มวลรวม Aggregate

มวลรวมAggregate

สมาชิกในกลุ่มที่6 นางสาว ศิริภัทร วิสุทธิพันธุ์ 5210110606 นาย พงศกร คงนคร 5210110369 นางสาว บุญฑริก รอดบน 5210110311

มวลรวม วัสดุเฉื่อย ได้แก่ หิน ทราย กรวด ซึ่งเป็นส่วนผสมที่สำคัญของคอนกรีต มวลรวมอยู่ในคอนกรีตถึง 70%-80%

วัตถุประสงค์ที่ใช้มวลรวมวัตถุประสงค์ที่ใช้มวลรวม • เพื่อให้คอนกรีตมีราคาถูกลง • เพื่อให้คอนกรีตมีความแข็งแรง คงทนต่อการ ใช้งาน • เพื่อให้คอนกรีตมีการยืดหดตัวลดลง

ประเภทของมวลรวม มวลรวมแบ่งตามแหล่งกำเนิด • มวลรวมที่เกิดจากธรรมชาติ เช่นหินย่อย กรวดแม่น้ำ ทรายบก • มวลรวมที่เกิดจากมนุษย์ เช่น ดินเหนียวเผา

มวลรวมแบ่งตามความหนาแน่นหรือหน่วยน้ำหนักมวลรวมแบ่งตามความหนาแน่นหรือหน่วยน้ำหนัก มวลรวมเบา (Lightweight) เกิดจากการเผาวัสดุธรรมชาติ เช่น การเผาดินเหนียว ดินดาน หินชนวน และชนิดที่เกิดจากธรรมชาติ เช่น diatomite pumice มีความหนาแน่นตั้งแต่ 300-1100 กก/ลบ.ม.

มวลรวมปกติ (Normal Weight Aggregate) เป็นมวลรวมที่นิยมใช้มากที่สุด เช่น หินปูน หินแกรนิต หินทราย ทรายบกมีความหนาแน่นตั้งแต่ 2400-3000 กก/ลบ.ม. มวลรวมหนัก(Heavy Weight Aggregate) ใช้กับอาคารที่ต้องการป้องกันการแพร่ของกัมมันตภาพรังสีเช่น เตาปฏิกรณ์ปรมณู โดยใช้หินธรรมชาติ เช่น barite hematite magnetite

มวลรวมแบ่งตามขนาด มวลรวมหยาบ (Coarse Aggregate) ส่วนใหญ่เป็นหินย่อยจากการระเบิดภูเขาหิน แล้วนำไปย่อยให้ได้ขนาดตามต้องการ เป็นหินที่มีขนาดตั้งแต่4.5มม หรือค้างบนตะแกรงมาตรฐานเบอร์ 4ขึ้นไป

มวลรวมละเอียด(Fine Aggregate) ได้แก่ ทรายแม่น้ำ ทรายบก ทรายเหมือง มีขนาดเล็กกว่า4.5 มม. แบ่งได้ 2 ชนิด 1.ดินตะกอน 2.ดินเหนียว ซึ่งทั้งสองชนิดไม่นำมาใช้ผสมคอนกรีต โดยASTM C33 ให้มีได้ไม่เกิน 3%-5%

กรรมวิธีผลิต กรรมวิธีผลิตหิน ประเทศไทยนิยมใช้หินปูนในงานก่อสร้างเป็นส่วนใหญ่เนื่องจากมีภูเขาหินปูนกระจายอยู่ทั่วประเทศ

กรรมวิธีการผลิตหิน มีขั้นตอนต่างๆ ดังนี้ ขั้นตอนที่ 1 สำรวจหาแหล่งหินที่มีคุณสมบัติตามมาตรฐาน จากนั้นจึงขอสัมปทานของพื้นที่นั้น ขั้นตอนที่ 2 เมื่อได้รับสัมปทานพื้นที่นั้นแล้ว จึงทำการเปิดหน้าเหมืองโดยการระเบิด ซึ่งสามารถทำการระเบิดได้ 2 วิธี คือ วิธีแรก ทำการระเบิดหินตามแนวดิ่ง วิธีที่สอง ทำการระเบิดหินตามแนวราบ ขั้นตอนที่ 3 ขั้นตอนการโม่หิน

