Recycled Aggregate in Precast Concrete

ณฐวฒ กมเฉยง

รศ.ดร. สมตร สงพรยะกจ

มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ

มวลรวม

มวลรวมในความหมายปกตหมายถง มวลรวมละเอยดหรอทรายและมวลรวมหยาบซงหมายถงหนปนยอยเปนสวนใหญ

อยางไรกตามมวลรวมในปจจบน มหลากหลายมากขน เชน มวลรวมเบา มวลรวมรไซเคล หรอวสดอน เชนเถาหนก เปนตน

มวลรวม

มวลรวมในความหมายปกตหมายถง มวลรวมละเอยดหรอทราย และมวลรวมหยาบซงหมายถงหนปนยอยเปนสวนใหญ

ทราย ควรใชทรายทสะอาด เมดกลม ผวเรยบ เพราะจะท าใหลนไหลไดงายและตองการน าในสวนผสมทต าลง ทรายทละเอยดจะท าใหสวนผสมเหนยวเทและเขยาไดยาก ควรใชทรายทมโมดลสความละเอยดระหวาง 2.3 ถง 3.1 (ตวเลขทมากจะหยาบมาก)

หน หนทน ามาใชท าคอนกรตควรเปนหนทแขงแกรง ไมมรพรน ส าหรบขนาดใหญสดของมวลรวมหยาบควรเปนดงนไมควรเกน 1/5 ของสวนแคบทสดของแบบหลอ หรอ 3/4 ของระยะชองวางระหวางเหลกเสรม และไมควรเกน 1/3ของความหนาของพน

การใชหนยอยจะใหก าลงทดกวากรวดเพราะมแรงยดเหนยวระหวางกนดกวากรวด หนทแขงแกรงใหคอนกรตมก าลงสงขนกวาหนทออนแอ

มวลรวม

ข น า ด ค ล ะ ทเหมาะสมของมวลรวม คอการคละทท าใหมวลรวมเกดชองวางนอยทสด

กราฟแสดงขนาดคละทดของมวลรวม

ตารางทแสดงสดสวนผสมโดยปรมาตรของมวลรวมทท าใหมวลรวมมขนาดคละทดและมความสามารถท างานไดด

ทานคดวามมวลรวม ในคอนกรตมากแคไหน

ปนซเมนต 300 - 400 กโลกรม น า 150 - 200 กโลกรมทราย 700 - 800 กโลกรม

หน 1000 - 1200 กโลกรม

ใน 2400 กโลกรม มมวลรวมอยมากถง 1700 - 2000 กโลกรม

หรอประมาณ 3/4 ถง 5/6

ทานคดวามมวลรวม ในคอนกรตมผลกระทบตอสมบตของคอนกรตดานใดบาง

ก าลงอดความคงทนการตานทานความซมผานน าความสามารถในการไหลความรอนขณะผสม

ACI 305 R ไดใหสตรในการค านวณอณหภมคอนกรตดงน

WwaWwWcWa

TaWwaTwWwTcWcTaWaT

+++

+++=

)(22.0

)(22.0

เมอ T คอ อณหภมของคอนกรต (องศาเซลเซยส)

0.22 คอ คาเฉลยของอตราสวนความรอนจ าเพาะของวสดแหงตอน า

W คอ น าหนกของสวนผสม (กก/ม3)

a, c, w, wa คอ มวลรวมแหง, ปนซเมนต, น า, น าในมวลรวม

คอนกรต ทอตราสวนน าตอปนซเมนตเทากบ 0.5อตราสวนมวลรวมตอปนซเมนตเทากบ 5

ถาตองการปรบอณหภมของคอนกรตลง 1 องศาเซลเซยส ลดอณหภม ปนซเมนต 8.3 องศาเซลเซยส

หรอน า 3.6 องศาเซลเซยส หรอมวลรวม 1.7 องศาเซลเซยส

ค านวณโดย ACI 305 R ไดดงน

แนวทางปฏบต

o ฉดน า และท าก าบงแดดใหกบกองมวลรวมเพอลดอณหภม o การใหน าเยนผานทอน าทขดอยภายในกองมวลรวมo ใชสารผสมเพมเชนปอซโซลาน เพอลดอณหภมo ท าก าบงแดดใหกบกองปนซเมนตo ใชน าแขงผสมน าเพอลดอณหภมo จดเวลาเทคอนกรตในตอนกลางคน

Washed Out Aggregate

ในขณะปจจบนแหลง มวลรวมตามธรรมชาต ทมคณภาพดมปรมาณ ลดลง อยางรวดเรว

Source: นรตศย ทมวงษา., แนวโนมธรกจ/อตสาหกรรม ป 2561-63., ธรกจวสดกอสราง., วจยกรงศร., กรกฎาคม 2561.

