วัสดุที่ใช้ในการซ่อมแซมโครงสร้างคอนกรีต : ประเภทสารเชื่อมประสาน

สารเชื่อมประสาน (Bonding Agent)
    สารเชื่อมประสานใช้เพื่อยึดวัสดุซ่อมแซมเข้ากับพื้นผิวของคอนกรีตเดิม แบ่งออกเป็น 3 ประเภท
ได้แก่ (1) อีพอกซี (2) ลาเทกซ์ และ (3) ซีเมนต์ โดยมีรายละเอียดดังนี้

  1.อีพอกซี เป็นสารเชื่อมประสานที่มีวัสดุประเภทอีพอกซีเป็นส่วนประกอบหลัก
     มาตรฐาน ASTM C881 กล่าวถึงระบบอีพอกซี ในขณะที่อากาศร้อนควรใช้สารเหล่านี้ด้วยความระมัดระวัง อุณหภูมิสูงอาจทำให้เกิดการบ่มตัวก่อนเวลา และทำให้เสียแรงยึดเกาะได้
     วัสดุยึดเกาะพวกอีพอกซีเรซิน ส่วนใหญ่จะก่อให้เกิดชั้นกั้นความชื้นขึ้นระหว่างผิวของโครงสร้างเดิมกับวัสดุซ่อมแซม บางครั้งชั้นกั้นความชื้น อาจทำให้เกิดความเสียหายของส่วนที่ซ่อมแซมได้ ถ้าความชื้นถูกกักไว้ในคอนกรีตหลังชั้นกั้นความชื้นพอดีและเกิดการแข็งตัว ณ บริเวณนั้น

 2.ลาเทกซ์ เป็นสารเชื่อมประสานที่มีวัสดุประเภทลาเทกซ์เป็นส่วนประกอบหลัก
     มาตรฐาน ASTM C1059 กล่าวถึงระบบลาเทกซ์ สารยึดเกาะชนิดนี้ แบ่งได้เป็น 2ประเภท คือ (1) แบบกระจายตัวใหม่ได้ (Redispersible) และ (2) แบบกระจายตัวใหม่ไม่ได้ (Nonredispersible)
     สารยึดเกาะประเภทที่ 1 สามารถทาบนพื้นผิวที่จะซ่อมแซมได้หลายวันก่อนจะลงวัสดุซ่อม แต่จะมีกำลังยึดเกาะน้อยกว่าประเภทที่ 2 นอกจากนี้ลาเทกซ์ประเภทที่ 1 ไม่ควรใช้กับบริเวณที่เปียกน้ำ ความชื้นสูง หรือกำลังใช้งาน ลาเทกซ์ประเภทที่ 2 เหมาะกับการยึดเกาะเมื่อใช้ผสมกับปูนซีเมนต์และน้ำ
     ลาเทกซ์ประเภทที่ 1 มีหน่วยแรงยึดเกาะไม่น้อยกว่า 2.8 เมกาปาสกาลเมื่อแห้ง ส่วน
     ลาเทกซ์ประเภทที่ 2 มีหน่วยแรงยึดเกาะไม่น้อยกว่า 8.6 เมกาปาสกาลเมื่อพื้นผิวชุ่มน้ำ

  3.ซีเมนต์ เป็นสารเชื่อมประสานที่มีวัสดุประเภทซีเมนต์เป็นส่วนประกอบหลักระบบยึดเกาะโดยซีเมนต์ ใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ หรือส่วนผสมของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์กับมวลรวมละเอียดบดในอัตราส่วน 1:1 โดยน้ำหนัก และจะผสมน้ำเพื่อให้ได้ความข้นเหลวที่สม่ำเสมอและพอเหมาะ

วัสดุที่ใช้ในการซ่อมแซมโครงสร้างคอนกรีต ผิวซีเมนต์ คอนกรีตผสมเสร็จ : ประเภทวัสดุพอลิเมอร์ (Polymer)

วัสดุที่ใช้ในการซ่อมแซมโครงสร้างคอนกรีต ผิวซีเมนต์ คอนกรีตผสมเสร็จ : ประเภทวัสดุพอลิเมอร์ (Polymer)
     การเติมสารพอลิเมอร์ สามารถช่วยพัฒนาคุณสมบัติของคอนกรีตแข็งตัวแล้วได้ เอกสาร ACI 548.1R
กล่าวถึงข้อมูลของวัสดุพอลิเมอร์ต่างๆ การจัดเก็บ การจัดการ และการใช้ รวมถึงสูตรผสมคอนกรีตวัสดุอุปกรณ์ที่ใช้ ขั้นตอนการทำงาน และการใช้งาน วัสดุคอนกรีตที่ใช้พอลิเมอร์เป็นส่วนประกอบแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่

