หาระยะเวลาการก่อตัวคอนกรีต

ระยะเวลาก่อตัวคอนกรีต หรือ ระยะเวลาที่คอนกรีตใช้ในการเซ็ทตัว แข็งเป็นรูปร่างได้ เพื่อทำให้ทราบว่า ระยะเวลาเท่าไหร่ที่ยังสามารถผสม เท อัดแน่น แต่งผิวคอนกรีต และระยะเวลาที่คอนกรีตสามารถเริ่มรับกำลังได้ ทำให้สามารถวางแผนการทำงานเกี่ยวกับโครงสร้างคอนกรีตได้ถูกต้อง

การทดลองนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อหาระยะเวลาการก่อตัวของคอนกรีต (Setting Time Of Concrete) ซึ่งมีประโยชน์เพราะทำให้เราทราบว่า เมื่อระยะเวลาเท่าใดที่ยังสามารถ ผสม เท อัดแน่น แต่งผิวคอนกรีต และระยะเวลาที่คอนกรีตสามารถเริ่มรับกำลังได้ ทำให้สามารถวางแผนการทำงานเกี่ยวกับโครงสร้างคอนกรีตได้ถูกต้อง เมื่อทราบระยะเวลาในการแข็งตัวของคอนกรีตแล้ว สามารถนำไปใช้ประโยชน์ ในเรื่องเหล่านี้ได้ ยกตัวอย่างเช่น

• พื้นพิมพ์ลายคอนกรีต
• ปาดคอนกรีต แต่งผิวหน้าคอนกรีต
• เว้นร่องต่าง ๆ
• งานทรายล้าง
• อัดกรวด เพิ่มลวดลาย
• แต่งสี
• เป็นต้น

การก่อตัวและการแข็งตัวถือเป็นลักษณะทางกายภาพที่แสดงให้เห็นถึงขั้นตอนการเกิดปฏิกิริยาให้เดชั่นของปูนซีเมนต์ซึ่งการก่อตัวของคอนกรีตคือกระบวนการเริ่มแข็งตัวของคอนกรีตสดโดยมีระยะเวลาที่สำคัญอยู่สองช่วงดังรูป คือ

ค่าทั้งสองนี้เป็นค่าที่ถูกตั้งขึ้นโดยการทดสอบความต้านทานการกด ( Penetration Resistance )ของมอร์ต้าที่ได้จากการร่อนคอนกรีตผ่านตะแกรงมาตรฐาน ซึ่งการทดสอบทำโดยการที่มอร์ต้าลง ในภาชนะมาตรฐานทรงลูกบาศก์ แล้ววัดแรงที่ใช้ในการกดหัวกด ให้จมลงไปในเนื้อคอนกรีต 2.5 เซนติเมตร ต่อจากนั้นคำนวณหาค่าแรงกดพื้นที่เพื่อนำมาเขียนกราฟ ระหว่างแรงต้านของเนื้อมอร์ต้าต่อพื้นที่กับระยะเวลาหลังผสม ซึ่งระยะเวลาการก่อตัวเริ่มต้น (Initial Setting Time ) และ ระยะเวลาก่อตัวสุดท้าย (Final Setting Time ) คือระยะเวลาที่แรงต้านต่อพื้นที่ เท่ากับ 500 ปอนด์ต่อตารางนิ้วและ 4000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ตามลำดับ ค่าอัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์ ถือเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อระยะเวลาการก่อตัว เมื่ออัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์ของคอนกรีตเพิ่มขึ้น ระยะเวลาการก่อตัวก็จะเพิ่มขึ้น ด้วยนอกจากนั้น ชนิดของปูนซีเมนต์ อุณหภูมิและน้ำยาผสมคอนกรีต ก็เป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อระยะเวลาการก่อตัว ด้วยเช่นกัน

ปัจจัยส่งผลต่อการแห้งของคอนกรีต

• ค่าอัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์
• ชนิดของปูนซีเมนต์
• อุณหภูมิ
• ช่วงเวลาในการเทคอนกรีต
• น้ำยาผสมคอนกรีต

การทดสอบระยะเวลาการก่อตัวของคอนกรีต (Setting Time Of Concrete)

อุปกรณ์

• เครื่องมือหาเวลาก่อตัวของคอนกรีต
• ตะแกรงมาตรฐานเบอร์ 4
• เหล็กตำขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มิลลิเมตร
• แบบรูปทรงลูกบาศก์ 15 × 15 × 15 เซนติเมตร
• ค้อนยาง ลูกยาง เทอร์โมมิเตอร์ เกรียงเหล็ก

วิธีทดสอบ

• นำคอนกรีตร่อนผ่านตะแกรงมาตรฐานเบอร์ 4
• นำส่วนที่เป็นตะแกรงเบอร์สี่เธลงแบบลูกบาศก์ที่เตรียมไว้โดยใส่ให้ความสูงต่ำกว่าขอบแบบประมาณครึ่งเซนติเมตร
• ใช้เหล็กตำให้ทั่วพื้นที่ใช้ค้อนยางเคาะด้านข้าง แบบเพื่อไล่ฟองอากาศออกจากส่วนผสม
• วัดอุณหภูมิ
• ปาดผิวให้เรียบ
• วางทิ้งไว้เมื่อมีน้ำลอยขึ้นมาให้ใช้ลูกยางดูดน้ำออก
• ยกแบบวางบนเครื่องทดสอบที่ใส่หัวกดไว้เรียบร้อย แล้วกดให้หัวกดจมในเนื้อคอนกรีต 2.5 เซนติเมตร จดค่าน้ำหนักที่ขึ้นบนสเกล เวลาตั้งแต่เริ่มผสมจนถึงเวลากดและขนาดของหัวกด หัวกดที่ใช้มีให้เลือกตั้งแต่ขนาดพื้นที่ 1 1/ 2 1/4 1/10 1/20 1/40 ตารางนิ้ว ในการทดสอบจะเลือกหัวกดให้เหมาะสมกับสภาพคอนกรีตโดยใน ช่วงแรก จะใช้หัวกดขนาดใหญ่ และเมื่อเวลาผ่านไปคอนกรีตยิ่งแข็งตัว จะเลือกหัวกดขนาดเล็กลง ในการทดสอบต้องหาแรงต้านทานอย่างน้อย 6 จุด เพื่อนำมาขึ้นเขียนกราฟ

การคำนวน

แรงต้านทาน = น้ำหนักที่อ่านได้จากสเกล / ด้วยพื้นที่หัวกด

เขียนกราฟ

เมื่อได้ค่าแรงต้านทานและเวลาหลังจากการผสมนำข้อมูลที่ได้มาเขียนกราฟ แกนอน คือ เวลาหลังจากการผสมคอนกรีตหน่วยเป็นชั่วโมง แกนตั้ง คือ ค่าแรงต้านทาน หน่วยเป็นปอนด์ต่อตารางนิ้ว หรือ กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร ลงจุดที่ได้และลากเส้นกราฟ จากนั้นนำกราฟ มาหาค่าเวลาการก่อตัวของคอนกรีต

สรุป

การดำเนินงานด้านคอนกรีตผสมเสร็จจำเป็นต้องคำนึงถึงสเปกและขั้นตอนการทำงานที่ถูกต้อง เพื่อให้โครงสร้างแข็งแรง ทนทาน และคุ้มค่าในระยะยาว