04251222 วัสดุวิศวกรรมโยธาและคอนกรีต

1
04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

2

ขอขอบพระคุณ
บุพการี ครูบาอาจารย์ และศิษย์
ซึงเป็ นส่วนสําคญั ในการจดั ทาํ เอกสารคาํ สอนนี

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

3

คาํ นํา

เอกสารนีเป็ นเอกสารคาํ สอนสําหรับรายวชิ า 04251222 วสั ดุวศิ วกรรมโยธาและคอนกรีต ซึง
ใชป้ ระกอบการสอนสาํ หรับหลกั สูตรวิศวกรรมโยธา ภาควิชาวิศวกรรมกรรมโยธาและสิงแวดลอ้ ม
มหาวิทยาลยั เกษตรศาสตร์ วทิ ยาเขตเฉลิมพระเกียรติ จงั หวดั สกลนคร ภายในประกอบดว้ ยเนือหาทีใช้
สอนสําหรับรายวิชาดงั กล่าว จดั ทาํ ขึนเพือให้นิสิตสามารถอ่านและทบทวนความรู้เพือให้เกิดความ
เขา้ ใจไดด้ ียิงขึน อย่างไรก็ตามหากผูเ้ รียนสงสัยหรือพบขอผิดพลาดสามารถแจง้ ขอ้ มูลมาไดท้ ีอีเมลล์
[email protected] เพอื ผูจ้ ดั ทาํ จะไดป้ รับปรุงเอกสารใหส้ มบูรณ์ยงิ ขึน

ยวุ ดี แซ่ตงั
ผจู้ ดั ทาํ

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

สารบัญ 4

บทที เรือง หน้า
1 บทนาํ 1
2 ปูนซีเมนตส์ าํ หรับงานก่อสร้าง 13
3 มวลรวม 29
4 คอนกรีตและการผลิต 48
5 นาํ และสารผสมเพมิ 66
6 สมบตั ิของคอนกรีต 81
7 การออกแบบส่วนผสมคอนกรีต 101
8 การทดสอบสมบตั ขิ องไม้ 111
9 การทดสอบสมบตั ขิ องเหลก็ 120
10 คอนกรีตพรุน จีโอโพลิเมอร์คอนกรีต ยางมะตอย และ วสั ดุก่อผนงั 128
แบบฝึ กหดั 145
ประมวลการสอน 153
ประวตั ิผจู้ ดั ทาํ 159

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

1

บทที 1: บทนํา

1.1 วสั ดวุ ศิ วกรรมโยธา

มนุษยไ์ ดน้ าํ วสั ดุมาก่อสร้างเป็ นทีอยอู่ าศยั ระบบสาธารณูปโภคหรือสิงก่อสร้างอืนๆ เพอื ใชป้ ระโยชนเ์ ป็นสิง
อาํ นวยความสะดวกและสร้างความปลอดภยั ในการดาํ รงชีวติ ซึงเราเรียกงานก่อสร้างสิงตา่ งๆ เหล่านีวา่ “งานทางดา้ น
วศิ วกรรมโยธา” วสั ดุทีถูกนาํ มาใชใ้ นงานก่อสร้างอาจไดจ้ ากการประดิษฐข์ ึนมาหรือคดั เลือกจากธรรมชาติใหไ้ ดว้ สั ดุ
ทีมีสมบตั ิเหมาะสม เช่น ปูนซีเมนต์ หิน ทราย ไม้ เหล็ก เป็ นตน้ ทงั นีวสั ดุนันๆ ตอ้ งได้คุณภาพและเมือรวมกบั
กระบวนการก่อสร้างทีดีจะทาํ ให้ไดโ้ ครงสร้างทีไดม้ าตรฐานปลอดภยั ต่อการใชง้ าน ดงั นนั จึงจาํ เป็ นอยา่ งยงิ ทีตอ้ งมี
การทดสอบสมบัติและพฤติกรรมทางกลเพือตรวจสอบคุณภาพของวสั ดุ วิศวกรโยธาคือผูท้ ีมีความรู้พืนฐานดา้ น
สมบัติและพฤติกรรมของวสั ดุ ทาํ หน้าทีในการตรวจสอบและควบคุมการนําวสั ดุไปใช้งาน ตวั อย่างเช่นในงาน
ก่อสร้างบา้ นพกั อาศัยซึงมกั จะใชค้ อนกรีตเป็ นวสั ดุก่อสร้าง โดยคอนกรีตจะไดจ้ ากการผสมวสั ดุหลกั เขา้ ด้วยกนั
ไดแ้ ก่ ปูนซีเมนต์ ทราย หิน และนาํ วสั ดุเหล่านีตอ้ งผา่ นการตรวจสอบสมบตั ิและพฤติกรรมต่างๆ เพอื ใหไ้ ดว้ สั ดุทีมี
คุณภาพก่อนนาํ มาผสมคอนกรีต และคอนกรีตทีผสมเสร็จใหม่ๆ จะมีความเหลวอย่รู ะยะเวลาหนึงทาํ ให้สามารถ
นาํ ไปเทเขา้ แบบหล่อเป็ นโครงสร้างตามตอ้ งการ ซึงในขนั ตอนนีวิศวกรโยธาจะทาํ หน้าทีตรวจสอบคุณภาพของ
คอนกรีตเหลว ควบคุมกระบวนการเทคอนกรีต ไปจนกระทงั ขนั ตอนการบ่มคอนกรีตเพือให้เกิดการพฒั นากาํ ลงั
ตามทีออกแบบไว้ หลงั จากการถอดแบบก็ตอ้ งทาํ การตรวตสอบสภาพของคอนกรีตทีแข็งตวั แลว้ วา่ มีความแข็งแรง
ตามทีกาํ หนดไวห้ รือไม่ เพือใหบ้ า้ นพกั อาศยั มีความแขง็ แรงทนทานและปลอดภยั ในการใชง้ าน ดงั แสดงไดต้ ามภาพ
ที 1.1

