกยวของ

โครงการวจยนเปนการศกษาการคบตวแบบดงของคอนกรตทงทเกดจากการยดรงการหดตวของคอนกรตและการคบตวทเกดจากแรงกระท าจากภายนอก ดงนนในการทบทวนเอกสารจงตองท าการศกษาทงขอมลการวจยทเกยวของกบการหดตวและ การคบตวของคอนกรต จากการสบคนงานวจยทงในและตางประเทศไดขอมลทเกยวของกบการหดตวและการคบตว ดงน

ในสวนของการหดตวของคอนกรตมนกวจยจ านวนมากพยายามศกษาปจจยทเกยวของโดย Tazawa and Miyazawa ,1993 [10] ศกษาปจจยตางๆ ทมผลตอการหดตวแบบออโตจนสของคอนกรต จากผลการศกษาพบวาองคประกอบทางเคมของปนซเมนตและอตราสวนการเกดปฏกรยาไฮเดรชน มผลตอการหดตวแบบออโตจนส โดยเฉพาะอยางยง C3A และ C4AF เปนองคประกอบทมผลตอการหดตวแบบออโตจนสอยางมาก Mak และคณะ, 1998 [11] พบวาปนซเมนตทมความละเอยดและปรมาณ C3S สง จะท าใหการหดตวของคอนกรตในชวงตน (Early-Age Shrinkage) มคาสง นอกจากนการหดตวเนองจากปฏกรยาไฮเดรชน ทเกดจากผลของปฏกรยาของ C3A มคามากกวาผลทเกดจาก C3S ประมาณ 5 เทา Bissonnette และคณะ, 1999 [12] รายงานวา การหดตวของเพสตมความสมพนธกบคาความชนสมพทธ จากขนาดของตวอยางทใชทดสอบ (50x50x400 มม . และ 4x8x32 มม .) พบวาความชนสมพทธไมมผลตอคาการหดตวสงสดของตวอยาง จากอตราสวนน าตอซเมนตในชวงทใชทดสอบ (0.35-0.50) พบวา มความสมพนธเพยงเลกนอยกบการหดตว ในขณะทปรมาณเพสต มผลอยางมากตอการหดตว Al-Salen และ Al-Zaid, 2006 [13] ศกษาผลของสภาพแวดลอม ขนาดของตวอยางและสารผสมเพมตอการหดตวของคอนกรต สภาพแวดลอมทใชแบงได 2 กรณคอ สภาวะรนแรง มอณหภม 50 องศาเซลเซยส ความชนสมพทธ 5 เปอรเซนต และสภาพไมรนแรง มอณหภม 28 องศาเซลเซยส ความชนสมพทธ 50 เปอรเซนต จากการทดสอบพบวา ปรมาณน าและซเมนตมผลอยางมากตอการหดตว ขนาดของตวอยางจะมผลอยางชดเจนเมออยในสภาวะรนแรง แตในสภาวะไมรนแรงขนาดของตวอยางมผลไมมากนก

ในสวนของการคบตวผวจยจะน าเสนอผลจากการสบคนงานวจยในสวนของการคบตวแบบดงเทานน โดย Stergaard และคณะ, 2001 [14] ศกษาพฤตกรรมเกยวกบ Basic Creep แบบดง ในชวงอายตนของคอนกรตก าลงสง และก าลงปกต (Normal-strength Concrete) ภายใตน าหนกกระท าคงท การทดสอบการคบตวแบบดงใชตวอยางรปกระดก (Dog Bone-shaped concrete) ทมการยดรงการหดตว 100% จ านวน 2 ตวอยาง โดยตวอยางทหนงจะไมมการใหน าหนก ในขณะทตวอยางทสองจะมน าหนกกระท า จากการทดสอบพบวา คอนกรตมคาการคบตว แบบดงสงเมอน าหนกกระท าทอายนอยกวาหรอเทากบ 1 วน และเมอมการใหน าหนกกระท าทอาย 1 วน คาการคบตวจะไมเปนสดสวนกบหนวยแรงทกระท า Altoubat และ Lange, 2001 [15] ศกษาการคบตวและการหดตวของคอนกรตทมการหมผวกบคอนกรตทมการบมในน า เพอหาคา Basic Creep แบบดง ในชวงวนแรกหลงจากหลอตวอยาง จากผลการทดสอบพบวา คา Basic Creep แบบดงของคอนกรตจะมคาสงขนตามอตราสวนน าตอซเมนตทลดลง ซงผลการทดสอบนขดแยงกบผลการทดสอบใน



คอนกรตทมอายมากทมรายงานในบทความทวไป แสดงใหเหนวา พฤตกรรมการคบตวแบบดงของคอนกรตทมอายนอยจะแตกตางกบในคอนกรตอายมาก นอกจากน Altoubat และ Lange, 2001 [16] ยงไดท าการศกษาเพมเตม โดยหาคา Basic Creep แบบดง ในชวงวนแรกหลงจากหลอตวอยาง ขอมลทรวบรวมไดจากการทดสอบไดแก การหดตว การคบ ตวแบบดง หนวยแรงทเกดจากการยดรงและหนวยแรงทลดลงเนองจากการคบตวแบบดง (Creep Relaxation) ปจจยทท าการศกษาคอ ผลของเสนใยเหลก (Steel Fibers) อตราสวนน าตอซเมนต เงอนไขการแหงและการบม โดยท าการศกษาในคอนกรตก าลงสงและคอนกรตก าลงปกตทมการยดรง จากผลการทดสอบพบวา การคบตวแบบดงสามารถลดหนวยแรงทเกดขนจากการหดตวไดถง 50% และมคาเปนสองเทาของความเครยดทคอนกรตรบไดกอนแตกราว (Failure Strain Capacity) ขนาดและลกษณะการเพมขนของหนวยแรงทเกดจากการหดตวมผลตอระยะเวลาทคอน กรตเกดการแตกราว จากการศกษานพบวาคอนกรตแตกท 80% ของก าลงดงของคอนกรต เสนใยเหลกชวยท าใหการแตกราวเนองจากการหดตวเกดชาลงแตไมมผลตอหนวยแรงเกดการแตกราว การหมทผวของคอนกรตไมสามารถก าจดการหดตวในชวงอายตนของคอนกรตไดและการบมดวยน า สามารถลดหนวยแรงทเกดขนจากการหดตวได Atrushi, 2003 [9] ไดรวบรวมผลของปจจยตางๆ และสรปไดดง ภาพท 2.6 โดยพบวาการคบตวในชวงแรกจะเพมขนอยางรวดเรวและเมอเวลาผานไปจะเพมขนในอตราทลดลง ดง ภาพท 2.6a อายทเรมใหน าหนกกระท าจะใหผลดงภาพท 2.6b คอ การใหน าหนกกระท าในชวงอายนอยจะมการคบตวมากกวาเมอใหน าหนกกระท าทอายมากกวา เนองจากสตฟเนสของคอนกรตมคาเพมขน จงท าใหการคบตวเกดไดนอยลง สวนผลของหนวยแรงทกระท าตอคอนกรตแสดงดง ภาพท 2.6c โดยการคบตวจะสงขนเมอใชหนวยแรงทสงขนมากระท าตอคอนกรต ภาพท 2.6d แสดงใหเหนวาการทดสอบทอณหภมสงใหคาการคบตวสงกวาการทดสอบทอณหภมต า และภาพท 2.6f แสดงใหเหนวาทงอณหภมและความชนสมพทธมผลตอการคบตวของคอนกรต การศกษาของ Tao และ Weizu, 2006 [3] เปนการศกษาการคบตวแบบดงในชวงอายตนของคอนกรตก าลงสง ทมการผสมซลกาฟม และเถาลอย โดยใชการทดสอบทมการยดรงเนองจากการหดตวของคอนกรต และมการควบคมอณหภม เพอศกษาผลของอณหภมตอการคบตวแบบดงของคอนกร ตทอายนอย นอกจากนยงมการเปลยนแปลงเงอนไขการยดรงท 50, 75 และ 100% จากการทดสอบพบวา การเปลยนแปลงความยาวเนองจากอณหภมจะท าใหการคบตวเกดชาลงและมแนวโนมท าใหคาการคบตวลดลงในชวงอายตน คอนกรตทใชซลกาฟมมคาการคบตวแบบดงมากกวาคอนกรตทไมมซลกาฟม เมออตราสวนน าตอซเมนตเทากน ในขณะทคอนกรตผสมเถาลอยจะใหผลในทางตรงกนขาม และเปอรเซนตการยดรงมผลตอการคบตวของคอนกรต

