และการทดสอบปูนซีเมนต์

1. เกณฑ์คุณภาพ และการทดสอบปูนซีเมนต์

2. สมาชิกในกลุ่ม • นายประทีป เกิดสมมารถ 5210110331 • นายศิวะ สายนุ้ย 5210110610 • นายอติชาต ดาวกระจาย 5210110708 คณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์

3. ข้อกำหนดเกณฑ์คุณภาพ มาตรฐานที่นิยมใช้กันคือ มาตรฐานของสมาคมทดสอบวัสดุอเมริกา(American Society for Testing and Material, ASTM ) และมาตรฐานอังกฤษ(British Standard , BS ) ประเทศไทย มีมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ หรือ มอก15เป็นต้น

4. มอก. 15 คืออะไร มอก.15คือ มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนต์ ขอบข่าย มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมนี้กำหนดเฉพาะ ข้อกำหนดคุณภาพสำหรับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เท่านั้น

7. คุณสมบัติและการทดสอบ มาตรฐานเกณฑ์คุณภาพของปูนซีเมนต์เป็นการกำหนดคุณภาพของ ตัวปูนซีเมนต์ และคุณสมบัติของของปูนซีเมนต์เมื่อได้นำไปผสม ซึ่งได้แก่ คุณสมบัติบางอย่างของซีเมนต์เพสต์ และ มอร์ตาร์

8. ปูนซีเมนต์ คุณสมบัติที่สำคัญ ได้แก่ องค์ประกอบทางเคมี ความละเอียด ความถ่วงจำเพาะ การสูญเสียน้ำหนักเนื่องจากการเผา(Loss onIgnition) และกากที่ไม่ละลายในกรดด่าง (Insoluble Residue)

9. การทดสอบปูนซีเมนต์ 1. ความละเอียด ปูนซีเมนต์ผงเป็นวัสดุที่มีอนุภาคเล็กมาก ใน 1 กิโลกรัมจะมีอนุภาคมากถึง 1.1 x 1012อนุภาค ดังนั้นอัตราการทำปฏิกิริยาระหว่างปูนซีเมนต์และน้ำจึงขึ้นอยู่กับความละเอียดของปูนซีเมนต์

10. วิธีวัดความละเอียดของปูนซีเมนต์วิธีวัดความละเอียดของปูนซีเมนต์ 1.1.การร่อนผ่านตะแกรงหรือแร่ง การระบุความละเอียดของปูนซีเมนต์จะใช้จำนวนร้อยละของ ปูนซีเมนต์ที่ผ่านแร่ง เช่น ร้อยละ 90 โดยน้ำหนักผ่านแร่งเบอร์ 200 รายละเอียดการทดสอบมีอยู่ในมาตรฐาน มอก.15 เล่ม 3,4

11. 1.2การทดสอบด้วยเทอร์บิดิมิเตอร์1.2การทดสอบด้วยเทอร์บิดิมิเตอร์ การวัดพื้นที่ผิวโดยวิธีนี้ใช้หลักของสารแขวนลอยในของเหลว เครื่องมือที่ใช้คือวากเนอร์เทอร์บิดิมิเตอร์ ( Wagner Terbidimeter ) เมื่อวัดค่าความละเอียดของปูนซีเมนต์ปอร์ต- แลนด์ธรรมดาต้องมีค่าอย่างน้อย 1,600ตร.ซม ต่อกรัมการทดสอบโดยใช้มาตรฐาน มอก.15 เล่ม 5

12. 1.3 การทดสอบโดยวิธีแอเพอร์มีอะบิลิตี (Airpermeability Test) วิธีที่นิยมใช้กันเป็นวิธีของเบลน(Blaine Method) ใช้หลักการคือ อากาศจะผ่านชั้นปูนซีเมนต์ที่ละเอียดได้ยากกว่าและใช้เวลามากกว่า ซึ่ง คำนวณได้จากระยะเวลาที่อากาศผ่านชั้นปูนซีเมนต์ ค่าความละเอียดต่ำสุดของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ธรรมดาไม่ต่ำกว่า 2800 ตร.ซมต่อกรัม

13. 2.ความถ่วงจำเพาะ ใช้ในการออกแบบส่วนผสมของคอนกรีต และเป็นค่าที่ใช้ประกอบการควบคุมคุณภาพของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ด้วย หาได้โดยวิธีแทนที่น้ำมันก๊าดด้วยปูนซีเมนต์จำนวนหนึ่งที่รู้น้ำหนักแน่นอน ความถ่วงจำเพาะของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์มีค่าประมาณ 3.15 ส่วนปูนซีเมนต์ผสมหรือปูนซีเมนต์ปอซโซลานจะมีความถ่วงจำเพาะต่ำกว่า