เพมความสามารถในการท างานดวยการเพมสารผสมเพม (สารลดน าอยางมาก) โดยคดเปนรอยละ 0.80, 1.00 และ 1.25 ของน าหนกซเมนต

ผสมคอนกรตโดยแทนทมวลรวมธรรมชาตดวยมวลรวมลาง อตราสวนรอยละ 50 และ 100 ตามล าดบ

ขอบเขตของการศกษาวจย

ออกแบบสวนผสมคอนกรตทมก าลงอด 350 กก/ซม2ทอาย 1 วน และ 600 กก/ซม

2ทอาย 28 วน

ทดสอบคณสมบตคอนกรตสด เชน คาการยบตว, การสญเสยคายบตว และ ระยะเวลาการกอตว

ทดสอบคณเชงกลของคอนกรต เชน ก าลงรบแรงอด และ โมดลสยดหยน

ทดสอบความทนทานของคอนกรต เชน ความตานทานการซมของน า และความตานทานแทรกซมของคลอไรด

ขอบเขตของการศกษาวจย

Strategic Highway Research Program,

SHRP-C-364

StandardCategory of High Performance

Concrete

Min. Compressive Strength

Cylinder Cube

SHRP-C-364

Very Early Strength (VES)(In 6 hours)

14 MPa[140 ksc]

16 MPa[160 ksc]

High Early Strength (HES)(In 24 hours)

35 MPa[350 ksc]

40 MPa[480 ksc]

❖ ปนซเมนตปอรตแลนดประเภทท 1❖ มวลรวมธรรมชาต (หน, ทราย)❖ มวลรวมลาง (หน, ทราย)

❖ สารผสมเพม (สารลดน าอยางมาก)❖ น าสะอาด

วสดทใชในงานวจย

ชองทางน าลน

สกรล าเลยง

รปท 5 มวลรวมลางทน ามาใชในงานวจย

30 m3/hrs.

มวลรวมลาง (หยาบและละเอยด)Recycled Aggregate (RA)

วสดทใชส าหรบในงานวจย

ตวอยางมวลหยาบและมวลรวมละเอยดลาง

Mix Proportions (kg/m3) ก าหนดอาย 1 และ 28 วน มคา เทากบ 350 และ 600 ksc. คายบตว 7.5+/-2.5 ซม.

CodeCementType 1

Fine Aggregate Corse AggregagteWater

Add Mixture% Super P.

Natural Recycled Natural Recycled Super P. (liter)