ตรวจสอบคุณภาพของคอนกรีตทีแขง็ ตวั

ตรวจสอบคุณภาพ ควบคุมคุณภาพของงานก่อสร้าง
ของคอนกรีตสด พอื ใหไ้ ดโ้ ครงสร้างทีแขง็ แรง
ปลอดภยั

ตรวจสอบคุณภาพ
ของวสั ดุ

ภาพที 1.1 งานก่อสร้างบา้ นพกั อาศยั ดว้ ยคอนกรีต

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

2
การขาดความรู้เรืองสมบตั ิและพฤติกรรมของวสั ดุอาจสามารถสร้างความเสียหายไดอ้ ยา่ งมากมาย และหากแม้
มีความรู้แตไ่ ม่นาํ ไปปฏิบตั ิหรือละเลยการควบคุมดูแลทีดีก็สามารถนาํ ไปสู่ความเสียหายไดเ้ ช่นกนั ตวั อยา่ งดงั ภาพที
1.2 การเทคานบา้ นพกั อาศยั ชนั ที 2 พบความเสียหายทีชดั เจนไดแ้ ก่ คอนกรีตเกิดการแยกตวั ไม่เป็ นเนือเดียวกัน
สามารถมองเห็นเมด็ หินไดอ้ ยา่ งชดั เจน เกิดรอยแยกในคานคอนกรีตไมเ่ ตม็ คาน และในบางบริเวณจะพบคอนกรีตไม่
หุม้ เหลก็ เสริม ความเสียหายนีอาจเกิดขึนไดจ้ ากคุณภาพของคอนกรีตสดทีนาํ มาใช้ ไปจนถึงคุณภาพของการควบคุม
การก่อสร้างของวศิ วกรควบคุมงาน ซึงจาํ เป็นตอ้ งมกี ารซ่อมแซมและตอ้ งเสียคา่ ใชจ้ ่ายในการก่อสร้างเพมิ มากขึน

ภาพที 1.2 ความเสียหายของการเทคานคอนกรีตเสริมเหลก็
ดงั นนั การมีความรู้และความเขา้ ใจเรืองสมบตั ิและพฤติกรรมตา่ งๆ ของวสั ดุวศิ วกรรมโยธา จึงเป็ นเรืองสาํ คญั
อยา่ งยงิ ซึงวศิ วกรโยธาตอ้ งศึกษาหาความรู้เพอื สรา้ งโครงสร้างทีสามารถใชง้ านไดอ้ ยา่ งปลอดภยั