จากการทบทวนวรรณกรรมทผานมา พบวาการศกษาการคบตวแบบดงสามารถกระท าไดใน 2 ลกษณะคอ หนง การใช น าหนกคงทกระท าบนคอนกรต ซงเปนการศกษาการคบตวทเกดจากน าหนกกระท าจากภายนอก และสอง การศกษาการคบตวโดยใชตวอยางทถกยดรงการหดตว หนวยแรงทเกดขนเปนหนวยแรงทเกดจากการยดรงการหดตว ซงใชส าหรบศกษาการแตกราวเนองจากการหดตวของคอนก รต ปจจยสวนใหญทท าการศกษาไดแก ก าลงอดของคอนกรต อตราสวนน าตอซเมนต อาย การบม และเปอรเซนตการยดรง



อยางไรกตามยงพบวามจ านวนบทความทศกษาในแตละปจจยนอยมากและยงมขอมลไมเพยงพอส าหรบน ามาวเคราะหการแตกราวอยางละเอยด นอกจากนการ ศกษาทงหมดนกระท าในตางประเทศ ซงใชวสดและสภาพภมอากาศตามประเทศทท าการศกษา ดงนนจงจ าเปนตองมการศกษาการคบตวแบบดง โดยใชวสดและสภาพแวดลอมของประเทศไทยเพอใชเปนขอมลในการออกแบบส าหรบประเทศไทยโดยเฉพาะ

ภาพท 2.6 ความสมพนธระหวางการคบตวกบปจจยตางๆ ทเกยวของ [9]



บทท 3

วธด าเนนงานวจย

บทนกลาวถงวสดและเครองมอทดสอบทใชในงานวจย รวมถงขนตอน การทดสอบ ในการทดสอบตางๆ ไดแก การคบตวแบบดง การหดตวแบบอสระ โมดลสยดหยน ก าลงดง และก าลงอดของคอนกรต ทไดสอบตามปจจยทศกษา

3.1 ปจจยทเกยวของ

ปจจยทศกษาในงานวจยน ไดแก อตราสวนปรมาตรเพสตตอชองวางมวลรว มทอดแนนคงทเทากบ 1.4 อตราสวนน าตอวสดเทากบ 0.35 และ 0.55 หนวยแรงทใชเทากบรอยละ 20 และรอยละ 40 ของก าลงดงของคอนกรต เรมทดสอบคอนกรตทอาย 3, 7 และ 28 วน ในการทดสอบจะควมคมอณหภมเทากบ 28±1 องศาเซลเซยส และความชนสมพทธ เทากบ 50±5%RH

- อตราสวนปรมาตรเพสตตอปรมาตรชองวางมวลรวม (1.4) - อตราสวนน าตอวสดประสาน (w/b) (0.35 และ 0.55)

- แรงทกระท าตอกอนตวอยาง(ของก าลงดง) (20% และ 40%) - อายของคอนกรตทเรมใหน าหนก (3, 7 และ 28 วน)

3.2 วสดทใชในงานวจย

วสดทใชในงานวจยนไดแก ปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1 มวลรวมหยาบ มวลรวมละเอยด และสารผสมเพมประเภทสารลดน าอยางแรง (Superplasticizer) สารลดน าพเศษ ซงวสดมรายละเอยดดงตอไปน

3.2.1 ปนซเมนต

ปนซเมนตทใชในงานวจย คอ ปนซเมนตปอรตแลนด ประเภทท 1 (ASTM Type I, Ordinary Portland Cement, OPC) ตราชางแดง ผลตโดย บรษทปนซเมนตไทย (ล าปาง) จ ากด และจดจ าหนายโดย



บรษทเอสซจซเมนต จ ากด คาความถวงจ าเพาะของปนซเมนตเทากบ 3.16 ตามมาตรฐาน ASTM C188 ดงภาพท 3.1

ภาพท 3.1 ปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1

3.2.2 มวลรวมละเอยด

มวลรวมละเอยดท ทดสอบ คอ ทรายแมน าผานตะแกรงเบอร 4 จากอ าเภอเมอง จงหวดตาก โดยเตรยมใหมความชนอยทผวอย 1-2 เปอรเซนต และไดทดสอบคณสมบตไดแก ถวงจ าเพาะ หนวยน าหนก และขนาดคละของทราย ซงการทดสอบหาความถวงจ าเพาะ การทดสอบหาหนวยน าหนกและการวเคราะหหาขนาดคละของทราย ตามมาตรฐาน ASTM C128, ASTM C29 และ ASTM C33 ตามล าดบ

3.2.3 มวลรวมหยาบ

มวลรวมหยาบทใชทดสอบ คอ หนปนบด (Limestone) ขนาดโตสดเทากบ 3/4 นว จากอ าเภอพรานกระตาย จงหวดก าแพงเพชร หนทใชในงานวจยน ไดทดสอบคณสมบต ดแก ความตานทานการขดส ทดสอบขนาดคละ ทดสอบคาความถวงจ าเพาะ และทดสอบหนวยน าหนกของหน ตามมาตรฐาน ASTM C131, ASTM C33, ASTM C188 และ ASTM C29 ตามล าดบ

3.2.4 สารผสมเพม

การใสสารผสมเพมจะใชในสวนผสมทมอตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.35 เทานน เพอควบคบใหคาการยบตวอยระหวาง 7.5-12.5 เซนตเมตร จากการทดลองผสมคอนกรตในอตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.35 พบวาคอนกรตมความขนเหลวนอยมาก ซงสรางปญหาตอการท างานหรอการเทในแบบหลอ ดงนนจงตองใชสารผสมเพมประเภทสารลดน าอยางแรง (Superplasticizer) ดงภาพท 3.2 ชวยให คา



การยบตวของคอนกรตเพมขน โดยไมมการเปลยนแปลงปรมาณน าในอตราสวนผสม ส าหรบปรม าณสารผสมเพมทใชตองไมสงผลเสยตอสวนผสม อนไดแก การสงผลตอการหนวงการกอตวของคอนกรตหรอกอใหเกดการแยกตวของสวนผสม

ภาพท 3.2 สารเคมผสมเพมประเภทสารลดน า

3.3 อปกรณและเครองมอทใชในงานวจย

3.3.1 ชดทดสอบการคบตวแบบดง

ชดทดสอบการคบตวแบบดงไดพฒนาและปรบปรงขนจากชดทดสอบของ Atrushi, 2003 ซงมสวนประกอบดงภาพท 3.3 โดยพฒนาใหงายตอการทดสอบ และเพมจ านวนตวอยางทดสอบตอครงเทากบ 2 ตวอยาง ดงภาพท 2 จากเดมทดสอบไดเพยงครงละ 1 ตวอยาง ชดทดสอบการคบตวแบบ ดงประกอบดวย 2 สวนไดแก สวนท 1 เปนโครงทดสอบหลกส าหรบเปนฐานรองรบและยดกอนตวอยาง ดงภาพท 3.4 และสวนท 2 เปนคานยนส าหรบถายแรงจากตมน าหนกทแขวนบนคานไปยงตวอยางททดสอบ ดงภาพท 3.5