1.พอลิเมอร์ซีเมนต์คอนกรีตและมอร์ต้าร์ (Polymer Cement Concrete and Mortar) เป็นคอนกรีตที่ได้รับการพัฒนาคุณภาพโดยการเติมสารพอลิเมอร์เหลวร่วมกับปูนซีเมนต์และมวลรวมในขณะที่ทำการผสม โดยสารพอลิเมอร์ส่วนใหญ่เป็นของเหลวชนิดสไตลีนบิวทะไดอีน (Styrene Butadiene) หรือ อะคริลิกลาเทกซ์ (Acrylic Latex)

   ประโยชน์
(1) เพิ่มกำลังรับแรงดัดและกำลังแรงดึง จากการทดลองพบว่าการใช้อะคริลิกลาเทกซ์ และสไตลีนบิวทะไดอีน ช่วยเพิ่มกำลังรับแรงดัดของคอนกรีตโดยเฉพาะกรณีใช้อะคริลิกลาเทกซ์จะช่วยเพิ่มกำลังรับแรงดัดขึ้นถึงร้อยละ 100
(2) เพิ่มความทึบน้ำของคอนกรีต ลดการซึมผ่านของน้ำและสารต่างๆ ที่มากับน้ำเหมาะกับการซ่อมโครงสร้างเกิดสนิมในเหล็กเสริมเนื่องจากช่วยลดการซึมผ่านของคลอไรด์และลดอัตราการเกิดปฏิกิริยาคาร์บอเนชั่น

วัสดุที่ใช้ในการซ่อมแซมโครงสร้างคอนกรีต : ประเภทสารเคมีที่ใช้ในการอัดฉีด

วัสดุที่ใช้ในการซ่อมแซมโครงสร้างคอนกรีต : สารเคมีที่ใช้ในการอัดฉีด
     สารเคมีที่ใช้ในการอัดฉีดเป็นส่วนผสมทางเคมีที่อยู่ในรูปของเจลโฟม หรือสารตกตะกอน ซึ่งจะตรงกันข้ามกับซีเมนต์เกร้าท์ชนิดไม่หดตัวซึ่งมีการแขวนลอยของอนุภาคในสารอัดฉีด ปฏิกิริยาในสารอัดฉีดอาจจะเกิดขึ้นระหว่างส่วนผสมด้วยกันหรือกับสารอื่น เช่น น้ำที่ใช้ในกระบวนการอัดฉีดปฏิกิริยาที่เกิดจะทำให้การไหลตัวลดลง และก่อตัวเติมเต็มช่องว่างในคอนกรีตที่ต้องการซ่อม

  ประโยชน์
     ประโยชน์ของการอัดฉีดด้วยสารเคมี คือสามารถใช้ได้ในสภาวะแวดล้อมที่มีความชื้นสูงและมีความหลากหลายของเจล ความหนืด และระยะเวลาการก่อตัว นอกจากนี้ยังสามารถใช้ซ่อมรอยร้าวในคอนกรีต

วัสดุที่ใช้ในการซ่อมแซมโครงสร้างคอนกรีต ผิวซีเมนต์ คอนกรีตผสมเสร็จ : วัสดุประเภทที่มีส่วนประกอบของซีเมนต์

วัสดุซ่อมแซมประเภทต่างๆที่ใช้ในการซ่อมแซมหรือเสริมกำลังโครงสร้างคอนกรีตคุณสมบัติทั่วไป ประโยชน์ ข้อจำกัด การใช้งาน และมาตรฐานที่เกี่ยวข้องในวัสดุซ่อมแซมแต่ละประเภทรวมทั้งข้อเสนอแนะในการเลือกใช้วัสดุซ่อมแซมแต่ละประเภทด้วย 

วัสดุประเภทที่มีส่วนประกอบของซีเมนต์ (Cementitious)

     คอนกรีต ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ปูนทราย หรือวัสดุซีเมนต์ประสานอื่นๆที่มีส่วนประกอบคล้ายกับคอนกรีตดั้งเดิมที่จะซ่อมแซม เป็นทางเลือกของวัสดุซ่อมแซมที่ดีที่สุด เพราะมีคุณสมบัติเหมือนกับคอนกรีตดั้งเดิม วัสดุซ่อมใหม่อื่นๆ ที่เลือกใช้ต้องเข้ากันได้กับคอนกรีตเดิมด้วย

     
1. คอนกรีตธรรมดา (Conventional Concrete)

