เหล็กเสริมที่ใช้ในงานวิศวกรรมคอนกรีตเสริมเหล็ก

สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน

กลับมาพบกันในทุกๆ วันอังคารแบบนี้อีกครั้งหนึ่งซึ่งผมก็จะมาพบกับเพื่อนๆ เพื่อที่จะพูดคุยกันถึงหัวข้อ “ความรู้ดีๆ เพื่อคุณผู้หญิง” นะครับ

เนื่องจากเมื่อหลายสัปดาห์ก่อนหน้านี้ผมเคยได้นำเอาเรื่องชนิดของโครงสร้างเหล็กรูปพรรณมาทำการอธิบายให้กับเพื่อนๆ ได้ทำความเข้าใจกันไปแล้วว่าจะประกอบไปด้วยประเภทของเหล็กกี่ประเภท ก็มีคำถามเข้ามาจากน้องท่านหนึ่งในทำนองที่ว่า ยังไม่ค่อยเข้าใจความแตกต่างระหว่าง “โครงสร้างเหล็กเสริมที่ใช้ในงานวิศวกรรมคอนกรีตเสริมเหล็ก” กับ “โครงสร้างเหล็กรูปพรรณที่ใช้ในงานวิศวกรรมโครงสร้างเหล็ก” ผมจึงคิดว่า จะมาทำการอธิบายประเภทของเหล็กเสริมทั้ง 2 ชนิดนี้ให้แก่เพื่อนๆ ทุกคนได้ทำความรู้จักไปพร้อมกัน ดังนั้นในวันนี้จึงเป็นครั้งที่ 2 ที่ผมจะทำการพูดถึง “โครงสร้างเหล็กเสริมที่ใช้ในงานวิศวกรรมคอนกรีตเสริมเหล็ก” นะครับ

สำหรับในวันนี้ผมก็จะขออนุญาตมาพูดถึงเรื่อง “คุณสมบัติเชิงกล” ของเหล็กเสริมที่ใช้ในงานวิศวกรรมคอนกรีตเสริมเหล็กกันต่อให้เสร็จ สำหรับเหล็กเสริมทั้ง 2 ประเภทที่ผมได้อธิบายไปในครั้งที่แล้วนั้นจะได้มาจากการนำเอาธาตุเหล็ก หรือ IRON มาทำการผสมเข้ากันกับคาร์บอน ซิลิคอน แมงกานีส ฟอสฟอรัสและกำมะถัน โดยที่จะให้ความร้อนถึงจุดหลอมละลายที่อุณหภูมิสูงกว่า 3200 องศาเซลเซียส ซึ่งการที่เหล็กจะมีความสามารถรับแรงได้มากน้อยเพียงใดก็จะขึ้นอยู่กับปริมาณของธาตุอื่นที่ใส่ผสมเพิ่มเข้าไปนะครับ

โดยที่เหล็กที่จะนำมาใช้เสริมในคอนกรีตก็จะมี 2 ชนิดตามที่ผมได้อธิบายไปก่อนหน้านี้นั่นก็คือ เหล็กเสริมกลม และ เหล็กเสริมข้ออ้อย ซึ่งเหล็กเสริมประเภทหลังนี้จะมีราคาที่แพงกว่าเหล็กเสริมกลมประมาณ 3% ถึง 10% แต่ก็จะมีกำลังที่สูงกว่า 10% ถึง 60% ด้วย โดยที่คุณสมบัติทางกลและส่วนประกอบทางเคมีของเหล็กเสริมตามมาตรฐานอุตสาหกรรม มอก. 20-2527 และ มอก. 24-2527 แสดงอยู่ในตารางที่อยู่ในรูป 1 และ 2 นะครับ