1.2 สมบัตแิ ละพฤติกรรมของวสั ดุ

สมบตั ิของวสั ดุ (Material property) คือค่าทีใชบ้ ง่ บอกลกั ษณะของวสั ดนุ นั เช่น รูปร่าง สี ลกั ษณะเนือ นาํ หนกั
การติดไฟ การนาํ ความร้อน พฤติกรรมการรับแรงภายนอก เป็ นตน้ การเขา้ ใจถงึ สมบตั ิของวสั ดทุ าํ ใหส้ ามารถเลือกใช้
วสั ดุไดเ้ หมาะสมกบั งาน สมบตั ิของวสั ดุอาจแยกได้ 2 ประเภทคือสมบตั ิทางกายภาพและเคมี สมบตั ิทางเคมีของวสั ดุ
(Chemical property) คือ สมบตั ิทีเกียวขอ้ งกบั การเกิดปฏิกิริยาเคมี หรือการเปลียนแปลงทางเคมี เช่น การผุกร่อน การ
ติดไฟ และการเกิดสนิม เป็ นตน้ ในงานวิศกวรรมโยธาส่วนใหญ่จะเกียวขอ้ งกบั สมบัติทางกายภาพ สมบตั ิทาง
กายภาพ (Physical property) คือสมบัติทีไดจ้ ากการทาํ การทดสอบวสั ดุ โดยจะไม่ทาํ ให้เกิดการเปลียนทางเคมี
ตวั อย่างสมบตั ิทางกายภาพของวสั ดุวิศวกรรมโยธา เช่น สี (Color) กลิน (Smell) ขนาด (Size) นาํ หนัก (Weight)
ความหนาแน่น (Density) ความถ่วงจําเพาะ (Specific gravity) การดูดซึมนํา (Water absorption) การขยายตัว
(Expansion) การซึมผ่านของนาํ (Water permeability) ความเปราะ (Brittleness) ความเหนียว (Ductility) ความแข็ง

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

3
(Hardness) การนําไฟฟ้า (Electrical conductivity) การนาํ ความร้อน (Thermal conductivity) และการดูดซับเสียง
(Sound absorption) เป็ นตน้

นอกจากนีในงานวศิ วกรรมโยธายงั เกียวขอ้ งกบั พฤติกรรมทางกลของวสั ดุ (Mechanical behavior) ซึงหมายถึง
พฤติกรรมของวสั ดุทีตอบสนองต่อแรงภายนอกทีมากระทาํ และสามารถวดั ค่าความสามารถต่อการตอบสนองแรง
ต่างๆ ของวสั ดุออกมาได้ ซึงเรียกว่าสมบัติทางกล (Mechanical property) เช่น กาํ ลงั รับแรงดึง (Tensile strength)
กาํ ลงั รับแรงอดั (Compressive strength) กาํ ลงั รับแรงเฉือน (Shear strength) กาํ ลงั รับแรงดดั (Flexural strength) เป็ น
ตน้

สมบตั ิทางเคมี สมบตั ิทางกายภาพ สมบตั ิทางกล
(Chemical property) (Physical property) (Mechanical property)

• ส ม บัติ เ กี ยว ข้อ งกับ ก า ร • สมบัติทีเมือทําการวดั แล้ว • สมบตั ิบ่งบอกความสามารถ
เกิดปฏิกิริ ยาเคมี หรือการ ว ัส ดุ นั น จ ะ ไ ม่ ไ ม่ เ กิ ด ก า ร ต อ บ ส น อ ง ต่ อ แ ร ง ที ม า
เปลียนแปลงทางเคมผี กุ ร่อน เปลียนองคท์ างเคมี กระทํา หรื อ พฤติ กร รมทา ง
กล

ภาพที 1.3 สมบตั ิและพฤติกรรมของวสั ดุ

1.2.1 ความหนาแน่น หน่วยนาํ หนัก และความถ่วงจาํ เพาะ
ความหนาแน่น หน่วยนาํ หนกั และความถว่ งจาํ เพาะ ถือเป็ นสมบตั ิกายภาพพนื ฐานของวสั ดุวศิ กรรมโยธา

สามรถทดสอบไดง้ ่ายและบ่งบอกถึงพฤติกรรมทางกลของวสั ดุไดด้ ี ซึงมีรายละเอยี ดดงั ต่อไปนี
ความหนาแน่น (Density) คืออัตราส่วนมวลต่อปริมาตรของเนือวสั ดุ โดยมวลของวสั ดุจะไดจ้ ากการชงั