การระเบิดหิน การระเบิดหินแนวดิ่ง การระเบิดหินแนวราบ

แผนภาพแสดงขั้นตอนการโม่หินแผนภาพแสดงขั้นตอนการโม่หิน

กรรมวิธีการผลิตทราย กรรมวิธีการผลิตทราย ทรายที่ใช้ผลิตคอนกรีต สามารถแบ่งตามแหล่งที่มาได้ 2 ชนิด คือ ทรายแม่น้ำและทรายบก ทรายแม่น้ำ เป็นทรายที่เกิดจากการกัดเซาะของกระแสน้ำแล้วค่อยๆตกตะกอน สะสมกลายเป็นแหล่งทรายอยู่ใต้ท้องน้ำ การนำทรายขึ้นจากท้องน้ำ จะใช้เรือดูด ดูดทรายขึ้นมาตามท่อแล้วทิ้งทรายลงบนตะแกรง จากนั้นดูดทรายขึ้นบนเรืออีกลำ แล้วลากเรือไปยังท่าทราย ทำการล้างทรายอีกครั้ง ก่อนจะลำเลียงทรายไปเก็บยัง Stock

เรือดูดทรายขึ้นล้างบนตะแกรงเรือดูดทรายขึ้นล้างบนตะแกรง ลักษณะของกองเก็บทราย

ทรายบก เป็นทรายที่เกิดจากการตกตะกอนทับถมกันของลำน้ำเก่า ที่แปรสภาพเป็นพื้นดิน โดยมีซากพืช ซากสัตว์ทับถมที่ผิวหน้า ซึ่งเราเรียกกันว่า หน้าดิน การนำทรายมาใช้ เริ่มจากการเปิดหน้าดินก่อน จากนั้นจะขุดดินลงไปจนถึงระดับน้ำใต้ดิน จนมีสภาพเป็นแอ่งน้ำขนาดใหญ่ แล้วนำเรือดูด ดูดทรายผ่านมาตามท่อ โดยปลายท่อมีตะแกรงแยกกรวดออก ทรายที่ผ่านการร่อนจะถูกทิ้งลงน้ำบริเวณริมฝั่ง จากนั้นจะใช้รถตัก ตักทรายเพื่อนำไปใช้งานต่อไป

2-10 เมตร ชั้นหน้าดิน ทรายถมที่ เรือดูด ดูดทรายในแอ่งน้ำ ตะแกรงแยกกรวด

คุณสมบัติของมวลรวม 1.ความแข็งแกร่ง (Strength) มวลรวมจะต้องสามารถรับแรงกดได้ไม่น้อยกว่ากำลังของคอนกรีต หินทรายที่อยู่ในสภาพดี ไม่ผุ เปื่อย สามารถ รับกำลังอัดได้ 700-3500 กก./ตร.ซม. Tip ถ้าต้องการคอนกรีตกำลังอัดสูง ก็ต้องใช้หินที่ทนกำลังอัดสูงด้วย

กำลังของหินชนิดต่างๆ 2 1 3 4

2.ความต้านทานต่อการขัดสี(Abrasion Resistance) มวลรวมที่ใช้ผสมคอนกรีตต้องทนต่อการขัดสี พื้นคอนกรีตสำหรับโรงงาน ถนนคอนกรีต ทดสอบตาม ASTM C131 Angeles Abrasion Test

เครื่อง Los Angeles Abrasion Machine เข้าเครื่องบด 500 รอบ นำตัวอย่างไปล้างผ่านตะแกรง เบอร์ 12 เอาส่วนที่ค้างไปอบแห้ง แล้วช่างน้ำหนัก

3. ความคงทนต่อปฏิกิริยาเคมี(Chemical Stability) มวลรวมต้องไม่ทำปฏิกิริยาเคมีกับปูนซีเมนต์ หรือ สิ่งแวดล้อมภายนอก มีมวลรวมบางประเภทจะทำปฏิกิริยากับด่าง เรียกว่าAlkalis-Aggregate Reaction (AAR) จะเกิดเป็นวุ้น และขยายตัวทำให้คอนกรีตแตกร้าวได้ หากเลี่ยงไม่ได้ ให้มีปริมาณNa2O K20 ไม่เกิน 0.6%

4. รูปร่างและลักษณะผิว(Particle Shape and Surface Texture) รูปร่างและลักษณะผิว มีผลต่อคุณสมบัติของคอนกรีตสด โดยมวลรวมผิวหยาบ รูปร่างแบนยาว ต้องการปริมาณซีเมนต์มาก ลักษณะผิว มีผลโดยตรงกับแรงยึดเหนี่ยว ก้อน X:Y:Z 1:1:1 แผ่นบาง X:Y 3:1 แท่งยาว X:Y:Z 3:1:1 Z Y X