สำหรับการเลือกใช้งานเหล็กเสริมแต่ละประเภทเพื่อนๆ ต้องแน่ใจก่อนว่า คุณสมบัติของเหล็กที่จะใช้นั้นจะต้องตรงตามที่ผู้ออกแบบได้ทำการกำหนดเอาไว้และเมื่อจะนำเหล็กเสริมไปใช้งานควรทำการทดสอบคุณสมบัติทางกลด้วยว่าเหล็กเสริมที่จะใช้นั้นมีคุณสมบัติตรงตามที่ได้กำหนดไว้ในแบบรูปหรือรายการงานก่อสร้าง โดยคุณสมบัติที่ควรทราบได้แก่

1. โมดูลัสยืดหยุ่น หรือ ELASTIC MODULUS
2. กำลังดึงที่จุดคราก หรือ YIELD TENSILE STRENGTH
3. กำลังรับแรงดึงประลัย หรือ ULTIMATE TENSILE STRENGTH
4.  

โดยในการทดสอบนั้นจะต้องใช้ตัวอย่างเหล็กเสริมอย่างน้อยขนาดละ 3 ท่อน ความยาวท่อนละ 90 เซนติเมตร นำมาวัดหาขนาดเฉลี่ยของเส้นผ่าศูนย์กลางและทำการทดสอบหากำลังต้านทานแรงดึงของเหล็กเสริมโดยการดึงอย่างต่อเนื่องครั้งเดียวจนถึงจุดวิบัติตามวิธีมาตรฐานของ ASTM และเมื่อนำผลจากการทดสอบมาทำการเขียนแผนภูมิแสดงความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยแรงดึงต่อหน่วยการยืดหดตัวของเหล็กเสริมจะได้ดังที่แสดงไว้ในรูปที่ 3 โดยจะสามารถอธิบายคุณสมบัติทางกลของเหล็กเสริมได้ดังต่อไปนี้ครับ

(1) จะเห็นได้ว่าขณะที่หน่วยแรงดึงยังอยู่ในช่วงนี้ค่าหน่วยแรงดึงจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับหน่วยการยืดหดตัวของเหล็กเสริมตามกฎของฮุค หรือ HOOK’S LAW โดยเราจะเรียกช่วงนี้ว่า ช่วงอิลาสติก การยืดหดตัวของเหล็กเสริมในช่วงนี้จะค่อนข้างน้อยและจะสามารถหดตัวกลับลงมาตามแนวเดิมได้หากเลิกดึงเมื่อแรงดึงกระทำมากขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งเหล็กเสริมเริ่มครากซึ่งเป็นจุดสิ้นสุดของช่วงอิลาสติก เหล็กเสริมจะจะเริ่มถูกดึงยืดออกในขณะที่แรงดึงกระทำมีค่าค่อนข้างคงที่ เรียกจุดนี้ว่า กำลังรับแรงดึงที่จุดคราก หรือ YIELD TENSILE STRENGTH นะครับ

(2) ต่อมาเมื่อดึงเหล็กต่อเนื่องไปเรื่อยๆ หน่วยการยืดหดตัวของเหล็กเสริมจะมีค่าเพิ่มมากขึ้นมากๆ ในขณะที่หน่วยแรงดึงมีค่าค่อนข้างจะคงที่ เรียกช่วงนี้ว่า ช่วงพลาสติก การยืดหดตัวของเหล็กเสริมในช่วงนี้จะแสดงถึงความเหนียวของเหล็กเสริมซึ่งปกติจะมีค่าประมาณ 10 ถึง 12 เท่า ของหน่วยการยืดตัวที่จุดคราก แต่เมื่อเหล็กเสริมมีค่ากำลังดึงที่จุดครากที่สูงขึ้นการยืดตัวในช่วงนี้จะลดน้อยลงตามลำดับครับ