14. 3.การสูญเสียน้ำหนักเนื่องจากการเผา (Loss on ignition :LOI) เป็นการวัดปริมาณคาร์บอนและความชื้นในปูนซีเมนต์ที่เกิดขึ้นจากการทำปฏิกิริยากับอากาศ ค่าLOI สูงสุดไม่เกินร้อยละ 3 สำหรับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ 1 การทดสอบทำได้โดยการเผาปูนซีเมนต์ที่อุณหภูมิ 950±50 องศาเซลเซียส จนได้น้ำหนักคงที่ 3.การสูญเสียน้ำหนักเนื่องจากการเผา (Loss on ignition :LOI) เป็นการวัดปริมาณคาร์บอนและความชื้นในปูนซีเมนต์ที่เกิดขึ้นจากการทำปฏิกิริยากับอากาศ ค่าLOI สูงสุดไม่เกินร้อยละ 3 สำหรับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ 1 การทดสอบทำได้โดยการเผาปูนซีเมนต์ที่อุณหภูมิ 950±50 องศาเซลเซียส จนได้น้ำหนักคงที่

15. 4.กากที่ไม่ละลายในกรดด่าง4.กากที่ไม่ละลายในกรดด่าง เป็นการวัดสิ่งแปลกปลอมในปูนซีเมนต์ ส่วนมากเป็นสารเจือปนมากับยิปซัม และวัตถุดิบที่เหลือจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ ทำให้กำลังของมอร์ตาร์ หรือ คอนกรีตต่ำลง มาตรฐาน มอก. กำหนดค่าสูงสุดไม่เกินร้อยละ 0.75 แต่ของอังกฤษตาม BS 12 ยอมให้สูงสุดร้อยละ1.5

16. การทดสอบซีเมนต์เพสต์ ซีเมนต์เพสต์เป็นส่วนผสมที่ได้จากการผสมปูนซีเมนต์กับน้ำ คุณสมบัติหลายๆอย่างของปูนซีเมนต์จะสะท้อนถึงคุณสมบัติของปูนซีเมนต์ที่นำไปใช้ทำมอร์ตาร์หรือคอนกรีต ดังนั้น การทดสอบคุณสมบัติของซีเมนต์เพสต์จึงเป็นสิ่งที่จำเป็น โมเลกุลการยึดเกาะของซีเมนต์เพส

17. การทดสอบซีเมนต์เพสต์ที่สำคัญการทดสอบซีเมนต์เพสต์ที่สำคัญ 1.ความข้นเหลวปกติ ในการทดสอบคุณสมบัติของซีเมนต์เพสต์ ใช้มาตรฐาน ที่ความข้นเหลวปกติในมาตรฐาน มอก. โดยใช้เครื่องมือ ไวแคต (Vicat Apparatus) ซึ่งรายละเอียดของการทดสอบ ความข้นเหลวปกติมีอยู่ในมาตรฐาน มอก.15

18. 2. เวลาก่อตัว ภายหลังการผสมปูนซีเมนต์กับน้ำแล้ว หากทิ้งไว้สักพักหนี่งซีเมนต์เพสต์จะเริ่มก่อตัว เรียกว่า เวลาก่อตัวเริ่มต้น (Initial Setting Time)ซีเมนต์เพสต์จะก่อตัวไปเรื่อยจนกลายเป็นก้อนแข็ง เป็นระยะสุดท้ายของการก่อตัว เรียกว่า เวลาก่อตัวสุดท้าย (Final Setting) การทดสอบเวลาก่อตัวสามารถวัดได้โดยการทดสอบแบบ ไวแคตตามมาตรฐาน มอก. หรือการทดสอบแบบกิลโมร์(Gillmore Test)

19. 3 .การก่อตัวรวดเร็วระยะแรก เกิดขึ้นได้สองอย่าง คือ การก่อตัวผิดปกติ(Early Stiffening) และการก่อตัวทันที (Flash Set) การก่อตัวผิดปกติ คือ การที่ซีเมนต์เพสต์แข็งตัวอย่างรวดเร็วผิดปกติ ภายหลัง จากการผสมกับน้ำในเวลา 2 ถึง 3 นาที การก่อตัวผิดปกติมีการคายความร้อน ออกมาน้อยมาก และซีเมนต์เพสต์สามารถคืนตัว เป็นสภาพพลาสติกเหลวปั้นได้อีกเมื่อทำการผสมต่อไป ส่วนมากจะก่อตัวกับยิปซัม เพราะในการผลิตปูนซีเมนต์ จะมีการบดยิปซัมร่วมกับปูนเม็ด

