Embed Size (px)
Citation preview
Page 1
Page 2
Concrete Mixed Design
Design Concept
เปาหมายหลักของการหาสดัสวนผสมของคอนกรตีหรอืการออกแบบ
สวนผสมของคอนกรตี มีดวยกัน 2 ประการ คือ
1)เพื่อเลือกวัสดุผสมคอนกรีตท่ีเหมาะสมอันไดแก ปูนซีเมนต หิน
ทราย น้ํา น้ํายาผสมคอนกรีต ใหเปนไปตามขอกําหนดและ
วัตถุประสงคของการใชงาน
2)คํานวณหาสัดสวนผสมของวัสดุผสมนี้ เพื่อใหไดคอนกรีตท่ีมี
คุณสมบัติเหมาะสมตามขอกําหนดและการใชงาน ท้ังสภาพ
คอนกรีตสดและคอนกรีตท่ีแข็งตัวแลว ในราคาท่ีเหมาะสมท่ีสุด
Page 3
Concrete Mixed Design
กําลังอัดและอัตราสวนน้าํตอซเีมนต
สําหรับวัสดุผสมคอนกรีตท่ีกําหนดให คากําลังอัดจะมี
ความสัมพันธกับอัตราสวนน้ําตอปูนซีเมนต ตาม Ablam’s Law
ดังนี้
fcm = A/B1.5(w/c)
fcm คือ คากําลังอัดของคอนกรีต ณ อายุท่ีกําหนด
A คือ คาคงท่ี
B คือ คาคงท่ีขึ้นอยูกับคุณสมบัติของซีเมนต และคาอัตราสวนน้ําตอซีเมนตโดยน้ําหนัก
Page 4
Concrete Mixed Design
กําลังอัดและอัตราสวนน้าํตอซเีมนต
Page 5
Concrete Mixed Design
กําลังอัดและอัตราสวนน้าํตอซเีมนต
Page 6
Concrete Mixed Design
คุณสมบัติของมวลรวมกบัปรมิาณน้ํา
คุณสมบัติของมวลรวมท่ีมีผลตอปรมิาณน้ํา และ
ความสามารถเทไดของคอนกรตีมีดังนี้
รูปรางและลักษณะผิว
ขนาดและสวนคละ
ปริมาณความชื้น
ความถวงจําเพาะ
หนวยน้ําหนกัและชองวาง ซึ่งสัมพันธกับขนาดและสวนคละ
ของมวลรวม
Page 7
Concrete Mixed Design
ความสามารถเทไดและปรมิาณน้าํ
ความสามารถเทไดของคอนกรีตจะมีความสัมพันธโดยตรงตอ
ปริมาณน้ําในสวนผสม กลาวคือ ความสามารถเทไดของคอนกรีตจะ
เพิ่มข้ึนเมื่อใชปริมาณน้ําเพ่ิมข้ึน แตความสัมพันธนี้จะเปล่ียนแปลงไป
บาง เมื่ อคุณสมบัติของวัส ดุผสมเป ล่ียนแปลงไป รวม ท้ังจะ
เปล่ียนแปลงเมื่อมีการใชวัสดุผสมพิเศษอื่นๆดวย
Page 8
Concrete Mixed Design
ตนทุนและประสิทธิภาพการใชงาน
เปาหมายท่ีสาํคัญท่ีสดุของการหาสัดสวนผสมคอนกรตี ก็เพื่อ
จะใหไดคอนกรตีท่ีมคีุณสมบัติเหมาะสมตามขอกําหนดและการใชงาน
ในราคาท่ีถูกท่ีสุด
Page 9
Concrete Mixed Design
ประเภทของสัดสวนผสมคอนกรตี
1) สัดสวนผสมโดยปริมาตร กําหนดอัตราสวนโดยปริมาตรของปูนซีเมนต,
ทราย, หิน เชน 1:2:4 วิธีการนี้เหมาะสําหรับงานกอสรางขนาดเล็กๆ เทานั้น
2) Prescribed Mix วิศวกรจะกําหนดสัดสวนผสมสําหรับโครงการ
กอสรางหนึ่งๆ และรับผิดชอบวาสัดสวนผสมนี้ จะสามารถผลิตคอนกรีตที่มีคุณสมบัติตาม
ตองการ
3) Designed Mix ผูผลิตคอนกรีตจะเปนผูกําหนดสัดสวนผสมเพ่ือใหตรง
กับความตองการตามขอกําหนด รวมทั้งตองรับผิดชอบตอสัดสวนผสมนี้วาเปนไปตามความ
ตองการ
4) Standard Mix ผูผลิตคอนกรีตผสมเสร็จที่ผลิตและเก็บรวบรวมคุณสมบัติ
ของคอนกรีตมาเปนเวลานาน จนไดขอมูลมากําหนดเปนสัดสวนผสมมาตรฐาน
Page 10
Concrete Mixed Design