(3) ถัดจากช่วงนี้เหล็กเสริมจะมีพฤติกรรมใหม่ซึ่งสามารถรับแรงได้เพิ่มได้อีกและมีการยืดตัวเพิ่มขึ้นแต่จะสามารถสังเกตได้ว่าค่าหน่วยแรงดึงและหน่วยการยืดตัวในช่วงนี้จะไม่เป็นสัดส่วนต่อกันเหมือนในช่วงอิลาสติกแล้ว เรียกช่วงนี้ว่า ช่วงการแข็งตัวเพิ่ม หรือ STRAIN HARDENING เมื่อเหล็กเสริมรับแรงดึงไปจนกระทั่งถึงค่าสูงสุด เราจะเรียกจุดนี้ว่า กำลังรับแรงดึงประลัย ULTIMATE TENSILE STRENGTH ครับ

(4) ถัดมาจะสังเกตได้ว่าหน่วยแรงจะค่อยๆ ลดลงมาและหน้าตัดเหล็กเสริมจะเริ่มมีคอคอดเกิดขึ้นและเล็กลงตามลำดับ ซึ่งสามารถสังเกตได้ค่อนข้างชัดเจนจนกระทั่งถึงจุดที่เหล็กเสริมถูกดึงและขาดออกจากกัน เรียกจุดนี้ว่า กำลังรับแรงดึงที่จุดขาด หรือ RUPTURE STRENGTH นั่นเองครับ

โดยจะสามารถสังเกตได้ว่าในช่วงอิลาสติกนั้นค่าความชันหรือค่าอัตราส่วนระหว่างหน่วยแรงดึงต่อหน่วยการยืดตัวในช่วงนี้ก็คือ ค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของเหล็กเสริมนั่นเอง โดยที่ค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของเหล็กเสริมสำหรับเหล็กทุกๆ ชั้นคุณภาพนั้นจะมีค่าที่ค่อนข้างจะคงที่ ดังนั้นจึงทำการกำหนดให้ค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของเหล็กเสริมเท่ากันทั้งหมดนั่นก็คือ 2.04×10^(6) กิโลกรัมแรงต่อตารางเซนติเมตร นะครับ

สำหรับในครั้งต่อไปผมจะขออนุญาตมาพูดถึงเรื่องเหล็กรูปพรรณที่ใช้ในงานวิศวกรรมโครงสร้างเหล็กกันบ้าง อย่างไรหากเพื่อนๆ ท่านใดที่มีความสนใจในหัวข้อนี้เป็นพิเศษ ก็สามารถที่จะติดตามและรออ่านบทความนี้ของผมได้ในการโพสต์ครั้งหน้านะครับ

หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านจากคำถามในวันนี้น่าที่จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ

#โพสต์ของวันอังคาร

#ความรู้ที่มีประโยชน์เพื่อคุณผู้หญิง

#ความรู้เรื่องเหล็กเสริมที่ใช้ในงานวิศวกรรมคอนกรีตเสริมเหล็ก

#ตอนที่2

ADMIN JAMES DEAN

ภูมิสยาม ไมโครไพล์ ตอบโจทย์งานก่อสร้าง ที่ต้องการคุณภาพในราคาที่เหมาะสม TPN-ภูมิสยาม (TPN-Bhumisiam) เสาเข็มสปันไมโครไพล์ (Spun Micro Pile): ผู้เชี่ยวชาญการตอกเสาเข็มในพื้นที่จำกัด! คุณกำลังมองหาโซลูชันสำหรับการต่อเติมหรือเสริมฐานรากในพื้นที่จำกัดอยู่ใช่ไหม? เราพร้อมนำเสนอ เสาเข็มสปันไมโครไพล์ (Spun Micro Pile) คุณภาพสูง ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับโครงการก่อสร้างที่ซับซ้อนของคุณโดยเฉพาะ

จุดเด่นของผลิตภัณฑ์และบริการ:

• ไร้กังวลเรื่องพื้นที่, ก่อสร้างได้อย่างมีประสิทธิภาพ:

รับน้ำหนักได้ดี, รับประกันคุณภาพ:

จัดส่งรวดเร็ว, ปลอดภัยเชื่อถือได้:

ติดต่อเรา!

@bhumisiam 094-254-6535 ดร.รัฐโรจน์