     คอนกรีตธรรมดาทั่วไปที่ประกอบด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ มวลรวมและน้ำ และสารผสมเพิ่ม

การสกัดคอนกรีตที่เสียหาย : วิธีการยึดฝัง และวัสดุที่ใช้ และ เทคนิคการติดตั้งวัสดุซ่อมแซมประเภทต่างๆ หลังการสกัด

วิธีการยึดฝัง และวัสดุที่ใช้ (Anchorage Methods and Materials)

การยึดฝังจะใช้เพื่อยึดเหล็กเสริมคอนกรีตใหม่ให้สามารถอยู่ในตำแหน่งที่กำหนด และทำให้สามารถ

ถ่ายแรงการยึดเกาะได้ดีขึ้น วิธีการยึดฝังมี 2 วิธีคือ

1.วิธีเจาะติดตั้งภายหลัง (Post-Installed) เป็นระบบในการติดตั้งเหล็กเสริมคอนกรีตโดยวิธีการเจาะรูในคอนกรีตแล้วติดตั้งสลักเกลียว (Bolt) ในรูที่เจาะไว้แล้วด้วยน้ำยาประสานคอนกรีตหรือระบบเบ่งตัวของสลักเกลียว (Expansion Bolt) การเลือกระบบการติดตั้งควรให้วิศวกรเป็นผู้เลือกให้เหมาะสมกับระดับการใช้งาน ได้แก่ การใช้งานหนัก การใช้งานปานกลาง การใช้งานที่ไม่รับน้ำหนัก เป็นต้น(อาจพิจารณาใช้ตะปูเพื่อยึดฝังคอนกรีต เป็นระยะกริดทุกๆ 500 มิลลิเมตร และใช้ลวดกรงไก่เพื่อเสถียรภาพของคอนกรีตที่ซ่อมได้ ในกรณีความหนาของคอนกรีตที่จะทำการซ่อมแซมน้อยกว่า 50 มิลลิเมตร)

2.วิธีการหล่อในที่ (Cast-in-Place) เป็นระบบในการติดตั้งสลักเกลียวหรือเหล็กเสริมในเนื้อคอนกรีตโดยการสกัดคอนกรีต และเทคอนกรีตฝังสลักเกลียวหรือเหล็กเสริมดังกล่าวไว้

เทคนิคการติดตั้งวัสดุซ่อมแซมประเภทต่างๆ (Material Placement for Various Repair Techniques)

การซ่อมแซมเหล็กเสริมในคอนกรีต สำหรับงานคอนกรีตทั่วไป ตามมาตรฐาน

การซ่อมแซมเหล็กเสริม

1. การสกัดคอนกรีตรอบเหล็กเสริม

การสกัดคอนกรีตรอบเหล็กเสริมคอนกรีตเป็นขั้นตอนแรกในการซ่อมแซมเหล็กเสริม การสกัดคอนกรีตต้องระมัดระวังไม่ให้เหล็กเสริมเสียหายโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหล็กเสริมในโครงสร้างคอนกรีตอัดแรง ก่อนสกัดควรตรวจสอบขนาดและตำแหน่งของเหล็กเสริมเทียบกับแบบก่อสร้างจริง หรือ จากการทดสอบโดยวิธีไม่ทำลาย เครื่องมือที่ใช้ในการสกัดได้แก่ สว่านหัวกระแทก การสกัดด้วยมือ เป็นต้น รูปร่างของคอนกรีตที่เหมาะสมภายหลังเมื่อเสร็จสิ้นขั้นตอนการสกัดออกในกรณีที่ต้องการซ่อมแซมเหล็กเสริมแสดงไว้ในรูปที่ 1

รูปที่ 1 รูปร่างของคอนกรีตที่ถูกสกัดออกเมื่อต้องการซ่อมแซมเหล็กเสริม

มาตรฐานการซ่อมแซมคอนกรีต : การเตรียมผิว หลังการสกัด

การเตรียมผิว

           การเตรียมผิวเป็นขั้นตอนหนึ่งที่สำคัญในกระบวนการซ่อมแซมคอนกรีตเพื่อให้พื้นผิวคอนกรีตเดิมมีความหยาบพอเหมาะและมีความสะอาดเพียงพอต่อการซ่อมแซมในขั้นตอนต่อไป โดยทั่วไปสามารถ

ทำได้โดยการใช้เครื่องมือสกัด หรือ การใช้เครื่องมือขัด ซึ่งเป็นวิธีที่นิยมใช้กันเนื่องจากมีความสะดวก