20. สาเหตุอื่นที่อาจก่อให้เกิดการก่อแบบผิดตัวปกติสาเหตุอื่นที่อาจก่อให้เกิดการก่อแบบผิดตัวปกติ การที่อัลคาไลคาร์บอเนต ทำปฏิกิริยากับแคลเซียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งทำให้ ซีเมนต์เพสต์เกิดการแข็งตัวอย่างรวดเร็วได้ทดสอบโดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่า “ไวแคต” ตามมาตรฐาน มอก 15 เล่ม 15

21. การก่อตัวทันที การก่อตัวทันที คือ การที่ซีเมนต์เพสต์แข็งตัวอย่างรวดเร็วหลังการผสมและมี การคายความร้อนออกมามาก ซีเมนต์เพสต์ที่แข็งตัวนี้จะไม่สามารถคืนตัวเป็นสภาพพลาสติกเหลวปั้นได้อีก ถ้าผสมต่อไปโดยไม่เพิ่มน้ำ

22. 4.การไม่คงตัว ซีเมนต์เพสต์ที่ดีเมื่อแข็งตัวแล้วต้องมีการเปลี่ยนแปลงปริมาตรที่น้อยมาก การขยายตัวมากหรือความไม่คงที่(Unsoundness)ทำให้คอนกรีตแตกร้าวได้ ในการทดสอบการไม่คงตัวจึงใช้การเร่งปฏิกิริยาซึ่งมี 2วิธีได้แก่ ก.การทดสอบเลอชาเตอลิเอร์ วิธีนี้สามารถวัดการไม่คงตัวที่เกิดจากปูนขาวอิสระ

23. ข.การทดสอบวิธีออโตเคลฟ (Autoclave Test)วัดการไม่คงตัวที่เกิดจากปูนขาวและแมกนีเซียมอิสระ มาตรฐาน มอก.15 กำหนดไว้ว่าปูนซีเมนต์ที่มีความคงตัว ต้องไม่ขยายตัวเกิน 0.8

24. 5. ความร้อนเนื่องจากปฏิกิริยาไฮเดรชัน (Heat of Hydration) • คือ ปริมาณความร้อนที่ปูนซีเมนต์คายออกมา ในการทำปฏิกิริยากับน้ำ • การทดสอบความร้อนจากปฏิกิริยาไฮเดรชันใช้วิธีวัดความร้อนในการละลาย (Heat of Solution) ตามมาตรฐาน มอก. ใช้เครื่องวัดความร้อน(Calorimeter) วัดความร้อนในการละลายของปูนซีเมนต์แห้ง Calorimeter

25. มาตรฐานกำหนดให้ทดสอบช่วงที่อายุ 7 และ 28 วัน และกำหนดเฉพาะปูนซีเมนต์ปอร์แลนต์ประเภทที่ 2 และ 4 เท่านั้น • ค่าความร้อนจากปฏิกิริยาไฮเดรชันไม่เกิน 70 และ 60 แคลอรีต่อกรัม

26. การทดสอบมอร์ตาร์ • มอร์ตาร์ หมายถึง ส่วนผสมของ ปูนซีเมนต์ ทราย และน้ำเป็นหลักแต่อาจจะมีสารผสมเพิ่มอื่นๆ • ตามมาตรฐาน มอก.15 คำว่า มอร์ตาร์ หมายถึง ส่วนผสมระหว่าง ปูนซีเมนต์ ทราย และน้ำ เท่านั้น

27. การทดสอบมอร์ตาร์ 1. ทรายมาตรฐาน คุณสมบัติของมอร์ตาร์จะขึ้นอยู่กับทรายที่ใช้ผสม ดังนั้นจึงให้ใช้ทราย มาตรฐานคละขนาด (Graded Standard Sand) ตามที่ระบุไว้ในมาตรฐาน มอก. ทรายมาตรฐานเป็นทรายซิลิกาตามธรรมชาติ มาจากออตตาวา(Ottawa) มลรัฐอิลลินอยส์ (Illinois)