มาตรฐานการออกแบบคอนกรตี
fcr = f’c + ks
fcr คือ Target Mean Strength หรือกําลังอัดเฉล่ียท่ีผูผลิตคอนกรีตตองผลิต
f’c คือ กําลังอัดท่ีกําหนดไวในแบบ
ks คือ สวนเผ่ือ ซึ่งประกอบดวยคา
k คือ คาคงท่ี
s คือ คาเบ่ียงเบนมาตรฐานของกําลังอัด จากกอนตัวอยาง 30 คาหรือมากกวา
Page 11
Concrete Mixed Design
มาตรฐานการออกแบบคอนกรตี
คารอยละของกาํลงัทีต่่าํกวา f’c คา k
20 0.842
10 1.282
5 1.645
2.5 1.960
2 2.054
1 2.326
0 3.000
Page 12
Concrete Mixed Design
การออกแบบสวนผสมคอนกรตีโดยปรมิาตร
งานกอสรางขนาดเล็ก สวนใหญจะกําหนดสัดสวนผสมโดยปริมาตร
เชน 1:2:4 การท่ีจะแปลงสวนผสมโดยปริมาตรดังกลาวใหเปนสวนผสมโดย
น้ําหนัก สามารถทําไดดังนี้
ขอมูลท่ีใชในการคํานวณ
1) หนวยน้ําหนักของปูนซีเมนต = 1,400 kg/m3
2) หนวยน้ําหนักของหินทราย = 1,450 kg/m3
Page 13
Concrete Mixed Design
การออกแบบสวนผสมคอนกรตีโดยปรมิาตร
การคํานวณ
ปูน 1 ถุง 50 kg มีปริมาตร = 50/1,400 = 0.036 m3
ทราย 2 สวน มีปริมาตร = (0.036)(2) = 0.072 m3
นํ้าหนักทราย = (0.072)(1,450) = 104 kg
หิน 4 สวน มีปริมาตร = (0.036)(4) = 0.144 m3
นํ้าหนักหิน = (0.144)(1,450) = 209 kg
ปริมาณนํ้าที่ใชโดยทั่วไปสําหรับปูน 1 ถุง เพ่ือใหไดคายุบตัวประมาณ 10 cm.
เทากับ 30 ลิตร
Page 14
Concrete Mixed Design
การออกแบบสวนผสมคอนกรตีโดยปรมิาตร
การคํานวณ
นํ้าหนักของสวนผสมทั้งหมดเมื่อใชปูน 1 ถุง =50+104+209+30
= 393 kg
หนวยนํ้าหนักคอนกรีต 1 m3 = 2,400 kg
ตองใชปริมาณปูน = 2,400/393 = 6.1 ถุง = 305 kg
Page 15
Concrete Mixed Design
การออกแบบสวนผสมคอนกรตีโดยปรมิาตร
สรุป สวนผสมใน 1 m3
ปูนซีเมนต = 305 kg.
ทราย = 635 kg.
หิน = 1,275 kg.
นํ้า = 185 kg.
คายุบตัว ประมาณ 10 cm.
Page 16
Concrete Mixed Design
ข้ันตอนการออกแบบสวนผสมคอนกรตี
ขั้นท่ี 1
รวบรวมความตองการของผูออกแบบหรือผูรับเหมา เชน กําลังอัด คา
ยุบตัว ขนาดใหญสุดของหินท่ีจะใช เปนตน
ขั้นท่ี 2
1) หาปริมาณน้ําท่ีใชเพื่อใหไดคายุบตัวตามตองการ
2) หาคาอัตราสวนน้ําตอซีเมนตเพื่อใหไดคากําลังอัดตามตองการ
3) หาคาน้ําหนักซีเมนต = ปริมาณน้ํา/คาอัตราสวนน้ําตอซีเมนต
Page 17
Concrete Mixed Design
ข้ันตอนการออกแบบสวนผสมคอนกรตี
ขั้นท่ี 3
ปริมาตรซีเมนต = น้ําหนักปูนซีเมนต/ความถวงจําเพาะของซีเมนต
ขั้นท่ี 4
ปริมาตรทราย = (380 หรือ 400) - ปริมาตรปูนซีเมนตท่ีไดจากขั้นท่ี 3
ขั้นท่ี 5
น้ําหนักทราย = ปริมาตรทราย x ความถวงจําเพาะของทราย
Page 18
Concrete Mixed Design
ข้ันตอนการออกแบบสวนผสมคอนกรตี
ขั้นท่ี 6
ปริมาตรหิน = 1,000* - ปริมาตรซีเมนต - ปริมาตรน้ํา** - ปริมาตรทราย
ขั้นท่ี 7
น้ําหนักหิน = ปริมาตรหิน x ความถวงจําเพาะของหิน
ขั้นท่ี 8 (option)
