สาเหตุของการแตกร้าว ของคอนกรีต(คอนกรีตผสมเสร็จ)

สาเหตุของการแตกร้าว ของคอนกรีต(คอนกรีตผสมเสร็จ)

สาเหตุของการแตกร้าว
Structural Crack   อาจมาจากสาเหตุหลัก 3 ประการ คือ
1.การแตกร้าวเนื่องจากการออกแบบไม่ถูกต้อง เช่น การคำนวณออกแบบ หรือการให้รายละเอียดการเสริมเหล็กไม่ถูกต้อง
2.การแตกร้าว ของคอนกรีตเนื่องจากการใช้วัสดุก่อสร้างไม่มีคุณภาพ เช่น ใช้หินผุ หินมีดินปน ทรายสกปรก น้ำสกปรก หรือ ทำการผสมคอนกรีตไม่ได้สัดส่วนที่ถูกต้อง รวมทั้งการใช้เหล็กเสริมที่เป็นสนิมมาก
3.การแตกร้าว ของคอนกรีตผสมเสร็จ เนื่องจากการก่อสร้างไม่ได้มาตรฐาน เช่น การผสม การขนส่ง การเทลงแบบ การหล่อคอนกรีตไม่ดีพอ การถอดค้ำยันก่อนกำหนอ ขาดการบ่มที่ดีพอ หรือ แบบหล่อ คอนกรีตโก่งงอ

Non Stuctural Crack  อาจมาจากสาเหตุต่างๆ ดังนี้
1.การหดตัวของคอนกรีต
2.การทรุดตัวของคอนกรีต
3.ความร้อน

ซึ่งการแตกร้าวพวกนี้สามารถจำแนกตามเวลาที่เกิดได้ เป็นการแตกร้าวก่อนคอนกรีตแข็งตัว และการแตกร้าวหลักจากคอนกรีตแข็งตัวแล้ว



ตัวอย่างการแตกร้าวทั้ง Structural และ Non Structural Crack

คลิกที่ภาพเพื่อขยาย

ชนิดของการแตกร้าว คอนกรีต

รอยแตกร้าว ทีเกิดจากแบบโป่ง งอ หรือ เคลื่อนที่เนื่องจากไม้ขยายตัว ตะปูหรือเครื่องยึดเหนี่ยวหลุด แบบไม่แข็งแรงพอ ฯลฯ รอยร้าว เหล่านี้ไม่แสดงแบบที่ชี้บอกลักษณะที่แน่นอน

รอยแตกร้าวที่เกิดจากพื้นดินข้างล่างไม่แข็งแรงพอ ยุบตัวลงทำให้คอนกรีตเคลื่อนทรุนลงขณะที่กำลังจะแข็งตัว นี้็ก็เป็นอีกแบบหนึ่งที่ไม่แสดงแบบที่ชี้ลักษณะของรอยแตกร้าวที่แน่นอน

รอยแตกร้าวที่อาจเกิดขึ้นเหนือเหล็กเสริมคอนกรีต เมื่อคอนกรีตทรุดตัวลงบนเหล็ก จะป้องกันได้โดยใช้คอนกรีตที่มีการยุบตัวน้อย และทำให้พื้นข้างล่างแข็งแรงพอ

รอยแตกร้าวลายงาเกิดได้เนื่องจากการบ่นที่ไม่เพียงพอ หรือเกิดจากการใส่ซีเมนต์มากเกินไป หรือเกิดจากการพองตัวของทรายหรือซีเมนต์ที่เผาไม่สุก

รอยแตกร้าวจากการหดตัวที่เกิดในขณะที่คอนกรีตยังไม่แข็งตัว เนื่องจากคอนกรีตเสียน้ำไปอย่างรวดเร็ว จากการระเหยไปในอากาศหรือถูกพื้นดินแห้งข้างล่างดูดน้ำไป

รอยแตกร้าวที่เกิดจากสนิมของ เหล็กเสริมคอนกรีตขยายตัว จะป้องกันได้โดยใช้คอนกรีตที่มีส่วนผสมแน่นดี และมีคอนกรีตหุ้มเหล็กอย่างพอเพียง เพื่อป้องกันความชื้นเข้าไปทำให้เหล็กเป็นสนิท