และรวดเร็ว ตัวอย่างเครื่องมือที่ใช้ในการเตรียมผิว เช่น เครื่องมือขัด (Grinding) ดังรูปที่ 1 หรือ

Scrifyer ดังรูปที่ 2 หรือ Scabbler ดังรูปที่ 3 เป็นต้น

รูปที่ 1 เครื่องมือขัด (Grinding)

มาตรฐานการซ่อมแซมคอนกรีต : วิธีการสกัดคอนกรีต

วิธีการสกัดคอนกรีต (Concrete Removal)

1 การตัดคอนกรีต (Cutting Method)

การตัดคอนกรีตมีหลายวิธี ได้แก่ การใช้น้ำที่มีความดันสูง การใช้สายตัดเพชร เครื่องเฉือนเป็นต้น การตัดคอนกรีตต้องคำนึงถึงขอบเขตที่จะต้องตัดคอนกรีต วิธีการยกหรือขนเศษวัสดุออกจากบริเวณที่ตัดคอนกรีต และการตรวจสอบคอนกรีตที่ตัดแล้วว่าถึงคอนกรีตเนื้อเดิมที่แกร่งแข็งแรงตามที่วิศวกรกำหนดในแบบหรือไม่ เครื่องมือที่ใช้ในการตัดคอนกรีตมี ดังนี้

          1.1 เครื่องตัดด้วยน้ำแรงดันสูง ( High-Pressure Water Jet ) เป็นเครื่องมือที่ฉีดน้ำให้เป็นลำเล็กๆ ด้วยแรงดันประมาณ 69 ถึง 310 เมกาปาสกาล เหมาะสำหรับใช้ตัดแผ่นพื้นหรือโครงสร้างอาคาร มีข้อดี คือ สามารถตัดคอนกรีตได้แม่นยำ ไม่ก่อให้เกิดฝุ่นไม่ก่อให้เกิดแรงสั่นสะเทือนที่จะทำโครงสร้างอาคารเสียหาย คอนกรีตที่ตัดออกจะเป็นชิ้นใหญ่ ข้อเสีย คือ ต้องเก็บกวาดตะกอนฝุ่นที่เกิดจากการตัด และตัดได้เฉพาะส่วนโครงสร้างที่บาง การตัดทำได้ช้า ค่าใช้จ่ายสูง และมีเสียงดัง ต้องมีการควบคุมความปลอดภัยในการใช้งานน้ำที่มีแรงดันสูง

การซ่อมแซมคอนกรีต : การสกัดคอนกรีตที่แตกร้าว ชำรุดเสียหาย

การสกัดคอนกรีต (Concrete Removal)

1 การซ่อมแซมคอนกรีตจำเป็นต้องสกัดคอนกรีตเดิมที่เสียหายออก เพื่อให้การซ่อมแซมเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ โดยปกติแล้วจะต้องกำจัดคอนกรีตที่ไม่ดีออกให้หมดจนถึงเนื้อคอนกรีตที่แกร่ง ซึ่งบางครั้งอาจต้องสกัดคอนกรีตจนถึงแนวเหล็กเสริมคอนกรีตหรือเลยแนวเหล็กเสริมคอนกรีตก็ได้

2 การสกัดคอนกรีตที่ใช้วัตถุระเบิดหรือวิธีการทำลายที่รุนแรง (การสกัดโดยใช้เครื่องมือสกัดที่มีน้ำหนัก

การออกแบบส่วนผสมคอนกรีต(ตามมาตรฐานอเมริกา)

การออกแบบตามมาตรฐานอเมริกา
           ในการหาสัดส่วนผสมของคอนกรีตธรรมดา (Normal Weight Concrete) ตามมาตรฐานของอเมริกานี้ จำเป็นอย่างยิ่งที่ผู้ออกแบบต้องทราบคุณสมบัติ ต่างๆ กล่าวคือ

ปูนซีเมนต์
 - ความถ่วงจำเพาะ ทดสอบตามมาตรฐาน ASTM C188 แต่สามารถใช้ค่า 3.15 สำหรับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ทั่วไป

มวลรวม
 - ขนาดคละ ควรมีส่วนคละตามมาตรฐาน ASTM C33
 - ความถ่วงจำเพาะ
    ทราย ทดสอบมาตรฐาน ASTM C 128
    หิน     ทดสอบมาตรฐาน ASTM C 127
 - ความชื้น ทดสอบตามมาตรฐาน ASTM C 70 และ ASTM C 566
 - ความละเอียดของทราย ทดสอบตามมาตรฐาน ASTM C 125
 - หน่วยน้ำหนักของมวลรวม ทดสอบตามาตรฐาน ASTM C 29