1 CTSp0.80 470 770 - 990 - 155 3.76 0.80

2 CTSp1.00 470 770 - 990 - 155 4.70 1.00

3 CTSp1.25 470 770 - 990 - 155 5.88 1.25

4 F5Sp1.00 470 385 385 990 - 155 4.70 1.00

5 F5Sp1.25 470 385 385 990 - 155 5.88 1.25

6 F10Sp1.00 470 - 770 990 - 155 4.70 1.00

7 F10Sp1.25 470 - 770 990 - 155 5.88 1.25

8 C5Sp1.00 470 770 - 495 495 155 4.70 1.00

9 C5Sp1.25 470 770 - 495 495 155 5.88 1.25

10 C10Sp1.00 470 770 - - 990 155 4.70 1.00

11 C10Sp1.25 470 770 - - 990 155 5.88 1.25

12 F5C5Sp1.00 470 385 385 495 495 155 4.70 1.00

13 F5C5Sp1.25 470 385 385 495 495 155 5.88 1.25

14 F10C10Sp1.00 470 - 770 - 990 155 4.70 1.00

15 F10C10Sp1.25 470 - 770 - 990 155 5.88 1.25

การศกษาทดลอง

ทดสอบหาคายบตวตามมาตรฐาน ASTM C143

และการสญเสยคายบตว

ทดสอบคายบตวของคอนกรต

วธการศกษาวจย

วธการศกษาวจย

ทดสอบหาคาระยะเวลากอตวคอนกรตตามมาตรฐาน ASTM C403

วธการศกษาวจย

ทดสอบโมดลสความยดหยนคอนกรตอาย 28 วน

ตามมาตรฐาน ASTM C469

วธการศกษาวจย

ทดสอบก าลงอดตวอยางคอนกรตอาย 1 และ 28 วน

ตามมาตรฐาน ASTM C39

วธการศกษาวจย

ทดสอบความตานทานการซมน าผานคอนกรตอาย 28 วน

ตามมาตรฐาน DIN 1048 Part5

วธการศกษาวจย

ทดสอบความตานทานแทรกซมคลอไรดอาย 28 วน

ตามมาตรฐาน ASTM C1202

ผลการวจยคณสมบตคอนกรตสด

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

คายบ

ตว (เ

ซนตเ

มตร)

เวลา (นาท)

CT F5 F10 C5

0500

100015002000250030003500400045005000

150 200 250 300 350

Pene

tratio

n Re

sista

nce

(psi)

Elapsed Time (min)

CT F5 F10 C5

ผลการวจยคณสมบตคอนกรตสด

ระยะการกอตวตน

ระยะการกอตวปลาย

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1 28

ก าลงอด

คอนก

รต (ก

ก/ซม

2 )

อาย (วน)

CTSp0.80CTSp1.00CTSp1.25F5Sp1.00F5Sp1.25F10Sp1.00F10Sp1.25C5Sp1.00C5Sp1.25C10Sp1.00C10Sp1.25F5C5Sp1.00

3.700E+05

3.800E+05

3.900E+05

4.000E+05

4.100E+05

4.200E+05

4.300E+05

4.400E+05

4.500E+05

4.600E+05

600 610 620 630 640 650 660 670 680โมดล

สยดห

ยนขอ

งคอน

กรต

(กก/

ซม2 )

ก าลงอดคอนกรต (กก/ซม2)

CT F5 F10 C5 C10 F5C5 F10C10

1.200E-13

1.400E-13

1.600E-13

1.800E-13

2.000E-13

2.200E-13

2.400E-13

2.600E-13

600 610 620 630 640 650 660 670 680สมปร

ะสทธ

การซ

มน าผ

านคอ

นกรต

(เม

ตร/ว

นาท)

ก าลงอดคอนกรต (กก/ซม2)

CTF5F10C5C10F5C5F10C10

0500

1,0001,5002,0002,5003,0003,5004,000

28

ประจเคลอ

นผานทง

หมด (คลอ

มบ)

อาย (วน)

CT

F5

F10Low

Moderate

ดานคณสมบตเชงกลของคอนกรต ก าลงอดคอนกรตแตกตางกนรอยละ 9 และ 8 ซงแตกตางกนแบบไมมนยส าคญ

คาโมดลสยดหยนพบวาคาโมดลสยดหยนคอนกรตมคามากกวาขอก าหนดของ ACI363

ดานคณสมบตคอนกรตสด พบวาคอนกรตทแทนทดวยมวลรวมลางโดยเฉพาะมวลรวมละเอยดนน สงผลกระทบโดยตรงตอคายบตว การสญเสยคายบตวรวมถงระยะเวลาการกอตวของคอนกรต

สรป

ดานความทนทาน

ความตานทานการซมของน า พบวาคอนกรตทแทนทมวลรวมลางมคาสมประสทธการซมผานแปรผนตรงกบอตราสวนการแทนท กลาวคอ คอนกรตทแทนทมวลรวมลางทงมวลรวมหยาบและมวลรวมละเอยด

คาความตานทานการแทรกซมของคลอไรดพบวาคอนกรตทแทนทมวลรวมหยาบลางในอตราสวนทเพมขนสงผลท าใหมคาความตานทานของคลอไรดลดลง