ภาพท 3.3 ชดทดสอบการคบตวแบบดงของคอนกรตทพฒนาขน (หนวยเซนตเมตร)



ภาพท 3.4 ชดทดสอบการคบตวเนองจากแรงดงภายนอก

ภาพท 3.5 คานส าหรบหอยตมน าหนกแบบปรบระยะได

3.3.2 อปกรณยดคอนกรต

การทดสอบการคบตวแบบดงของคอนกรต มลกษณะการใหแรงแบบโดยตรง (Direct Tension) ซงโดยทวไปมกเกดปญหาเรองการกระจายแรงไมสม าเสมอทงหนาตดคอนกรต สงผลใหคาการคบตวมความคลาดเคลอน เพอลดและปองกนปญหาดงกลาว จงออกแบบอปกรณยดทปลายทงสองดานของตวอยาง ใหสามารถกระจายแรงไดทงหนาตด ลกษณะของอปกรณยดคอนกรตเปนร ปทรงกรวยมเกลยวรอบ ซงมขนาดเสนผานศนยกลางทปลายดานกวาง และดานแคบเทากบ 2.22 เซนตเมตร และ 0.95 เซนตเมตร ตามล าดบ



มความยาวเทากบ 11.12 เซนตเมตร ดงภาพท 3.6 อปกรณยดคอนกรตจะตดตงไวดานหวและดานทายของแบบหลอกอนการเทคอนกรต เมอตดตงแลวปลายทง 2 ดานหางกนเทากบ 11.76 เซนตเมตร แสดงดงภาพท 3.7 ประสทธภาพในการกระจายแรง จะทดสอบโดยการวดการยดตวของตวอยางคอนกรตในดานทตรงกนขามกน จากการทดสอบพบวา การยดตวทงสองดานมคาใกลเคยงกน

ภาพท 3.6 อปกรณยดคอนกรต

ภาพท 3.7 การตดตงอปกรณยดคอนกรต

3.3.3 ชดทดสอบการเปลยนแปลงความยาว (Length Comparator)

การวดการหดตวของคอนกรต จะท าการวดโดยใชเครองวดการเปลยนแปลงความยาว ตามมาตรฐาน ASTM C157-80 แสดงดงภาพ 3.8



ภาพท 3.8 เครองทดสอบการเปลยนแปลงความยาวของคอนกรต

3.3.4 เครองทดสอบก าลงอดและก าลงดงของคอนกรต

เครองการทดสอบก าลงอดและก าลงดงของคอนกรต โดยทดสอบ ตามมาตรฐาน ASTM C 39 แสดงดงภาพ 3.9

ภาพท 3.9 เครองทดสอบก าลงอด ก าลงดงของคอนกรต



3.3.5 เครองบนทกและแปลงสญญาณ (Data logger)

เปนอปกรณประมวลผลทวดจาก อปกรณวดการเคลอนทในแนวราบและสายวดความเครยด ทตดกบกอนคอนกรตและเหลกทน ามาทดสอบ โดยขอมลทบนทกจะบนทก วน เวลา และคาการเปลยนแปลงทเกดในเหลกและคอนกรต ซงขอมลตางๆ จะถกเกบในหนวยควา มจ าทอยในเครอง เครอง บนทกและแปลงสญญาณ แสดงดงภาพ 3.10

ภาพท 3.10 อปกรณแปลงสญญาณและบนทกขอมล

3.3.6 แผนวดความเครยดส าหรบคอนกรต (Strain Gauges)

แผนวดความเครยดหรอแผนวดการเปลยนแปลงความยาวของคอนกกรตททดสอบ คาทวดไดมหนวยเปนไมครอน แสดงดงภาพ 3.11 มขนาดเทากบ 5x90 มลลเมตร ใชตดในตวอยางการคบตวของคอนกรต โดยจะตดไวสองดานในบรเวณตรงกลางของกอนตวอยาง

.

ภาพท 3.11 แผนวดความเครยดส าหรบตดคอนกรต (Strain Gauges) ขนาด 5x90 มลลเมตร



3.3.7 แบบหลอคอนกรต

แบบหลอทใชในงานวจยนมทงหมด 3 แบบหลอ ไดแก แบบหลอการคบตว แบบหลอการหดตว และแบบหลอส าหรบทดสอบก าลงของคอนกรต แสดงดงภาพท 3.12, 3.13 และ 3.14 ตามล าดบ โดยแบบหลอการคบตวของคอนกรต เปนรปทรงปรซมขนาด 10x10x34 เซนตเมตร แบบหลอการหดตมมรปงทรงปรซมขนาด 7.5x7.5x28.5 เซนตเมตร สวนแบบส าหรบทดสอบก าลง ทงก าลงอด ก าลง และโมดลสยดหยนของคอนกรตใชแบบขนาดเดยวกน แบบหลอทใชเปนแบบหลอรปทรงกระบอก ขนาด 10x20 เซนตเมตร

ภาพท 3.12 แบบหลอการคบตวของคอนกรต (10x10x34 เซนตเมตร)

ภาพท 3.13 แบบหลอการหดตวของคอนกรต (7.5x7.5x28.7 เซนตเมตร)



ภาพท 3.14 แบบหลอก าลงอด ก าลงดงของคอนกรต และโมดลลสยดหยนของคอนกรต (Ø10x20 เซนตเมตร)

3.4 อตราสวนผสมและจ านวนตวอยางทใชทดสอบ

3.4.1 อตราสวนผสมของการทดสอบการคบตวแบบดงทเกดจากแรงภายนอก

คอนกรตทใชในการศกษานมอตราสวนปรมาตรเพสตตอปรมาตรชองวางมวลรวมทอดแนนคงทเทากบ 1.4 อตราสวนน าตอวสดประสาน (w/b) 0.35 และ 0.55 โดยน าหนก เพอศกษาการคบตวแบบดงในคอนกรตทมก าลงสง (w/b=0.35) และก าลงปกต (w/b=0.55) หนวยแรงดงทกระท ากบตวอยางเทากบรอยละ 20 และ 40 ของก าลงดง และเรมใหแรงเมอคอนกรตมอาย 3, 7 และ 28 วน สวนผสมของคอนกรตทง 12 อตราสวนผสม ในแตละสวนผสมมรายละเอยดดงตารางท 3.1

ตารางท 3.1 อตราสวนผสม

ล าดบท อตราสวนผสม w T C 1 1.4w55T0.2C3 1.4 0.55 0.2 3 3 1.4w55T0.2C7 1.4 0.55 0.2 7



2 1.4w55T0.2C28 1.4 0.55 0.2 28 4 1.4w55T0.4C3 1.4 0.55 0.4 3 5 1.4w55T0.4C7 1.4 0.55 0.4 7 6 1.4w55T0.4C28 1.4 0.55 0.4 28 7 1.4w35T0.2C3 1.4 0.35 0.2 3 8 1.4w35T0.2C7 1.4 0.35 0.2 7 9 1.4w35T0.2C28 1.4 0.35 0.2 28 10 1.4w35T0.4C3 1.4 0.35 0.4 3 11 1.4w35T0.4C7 1.4 0.35 0.4 7 12 1.4w35T0.4C28 1.4 0.35 0.4 28

***หมายเหต คอ ปรมาตรเพสตตอปรมาตรชองวางมวลรวมทอดแนน w คอ อตราสวนน าตอวสดประสาน (w/b) T คอ หนวยแรงทใหกบตวอยาง C คอ อายทเรมทดสอบ

3.4.2 จ านวนตวอยางทใชในการทดสอบ

การทดสอบในโครงการวจยศกษาการคบตวแบบดงของคอนกรตเนองจากแรงภายนอกมรายการทดสอบ ขนาดตวอยางและจ านวนตวอยางทใชในแตละการทดสอบดงตารางท 3.2

