โจทย์: การที่แผ่นพื้นคอนกรีตรับความร้อนในตอนกลางวันและการคาย
ความร้อนในตอนกลางคืน มีผลให้อุณหภูมิภายในผืนคอนกรีต
ไม่เท่ากัน (มี Temperature gradient) จึงทำให้แผ่นพื้นคอนกรีต
โก่ง (Curl or Warp) ตอนกลางวัน แผ่นพื้นคอนกรีตโก่งลง
ทำให้เกิดหน่วยแรงดึง (Tensile stresses) เนื่องจาก
Temperature gradient ขึ้น ณ ที่ใดในแผ่นพื้นและกระจาย
อย่างไร
รูปภาพประกอบคำถาม:
คำตอบ 1: เกิดสม่ำเสมอตลอดผิวล่างของแผ่นพื้น
คำตอบ 2: เกิดที่ผิวล่างของแผ่นพื้น และมีค่ามากสุดที่กลางผืน
คำตอบ 3: เกิดสม่ำเสมอตลอดผิวบนของแผ่นพื้น
คำตอบ 4: เกิดที่ผิวบนของแผ่นพื้น และมากที่สุดที่กลางผืน
อธิบายคำตอบ:
การเกิดการโก่งงอของพื้นคอนกรีต (Curling of Concrete Slabs)
การโก่งงอของพื้นคอนกรีตเป็นการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของแผ่นพื้นคอนกรีตที่เทบนพื้น ไม่ว่าจะเป็นการเทคอนกรีตใหม่บนดินหรือเทคอนกรีตใหม่ทับพื้นเดิม โดยจะส่งผลทำให้ปลายหรือส่วนกลางของแผ่นพื้น โก่งขึ้น สาเหตุเนื่องมาจากการที่แผ่นพื้นคอนกรีตมีความชื้นและอุณหภูมิที่แตกต่างกันมาก ระหว่างผิวหน้าด้านบนและด้านล่างคอนกรีต การโก่งงอนี้อาจจะเกิดการยกตัวขึ้นจากพื้นที่รองรับบริเวณปลายแผ่นหรือบริเวณกลางแผ่นก็ได้ ซึ่งจะส่งผลให้พื้นคอนกรีตบริเวณช่องว่างนั้นเกิดการแตกร้าวเมื่อต้องรับน้ำหนักบรรทุกในสภาวะดังกล่าว โดยทั่วไปการเกิดการโก่งงอจะพบเห็นได้หลังเทคอนกรีตได้ไม่นานอย่างไรก็ตาม บางกรณีอาจเกิดขึ้นในภายหลังจากการใช้งานไปซักระยะก็เป็นไปได้
สาเหตุของการเกิดการโก่งงอของพื้นคอนกรีต
การเกิดการโก่งงอของพื้นคอนกรีตนี้ มีสาเหตุมาจากการหดตัวของคอนกรีตที่ไม่เท่ากัน (Differential Drying Shrinkage) ระหว่างผิวบนและผิวล่างของพื้นคอนกรีต ซึ่งขึ้นอยู่กับความชื้นและความแตกต่างของอุณหภูมิในแผ่นพื้นเป็นหลัก การโก่งงอนี้สามารถสังเกตเห็นได้อย่างเด่นชัดจากบริเวณด้านข้างและตรงบริเวณมุมของแผ่นพื้น โดยที่ความรุนแรงในการโก่งงอของคอนกรีตจะมีความสัมพันธ์กับการหดตัวแบบแห้ง (Drying Shrinkage) นั่นคือหากคอนกรีตเกิดการหดตัวแบบแห้งมากขึ้นเท่าใด การโก่งงอก็มีแนวโน้มมากขึ้นตามไปด้วย