ลักษณะรูปร่างของมวลรวมลักษณะรูปร่างของมวลรวม

หินเหลี่ยม หินแบน หินกลม

คำนิยามรูปร่างของมวลรวมคำนิยามรูปร่างของมวลรวม

มาตรฐาน มอก. 566 ได้ให้คำนิยามรูปร่างของมวลรวม

NOTE มวลรวมที่มีรูปร่างเป็น แผ่นบาง แท่งยาว ผิวหยาบมาก ไม่เหมาะสม ที่จะนำมาใช้ผสมคอนกรีต เพราะ ต้องใช้น้ำในการผสมมากกว่ามวลรวมที่มีรูปร่างเป็นก้อนกลม ผิวเรียบ ดั้งนั้นจะทำให้ กำลังและแรงยึดเหนี่ยวลดลงได้ ก่อนนำมวลรวมมาใช้ ควรตรวจสอบลักษณะรูปร่างเสียก่อน

การทดสอบรูปร่างของมวลรวมการทดสอบรูปร่างของมวลรวม • การทดสอบความแบน (Flakiness) คือ อัตราส่วนของความกว้างต่อความหนาของมวลรวม ลูกบาศก์ แบน แบนมาก รูปร่างของหินที่มีระดับความแบนที่แตกต่างกัน เครื่องทดสอบความแบนของหิน (Thickness gauge)

เครื่องทดสอบความแบนของหิน (Thickness gauge)

ช่องของแผ่นวัดความหนาแต่ละช่องมีความกว้าง 0.6 เท่าค่าเฉลี่ยของตะแกรง2 ขนาด เช่น ลอดผ่าน 11/2 “ ค้างบน 1” จะมีช่องความกว้างช่องวัดความหนา = 0.6(1.5+1)/2 Flakiness Index = นน.หินที่ลอดผ่านแผ่นวัดความหนา x100% นน. หินทั้งหมดที่นำมาทดสอบ

2.การทดสอบความยาวเรียว (Elongated) คือ อัตราส่วนของความยาวต่อความกว้างของมวลรวม ยาวเรียวมาก ลูกบาศก์ ยาวเรียว รูปร่างของหินที่มีระดับความยาวเรียวที่แตกต่างกัน เครื่องทดสอบความยาวเรียวของหิน (Length gauge)

เครื่องทดสอบความยาวเรียวของหิน (Length gauge) Elongation Index = นน.ไม่สามารถลอดผ่าน x100% นน.ทั้งหมดที่นำมาทดสอบ

5. ความสะอาด (Cleanness) สิ่งเจือปนต่างๆ ได้แก่ ดินเหนียว ฝุ่นหรือผงละเอียด เปลือกหอย เศษไม้ เป็นตัวที่ทำให้กำลัง ความคงทนของคอนกรีตลดลง การกำจัด ฉีดล้างด้วยน้ำ ร่อนผ่านตะแกรง นิยมสุด ใส่ในภาชนะแล้วล้าง

เปลี่ยนสี NaOH 3% การตรวจสอบสารอินทรีย์ในทราย เช่น ตะไคร่น้ำ เศษไม้เน่าเปื่อย ซากพืช ใช้มาตรฐาน ASTM C40 24 ชั่วโมง มี 5 สี เหลืองจางๆ เหลืองอ่อน เหลือง น้ำตาลอ่อน น้ำตาลเข้ม ไม่เป็นอันตรายต่อคอนกรีต

การตรวจสอบปริมาณฝุ่นตะกอนในทรายการตรวจสอบปริมาณฝุ่นตะกอนในทราย เช่น ฝุ่น ผง โคลน ที่สามารถลอดผ่านตะแกรงเบอร์200ได้ ส่งผลให้ ความแข็งแรง และความคงทน ของคอนกรีตลดลง ควรมีไม่เกิน 3% - 5% น้ำสะอาด ตะกอน 3mm ทราย วัดขนาดปริมาณของตะกอนดิน ถ้ามากกว่า 3mm. เกินกำหนด ดังนั้น ไม่เหมาะที่จะนำมาใช้ผสมคอนกรีต

ข้อมูลที่ต้องใช้สำหรับออกแบบส่วนผสมคอนกรีตข้อมูลที่ต้องใช้สำหรับออกแบบส่วนผสมคอนกรีต 1.ปริมาณความชื้นและการดูดซึม (Moisture and Absorption) มวลรวมมีรูพรุนภายในบางส่วนที่ติดต่อกับผิวนอก ดังนั้นมวลรวมจึงสามารถดูดความชื้น นอกจากนี้น้ำบางส่วนยังสามารถเกาะบริเวณผิวของมวลรวม ดังนั้นมวลรวมที่เก็บอยู่ในสภาพธรรมชาติ จึงมีความชื้นต่างๆกันไป

สภาพความชื้นแบ่งออกได้เป็น 4 ลักษณะดังนี้ 1.อบแห้ง(Oven-Dry, OD) ความชื้นถูกขับออกด้วยความ ร้อนในเตาอบที่อุณหภูมิ 105 องศา จนมีน้ำหนักคงที่ 2.แห้งในอากาศ (Air-Dry, AD) ผิวแห้ง แต่อาจมีน้ำในรูพรุน