ตารางท 3.2 จ านวนตวอยางทงหมดทใชในงานวจย

ล าดบท รายการทดสอบ ขนาดตวอยาง (เซนตเมตร)

จ านวน ตวอยาง

1 การคบตวของคอนกรต 10x10x34 2 2 การหดตวของคอนกรต 10x10x28.5 4



3 ก าลงอดของคอนกรต Ø10 x 20 6 4 ก าลงดงของคอนกรต Ø10 x 20 3 5 โมดลสยดหยนของคอนคอนกรต Ø10 x 20 3

3.5 ขนตอนการทดสอบ

การเปลยนแปลงความยาวของตวอยางทใชทดสอบการคบตวแบบดง ประกอบดวยการเปลยนแปลงความยาวแบบทนททนใด การหดตว และการคบตว เมอเรมใหน าหนก คอนกรตจะเกดการเปลยนแปลงแบบทนททนใด และเมอคางน าหนกไวจะเกดการเปลยนแปลงความยาว ซงเปนผลจากการหด ตวและการคบตวของคอนกรตรวมกน การค านวณคาการคบตวจงค านวณไดจากสมการท (1) ดงนนการทดสอบการคบตว จงตองทดสอบการหดตวแบบอสระ และทดสอบโมดลสยดหยนของคอนกรตควบคกบการทดสอบการคบตว ตวอยางทงหมดททดสอบถกเกบไวในหองควบคมอณหภมและความช นสมพทธ โดยควบคมอณหภม 28±1 °C และความชนสมพทธ 50±5 %RH ตลอดการทดสอบ ส าหรบขนตอนการทดสอบการคบตวแบบดงของคอนกรตสามารถสรปได ดงภาพท 3.15



รปท 3.15 ขนตอนการทดสอบการคบตวแบบดงของคอนกรต

3.5.1 ขนตอนการผสมคอนกรต

เมอเตรยมวสดทจะผสมคอนกรตพ รอมเชน ปน ทราย หน และ สารผสมเพม ตามทออกแบบไว จากนนเคลอบเครองผสม และเตม ทราย หน ปน น า ตามล าตาม ในการเตมแตละอยางจะทงชวงประมาณ 1 นาท เมอครบ 4 นาท หยดเครองผสมคอนกรต และคลกเคลาสวนผสมให เขากนและผสมอก 1 นาท ในการผสมคอนกรตแตละครงใชเวลาทงหมดตงแตเรมผสมจนสนสดการผสมประมาณ 5 นาท การผสมคอนกรตแสดงดง ดงภาพท 3.16



ภาพท 3.16 การผสมคอนกรต

3.5.2 การทดสอบการยบตวของคอนกรต

การทดสอบการยบตวของคอนกรตซงคาการยบตวของคอนกรตเปนตวบอกความสามารถในการเทไดหรอเขาแบบไดของคอนกรต งานวจยนจงมงใหความส าคญในดานการน าคอนกรตทใชทดสอบสามารถไปใชงานจรงได จงก าหนดและควบคมคาการยบตวของคอนกรตใหอยในมาตรฐานการใชงานทวไปซงอยในชวงประมาณ 7.5-12.5 เซนตเมตร การทดสอบไดแสดงดงภาพ 3.17 ซงในคอนกรตทมสวนผสมอตราน าตอวสดประสาน เทากบ 0.35 จะใชสารผสมเพมประเภทสารลดน าอยางแรงเปนตวควบคม เพอใหคาการยบตวอยระหวาง 7.5-12.5 เซนตเมตร โดยขนตอนทดสอบอางองตามมาตรฐาน ASTM C 143



ภาพท 3.17 การทดสอบการยบตวของคอนกรต

3.5.3 การทดสอบหาก าลงดงของคอนกรต

งานวจยนทดสอบการคบตว เมอใชรอยละ 20 และ 40 ของก าลงดงและเรมใหแรงเมอคอนกรตมอาย 3, 7 และ 28 วน ตองทดสอบก าลงดงของคอนกรตทอายตางๆททดสอบ เพอหาแรงทตองใสใหกบตวอยางการคบตว การทดสอบก าลงดง ทดสอบดวยวธผาซก (Splitting Test) ตามมาตรฐาน ASTM C496 แสดงดงภาพ 3.18 โดยใชตวอยางรปทรงกระบอกขนาดเสนผานศนยกลาง 10 เซนตเมตร ส ง 20 เซนตเมตร จ านวน 3 ตวอยาง

ภาพท 3.18 การทดสอบก าลงดงของคอนกรต



3.5.4 การทดสอบหาคาการคบตวของคอนกรต

การทดสอบการคบตวของคอนกรตเนองจากแรงภายนอกแสดง ดงภาพท 3.19 โดยจะเรมทดสอบการคบตวหลง การบมคอนกรตได 3 7 และ 28 วน และจะหยดการทดสอบการคบตวเมอคอนกรตมอายครบ 3 เดอน การบมคอนกรตจะบมในน าและกอนครบก าหนดทดสอบ 1 วนจะน ากอนคอนกรตตวอยางมาบมดวยพลาสตก และเปดหนาบรเวณทตองการตดแผนวดความเครยดเพอปองกนความชนใน ระหวางการตดแผนวดความเครยด เมอครบก าหนดทดสอบน าพลาสตกออกจากกอนตวอยาง และ ตดแผนวดความเครยดทคอนกรต จากนนน ากอนตวอยางไปทดสอบในชดทด สอบการคบตวเนองจากแรงภายนอก และวดคาการเปลยนแปลงทเกดขนบนคอนกรต

ภาพท 3.19 การทดสอบหาคาการคบตวแบบดงของคอนกรต

3.5.5 การทดสอบการหดตวของคอนกรต

การหดตวแบบอสระของคอนกรตทใชค านวณในสมการท (1) เปนการหดตวโดยรวมของคอนกรต (Total Shrinkage) ซงผลของการหดตวแบบออโตจนส (Autogenous Shrinkage) รวมกบการหดตวแบบแหง (Drying Shrinkage) การทดสอบการหดตวโดยรวมของคอนกรตอา งองตามมาตรฐาน ASTM C157 ดงภาพท 3.20 โดยใชตวอยางปรซมขนาด 7.5x7.5x28.5 เซนตเมตร ในแตละสวนผสมใชตวอยาง จ านวน 4



ตวอยาง โดยตวอยางการหดตวของคอนกรตจะเตรยมใหอยในสภาวะแวดลอมเดยวกบตวอยางการคบตว และจะเรมวดการหดตวหลงจากถอดแบบ จนกระทงสนสดการทดสอบการคบตว

ภาพท 3.20 การวดคาการหดตวของคอนกรต

3.5.6 การทดสอบหาโมดลลสยดหยนของคอนกรต

คาโมดลสยดหยนของคอนกรตเปนคาทใชประกอบการค านวณกา รคบตวแบบดงเนองจากแรงภายนอก เนองจากชดการทดสอบการคบตวจากแรงภายนอกไมสามารถหาคาการเปลยนแปลงทเกดขนแบบทนททนไดได ดงนนจงจ าเปนตองทดสอบหาคาโมดลลสยดหยนเพอค าควณหาการเปลยนแปลงทเกดขนแบบทนททนได การทดสอบโมดลสยดหยนจะแบงทดสอบออกเปน 2 ชวงเวลา คอ 1 จะทดสอบ ณ วนทเรมใหแรงตอตวอยางการคยตว และ 2 จะทดสอบทคอนกรตมอาย 3, 7, 28 และ 90 วน ตวอยางทใชทดสอบโมดลลสยดหยนเปนรปทรงกระบอก ขนาดเสนผานศนยกลางเทากบ 10 เซนตเมตร และสง 20 เซนตเมตร ซงการทดสอบจะใชแผนวดความเครยดตดดานขางของกอนตวอยาง 2 ดาน แสดงดงภาพ 3.21 เพอวดความเครยดทเกดขน การทดสอบคาโมดลสยดหยนของคอนกรต และขนตอนการทดสอบไดทดสอบตามมาตรฐาน ASTM C 469 ดงภาพท 3.22