นาํ หนัก ส่วนปริมาตรหากเป็ นของเหลวอาจใชภ้ าชนะวดั ปริมาตรได้ หรือหากวสั ดุนันเป็ นกอ้ นมีขนาดรูปทรงที
แน่นอนสามารถใชเ้ ครืองมือวดั ขนาดไดก้ ็สามารถวดั แลว้ คาํ นวณหาปริมาตรของวสั ดุไดโ้ ดยตรง แต่หากวสั ดุเป็นผง
หรือกอ้ นทีมีขนาดรูปแบบไม่แน่นอน เช่น ปูนซีเมนต์ ทราย หรือหิน การหาปริมาตรของวสั ดุนนั สามารถทาํ ไดโ้ ดย
การแทนทีในของเหลวหรือการชงั วตั ถุในนาํ ความหนาแน่นของวสั ดุสามารถบ่งบอกถงึ คุณภาพของวสั ดุ จึงสามารถ
นํามาเป็ นเกณฑ์เบืองต้นในการตรวจสอบคุณภาพของวสั ดุได้ ค่าความหนาแน่นของวสั ดุชนิดเดียวกันอาจ
เปลียนแปลงตามอุณหภูมแิ ละความดนั โดยเฉพาะของเหลวหรือก๊าส

หน่วยนําหนัก (Unit weight) คืออตั ราส่วนมวลต่อปริมาตรของภาชนะทีใส่วสั ดุนนั ไดพ้ อดี โดยวสั ดุทีมี
ลกั ษณะเป็ นกอ้ นทีมีหลายขนาดและรูปร่างไม่คงทีเช่นหินหรือทรายจะมีช่องวา่ งระหวา่ งอนุภาค ดงั นันจึงตอ้ งการ
ปริมาตรภาชนะสําหรับใส่มากกว่าปริมาตรของเนือวสั ดุ วสั ดุทีมีลกั ษณะเป็ นก้อนดังกล่าวจึงมีค่าหน่วยนาํ หนัก
แตกต่างจากค่าความหนาแน่นดงั แสดงในภาพที 1.4 โดยค่าหน่วยนาํ หนกั ของวสั ดุชิดเดียวกนั อาจแตกต่างกนั ทงั นี

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

4

ขึนอยกู่ บั ขนาดและรูปร่างของวสั ดุและการอดั แน่นวสั ดุเขา้ ไปในภาชนะ เช่น วสั ดุทีมีขนาดเดียวมกั จะมีช่องว่าง
ระหวา่ งอนุภาคมากกวา่ วสั ดุทีมีหลายขนาดปะปนกนั และวสั ดุทีถูกอดั แน่นดว้ ยการเขยา่ หรือกระทุง้ อนุภาคจะอยชู่ ิด
กนั มากกวา่ วสั ดุทีไม่ถกู อดั แน่น

หมายเหต:ุ m คือมวล, V1 คือ ปริมตรเนือวสั ดุ และ V2 คือปริมาตรภาชนะทีใส่วสั ดุ

ภาพที 1.4 ความแตกต่างระหวา่ งความหนาแน่นและหน่วยนาํ หนกั

ความถ่วงจําเพาะ (Specific gravity) คืออตั ราส่วนความหนาแน่นของวสั ดุตอ่ ความหนาแน่นของวสั ดุอา้ งอิง
ค่าความถ่วงจาํ เพาะของวสั ดุทีเป็ นของแขง็ มกั ใชค้ วามหนาแน่นของนาํ เป็ นค่าอา้ งอิง เนืองจากความหนาแน่นของ
วสั ดุสามารถเปลียนแปลงตามอุณหภูมิและความดนั บรรยากาศโดยเฉพาะในของเหลวและกา๊ สจะมีการเปลียนแปลง
อยา่ งมาก ดงั นนั ในการหาคา่ ความถว่ งจาํ เพาะจึงจาํ เป็นตอ้ งกาํ หนดอุณหภมู ิและความดนั ของวสั ดุขณะทาํ การทดสอบ
หรือทาํ การหาค่าความหนาแน่นทีอุณหภูมิและความดนั บรรยากาศเดียวกนั และการเปรียบเทียบความหนาแน่นของ
วสั ดุกบั นาํ จะทาํ การเปรียบเทียบกบั นาํ ทีอุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียสและความดนั บรรยากาศ 1 บรรยากาศ (atm) ค่า
ความถ่วงจาํ เพาะของวสั ดุทีทาํ การเปรียบเทียบกบั นาํ ยงั สามารถบอกถึงความสามารถในการลอยนาํ ได้ โดยวสั ดุทีมี
ความถว่ งจาํ เพาะมากกวา่ จะจมนาํ ส่วนวสั ดทุ ีมีคา่ ความถ่วงจาํ เพาะนอ้ ยกวา่ จะลอยนาํ ในงานวศิ วกรรมโยธาค่า
ความถ่วงจาํ เพาะปูนซีเมนต์ หิน ทรายนอกจากจะแสดงสมบตั ิทางกายภาพของวสั ดุ ยงั ใชใ้ นการคาํ นวณหาปริมาตร
หรือมวลของวสั ดุในการออกแบบส่วนผสมของคอนกรีตดว้ ย