กรณีส่วนใหญ่การเกิดการโก่งงอจะเกิดขึ้นเมื่อผิวหน้าคอนกรีตแห้งและหดตัวมากกว่าด้านล่าง จะทำให้เกิดการโก่งบริเวณปลายของแผ่นพื้นโดยจะงอขึ้นด้านบน ( ดังรูป A ) โดยอาจเกิดขึ้นภายหลังจากการเทคอนกรีต ส่วนใหญ่มักพบในกรณีที่ไม่มีการบ่มคอนกรีตที่ดีเพียงพอ ปล่อยให้ผิวหน้าคอนกรีตสูญเสียความชื้นเร็วเกินไป มีการเยิ้มบริเวณผิวหน้าคอนกรีตมากจนเกินไปเนื่องจากในส่วนผสมใช้น้ำมาก หรือมีการสลัดน้ำจนมากเกินไป เพื่อให้ง่ายในการแต่งผิวหน้าคอนกรีต ซึ่งการบ่มคอนกรีตที่ไม่ถูกต้องและเพียงพอนั้นเป็นสาเหตุของการเกิดการหดตัวแบบแห้ง (Drying Shrinkage) บริเวณผิวหน้าคอนกรีต
สาเหตุของการเกิดการเยิ้มที่มากเกินบางครั้งอาจเกิดจากการเทคอนกรีตบนแผ่นกันความชื้นประเภทพลาสติก (Polyethylene Sheet) หรือการเทคอนกรีตทับหน้าคอนกรีตเก่า สำหรับกรณีนี้ถ้าพื้นดินที่รองรับมีลักษณะเป็นดินที่มีความอุ้มน้ำสูง การหดตัวของผิวคอนกรีตด้านบนก็จะยิ่งแตกต่างกับด้านล่างมาก สำหรับสาเหตุอีกประการก็คือ อุณหภูมิที่แตกต่างกันระหว่างผิวด้านบนกับด้านล่างของคอนกรีต โดยเกิดจากความร้อนจากการที่ผิวหน้าของคอนกรีตสัมผัสกับแสงแดดโดยตรง แต่พื้นดินที่รองรับตรงบริเวณนั้นมีอุณหภูมิที่ต่ำกว่ามาก สภาพเช่นนี้ก็จะทำให้พื้นคอนกรีตเกิดการโก่งแบบคว่ำ ( ดังรูป B ) ในบางกรณีอุณหภูมิที่หนาวเย็นในช่วงเวลากลางคืน อาจทำให้พื้นคอนกรีตมีอุณหภูมิลดต่ำลง ขณะที่ผิวด้านล่างของแผ่นพื้นคอนกรีตกลับต้องสัมผัสกับพื้นดินที่รองรับที่มีอุณหภูมิอบอุ่นกว่า ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมินี้เป็นอีกสาเหตุหนึ่งของการโก่งงอแบบยกตัวบริเวณส่วนปลายของแผ่นพื้นได้
วิธีการป้องกันการเกิดการโก่งงอบริเวณปลายพื้นคอนกรีต
สาเหตุเบื้องต้นที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขนาดของแผ่นพื้นซึ่งส่งผลให้เกิดการโก่งงอบริเวณปลายแผ่นพื้น ได้แก่ การเกิดการหดตัวแบบแห้ง (Drying Shrinkage) วิธีการทำงาน ความชื้นหรือน้ำใต้ดินของชั้นดินที่รองรับ และความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างกลางวันและกลางคืน ส่วนวิธีการต่อไปนี้คือวิธีที่จะช่วยทำให้เกิดการโก่งงอบริเวณปลายแผ่นพื้นลดลงได้
- ใช้ปริมาณน้ำในส่วนผสมคอนกรีตให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
- มวลรวมที่ใช้ควรเลือกใช้ที่มีขนาดโตสุดเท่าที่เป็นไปได้ และ/หรือออกแบบให้คอนกรีตมีปริมาณมวลรวมให้มากที่สุดเพื่อลดปัญหาการเกิดการหดตัวแบบแห้ง (Drying Shrinkage) ในคอนกรีต