ภาพท 3.21 ตวอยางทดสอบคาโมดลสยดหยนของคอนกรต

ภาพท 3.22 การทดสอบคาโมดลสยดหยนของคอนกรต



บทท 4

ผลการทดลอง

ในบทนจะกลาวถงผลการทดสอบทศกษาตามปจจยตางๆ ทมผลตอการหดตวและการคบตวแบบดงของคอนกรต ผลการสอบคณสมบตเชงกลของคอนกรตทศกษาไดแก ก าลงดง ก าลงอด และคาโมดลสยดหยนของคอนกรต ส าหรบการคบตวแบบดงของคอนกรตไดศกษาผลของ อายทเรม ใหแรงกระท า อตราสวนน าตอวสดประสาน และหนวยแรงทกระท าตอตวอยาง ซงผลการทดสอบมรายละเอยดดงตอไปน

1. คณสมบตเชงกลของคอนกรต 1.1 ก าลงดงของคอนกรต 1.2 ก าลงอดของคอนกรต 1.3 โมดลสยดหยนของคอนกรต 2. ผลการหดตวโดยรวมของคอนกรต 2.1 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานตอการหดตวดดยรวมของคอนกรต 2.2 ผลของอายการบมตอการหดตวของคอนกรต 3. ผลการคบตวแบบดงของคอนกรต 3.1 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานตอการคบตวแบบดงของคอนกรต 3.2 ผลของอายทเรมใหแรงกระท าตอการคบตวแบบดงของคอนกรต 3.3 ผลของหนวยแรงตอคาการคบตวแบบดงของคอนกรต

4.1 คณสมบตเชงกลของคอนกรต

การทดสอบคณสมบตเชงกลของคอนกรตไดแบงการทดสอบออกเปน 2 กลม คอ ทดสอบ ณ วนทเรมใหน าหนกหรอวนทเรมทดสอบการคบตว และทดสอบแยก (ไมไดเกยวของกบการทดสอบการคบตว ) การทดสอบคณสมบตเชงกลส าหรบตวอยางททดสอบในวนทเรมทดสอบการคบตว แทงทดสอบจะถกเตรยมใหอยในสภาพวะแวดลอมเดยวกบแทงตวอยางทดสอบการคบตว และคณสมบตทไดทดสอบ ประกอบดวย ก าลงดง ก าลงอด และโมดลสยดหยนของคอนกรต ซงจะทดสอบทงหมด 3 ชวงอายคอ 3 7 และ 28 วน ผลการทดสอบแสดงดงตารางท 4-1 ส าหรบการทดสอบแยก จะทดสอบก าลงอด และโมดลสยดหยนของคอนกรต ตวอยางในชวงทยงไมทดสอบจะบมดวยน า และจะทดสอบทอาย 3 7 28 และ 90 วน ซงผลการทดสอบแสดงดงตารางท 4-2



ตารางท 4-1 คณสมบตเชงกลของคอนกรต การทดสอบชดท 1

Mix proportion

Age Tensile Compressive

Compressive Strength

Modulus of elasticity

(days) Strength (ksc)

Strength (ksc)

at 28 days (ksc) (ksc x105)

w35C3 3 36 458 549 3.93 w55C3 3 21 248 287 2.94 w35C7 7 37 512 590 3.85 w55C7 7 24 255 296 3.08 w35C28 28 39 587 598 4.49 w55C28 28 32 347 347 3.41

ตารางท 4-2 คณสมบตเชงกลของคอนกรต การทดสอบชดท 2

Age (days) Compressive Strength (ksc) Modulus of elasticity (ksc x105)

w35 w55 W35 W55 3 459 190 3.76 1.65 7 494 250 3.91 2.41 28 585 310 4.08 3.19 90 627 341 4.19 3.71

4.1.1 ก าลงดงของคอนกรต

ในหวขอนเปนการศกษาปจจยตาง ๆ ทมผลตอ ก าลงดงของคอนกรต ปจจยท ศกษา ไดแก ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานท 0.35 (w35) และ 0.55 (w55) และผลของอายทเรมทดสอบ คอ 3 7 และ 28 วน จากผลการทดสอบดงภาพท 4.1 พบวา w35 มก าลงดงสงกวา w55 ทงทอาย 3 7 และ 28 วน เนองจาก w35 มปรมาณซเมนตเพสตมากกวา w55 สงผลท าให w35 เกดปฏกรยาไอเดรชนไดมากกวา w55 จงท าให w35 แขงแรงกวา w55 และรบก าลงดงไดมากกวา นอกจากนความพรนของคอน กรตสงผลตอก าลงดงของคอนกรตคอนกรตทมความพรนมากจะมพนทหนาตดทรบแรงดงนอยกวาคอนกรตทมความพรนนอย w35 มความพรนนอยกวา w55 จงรบแรงดงไดดกวา จากผลการทดสอบก าลงดงทอายแตกตางกนพบวา ก าลงดงของคอนกรตเพมขนตามอายทท ดสอบ ทง นเนองจากคอนกรตทอายมาก จะเกดปฏกรยา ไอเดรชนมากกวาคอนกรตอายนอย ท าใหความพรนมนอยกวาจงรบก าลงดงไดดกวา



ภาพท 4.1 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานและอายของคอนกรตตอก าลงดงของคอนกรต

4.1.2 ก าลงอดของคอนกรต

ก าลงอดของคอนกรตทศกษา ไดทดสอบทงหมด 2 ชวงเวลา ชดท 1 ทดสอบในวนทเรมทดสอบการคบตวและเตรยมตวอยางใหอยในสภาวะแวดลอมเดยวกบตวอยางการคบตว สวนการทดสอบก าลงอด ชดท 2 ทดสอบเพอหาก าลงอดแตละชวงอายของคอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานแตกตางกน โดยเตรยมตวอยางแยกจากการทดสอบการคบตว อตราสวนน าตอวสดทศกษาเทากบ 0.35 และ 0.55 อายททดสอบ ในการทดสอบก าลงอดชวงเวลา ท 1 จะทดสอบทอาย 3 7 และ 28 วน และชวงเวลาท 2 จะทดสอบทอาย 3 7 28 และ 90 วน จากผลการทดสอบก าลง ชวงเวลาท 1 และชวงเวลาท 2 ดงภาพท 4.2 และ 4.3 ตามล าดบ พบวาคาก าลงอดทง 2 ชวงเวลาท ทดสอบมคาใกลเคยงกนและทกอายทศกษา w35 จะมก าลงอดมากกวา w55 อาจเนองจาก w35 มปนซเมนตมากกวา w55 จงเกดปฏกรยาไฮเดรชนไดดกวา ประกอบกบ w35 มความพรนมนอยกวา w55 จงรบก าลงอดไดดกวา และเมอพจารณาผลของอายททดสอบตอก าลงอดของคอนกรต พบวา ก าลงอด มคา เพมขนตามอายทเพมขนเชนเดยวกบก าลงดงของคอนกรต ทงน เนองจาก ในคอนกรตทอายมาก จะมระยะเวลาการเกดปฏกรยาไฮเดรชนมากกวาคอนกรตทอายนอยแล ะสงผลใหขนาดของรพรนลดลงตามอายทเพมขนของคอนกรต ดงนนคอนกรตทอายมากจงแขงแรงกวาคอนกรตทมอายนอย