1.2.2 พฤตกิ รรมทางกล
พฤติกรรมทางกลของวสั ดุ คือการตอบสนองต่อแรงภายนอกทีมากระทาํ ต่อวสั ดุ ซึงวสั ดุแต่ละชนิดจะ

ตอบสนองตอ่ แรงทีมากระทาํ แตกต่างกนั การนาํ วสั ดุมาทดสอบพฤติกรรมทางกลจะทาํ ใหท้ ราบถึงสมบตั ิทางกลของ
วสั ดุและสามารถนาํ วสั ดุไปใชง้ านไดอ้ ยา่ งปลอดภยั และคุม้ ค่า การทดสอบการรับแรงดึงหรือแรงอดั ของวสั ดุสามารถ
ให้ค่าสมบัติทางกลของวสั ดุไดห้ ลายค่า เมือวตั ถุถูกแรงดึงหรือแรงอดั กระทาํ จะเกิดแรงตา้ นขึนในเนือวสั ดุซึงเรา
เรียกวา่ หน่วยแรงหรือความเคน้ (Stress) นอกจากนนั วตั ถยุ งั มีการเปลียนแปลงรูปร่างไปตามแรงทีมากระทาํ ซึงการ
เปลียนแปลงรูปร่างตอ่ คววามยาวเดิมเราเรียกวา่ ความเครียด (Strain) ในการทดสอบกาํ ลงั รับแรงดึงของวสั ดุจะทาํ การ

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

5
เพิมแรงกระทาํ ต่อวตั ถุอยา่ งสมาํ เสมอพร้อมกับวดั การเปลียนแปลงรูปร่างของวตั ถุทีเกิดขึนทีแรงนนั ๆ ทาํ การดึง
จนกระทงั วตั ถุแตกหัก ดงั นนั จะสามารถคาํ นวณหาหน่วยแรงและความเครียดทีเกิดขึนและสร้างกราฟความสมั พนั ธ์
ได้ ตวั อยา่ งความสมั พนั ธ์ระหวา่ งหน่วยแรงและความเครียดของการทดสอบแรงดึงแสดงดงั ภาพที 1.5

ภาพที 1.5 หน่วยแรงและความเครียด

พฤติกรรมทางกลของวสั ดุสามารถแยกไดเ้ ป็ น 2 ช่วง คือ ในช่วงแรกวสั ดุจะมีพฤติกรรมแบบยืดหยุ่น
(Elastic behaviour) เมือถูกแรงกระทาํ วสั ดุจะมีการเสียรูปร่างสัมพนั ธ์กบั แรงทีกระทาํ แบบเส้นตรง และเมือเอาแรง
กระทาํ ออกวสั ดุสามารถกลบั คืนสู่รูปร่างเดิมได้ ความชนั ของเส้นกราฟในช่วงนีจะให้ค่าโมดูลสั ยืดหยุ่นของวสั ดุ
(Modulus of elasticity) โดยทีจุดสุดทา้ ยของความสัมพนั ธแ์ บบเส้นตรงจะสินสุดทีพิกดั เสน้ ตรง (Proportional limit)
และจุดสุดทา้ ยของพฤติกรรมแบบยืดหยุ่นนีคือพิกัดยืดหยุ่น (Elastic limit) จากนันวสั ดุจะเขา้ สู่พฤติกรรมแบบ
พลาสติก โดยจุดแรกทีวสั ดุแสดงพฤติกรรมคือจุดคราก (Yield point) คือจุดทีวสั ดุมีการเสียรูปร่างเพิมขึนขณะทีให้
แรงคงที ซึงจะสงั เกตไดจ้ ากความชนั ของกราฟทีจุดนีมีค่าเป็ นศูนย์ อยา่ งไรก็ตามจุดนีอาจไม่ปรากฏชดั เจนในวสั ดุ
บางชนิดเช่นวสั ดุทีเปราะหรือวสั ดุทีไม่ไดม้ ีการเสียรูปร่างอยา่ งมากเพอื เขา้ สู่พฤตกิ รรมใหม่ และจากการเสียรูปร่างที
มากขึนของวสั ดุจะทาํ ให้วสั ดุสามารถรับแรงไดเ้ พิมขึนจนกระทงั ใหก้ าํ ลงั สูงสุดทีจุดสูงสุด (Ultimate point) จากนนั
วสั ดุจะเริมปรากฏการเสียรูปทีชดั เจนจนสามารถสังเกตเห็นไดด้ ว้ ยตาโดยเฉพาะวสั ดุทีมีความเหนียว จากนนั แรงจะ
ลดลงและในทีสุดวสั ดุจะขาดทีจดุ แตกหกั (Fracture point)