28. การทดสอบมอร์ตาร์ 2. การไหลแผ่ ในการทดสอบมอร์ตาร์ระบุที่ความเข้มข้นเหลว หรือที่อัตราส่วนน้ำต่อ ปูนซีเมนต์ ความข้นเหลวของมอร์ตาร์วัดด้วยการไหลแผ่ (Flow) ของมอร์ตาร์ ตามมาตรฐาน มอก. มอร์ตาร์ทำจากปูนซีเมนต์ 1 ส่วน ทราย มาตรฐาน 2.75 ส่วน โดยน้ำหนักใส่มอร์ตาร์ในแบบหล่อสำหรับค่าการไหลที่ตั้งอยู่กลางโต๊ะการไหล (Flow Table) ค่าการไหลคิดเป็นร้อยละ 110 ± 5

29. การทดสอบมอร์ตาร์ • 3.ปริมาณอากาศในมอร์ตาร์ • ปริมาณอากาศมากเกินไปจะทำให้กำลังของมอร์ตาร์ หรือคอนกรีตลดลง รายละเอียดการทดสอบหาปริมาณอากาศในมอร์ตาร์มีอยู่ในมาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 13 • มาตรฐานกำหนดให้ปริมาณอากาศในมอร์ตาร์ไม่เกินร้อยละ 12 โดยปริมาตร

30. การทดสอบกำลังมอร์ตาร์การทดสอบกำลังมอร์ตาร์ 4. การทดสอบกำลังของมอร์ตาร์ การทดสอบกำลังของปูนซีเมนต์ จะใช้การทดสอบกำลังของมอร์ตาร์เป็นหลัก และบางครั้งอาจใช้คอนกรีต การทดสอบอาจทดสอบกำลังอัด กำลังดึง และกำลังดัด ก็ได้ แต่ที่นิยมใช้มากที่สุดคือ กำลังอัด รองลงมาคือ กำลังดัด

31. การทดสอบมอร์ตาร์ 4.1 การทดสอบกำลังอัด การทดสอบกำลังอัดของมอร์ตาจะทำที่อายุมอร์ตาร์ 1 ,3 ,7 หรือ 28 วัน โดยใช้มอร์ตาร์รูปลูกบาศก์ขนาด 50 มม. ซึ่งทำจากปูนซีเมนต์ 1 ส่วน และทรายมาตรฐาน 2.75 ส่วน โดยน้ำหนัก หล่อมอร์ตาร์แล้วทิ้งไว้ใน อากาศชื้น 24 ชม. ทดสอบให้ใช้อัตราที่จะได้แรงกดสูงสุดในเวลา 20 ถึง 80 วินาที

32. การทดสอบกำลังอัดอาจใช้มอร์ตาร์จากชิ้นส่วนที่เหลือจากการทดสอบกำลังดัดที่หักแล้วการทดสอบกำลังอัดอาจใช้มอร์ตาร์จากชิ้นส่วนที่เหลือจากการทดสอบกำลังดัดที่หักแล้ว

33. 4.2 การทดสอบกำลังดัด ปัจจุบันการทดสอบกำลังดัดเป็นที่นิยมกันมากขึ้นโดยเฉพาะในประเทศแถบยุโรป เพราะนอกจากทดสอบกำลังดัดแล้วยังสามารถใช้ชิ้นส่วนที่ที่หักแล้วนำมาทดสอบหากำลังอัดได้อีก

34. 5.การขยายตัวของมอร์ตาเนื่องจากซัลเฟต5.การขยายตัวของมอร์ตาเนื่องจากซัลเฟต • เป็นการทดสอบหาความต้านทานต่อสารซัลเฟตของปูนซีเมนต์ ซึ่งการทดสอบจะเพิ่มยิปซั่มจนปูนซีเมนต์ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ร้อยละ 7 ของน้ำหนัก โดยใช้แท่งมอร์ตาร์ขนาด 25x25x285 มม. ซึ่งหลังจากถอดแบบ เมื่ออายุได้23 ชม. • ทำการวัดความยาวครั้งแรก หลังจากถอดแบบ • ทำการวัดความยาวครั้งที่สอง เมื่อนำแท่งมอร์ตาร์ไปแช่น้ำเป็นเวลา 30 นาที • ทำการวัดความยาวครั้งที่สาม เมื่อแช่ในน้ำครบอายุ 14 วัน • มาตรฐานกำหนดการขยายตัวของแท่งมอร์ตาร์ไม่เกินร้อยละ 0.04

35. เครื่องทดสอบกำลังอัดคอนกรีตเครื่องทดสอบกำลังอัดคอนกรีต

36. จบการนำเสนอแล้วคับ