หาปริมาตรน้ํายาท่ีใช
* คอนกรีต 1 ลบ.ม. มีปริมาตร 1,000 ลิตร
** ปริมาตรนํ้า = นํ้าหนักนํ้า
Page 19
Concrete Mixed Design
ตัวอยางการออกแบบสวนผสมคอนกรตี
ถาผูออกแบบตองการใชคอนกรตีท่ีกาํลังอัดรูปทรงลูกบาศก 240 kscโดยตองมีสวนเผื่อ (margin) 60 ksc โครงสรางพื้นอาคาร โดยมีขอกําหนดอื่นๆ ดังนี้
คายุบตัว 7.5±2.5 cm
ใชหินขนาด ¾” - #4
ใสน้ํายาผสมคอนกรตีประเภทลดน้ําและยืดเวลาการแข็งตัว
Page 20
Concrete Mixed Design
ตัวอยางการออกแบบสวนผสมคอนกรตี
การออกแบบจะทําไดดังน้ี
ข้ันตอนที่ 1 รวบรวมความตองการของลูกคา
1) กําลังอัดที่ออกแบบ 240 kg/cm2 และกําลังอัดที่ตองผลิตคือ 240+60 =
300 kg/cm2
2) คายุบตัว 7.5±2.5 cm
3) ขนาดหิน ¾” - #4
4) ใสนํ้ายาลดนํ้าและยืดเวลาการแข็งตัว
Page 21
Concrete Mixed Design
ตัวอยางการออกแบบสวนผสมคอนกรตี
ข้ันตอนที่ 2 ปริมาณนํ้าที่ใชและนํ้าหนักซีเมนต
- หาปริมาณนํ้าจากตารางที่ 18.9 คาการยุบตัว 7.5±2.5 cm ใชหิน ¾” - #4
ใสนํ้ายาผสมคอนกรีต ซึ่งปริมาณนํ้าที่จะใช 180 l/cm3 คอนกรีต
- หาอัตราสวนนํ้าตอซีเมนต จากกราฟรูปที่ 18.9
ซึ่งไดคา w/c = 0.61
- นํ้าหนักซีเมนต 180/0.61 = 295 kg
Page 22
Concrete Mixed Design
ตัวอยางการออกแบบสวนผสมคอนกรตี
ข้ันตอนที่ 3 หาปริมาตรซีเมนต
ปริมาตรซีเมนต = นํ้าหนักซีเมนต/ความถวงจําเพาะของซีเมนต
= 295/3.15
= 94 l
ข้ันตอนที่ 4 หาปริมาตรทราย
เน่ืองจากทรายที่ใชขนาด ¾” - #4
ปริมาตรซีเมนต+ปริมาตรทราย = 40% หรือ 400 l
ปริมาตรทราย = 400-94 (คาน้ีไดจากข้ันตอนที่ 3) = 306 l
Page 23
Concrete Mixed Design
ตัวอยางการออกแบบสวนผสมคอนกรตี
ข้ันตอนที่ 5 หานํ้าหนักทราย
นํ้าหนักทราย = ปริมาตรทรายxความถวงจําเพาะของทราย
= 305x2.65
= 811 kg
ข้ันตอนที่ 6 หาปริมาตรหิน
ปริมาตรหิน = 1,000–ปริมาตรซีเมนต-ปริมาตรนํ้า-ปริมาตรทราย
= 1,000-94-180-306
= 420 l
Page 24
Concrete Mixed Design
ตัวอยางการออกแบบสวนผสมคอนกรตี
ข้ันตอนที่ 7 หานํ้าหนักของหิน
นํ้าหนักของหิน = ปริมาตรหิน x ความถวงจําเพาะของหิน
= 420 x 2.70
= 1,134 kg
ข้ันตอนที่ 8 หาปริมาณนํ้ายาที่ใช(สมมติวาปริมาณนํ้ายาที่ผูผลิตแนะนําคือ 250
cc/100 kg cement)
ปริมาณนํ้ายาที่ใช = นํ้าหนักซีเมนต x ปริมาณที่ใช
= 295 x (250/100)
= 737 cc
Page 25
Concrete Mixed Design
ตัวอยางการออกแบบสวนผสมคอนกรตี
ในการหาสวนผสมความละเอียดของสวนผสมควรเปนดังน้ี
ซีเมนต ละเอียดถึง 5 kg
นํ้า ละเอียดถึง 5 l
หินและกรวด ละเอียดถึง 5 kg
นํ้ายาผสมคอนกรีต ละเอียดถึง 50 cc
(ยกเวนนํ้ายาเพ่ิมฟองอากาศ)
Page 26
Concrete Mixed Design
ตัวอยางการออกแบบสวนผสมคอนกรตี
สรุป สวนผสมใน 1 m3 คอนกรีต เปนดังน้ี
ซีเมนต 295 kg
นํ้า 180 kg
ทราย 810 kg
หิน 1,135 kg
นํ้ายาผสมคอนกรีต 750 cc
Page 27
