ปัจจัยในการเลือกใช้วัสดุในงานซ่อมแซม โครงสร้างคอนกรีต

ปัจจัยในการเลือกใช้วัสดุในงานซ่อมแซม โครงสร้างคอนกรีตผสมเสร็จ

1.ความมีเสถียรภาพด้านขนาด (Dimensional Stability)
      นอกเหนือจากที่วัสดุในงานซ่อมจะต้องมีกำลังทางกล และความทึบแน่นตามที่ต้องการแล้วจำเป็นที่จะต้องมีเสถียรภาพในด้านมิติด้วย ความสามารถในการยึดเกาะจะเป็นตัวทำให้วัสดุซ่อมและคอนกรีตมีสภาพเหมือนวัตถุเดียวกัน หากวัสดุซ่อมและคอนกรีตไม่สามารถรักษาสภาพความเป็นหนึ่งเดียวกันไว้ได้ย่อมเกิดการเสียหายขึ้นก่อนเวลาอันควร เนื่องจากวัสดุซ่อมที่ทำจากปูนซีเมนต์จะมีการหดตัวหลังจากใช้งานในขณะที่คอนกรีตซึ่งใช้งานมานานแล้วแทบจะไม่มีการหดตัวเกิดขึ้นอีก ดังนั้นวัสดุที่ใช้ซ่อมจึงจำเป็นต้องมีการหดตัวที่ต่ำมากหรือต้องสามารถที่จะหดตัวได้ในขณะที่ไม่เสียการยึดเกาะ การหลีกเลี่ยงการสูญเสียการยึดเกาะเนื่องจากการหดตัวเกิดสามารถทำได้ 2 แนวทางด้วยกันคือ
          1.1 ใช้วัสดุซ่อมที่มีอัตราส่วนน้ำต่อปูนซีเมนต์ต่ำ หรือใช้วิธีการซ่อมที่ทำให้เกิดการหดตัวต่ำที่สุด
          1.2 ใช้วัสดุที่มีการขยายตัวในขณะที่ผสมและเท

2.ค่าสัมประสิทธ์ิการขยายตัวเนื่องจากอุณหภูมิ (Coefficient of Thermal Expansion)
     ค่าสัมประสิทธิ์ดังกล่าว คือ การเปลี่ยนแปลงความยาวของวัสดุที่เกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไป ดังนั้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิขนาดการยืดหรือหดตัวของวัสดุจะขึ้นอยู่กับค่าสัมประสิทธ์ินี้ เมื่อมีการซ่อมโดยการปะหรือการเททับที่มีพื้นที่ซ่อมขนาดใหญ่หรือลึก มีความจำเป็นมากที่ต้องพิจารณาเลือกใช้วัสดุซ่อมแซมที่มีค่าสัมประสิทธ์ิการขยายตัวใกล้เคียงกับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของคอนกรีต(ค่าสัมประสิทธ์ิการขยายตัวเนื่องจากอุณหภูมิของคอนกรีตมีค่าประมาณ 7x10-6 ถึง 11x10-6 ต่อองศาเซลเซียสต่อมิลลิเมตร) มิฉะนั้นจะทำให้เกิดการวิบัติขึ้นในวัสดุที่มีกำลังต่ำกว่าใกล้แนวการยึดเกาะ


3.การหดตัวเมื่อแห้ง (Drying Shrinkage)
     เนื่องด้วยการซ่อมแซมส่วนใหญ่จะกระทำบนคอนกรีตเดิมซึ่งมีอายุมากจนไม่เกิดการหดตัวอีกแล้ว ดังนั้นวัสดุซ่อมแซมควรมีการหดตัวต่ำเพื่อไม่ให้เกิดการเสียแรงยึดเหนี่ยว วิธีการควบคุมให้วัสดุซ่อมหดตัวน้อย คือ (1) ใช้อัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์ต่ำ (กรณีสารยึดเกาะมีปูนซีเมนต์เป็นส่วนผสมหลัก) (2) ใช้ขนาดและปริมาณของมวลรวมหยาบให้มากที่สุด (3) ใช้สารลดการหดตัว หรือ (4) ใช้วิธีการซ่อมแซมที่มีโอกาสเกิดการหดตัวได้น้อยที่สุด การซ่อมแซมที่มีความหนาน้อยกว่า 40 มิลลิเมตร ด้วยวัสดุซีเมนต์จะมีโอกาสเกิดการหดตัวได้สูงมาก ซึ่งโดยทั่วไปโอกาสในการหดตัวจะสูงขึ้นเมื่อความหนาของการซ่อมลดลง