36 37 39

2124

32

0

20

40

60

3 7 28

Tens

ile st

reng

th (ks

c)

Age (days)

w35 w55



ภาพท 4.2 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานและอายของคอนกรตตอก าลงอดของคอนกรต ชดท 1

ภาพท 4.3 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานและอายของคอนกรตตอก าลงอดของคอนกรต ชดท 2

458512

587

248 255347

0

200

400

600

800

3 7 28

Comp

ress

ive st

reng

th (ks

c)

Age (days)

w35 w55

459 494585

627

190250

310 341

0

200

400

600

800

3 7 28 90

Comp

essiv

e Stre

ngth

(ksc)

Age (days)

w35 w55



4.1.3 โมดลสยดหยนของคอนกรต

การศกษา โมดลสยดหยนของคอนกรต จะด าเนนการ เชนเดยว กบการทดสอบหาคา ก าลงอด คอทดสอบทงหมด 2 ชด นนคอ ชดท 1 ทดสอบวนทเรมใหแรงกบตวอยางการคบตว โดยเตรยมตวอยางใหอยในสภาวะแวดลอมเดยวกนกบตวอยางการคบตว ส าหรบชดท 2 ไดเตรยมตวอยางแยกจาก การทดสอบในชดท 1 โดยทดสอบตามอายทศกษาคอทอาย 3 7 28 และ 90 วน โดยทง 2 ชดการทดสอบไดศกษาใชอตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.35 และ 0.55 ผลการทดสอบทไดแสดงในภาพท 4.4 และ 4.5 ซงพบวา w35 มคาโมดลสยดหยนส งกวา w55 และโมดลสยดหยนของคอนกรตมคาเพมขนตามอาย ของคอนกรต ทเพมขนทง w35 และ w55 ทงนเนองจากคาโมดลสยดหยนของคอนกรตจะขนอยกบคาก าลงอดของคอนกรตโดยจะแป รผนกบคาก าลงอด หากคอนกรตทมคาก าลงอดสงจะท าใหคาโมดลสยดหยนสงตามไปดวย

ภาพท 4.4 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานและอายของคอนกรตตอโมดลสยดหยนของคอนกรต

3.93 3.854.49

2.94 3.083.41

0.00

2.00

4.00

6.00

3 7 28

Modu

lus of

elas

tic (k

sc x1

05 )

Age (days)

w35 w55



ภาพท 4.5 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานและอายของคอนกรตตอโมดลสยดหยนของคอนกรต

4.2 ผลการทดสอบการหดตวของคอนกรต

การทดสอบ เพอหา คาการ หดตว แบบอสระของ คอนกรต เปนการทดสอบ เพอศกษาคา การหดตวโดยรวม ซงไดรวมผลของการหดตวแบบออโตจนสและการหดตวแบบแหง เขาดวยกน โดยปจจยทศกษา ประกอบดวย อตราสวนน าตอวสดประสานและระยะเวลาทบม ซงผลทไดจะไดจาก ตวอยาง 4 ตวอยางน ามาหาคาเฉลยเพอใชเปนตวแทนของแตละอตราสวนผสม นอกจากน ในการเตรยมตวอยางการทดสอบการหดตวจะเตรยมใหอยในสภาวะแวดลอมเดยวกบตวอยางทใชในการทดสอบการคบตว จากผลการทดสอบตามปจจยตางๆ มรายละเอยดดงตอไปน

4.2.1 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสาน

อตราสวนน าตอวสดประสานทศกษา คอ 0.35 และ 0.55 และบมดวยน า 3, 7 และ 28 วน จากผลการทดสอบการหดตว w35 และ w55 ทบมน า 3, 7 และ 28 วน ดงทไดแสดงในภาพท 4.6, 4.7 และ 4.8 ตามล าดบ พบวา w55 มคาการหดตวโดยรวมสงกวา w35 ทกชวงอายของการบม โดยในชวงแรก w35 มคาการหดตวสงกวา w55 เนองจาก w35 มคาการหดตวแบบออโตจนสมากกวา w55 เพราะการหดตวแบบออโตจนสเปนการหดเนองจากปฏกรยาไฮเดรชน ซง w35 มปรมาณปนซเมนต มากกวา w55 จงสงผลให w35 มคาการหดตวโดยรวมสงกวาในชวงแรก แตในชวงหลงการหดตว w55 มคาการหดตวโดยรวมสงกวา w35 เปนผลเนองจาก w55 ปรมาณน าอสระมากกวา w35 จงมการหดตวตวแบบแหงมากกวา

3.76 3.91 4.08 4.19

1.652.41

3.193.71

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

3 7 28 90

Modu

lus of

elas

ticity

(ksc

x 10

5 )

Age (days)

w35 w55



ภาพท 4.6 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานตอการหดตวโดยรวมของคอนกรต

(γ = 1.4, บม 3 วน)


(γ = 1.4, บม 7 วน)

050

100150200250300350400450

0 20 40 60 80 100

Shrin

kage

(mi

cron

)

Exposed to drying ages (days)

w35

w55

w55

w35

050

100150200250300350400450

0 20 40 60 80 100

Shrin

kage

(mi

cron

)


w35

w55

w55

w35




(γ = 1.4, บม 28 วน)

4.2.2 ผลของระยะเวลาทใชในการบม

แทงทดสอบคอนกรตจะถก บมดวยน าเปนระยะเวลา 3, 7 และ 28 วน ตามล าดบ โดยในการศกษาใชแทงทดสอบคอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.35 และ w55 ผลการทดสอบทไดแสดง ดงภาพท 4.9 และ 4.10 ตามล าดบ จากผลการทดสอบ พบวาคอนกรตทบม 3 และบม 7 วน มคาการหดตวโดยรวมทไกลเคยงกน และคอนกรตทบม 28 วน มคาการหดตวต าสดทง w35 และ w55 เนองจากคอนกร ตทบมใน 28 วนในชวงเวลาทอยน าจะเกดการหดตวเนองจากปฏกรยาไฮเดรชนนอยเพราะ น าสามารถแทรกเขาไปชดเชยน าทสญเสยไปเนองจากปฏกรยาไดบางสวน ประกอบกบคอนกรตทบมน า 28 วนจะมความแขงแรงมความตานทานการหดตวสง การหดตวจงเกดขนไดยากกวาคอนกรตทบมน าท 3 วนและ 7 วน และความพรนหรอความตอเนองของรพรน ของคอนกรตทบม 28 วน นอยกวาคอนกรตทบม 3 วนและ 7 วน คอนกรตยงไมเกดปฏกรยาไฮเดรชนมากนกความพรนและความตอเนองของรพรนจะมากท าใหน าอสระ ทอยภายในคอนกรคสามารถเคลอนทไดงายกวา ดงนนการหดตวแหงของคอนกรตทบม 28 เกดขนนอยกวาคอนกรตท บม 3 วนและ 7 วน ดงนนจงสงผลใหการหดตวโดยรวมของคอนกรตท บม 28 วน มคาต ากวาคอนกรตทบม 3 วน และ 7 วน

050

100150200250300350400450

0 20 40 60 80 100

Shrin

kage

(mi

cron

)


w35w55

w55

w35



ภาพท 4.9 ผลของระยะเวลาทบมตอการหดตวโดยรวมของคอนกรต

(γ = 1.4, w/b=35)

ภาพท 4.10 ผลของระยะเวลาทบมตอการหดตวโดยรวมของคอนกรต

(γ = 1.4, w/b=0.55)

050

100150200250300350400450

0 20 40 60 80 100

Shrin

kage

(mi

cron

)


C3C7C28

C7

C3C28

050

100150200250300350400450

0 20 40 60 80 100

Shrin

kage

(mi

cron

)


