ปัจจัยที่ทำให้เกิดการแตกร้าวในคอนกรีต

ปัจจัยที่ทำให้เกิดการแตกร้าวในคอนกรีต

ปัจจัยต่างๆ ที่ทำให้เกิดการแตกร้าวขึ้นในคอนกรีตสามารถอาจสามารถที่จะสรุปได้ดังนี้
1) วัตถุดิบและสัดส่วนการผสมคอนกรีต อัน ได้แก่ วัสดุมวลรวม ปูนซีเมนต์ น้ำ น้ำยาผสมคอนกรีต
– วัสดุมวลรวม ได้แก่ หิน ทราย แร่ธาตุที่เป็นองค์ประกอบ รูปร่างลักษณะของผิวและส่วนคละของวัสดุมวลรวมมีผลต่อการออกแบบส่วนผสม สัมประสิทธิ์การนำความร้อน DRYING SHRINKAGE, STIFFNESS, CREEP และ ความแข็งแรงของคอนกรีต เช่น หินและทรายที่มีดินเหนียวปนอยู่ด้วย จะหดตัวมากกว่าปูนซีเมนต์จึงเป็นสาเหตุที่ทำให้คอนกรีตเกิดการแตกร้าวได้ง่าย เป็นต้น
– ปูนซีเมนต์ โดยทั่วไปคอนกรีตที่ใช้ปูนซีเมนต์มากหรือเป็นปูนซีเมนต์ที่มีปริมาณซิลิก้าสูงหรือมีความละเอียดสูง เช่น ปอร์ตแลนด์ ประเภท 3 ก็จะมีโอกาสที่จะเกิดการแตกร้าวได้มาก เป็นต้น
– น้ำ เป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการผสมคอนกรีตเพราะถ้าใช้น้ำในปริมาณที่มากเกินความจำเป็น ก็มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวได้มาก และ ยังทำให้กำลังอัดของคอนกรีตลดต่ำลงด้วย
– น้ำยาผสมคอนกรีต น้ำยาบางชนิดอาจมีผลทำให้เกิดการแตกร้าวได้ เช่น น้ำยาเร่งการแข็งตัว แต่น้ำยาบางชนิด ก็ช่วยลดการแตกร้าวได้ เช่น น้ำยาหน่วงการก่อตัว เป็นต้น

2) การเทคอนกรีต (PLACING)
อัตราการเท และ สภาพการทำงานมีผลต่อการแตกร้าวอย่างแน่นอน ซึ่งมักเป็นผลมาจากการเยิ้มของคอนกรีต (BLEEDING) น้ำที่ไหลเยิ้มขึ้นมาที่ส่วนบนของคอนกรีต จะทำให้เกิดช่องว่างใต้หิน โดยเฉพาะ ส่วนที่อยู่ลึกๆ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดการแตกร้าวภายในได้รวมทั้งการแยกตัวของคอนกรีต อุณหภูมิภายนอก การทรุดตัวไม่เท่ากันของพื้นด้านล่าง หรือ ส่วนที่เป็นแบบรองรับคอนกรีต ก็สามารถทำให้เกิดการแตกร้าวได้เช่นกัน

3) สภาพการทำงาน นับเป็นปัจจัยภายนอกที่เข้ามาเกี่ยวข้องในขณะทำงานได้
– อุณหภูมิ (TEMPERATURE) ปกติอัตราการรับกำลังได้ของคอนกรีตจะแปรตามอุณหภูมิ อย่างไรก็ตามอิทธิพลที่สำคัญของอุณหภูมิที่มีต่อคอนกรีต คือ เมื่อคอนกรีตเย็นตัวลง จะหดตัว โดยเฉพาะงานคอนกรีตในอากาศร้อน และ งานคอนกรีตปริมาณมากๆ (MASS CONCRETE) ดังนั้นพื้นคอนกรีตที่หล่อขณะอากาศเย็นจะเกิดการแตกร้าวน้อยกว่าหล่อขณะอากาศร้อน ลักษณะเช่นนี้จะเกิดกับงานคอนกรีตสำหรับโครงสร้างอื่นๆ ด้วย เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ การเทคอนกรีตในปริมาณมากๆ จึงมักทำการเทในเวลากลางคืนที่มีอากาศเย็นกว่า
– การสัมผัสกับสภาพรอบข้าง (EXPOSURE) ลักษณะอากาศที่คอนกรีตสัมผัสมีอิทธิพลอย่างมากต่อการแตกร้าวของคอนกรีต อุณภูมิและความชืื้นที่แตกต่างกันมากในช่วงวัน เป็นผลทำให้เกิดการรั้งภายในของคอนกรีตอย่างมาก (INTERNAL RESTRAINT) เพราะการยืดหดตัวของผิว และ ส่วนที่อยุ่ภายในจะไม่เท่ากันทำให้คอนกรีตเกิดการแตกร้าวได้

