โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก

โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก

 

โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก หรือ ชื่อย่อ ค.ส.ล. เป็นโครงสร้างที่ได้รับความนิยมอย่างมากในการก่อสร้างในประเทศไทย เนื่องจากเป็นโครงสร้างที่มีความแข็งแรง ความยืดหยุ่น และมีราคาที่ถูกกว่างานโครงสร้างเหล็ก รวมไปถึงความเชี่ยวชาญของช่างในโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กก็ยังมีมากกว่างานโครงสร้างเหล็กด้วย 

 

โดยลักษณะเด่นของงาน โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก หรือ ค.ส.ล. คือ มีความแข็งแรง รับแรงอัดได้สูง และยังได้ความยืดหยุ่น และความสามารถในการรับแรงดึงของเหล็กเข้ามาช่วยเพิ่มคุณสมบัติที่ขาดไปของคอนกรีตอีกด้วย 

โดยวัสดุเด่นในงานโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กคงจะหนีไม่พ้น คอนกรีตอย่างแน่นอน ซึ่งส่วนประกอบของคอนกรีตประกอบไปด้วย ปูนซีเมนต์ หิน ทราย น้ำ และน้ำยาผสมคอนกรีต โดยอัตราส่วนจะแตกต่างกันไปตามการใช้งานในแต่ละพื้นที่ โดยสำหรับท่านที่ต้องกรผสมคอนกรีตเอง จะมีสูตรสำหรับการผสมคอนกรีตเพื่อนำไปใช้งานในพื้นที่ต่างๆได้แก่ 

สูตร 1 : 2 : 4 คือ ปูนซีเมนต์ 1 ส่วน ทราย 2 ส่วน และ หิน 4 ส่วน โดยปริมาณในการผสมปูน 1 คิว มีดังนี้

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ 322 กก

ทรายหยาบ 0.57 ลบ ม 

หิน เบอร์ 1 - 2  1.03 ลบ.ม.

น้ำ 180  ลิตร 

แต่ทั้งนี้การผสมคอนกรีตเองจะทำให้ได้คอนกรีตในปริมาณที่น้อย ไม่เหมาะกับหน้างานขนาดใหญ่ โดยในกรณีหน้างานขนาดใหญ่สามารถสั่งคอนกรีตแบบผสมสำเร็จมาใช้งานจะสะดวกและได้มาตรฐานมากกว่า

ซึ่งในส่วนของการสั่งคอนกรีตผสมเสร็จเองก็ต้องมีการวางแผนการใช้งานอย่างดี เช่น รถโม่สามารถเข้าหน้างานได้หรือไม่ ใช้คอนกรีตปริมาณเท่าไหร่ กี่คิว 

โดยปริมาณ คิว นั้นย่อมาจาก คิวบิกเมตร ฉะนั้นคอนกรีต 1 คิว จะมีปริมาตรคอนกรีต กว้าง ยาว สูง 1 เมตร 

โดยเมื่อเราลองนำคอนกรีต 1 คิว มาตัดแบ่งเป็นพื้นหนา 10 ซม จะตัดได้คอนกรีตจำนวน 10 แผ่น หรือ 10 ตร ม 

สูตร : กว้าง x ยาว x สูง = คิว หน่วยเป็นเมตร 

 

นอกจากพระเอกอย่างคอนกรีตแล้ว ส่วนที่เข้ามาเป็นตัวช่วยคอนกรีตในการเพิ่มแรงดึงคือส่วนของเหล็กเส้น โดยจะใช้เหล็กเส้นกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 -15 มิลลิเมตร หรือ ใช้เหล็กข้ออ้อยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 - 40 มิลลิเมตร 

โดยเหล็กเสริมในโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก ขนาดของเหล็กและวิธีการผูกเหล็กนั้นก็จะขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการใช้งานของ โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก นั้นๆ

 

นอกจากวิธีการผูกเหล็กแล้วนั้นยังมีข้อสงสัยว่าในการผูกเหล็กเราสามารถเชื่อมเหล็กเข้าหากันด้วยวิธีการเชื่อมไฟฟ้าได้หรือไม่ ซึ่งจริงๆแล้ววิธีการเชื่อมไฟฟ้านั้นไม่ได้อยู่ในมาตรฐานการก่อสร้างเนื่องจากหลายๆสาเหตุได้แก่ 

การควบคุมมาตรฐานการเชื่อมยาก เพราะช่างแต่ละคนก็จะเชื่อมได้ไม่เหมือนกัน

ความร้อนจากการเชื่อมอาจจะทำให้เหล็กเส้น หรือเหล็กข้ออ้อยนั้นศูนย์เสียเนื้อเหล็กบางส่วนไป ซึ่งอาจจะทำให้ส่งผลต่อความแข็งแรงของเหล็กเส้น และ เหล็กข้ออ้อย 

อัตราการยืดหดของเหล็กและคอนกรีตที่ต่างกัน อาจจะทำให้เกิดการแตกร้าวของคอนกรีตได้ในจุดที่เหล็กเชื่อมติดกันได้