C3C7C28

C3

C7C28



4.3 การคบตวแบบดงของคอนกรต

ปจจยทศกษา ในการวดคาการคบตวแบบดงของคอนกรต ประกอบดวย อตราสวนน าตอวสดประสาน อายทเรมใหน าหนก และหนวยแรงทกระท าตอคาการคบตวของคอนกรต ซงผลการทดสอบตามปจจยตางๆ มรายละเอยดดงตอไปน

4.3.1 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสาน

อตราสวนน าตอวสดประสานทศกษามคาเทากบ 0.35 และ 0.55 หนวยแรงทใชดงแทงทดสอบมคาเทากบรอยละ 40 ของก าลงดง และจะทดสอบคอนกรตทอาย 3, 7 และ 28 วน ซงผลการทดสอบแสดงดงภาพท 4.11, 4.13 และ 4.15 ตามล าดบ จากผลการทดสอบพบวา คาการคบตว w35 มคามากกวา w55 ทกอาย ของแทงทดสอบ ทเรมใหน าหนก ทงน อาจ เนองจากในงานวจยน ก าหนดหนวย แรงทกระท าตอแทงทดสอบมขนาดเทากบรอยละ 40 ของก าลงดง ซงคาก าลงดงส าหรบ w35 มคามากกวา w55 ดงนน จงท าใหคาหนวยแรงทกระท าตอแทงทดสอบในกรณของ w35 มคามากกวา w55 จงมผลท าใหคาการคบตวของ w35 มคาสงกวา w55 ดงนนหนวยแรงทใชในการทดสอบมผลตอคาการคบตวแบบดงของคอนกรต

ผลการทดสอบการคบตวและการคบตวจ าเพาะทคอนกรตอาย 3 วน ดงภาพท 4.11 และ 4.12 ตามล าดบ พบวาทงการคบตวและการคบตวจ าเพาะ w35 มคามากกวา w55

ภาพท 4.11 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานตอการคบตวแบบดงของคอนกรต

(γ = 1.4, บม 3 วน)

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40 60 80 100

Tens

ile cr

eep

(micr

on)

Time since loading (days)

13.76 ksc w358.19 ksc w55

w55

w35



ภาพท 4.12 ผลของอตราสวนน าตอวสดประสานตอการคบตวจ าเพาะของคอนกรต

(γ = 1.4, บม 3 วน)

ผลการทดสอบการคบตวและการคบตวจ าเพาะ ของแทงทดสอบ คอนกรตทอาย 7 วน ไดแสดง ดงภาพท 4.13 และ 4.14 ตามล าดบ จากผลทได พบวา คาการคบตว แบบดงส าหรบแทงทดสอบ w35 มคามากกวาแทงทดสอบในกรณ w55 ตลอดชวงการทดสอบ ส าหรบคาการคบตวจ าเพาะนน แทงทดสอบ w35 จะมคาการคบตวแบบดง สงกวากรณ w55 ในชวงแรก (อายไมเกน 65 วน โดยประมาณ ) หลงจากนน คาการคบตวแบบดงของแทงทดสอบ w55 จะเรมมคาสงกวาในกรณของ w35

ภาพท 4.15 และ 4.16 แสดง ผลการทดสอบการคบตว แบบดง และการคบตวจ าเพาะ ส าหรบคอนกรตทไดรบการบมเปนระยะเวลา 28 วน ตามล าดบ จากผลทไดพบวา คาการคบตวของแทงทดสอบ w35 มคามากกวา w55 แตในทางกลบกนคาการคบตวจ าเพาะของ w55 มคาสงกวา w35

0

5

10

15

20

0 20 40 60 80 100

Spec

ific cr

eep

(micr

on/ks

c)


13.76 ksc w358.19 ksc w55

w55w35




(γ = 1.4, บม 7 วน)


(γ = 1.4, บม 7 วน)

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40 60 80 100

Tens

ile cr

eep

(micr

on)


14.73 ksc w359.59 ksc w55

w55

w35

0

5

10

15

20

0 20 40 60 80 100

Spec

ific cr

eep

(micr

on/ks

c)


14.73 ksc w35

9.59 ksc w55

w55

w35




(γ = 1.4, บม 28วน)


(γ = 1.4, บม 28วน)

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40 60 80 100

Tens

ile cr

eep

(micr

on)


15.59 ksc w3512.77 ksc w55

w55

w35

0

5

10

15

20

0 20 40 60 80 100

Spec

ific cr

eep

(micr

on/ks

c)


15.59 ksc w35

12.77 ksc w55

w55

w35



4.3.2 ผลของอายทเรมใหแรงกระท า

อายทเรมทดสอบการคบตวแบบดง คอ 3, 7 และ 28 วน ตามล าดบ และหนวยแรงทกระท าตอแทงทดสอบมคาเทากบรอยละ 40 ของก าลงดง (ผลการทดสอบก าลงดงของแทงทดสอบได กลาวไวในหวขอ 4.1.1) อตราสวนน าตอวสดประสานของแทงตวอยางทใชในการศกษามคาเทากบ 0.35 และ 0.55 ผลการทดสอบทไดแสดงดงภาพท 4.17 ถง 4.20 ตามล าดบ

จากผลการทดสอบ พบวา ส าหรบคอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.35 คาการคบตวแบบดงและการคบตวจ าเพาะ ของแทงทดสอบทเรมใหน าหนก กระท าทอาย 3 (C3) และ 7 (C7) วน มคาใกลเคยงกน โดยในกรณ C3 คาการคบตวดงกลาวจะเรมมคามากกวากรณของ C7 เลกนอยเมอระยะเวลาผานไป ส าหรบแทงคอนกรตทเรมใหน าหนกทอาย 28 (C28) วน จะมคาการคบตวและการคบตวจ าเพาะต าทสด

ภาพท 4.17 ผลของอายทเรมใหแรงตอการคบตวแบบดงของคอนกรต

(γ = 1.4, w/b=0.35)

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40 60 80 100

Tens

ile cr

eep

(micr

on)


13.76 ksc C314.73 ksc C715.59 ksc C28

C7C3

C28



ภาพท 4.18 ผลของอายทเรมใหแรงตอการคบตวจ าเพาะของคอนกรต

(γ = 1.4, w/b=0.35) ส าหรบกรณแทงทดสอบทมอตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.55 ผลการทดสอบทไดพบวา คาการ

คบตวแบบดงและการคบตวจ าเพาะของคอนกรคทเรมใหน าหนกทอาย 7 (C7) และ 28 (C28) วน มคาใกลเคยงกน โดย C28 จะมคาการคบตวแบบดงสงทสด และ C7 จะมคาการคบตวจ าเพาะสงทสด ส าหรบแทงคอนกรตทเรมใหน าหนกทอาย 3 (C3) วน มคาการคบตวแบบดงและการคบตวจ าเพาะต าทสด

0

5

10

15

20

0 20 40 60 80 100

Spec

ific cr

eep

(micr

on/ks

c)


13.76 ksc C3

14.73 ksc C7

15.59 ksc C28

C7C3

C28



ภาพท 4.19 ผลของอายทเรมใหแรงตอการคบตวแบบดงของคอนกรต

(γ = 1.4, w/b=0.55)

ภาพท 4.20 ผลของอายทเรมใหแรงตอการคบตวจ าเพาะของคอนกรต

(γ = 1.4, w/b=0.55)

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40 60 80 100

Tens

ile cr

eep

(micr

on)


8.19 ksc C3 9.59 ksc C712.77 ksc C28 C28

C3

C7

0

5

10

15

20

0 20 40 60 80 100

Spec

ific cr

eep

(micr

on/ks

c)