4.โมดูลัสยืดหยุ่น (Modulus of Elasticity) 
     ค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของวัสดุเป็นการวัดค่าความแกร่ง (Stiffness) ของวัสดุ วัสดุที่มีค่าโมดูลัสยืดหยุ่นต่ำจะมีการเสียรูปมากกว่าวัสดุที่มีค่าโมดูลัสยืดหยุ่นสูง เมื่อวัสดุเชื่อมต่อกันและมีค่าโมดูลัสแตกต่างกันมากจะทำให้เกิดการเสียรูปที่แตกต่างกันมากโดยเฉพาะเมื่อเกิดแรงกระทำในทิศทางขนานกับแนวการยึดเกาะ การเสียรูปของวัสดุที่มีค่าโมดูลัสต่ำจะทำให้แรงกระทำถูกถ่ายไปยังวัสดุที่มีค่าโมดูลัสสูงกว่าและอาจก่อให้เกิดการสูญเสียกำลังยึดเกาะระหว่างวัสดุที่มีค่าโมดูลัสแตกต่างกันได้ นอกจากนี้การสูญเสียกำลังยึดเกาะระหว่างวัสดุที่มีค่าโมดูลัสแตกต่างกันอาจเกิดจากการหดตัวหรือการขยายตัวเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ดังนั้นสำหรับการซ่อมแซมพื้นที่ที่ต้องรับแรงกระทำในลักษณะข้างต้นนั้น ค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของวัสดุซ่อมแซมควรใกล้เคียงกับของคอนกรีตเดิม

5.ความสามารถในการซึมผ่าน (Permeability)
      หมายถึง ความสามารถของวัสดุในการที่จะส่งผ่านของเหลวหรือไอ การใช้วัสดุที่มีความทึบน้ำสูงในงานซ่อมขนาดใหญ่ งานเททับหรืองานเคลือบไอของความชื้นซึ่งซึมผ่านคอนกรีตขึ้นมาจะถูกกักไว้ที่บริเวณผิวหน้าของคอนกรีตเดิม และทำให้เกิดการเสียหายขึ้นบริเวณแนวรอยต่อ คอนกรีตที่ดีต้องสามารถต้านทานการซึมผ่านของน้ำได้ดี (มีคุณสมบัติทึบน้ำ)

6.คุณสมบัติทางเคมี (Chemical Compatibility) 
     ในการเลือกวัสดุควรจะคำนึงถึงการเกิดปฏิกิริยาระหว่างวัสดุซ่อมกับเหล็กหรือโลหะอื่นๆ ที่อยู่ในคอนกรีต หรือวัสดุเคลือบผิวกับวัสดุซ่อมวัสดุซ่อมที่มีค่าความเป็นกรดด่าง (pH) ต่ำถึงปานกลางอาจจะป้ องกันเหล็กเสริมที่เกิดสนิมแล้วได้เพียงเล็กน้อยบางกรณีวัสดุซ่อมอาจจะไม่สามารถยึดติดได้กับวัสดุกันซึมที่ติดตั้งหลังจากซ่อม ดังนั้นจึงต้องพิจารณาผลของปฏิกิริยาข้างต้น สภาวะของคอนกรีตที่เหมาะแก่การป้องกันการกัดกร่อนของเหล็กเสริมภายในนั้นคือสภาพเป็นด่าง หรือมีค่าความเป็นกรดด่าง (pH) ใกล้กับ 12