3. อิ่มตัวผิวแห้ง (Saturated-Surface-Dry, SSD) รูพรุนเต็มไปด้วยน้ำ แต่ผิวแห้ง 4.เปียก (Wet, W) รูพรุนเต็มไปด้วยน้ำ และมีน้ำบนผิวด้วย + + + + + + + + + + การคำนวณออกแบบส่วนผสมทุกครั้ง จะถือว่ามวลรวมอยู่ในสภาพอิ่มตัวผิวแห้ง แล้วจึงปรับปริมาณน้ำตาม ลักษณะอิ่มตัวผิวแห้งนั้น เรียกว่า “ความจุในการดูดซึม”

ผลต่างของความชื้นในลักษณะอิ่มตัวผิวแห้ง กับความชื้นในลักษณะแห้งด้วยอากาศเรียกว่า “การดูดซึม” Wt = น้ำหนักของมวลรวมในสภาวะชื้น (Wet Weight) Ws = น้ำหนักของน้ำในมวลรวม (Weight of Water) Ww = น้ำหนักแห้งสนิทของมวลรวม (Oven-Dry Weight) ความชื้น w =Wt - Ws x 100% = Ww x 100% Ws Ws

2. ความถ่วงจำเพาะ (Specific Gravity) ความถ่วงจำเพาะของมวลรวม คือ อัตราส่วนระหว่าง ความหนาแน่นของมวลรวมต่อความหนาแน่นของน้ำ ความถ่วงจำเพาะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของแร่ธาตุที่เป็นส่วนผสม และรูพรุนของก้อนวัสดุ 3.หน่วยน้ำหนักและช่องว่าง (Unit Weight and Void) หน่วยน้ำหนัก คือ น้ำหนักของมวลรวมในขนาดคละที่ต้องการต่อหน่วยปริมาตร หน่วยน้ำหนักจะบอกถึงปริมาตรและช่องว่างระหว่างมวลรวม ที่มวลรวมน้ำหนักหนึ่งๆจะบรรจุลงได้

4.ขนาดใหญ่ที่สุดของมวลรวมที่ใช้ (Maximum Size of Aggregate) สำหรับหินเล็ก ขนาดไม่เกิน (3/4)นิ้ว • ถ้าตัวอย่างหินข้างบนตะแกรงใหญ่สุด ไม่เกิน 10% ขนาดใหญ่สุดของหินให้ใช้ตามขนาดของตะแกรงใหญ่สุด ที่ตัวอย่างหินค้าง • ถ้าตัวอย่างหินข้างบนตะแกรงใหญ่สุด เกิน 10% ขนาดใหญ่สุดของหินให้ใช้ตามขนาดของตะแกรงที่ใหญ่กว่าถัดไป

สำหรับหินใหญ่ ขนาดเกิน (3/4)นิ้ว • ถ้าตัวอย่างหินข้างบนตะแกรงใหญ่สุด ไม่เกิน 5% ขนาดใหญ่สุดของหินให้ใช้ตามขนาดของตะแกรงใหญ่สุดที่ตัวอย่างหินค้าง • ถ้าตัวอย่างหินข้างบนตะแกรงใหญ่สุด เกิน 5% ขนาดใหญ่สุดของหินให้ใช้ตามขนาดของตะแกรงที่ใหญ่กว่าถัดไป ขนาดใหญ่สุดของมวลรวมที่ใช้มีผลโดยตรงกับปริมาณซีเมนต์เพสต์ ที่ต้องการ และขนาดคละของวัสดุผสม

5. การพองตัวของทราย (Bulking of Sand) • การพองตัวของทรายละเอียด จะมากกว่า การพองตัวของทรายหยาบ เพราะ น้ำหนักของทรายละเอียดเบากว่าทรายหยาบ •การพองตัวจะไม่เกิดขึ้นในหิน เพราะอนุภาคหินมีขนาดใหญ่ และหนัก การพองตัว Bulking= V2 - V1 x 100% V1

กราฟแสดงการพองตัวของทรายกราฟแสดงการพองตัวของทราย

คุณสมบัติของมวลรวมที่มีผลต่อคุณสมบัติของคอนกรีตคุณสมบัติของมวลรวมที่มีผลต่อคุณสมบัติของคอนกรีต

อิทธิพลของคุณสมบัติของมวลรวมต่อคุณสมบัติของคอนกรีตอิทธิพลของคุณสมบัติของมวลรวมต่อคุณสมบัติของคอนกรีต

จบการนำเสนอ ขอบคุณค่ะ/ครับ จบการนำเสนอ ขอบคุณค่ะ/ครับ

มวลรวม Aggregate