8.19 ksc C39.59 ksc C712.77 ksc C28

C28

C3

C7



4.3.3 ผลของขนาดหนวยแรงทกระท าตอแทงตวอยาง

หนวยแรงทศกษา มคาเทากบรอยละ 20 (T0.2) และ 40 (T0.4) ของก าลงดง ของแทงทดสอบ และท าการทดสอบทคอนกรต มอาย 3 วน มอตราสวนน าตอวสดประสานท เทากบ 0.35 ซงผลการคบตวและการคบตวจ าเพาะแสดงดงภาพท 4.21 และ 4.22 ตามล าดบ จากการทดลองพบวา T0.4 มคาการคบตวแบบดงสงกวา T0.2 แตคาการคบตวจ าเพาะของ T0.2 มคาสงกวา T0.4

ภาพท 4.21 ผลของหนวยแรงตอการคบตวแบบดงของคอนกรต

(γ = 1.4, บม 3 วน)

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40 60 80 100

Tens

ile cr

eep

(micr

on)


7.27 ksc T0.2

13.76 ksc T0.4

T0.4

T0.2



ภาพท 4.22 ผลของหนวยแรงตอการคบตวจ าเพาะของคอนกรต

(γ = 1.4, บม 3 วน)

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80 100

Spec

ific cr

eep

(micr

on/ks

c)


7.27 ksc T0.2

13.76 ksc T0.4

T0.4

T0.2



บทท 5

สรปผลการทด ลอง

จากผลการทดสอบ คณสมบตเชงกล การหดตวแบบอสระ และการคบตวแบบดงของแทงทดสอบคอนกรตตามปจจยตางๆ ทศกษา สามารถสรปไดดงน

5.1 คณสมบตเชงกลของคอนกรต

5.1.1 คอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.35 คณสมบตเชงกล (ก าลงดง ก าลงอด และคาโมดลสยดหยน) สงกวาคอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.55

5.1.2 ระยะเวลาการบมและอายของคอนกรตมผลตอคณสมบตเชงกลของคอนกรต

5.2 การหดตวของคอนกรต

5.2.1 อตราสวนน าตอวสดประสานมผลตอการหดตวโดยรวมของคอนกรต โดยในชวงแรก w35 มการหดตวสงกวากรณ w55 แตเมอเวลาผานไปการหดตวของ w55 จะมคาสงกวา

5.2.2 คาการหดตวโดยรวมส าหรบแทงคอนกรตทไดรบการบมดวยน าเปนระยะเวลา 3 และ 7 วนส าหรบสวนผสม w35 และ w55 มคาใกลเคยงกน และคอนกรตทไดรบการบมเปนระยะเวลา 28 วน จะมคาการหดตวต าทสดเมอเปรยบเทยบกบการบมเปนระยะเวลา 3 และ 7 วน

5.3 การคบตวแบบดงของคอนกรต

5.3.1 จากการใหแรงกระท าตอแทงทดสอบทอาย 3 7 และ 28 วน พบวาสวนผสม w35 จะมคาการคบตวแบบดงสงกวา w55 โดยคาความแตกตางดงกลาวจะมคาลดลงเมออายของแทงทดสอบ ณ ขณะทใหแรงกระท ามคามากขน

5.3.2 คาการคบตวแบบดงและคาการคบตวจ าเพาะส าหรบแทงทดสอบ w35 ในกรณทเรมใหน าหนกกระท ากบแทงทดสอบทอาย 3 (C3) และ 7 (C7) วน จะมคาใกลเคยงกน ส าหรบแทงทดสอบทเรมใหแรงกระท าทอาย 28 (C28) วน จะมคาการคบตวแบบดงและคาการคบตวจ าเพาะต าทสด ส าหรบสวนผสม w55 ผลการทดสอบทไดพบวา คาการคบตวแบบดงและคาการคบตวจ าเพาะส าหรบกรณ C3 จะมคาต าทสด และคาการคบตวแบบดงส าหรบกรณ C7 และ C28 จะมคาใกลเคยงกน โดย C28 จะมคามากกวาเลกนอย



5.3.3 แทงทดสอบคอนกรตทมอตราสวนน าตอวสดประสานเทากบ 0.35 เมอไดรบแรงกระท าเทากบรอยละ 20 (T20) จะมคาการคบตวต ากวากรณทไดรบแรงกระท าเทากบรอยละ 40 (T40) แตคาการคบตวจ าเพาะส าหรบทงสองกรณจะมคาใกลเคยงกน โดย T20 จะมคาสงกวา T40 เลกนอย



เอกสารอางอง

1) Suzuki, K., Ohno, Y., and Nakagawa, T., 1993. Test method for cracking of concrete due to drying shrinkage: Zdenek P. Bazant (Ed.), Creep and shrinkage of concrete, E & FN Spon, London, pp.63-70.

2) Wiegrink, K., Marikunte, S., and Shah, S.P., 1993. Shrinkage cracking of high-strength concrete. ACI Material Journal 93(5): 409-415.

3) Tao, Z., and Weizu, Q., 2006. Tensile creep due to restraining stresses in high-strength concrete at early ages. Cement and concrete Research 36: 584-591.

4) Bissonnette, B., and Pigeon, M., 1995. Tensile creep at early ages of ordinary, silica fume and fiber reinforced concrete. Cement and Concrete Research 25(5): 1075-1085.

5) ACI Committee 224R-90, 1994. Control of cracking in concrete structure, ACI Manual of Concrete Practice Part 3, Detroit, Michigan, USA.

6) Neville, A.M., 1995. Properties of Concrete: Fourth Edition, Longman Singapore Publishers Pte. Ltd., Singapore.

7) Martinola, G., and Sadouki, H., 1998. A numerical model to prevent shrinkage induced cracking in repair system. In Durable Reinforced Concrete Structures, P. Schwesinger & F.H. Wittmann, Eds., AEDIFICATIO Publisher, 1661-190.

8) Mihashi, H., and Leite, J.P.B., 2004. State-of-the-art report on control of cracking in early age concrete. J. of Advanced Concrete Technology, 2(2), 141-154.

9) Atrushi, D.S., Tensile and compressive creep of early age concrete: Testing and Modeling. Doctoral Thesis, Norwegian University of Science and Technology, Norway, 2003.

10) Tazawa, E., and Miyazawa, S. 1993. Autogenous Shrinkage of Concrete and Its Importance in Concrete Technology. Proceedings of the Fifth International RILEM Symposium, Barcelona, Spain, 189-168.

11) Mak, S. L., Ritchie, D., Taylor, A., and Diggins, R. 1998. Temperature Effects on Early Age Autogenous Shrinkage in High Performance Concretes. Proceeding of the International Workshop organized by JCI (Japan Concrete Institute) on Autogenous Shrinkage of Concrete, Hiroshima, Japan, 155-166.



12) Bissonnette, B., Pierre, P., and Pigeon, M. 1999. Influence of key parameters on drying shrinkage of cementitious material, Cement and Concrete Research, 29, 1655-1662.

13) Al-Salen, S. A. and Al-Zaid, R.Z. 2006. Effect of drying condition, admixtures and specimen size on shrinkage strains, Cement and Concrete Research, 36, 1985-1991.

14) Stergaard, L., Lange, D.A., Altoubat, S.A., and Stang, H., 2001. Tensile basic creep of early-age concrete under constant load. Cement and Concrete Research 31: 1895-1899.

15) Altoubat, S.A., and Lange, D.A., 2001. Tensile basic creep: measurements and behavior at early age. ACI Material Journal 98(5): 386-393.

16) Altoubat, S.A., and Lange, D.A., 2001. Creep, shrinkage, and cracking of restrained concrete at early age. ACI Material Journal 98 (4): 323-331.

17) Tongaroonsri S., “Prediction of Autogeneous Shrinkage, Drying Shrinkage and Shrinkage Cracking in Concrete”, Doctoral Thesis, Sirindhorn International Institute of Technology and Faculty of Engineering, Thammasat University, Pathum Thani Thailand, 2009

รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์ - naresuan...

Documents