วสั ดุทีใชใ้ นงานวศิ วกรรมโยธาจาํ เป็นตอ้ งถกู นาํ มาทดสอบพฤติกรรมทางกลเพอื ใหท้ ราบสมบตั ิทางกลของ
วสั ดุและนาํ ไปใชง้ านอย่างเหมาะสม ดงั นันการทดสอบพฤติกรรมทางกลมกั สอดคลอ้ งการนาํ ใชไ้ ปใชเ้ พือรับแรง

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

6

ภายนอกในแบบต่างๆ เช่น แรงอัด แรงดึง แรงดัด แรงบิด แรงเฉือน เป็ นต้น และเพือให้การทดสอบเป็ น
มาตรฐานสากลจึงไดม้ ีหน่วยงานตา่ งๆ สร้างมาตรฐานการทดสอบขนึ สาํ หรับการทดสอบสมบตั ิของวสั ดุ

1.3 มาตรฐานการทดสอบวสั ดวุ ศิ วกรรมโยธา

โดยส่วนใหญ่การผลิตวสั ดุวิศวกรรมโยธาออกมาจาํ หน่ายตอ้ งมีการควบคุมคุณภาพของวสั ดุในระหวา่ ง
ขนั ตอนการผลิต และนอกจากนนั ยงั มกี ารตราจสอบคุณภาพก่อนนาํ ไปใชง้ านจริง ตวั อยา่ งเชน่ การผลิตเหลก็ เสน้ เพือ
ใชใ้ นงานคอนกรีตเสริมเหล็กนนั ทางโรงงานผผู้ ลิตตอ้ งมีการตรวจสอบสมบตั ิ ไดแ้ ก่ องคป์ ระกอบทางเคมีของเหล็ก
สมบตั ทิ างกายภาพและสมบตั ิทางกล เพอื ใหไ้ ดม้ าตรฐานอตุ สาหกรรมการผลิตเหลก็ เสน้ และนอกจากนนั ผูน้ าํ เหล็ก
ไปใชง้ านอาจตรวจสอบคุณภาพเหล็กโดยการสุ่มตวั อยา่ งเหล็กแลว้ นาํ ไปทดสอบกาํ ลงั รับแรงดึงและการยืดตวั ที
หอ้ งปฏิบตั ิการ เพอื ใหแ้ น่ใจวา่ เหลก็ มีคุณภาพตามความตอ้ งการ ในการทดสอบคุณภาพของวสั ดุวศิ วกรรมโยธาตอ้ งมี
มาตรฐานรองรับซึงมีทงั ในระดบั สากลและระดบั ประเทศ มาตรฐานผลิตภณั ฑ์จะมีรายละเอียดต่างๆ เช่น ระบุคุณ
ลกั ษณทีสาํ คญั ของผลิตภณั ฑ์ รูปร่าง ขนาด ชนั คุณภาพ ความสามารถ ความทนทานประสิทธิภาพของการนาํ ไปใช้
งาน คุณภาพของวตั ถุดิบทีนาํ มาผลิตและวธิ ีผลิต รวมถงึ วธิ ีการทดสอบ