7.คุณสมบัติทางไฟฟ้า (Electrical Properties) 
     ความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุซ่อมอาจมีผลต่อความคงทนของวัสดุซ่อมและคอนกรีตที่ได้รับการซ่อมแล้ว วัสดุที่มีความต้านทานไฟฟ้าสูงหรือไม่นำไฟฟ้าจะพยายามแยกตัวเองออกจากบริเวณรอบๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อวัสดุข้างเคียงมีความทึบน้ำ และปริมาณคลอไรด์แตกต่างกันมาก เหล็กเสริมในบริเวณนี้จะเป็นสนิมอย่างรวดเร็ว และจะทำให้คอนกรีตและวัสดุซ่อมบริเวณรอบๆ เสียหายด้วย

8.สีและลักษณะของพื้นผิว สำหรับการซ่อมแซมงานสถาปัตยกรรม 
     สีและลักษณะพื้นผิวของวัสดุไม่ควรแตกต่างจากพื้นผิวโดยรอบ ดังนั้นจึงควรทดลองทำในแบบจำลองเพื่อเปรียบเทียบที่หน้างานก่อนลงมือปฏิบัติในพื้นที่จริง

9.สำหรับการทำงานจริงในสนาม (Application of Service Conditions) 
     แนวทางในการเลือกวัสดุนอกเหนือจากคุณสมบัติด้านต่างๆ ของวัสดุแล้ว ยังขึ้นอยู่กับสภาพการใช้งานในขณะนั้นและสภาพการใช้งานอื่นที่เกี่ยวข้อง ข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการทำงานและสภาพการทำงานเป็นข้อมูลสำคัญ และรวมถึงรายละเอียดต่างๆ ที่เกี่ยวข้องจะต้องมีการประเมินเพื่อให้สามารถพิจารณาเลือกวัสดุได้อย่างเหมาะสม

     9.1 พอลิเมอร์บางประเภทจะไม่สามารถพัฒนาการยึดเกาะได้ดีกับพื้นผิวที่มีความเปียกชื้น
     9.2 อุณหภูมิขณะที่ทำงานมีผลต่อระยะเวลาการก่อตัวของวัสดุซ่อม ไม่ว่าจะเป็นวัสดุในกลุ่มซีเมนต์หรือวัสดุประเภทพอลิเมอร์
     9.3 การระบายอากาศของพื้นที่ทำงาน เนื่องจากวัสดุบางประเภทจะมีสารที่ระเหยเป็นไอได้จึงต้องระวังเรื่องความปลอดภัย ของระบบทางเดินหายใจของผู้ปฏิบัติงาน และการวาบไฟของไอระเหย
     9.4 การซ่อมที่ทำในแนวดิ่งต้องใช้วัสดุที่ไม่เกิดการย้อยตัว (Non Sag)
     9.5 ระยะเวลาที่กลับมาใช้งาน โครงสร้างที่ต้องการนำกลับมาใช้งานใหม่ในระยะเวลาอันรวดเร็ว จำเป็นต้องใช้วัสดุที่สามารถพัฒนากำลังได้อย่างรวดเร็ว
     9.6 การสัมผัสกับสารเคมี กรดและซัลเฟตจะทำอันตรายต่อวัสดุประเภทคอนกรีตส่วนตัวทำลายที่เข้มข้นจะทำให้วัสดุประเภทพอลิเมอร์นิ่มขึ้น
     9.7 ผิวจราจร วัสดุที่ใช้ในการซ่อมผิวจราจรจะต้องเป็นวัสดุที่ต้านทานการขัดสีสูง
     9.8 ความสามารถในการยึดเกาะระหว่างคอนกรีตกับเหล็ก
     9.9 อุณหภูมิใช้งานสูงสุดและต่ำสุด ความเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในช่วงใช้งานจะบอกถึง
การขยาย หรือ การหดตัว เนื่องจากความร้อนและขนาดของหน่วยแรงที่เกิดขึ้น
     9.10 แรงสั่นสะเทือนจะทำให้วัสดุเปราะเกิดความเสียหายได้
     9.11 สภาพภายนอกที่ต้องการให้สีและความเรียบของวัสดุซ่อมดูกลมกลืนกับคอนกรีตเดิม
     9.12 อายุของการซ่อมจะเป็นตัวกำหนดราคาและความซับซ้อนในการทำงานซ่อม