ในความเป็นจริงแล้วนั้นจุดประสงค์ของการผูกเหล็กนั้นคือการยึดเหล็กให้อยู่ในตำแหน่งที่กำหนดไว้ หากในการวางเหล็กเสริมนั้นอยู่ในตำแหน่งที่กำหนดไว้โดยไม่สามารถขยันได้นั้น การผูกเหล็กก็อาจจะเป็นสิ่งที่ไม่ต้องทำก็ได้

อย่างไรก็แล้วแต่ การทาบเหล็กหรือการเพิ่มความยาวให้กับเหล็กเส้นกลม และ เหล็กข้ออ้อยที่อยู่ในงานโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก สามารถใช้วิธีการเชื่อมไฟฟ้าได้แทนการทาบได้ โดยเหล็กเสริมนั้นจะต้องมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 25 มม. โดยจะมีวิธีการเชื่อมแบบชน หรือ BUTT WELD และในการทาบเหล็กนั้นสำหรับเหล็กข้ออ้อยจะต้องมีระยะทับซ้อนกันของเหล็กทั้ง 2 เส้นมากกว่า 40 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเหล็ก และ เหล็กเส้นกลมนั้นต้องมีระยะไม่น้อยกว่า 50 เท่าของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเช่นกัน โดยในการทาบเหล็กก็จะมาจุดที่ห้ามทาบเหล็กไว้ คือ จุดที่ต้องรับแรงกระแทกในส่วนระบบของการถ่ายแรง 

เหล็กปลอก

เหล็กปลอก หรือ เหล็กที่ใช้เสริมอยู่ในเสา หรือ คานในงานโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก หรือ ชื่อย่อ โครงสร้าง ค.ส.ล. โดยจะติดตั้งอยู่ล้อมรอบ เหล็กยืน หรือ เป็นเหล็กที่วางในแนวตั้ง หรือ แนวดิ่ง โดยเหล็กปลอกนั้นมีหน้าที่เป็นตัวช่วยต้านการแตกของคอนกรีตไม่แตกตัวเมื่อต้องรับแรงมากกว่าปกติ

 

โดยเหล็กปลอกจะแบ่งออกมาได้ 2 ชนิด คือ เหล็กปลอกเดี่ยว (Ties) และ เหล็กปลอกเกลียว (Spirals) โดยเหล็กปลอกเกลียวจะสามารถรับน้ำหนักได้มากกว่า เพราะเหล็กปลอกเกลียวที่พันอยู่รอบจะสามารถช่วยต้านการแตกของคอนกรีตภายในได้มากกว่าการใช้เหล็กปลอกเดี่ยว แต่ทั้งนี้การเลือกการใช้งานเหล็กปลอกไม่ว่าจะเหล็กปลอกเดี่ยว หรือ เหล็กปลอกเกลียว ก็จำเป็นต้องอยู่ภายใต้การควบคุมของวิศวกรผู้ออกแบบเท่านั้น

นอกจากนี้ในการผูกเหล็กนั้นจะมีการผูก ลูกปูน เข้าไปในตัวเหล็กเสริมด้วย โดยลูกปูนมีหน้าที่ช่วยหนุนเหล็กเสริมเพื่อให้มีระยะหุ้มของคอนกรีตตามที่กำหนดไว้ตามแบบ หรือก็คือลูกปูน มีไว้เพื่อไม่ให้เหล็กเสริมติดกับไม้แบบ หรือ แบบหล่อในขั้นตอนของการหล่อคอนกรีต ซึ่งในกรณีที่ไม่ได้ใช้ลูกปูนในการช่วยหนุนเหล็กเสริม เนื้อปูนอาจจะบางแล้วทำให้ประสิทธิภาพในการรับแรงของคอนกรีตน้อยลง เนื่องจากเหล็กเสริมอยู่ใกล้ผิวคอนกรีตมากเกินไป นอกจากนี้อาจจะทำให้โครงสร้างบริเวณดังกล่าวแตกร้าวและอาคารอาจเกิดการทรุดตัวในเวลาต่อมา

โดยลักษณะของ ลูกปูน จะเป็นชิ้นคอนกรีตทรงลูกบาศก์ หรือ ทรงกระบอก ลักษณะหน้าตัดปาดเรียบและมีลวดอยู่ตรงกึ่งกลางไว้เพื่อสำหรับมัดติดกับเหล็กเสริม โดยลูกปูนจำเป็นจะต้องใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์หรือปูนผสมคอนกรีตสำหรับเทโครงสร้างแล้วนำไปผสมกับทราย และไม่ควรใช้เป็นปูนผสมในงานก่อ งานฉาบเด็ดขาด เพราะ อาจจะทำให้ลูกปูนแตกได้ 

เมื่อมาถึงตรงนี้หลายคนอาจจะสงสัยว่าแล้วระหว่างโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กและโครงสร้างเหล็ก ควรจะเลือกสร้างโครงสร้างแบบไหนในการสร้างบ้าน สามารถอ่านเพิ่มเติมได้ ที่นี่