- ระมัดระวังไม่ให้คอนกรีตเกิดการเยิ้มมากจนเกินไป
- หลีกเลี่ยงส่วนผสมคอนกรีตที่ใช้ปริมาณปูนซีเมนต์มากจนเกินไป ถ้าจำเป็นอาจเลือกใช้วัสดุประเภทปอซโซลานทดแทน
- ควรบ่มคอนกรีตอย่างทั่วถึง โดยเฉพาะรอยต่อและบริเวณปลายแผ่นพื้น ในกรณีที่ใช้สารเคมีบ่มคอนกรีต (Curing Compound) อาจฉีดพ่นซ้ำบริเวณมุมและขอบของแผ่นพื้นซ้ำอีกครั้ง
- ในกรณีที่ต้องการให้เกิดการโก่งงอน้อยที่สุด ระยะในการทำรอยต่อคอนกรีตไม่ควรเกิน 24 เท่าของความหนาของแผ่นพื้น
- ในกรณีเทคอนกรีตทับหน้าที่มีความหนาน้อยๆ อาจเพิ่มการยึดเกาะและเชื่อมประสานระหว่างคอนกรีตเก่ากับคอนกรีตใหม่บริเวณมุมแผ่นพื้น ด้วยการทำความสะอาดให้เรียบร้อยและใช้ตะปูคอนกรีตตอกให้ทั่วบริเวณแล้วจึงใช้ลวดพันสลับไปมาระหว่างตะปูให้รอบ
- เลือกใช้ความหนาของพื้นให้มากขึ้นกว่าเดิม หรือเพิ่มความหนาเฉพาะบริเวณปลายแผ่นพื้น
- ควรออกแบบเสริมเหล็กอย่างเหมาะสม การใส่อุปกรณ์ถ่ายแรง (Load Transfer) บริเวณรอยต่อก่อสร้าง (Construction Joint) จะช่วยลดการเคลื่อนตัวในแนวดิ่งระหว่างแผ่นพื้นได้
ในกรณีที่ไม่สามารถยอมให้เกิดการโก่งงอบริเวณปลายแผ่นพื้นเลย อาจทำได้โดยการใช้สารเคมีลดการหดตัวในคอนกรีต, การใช้คอนกรีตที่ออกแบบใช้มีการชดเชยการหดตัว, การใช้พื้นคอนกรีตอัดแรง หรือการใช้สุญญากาศดูดเอาน้ำส่วนเกินในคอนกรีตออกไป ซึ่งวิธีการเหล่านี้ล้วนแต่เป็นวิธีที่มีค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างสูง
สำหรับวิธีการซ่อมแซมการโก่งงอบริเวณปลายแผ่นพื้นอาจทำได้โดยการทำรอยต่อ (Contraction Joint) ด้วยวิธีการใช้เลื่อยตัด (Saw cut) เพิ่มเติม จากนั้นขัดพื้นบริเวณที่โก่งขึ้นมาให้เรียบเสมอกันแล้วจึงทำการอุดช่องว่างด้วยซีเมนต์เพสต์ หรือ Epoxy บริเวณช่องว่างใต้แผ่นพื้นให้เต็ม
พื้นที่ยิ่งบางก็จะยิ่งมีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดการโก่งงอของพื้น หากหลีกเลี่ยงการเทพื้นแบบบางไม่ได้ ควรเพิ่มการยึดรั้งระหว่างพื้นที่เทใหม่กับพื้นที่รอง ด้วยการทำความสะอาดพื้นที่รองเดิมเสียก่อนและเพิ่มความขรุขระให้กับพื้นที่รองเดิมถ้าทำได้ รวมถึงการทำรอยต่อให้ถี่ขึ้น วิธีการเหล่านี้จะสามารถลดการเสี่ยงต่อการโก่งงอของพื้นได้เป็นอย่างดี
http://www.youtube.com/watch?v=MFzyMtjA2gs&feature=mfu_in_order&list=UL
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น