4) การบ่มคอนกรีต (CURING)
ความชื้นในคอนกรีตเป็นสิ่งสำคัญมาก ไม่ว่าก่อนหรือหลังการบ่ม สำหรับงานพื้นถ้าคอนกรีตแห้งเร็วเกินไป อัตราการระเหยของน้ำที่ผิวหน้าคอนกรีตอาจจะเร็วกว่าอัตราการเยิ้ม (BLEEDING) เมื่อเหตุการณ์เช่นนี้เกิดขึ้น ผิวหน้าของคอนกรีตจะเกิดการหดตัว ทำให้เกิดการแตกร้าวขึ้น การป้องกันสามารถทำได้โดยทำให้แบบหล่อซุ่มน้ำหลกเลี่ยงการเทคอนกรีตในข่วงทีทมีอุณภูมิสูง บ่มคอนกรีตในทันทีที่ทำได้ พยายามป้องกันลมและแสงแดดขณะเทคอนกรีตเพื่อไม่ให้น้ำในคอนกีตระเหยเร็วเกินไป

5) การยึดรั้งตัว (RESTRAINT)
คอนกรีตที่ถูกยึดรั้งไว้จะไม่สามารถเคลื่อนตัวได้ไม่ว่าจะเป็นการยึดรั้งจากฐานรากหรือโครงสร้างใกล้เคียง จะทำให้เกิดการแตกร้าวขึ้นได้ การเกิดรอยแตกในแนวดิ่งที่ฐานกำแพงของอาคารถือเป็นเรื่องปกติ ถ้ารอยแตกนั้นไม่ขยายต่อถึงด้านบน ดังนั้นจึงมักพบว่า กำแพงหรือพื้นยาว ที่ไม่มีการตัด JOINT มักจะเกิดรอยแตกขึ้นเป็นช่วงๆ ส่วนกำแพงที่หล่อติดเป็นชิ้นเดียวกันกับโครงสร้าง มีโอกาสที่จะแตกร้าวทั้งในแนวดิ่งและแนวราบ การยึดรั้งก็มักจะเกิดขึ้นเมื่อมีการทรุดไม่เท่ากันของโครงสร้าง

โดยทั้วไป คอนกรีตที่ถูกยึดรั้งไม่ให้หดตัวสูงจะเกิดรอยแตกขึ้นมา แต่รอยแตกเหล่านี้จะมีลักษณะเป็นรอยแคบๆ การเสริมกำแพงหรือพื้นด้วยเหล็กปริมาณมากๆ ทำให้เกิดรอยแตกราวลักษณะนี้มากกว่าการเสริมเหล็กในปริมาณที่น้อยกว่า หรือ ที่มักเรียกว่าเหล็กเสริมต้านทานอุณหภูมิ (TEMPERATURE REINFORCEMENT) แต่เมื่อรวมความกว้างของรอยแตกแล้วทั้ง 2 กรณี จะมีความกว้างเท่าๆ กัน ทำนองเดียวกัน เหล็กที่รับแรงดึงสูง (HIGH YIELD POINT STEEL) จะทำให้เกิดรอยแตกกระจายอยู่ทั่วไปมากกว่าเหล็กก่อสร้างทั่วไป (STRUCTURAL GRADE STEEL) รอยแตกแคบๆ มักไม่ก่อให้เกิด ปัญหาเพราะสังเกตได้ยากและฝนมีโอกาศซึมผ่านได้ค่อนข้างน้อย

คอนกรีตที่เกิดการยึดรั้งภายในอาจเกิดขึ้นได้ถ้าเป็นโครงสร้างเดียวกัน แต่ใช้คอนกรีตที่มีส่วนผสมต่างกันเช่นใช้ปูนซีเมนต์ไม่เท่ากัน หรือ มีสัดส่วนของหินและทรายที่ต่างกัน

จากที่กล่าวมาแล้วทั้งหมด จะเห็นได้ว่าสาเหตุการแตกร้าวของคอนกรีตนั้นมีมากมายซึ่งมักจะไม่ได้เกิดจากสาเหตุใดสาเหตุหนึ่งเพียงอย่างเดียวแต่มักจะเกิดได้จากหลายๆ สาเหตุพร้อมกัน