ปัจจัยที่ทำให้เกิดการแตกร้าว

ปัจจัยต่างๆ ที่ทำให้เกิดการแตกร้าวในคอนกรีตสามารถ สรุปได้ดังนี้

1).วัตถุดิบและสัดส่วนการผสมคอนกรีต อัน ได้แก่ วัสดุมวลรวม ปูนซีเมนต์ น้ำ น้ำยาผสมคอนกรีต

-วัสดุมวลรวม ได้แก่ หิน ทราย แร่ธาตุที่เป็นองค์ประกอบ , รูปร่างลักษณะของผิวและส่วนคละของวัสดุมวลรวม มีผลต่อการออกแบบส่วนผสม , สัมประสิทธิ์การนำความร้อน,Drying Shrinkage Stiffness,Creep และความแข็งแรงของคอนกรีต เช่น หินและทรายที่มีดินเหนียวปนอยู่ด้วย ดินเหนียว จะหดตัวมากกว่าปูนซีเมนต์จึงเป็นสาเหตุที่ทำให้คอนกรีตเกิดการแตกร้าว

-ปูนซีเมนต์ โดยทั่วไปคอนกรีตที่ใช้ปูนซีเมนต์มากหรือเป็นปูนซีเมนต์ที่มีปริมาณซิลิก้าสูงหรือมีความละเอียดสูง เช่น ปอร์ตแลนด์ ประเภท 3 มีโอกาส ที่จะเกิดการแตกร้าวได้มาก

-น้ำ เป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการผสมคอนกรีตเพราะถ้าใช้ปริมาณน้ำมากเกินความจำเป็น ก็มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวได้มาก และยังทำให้กำลังอัดของคอนกรีตต่ำลงด้วย

-น้ำยาผสมคอนกรีต น้ำยาบางชนิดอาจมีผลทำให้เกิดการแตกร้าวได้ เช่น น้ำยาเร่งการแข็งตัว แต่น้ำยาบางชนิด ก็ช่วยลดการแตกร้าวได้ เช่น น้ำยาหน่วงการก่อตัว

2).การเทคอนกรีต (Placing) อัตราการเทและสภาพการทำงานมีผลต่อการแตกร้าวอย่างแน่นอน ซึ่งมักเป็นผลมาจากการเยิ้มของคอนกรีต (Bleeding) น้ำที่ไหลเยิ้มขึ้นมาที่ส่วนบนของคอนกรีต จะทำให้เกิดช่องว่างใต้หิน โดยเฉพาะ ส่วนที่อยู่ลึกๆ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดการแตกร้าวภายในได้รวมทั้งการแยกตัวของคอนกรีต อุณหภูมิภายนอก การทรุดตัวไม่เท่ากันของพื้นล่างหรือส่วนที่เป็นแบบรองรับคอนกรีต ก็สามารถทำให้เกิดการแตกร้าวได้เช่นกัน

3).สภาพการทำงาน นับเป็นปัจจัยภายนอกที่เข้ามาเกี่ยวข้องในขณะทำงาน

-อุณหภูมิ (Temperature) ปกติอัตราการรับกำลังได้ของคอนกรีตจะแปรตามอุณหภูมิ อย่างไรก็ตามอิทธิพลที่สำคัญของอุณหภูมิที่มีต่อคอนกรีต คือ เมื่อคอนกรีตเย็นตัวลง จะหดตัว โดยเฉพาะงานคอนกรีตในอากาศร้อน และงานคอนกรีตปริมาณากๆ (Mass Concrete) พื้นคอนกรีตที่หล่อขณะอากาศเย็นจะเกิดการแตกร้าวน้อยกว่าหล่อขณะอากาศร้อน ลักษณะเช่นนี้จะเกิดกับงานคอนกรีตสำหรับโครงสร้างอื่นๆ ด้วยเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ การเทคอนกรีตปริมาณมากๆ จึงมักเทในเวลากลางคืน

-การสัมผัสกับสภาพรอบข้าง (Exposure) ลักษณะอากาศที่คอนกรีตสัมผัสมีอิทธิพลอย่างมากต่อการแตกร้าวของคอนกรีต อุณภูมิและความชืื้นที่แตกต่างกันมากในช่วงวัน เป็นผลทำให้เกิดการรั้งภายในของคอนกรีตอย่างมาก (internal Restraint) เพราะการยืดหดตัวของผิว และส่วนที่อยุ่ภายในจะไม่เท่ากันทำให้คอนกรีตเกิดการแตกร้าวได้

4).การบ่มคอนกรีต (Curing) ความชื้นในคอนกรีต เป็นสิ่งสำคัญมาก ไม่ว่าก่อนหรือหลังการบ่ม สำหรับงานพื้น ถ้าคอนกรีตแห้งเร็วเกินไป อัตราการระเหยของน้ำที่ผิวหน้าคอนกรีต อาจจะเร็วกว่าอัตราการเยิ้ม (Bleeding) เมื่อเหตุการณ์เช่นนี้เกิดขึ้น ผิวหน้าของคอนกรีตจะเกิดการหดตัว ทำให้เกิดการแตกร้าวขึ้น การป้องกันสามารถทำได้โดยทำให้แบบหล่อซุ่มน้ำหลกเลี่ยงการเทคอนกรีตในข่วงทีทมีอุณภูมิสูง บ่มคอนกรีตในทันทีที่ทำได้ พยายามป้องกันลมและแสงแดดขณะเทคอนกรีตเพื่อไม่ให้น้ำในคอนกีตระเหยเร็วเกินไป

5).การยึดรั้งตัว (Restraint) คอนกรีตที่ถูกยึดรั้งไว้ ไม่สามารถเคลื่อนตัวได้ไม่ว่าจะเป็นการยึดรั้งจากฐานรากหรือโดครงสร้างใกล้เคียงก็จะทำให้เกิดการแตกร้าวขึ้นได้ การเกิดรอยแตกในแนวดิ่งที่ฐานกำแพงของอาคารถือเป็นเรื่องปกติ ถ้ารอยแตกนั้นไม่ขยายต่อถึงด้านบน ดังนั้นจึงมักพบว่า กำแพงหรือพื้นยาว ที่ไม่มีการตัด Joint มักจะเกิดรอยแตกขึ้นเป็นช่วงๆ ได้ส่วนกำแพงที่หล่อติดเป็นชิ้นเดียวกันกับโครงสร้าง มีโอกาสที่จะแตกร้าวทั้งในแนวดิ่งและแนวราบ การยืดรั้งก็มักจะเกิดขึ้นเมื่อมีการทรุดไม่เท่ากันของโครงสร้าง

โดยทั้วไป คอนกรีตที่ถูกยึดรั้งไม่ให้หดตัวสูงจะเกิดรอยแตกขึ้นมา แต่รอยแตกเหล่านี้จะมีลักษณะ เป็นรอยแคบๆการเสริมกำแพงหรือพื้นด้วยเหล็กปริมาณมาๆ ทำให้เกิดรอยแตกราวลักษณะนี้มากกว่าการเสริมเหล็กปริมาณน้อย หรือที่มักเรียกว่า เหล็กเสริมอุณหภูมิ (Temperature Reinforcement) แต่เมื่อรวมความกว้างของรอยแตกแล้วทั้ง 2 กรณี จะมีความกว้างเท่าๆกัน ทำนองเดียวกัน เหล็กที่รับแรงดึงสูง (High-Yield-point) ทำให้เกิดรอยแตกกระจายอยู่ทั่วไปมากกว่าเหล็กก่อสร้างทั่วไป (Structural-Grade-Steel) รอยแตกแคบๆมักไม่ก่อให้เกิด ปัญหาเพราะสังเกตได้ยากและฝนมีโอกาศซึมผ่านค่อนข้างน้อย

คอนกรีตที่เกิดการยึดรั้งภายในอาจเกิดขึ้นได้ถ้าเป็นโครงสร้างเดียวกัน แต่ใช้คอนกรีตที่มีส่วนผสมต่างกันเช่นใช้ปูนซีเมนต์ไม่เท่ากัน หรือ มีสัดส่วนของหิน-ทราย ที่ต่างกัน

จากที่กล่าวมาแล้วทั้งหมด เห็นได้ว่าสาเหตุการแตกร้าวของคอนกรีตนั้นมีมากมายซึ่งมักจะไม่ได้เกิดจากสาเหตุใดสาเหตุหนึ่งเพียงอย่างเดียว แต่มักจะเกิดจากหลายๆ สาเหตุพร้อมกัน

Cr.concrete technology C-PAC