มาตรฐานการทดสอบวสั ดุวศิ วกรรมโยธาคือ ขอ้ กาํ หนดตา่ งๆ ทีจดั ทาํ ขึนมาโดยหน่วยงานทีมีความชาํ นาญ
ในดา้ นนัน มาตรฐานอาจแยกตามระดับได้ 2 ประเภท คือในระดบั นานาชาติและระดบั ชาติ โดยในงานก่อสร้าง
ภายในประเทศอาจใชม้ าตรฐานภายในประเทศหรือระดบั ชาติเป็ นมาตรฐานอา้ งอิงในการดสอบ แตใ่ นงานก่อสร้างที
มีหลายชาติเขา้ ร่วมอาจตอ้ งใชม้ าตรฐานระดบั นานาชาติหรือระดบั สากลเพือให้เป็ นทียอมรับ สาํ หรับมาตรฐานใน
ระดบั ประเทศทีมีใชอ้ า้ งอิงในการทดสอบวสั ดวุ ศิ วกรรมโยธา ตวั อยา่ งเช่น

1.3.1 มาตรฐานผลติ ภัณฑ์อตุ สาหกรรม (มอก.) [1]
มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมคือขอ้ กาํ หนดทางวิชาการทีจดั ทาํ ออกมาเป็ นเอกสารโดยสํานักงาน

มาตรฐานผลิตภณั ฑอ์ ตุ สาหกรรม (สมอ.) [2] เพอื เป็ นแนวทางแก่ผูผ้ ลิตในการผลติ สินคา้ ทีมีคุณภาพครอบคลุมสินคา้
ทีใช้ในชีวิตประจาํ วนั หลายประเภทรวมถึงวสั ดุวิศกรรมโยธาด้วย โดยผลิตภณั ฑ์ทีแสดงเครืองหมายมาตรฐาน
หมายถึง ผลิตภณั ฑท์ ีผา่ นการตรวจสอบและไดร้ ับการรับรองจาก สมอ. แลว้ วา่ มีคุณภาพไดม้ าตรฐานตามทีกาํ หนดมี
ความปลอดภยั ในการอุปโภคบริโภค มีประสิทธิภาพในการใชง้ านและมีคุณภาพสมราคา โดยเครืองหมายมี 2
ประเภท ไดแ้ ก่ “เครืองหมายมาตรฐานทวั ไป” ใชส้ าํ หรับผลิตภณั ฑอ์ ุปโภคบริโภคซึงผผู้ ลิตสามารถยนื ขอการรับรอง
ดว้ ยความสมคั รใจเพือพฒั นาคุณภาพผลิตภณั ฑใ์ หเ้ ป็ นไปตามเกณฑก์ าํ หนดมาตรฐาน และ “เครืองหมายมาตรฐาน
บงั คบั ” เป็ นเครืองหมายผลิตภณั ฑ์ทีกฎหมายกาํ หนดให้ผูผ้ ลิตตอ้ งทาํ ตามมาตรฐาน และตอ้ งแสดงเครืองหมาย
ผลิตภณั ฑ์ ทงั นีเพอื ความปลอดภยั ตอ่ ผบู้ ริโภค

วสั ดุวิศวกรรมโยธาบางประเภททีผลิตออกจาํ หน่ายตอ้ งไดร้ ับเครืองหมายมาตรฐานบังคบั เช่น เหล็กเสน้
เหลก็ รูปพรรณและปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์ เป็ นตน้ นอกจากนี สมอ. ยงั กาํ หนดมาตรฐานการวธิ ีทดสอบวสั ดุเพอื ใชใ้ น

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

7
การทดสอบคุณภาพของวสั ดุดว้ ย ตวั อยา่ งเช่น มอก. 2752 เล่ม 9-2560 คือขอ้ กาํ หนดวธิ ีทดสอบระยะเวลาก่อตวั ของ
ซีเมนต์ไฮดรอลิกเพสต์ โดยใช้เข็มแบบไวแคต และ มอก.244 เล่ม 4-2525 คือขอ้ กาํ หนดการทดสอบเหล็กและ
เหลก็ กลา้ โดยการดึง เป็ นตน้
1.3.2 มาตรฐานผลติ ภัณฑ์ชุมชน (มผช.) [3]

มาตรฐานผลิตภณั ฑช์ ุมชนจดั ทาํ ขึนโดยสาํ นกั งานมาตรฐานผลิตภณั ฑอ์ ุตสาหกรรม (สมอ.) เพอื รองรับการ
พฒั นาคุณภาพผลิตภณั ฑช์ ุมชน เพือให้ผลิตภณั ฑ์เป็ นทียอมรับและสามารถประกนั คุณภาพให้กบั ผูบ้ ริโภค โดยมี
เครืองหมายมาตรฐานผลติ ภณั ฑช์ ุมชนเป็นเครืองหมายทีใหก้ ารรับรองผลิตภณั ฑ์

เครืองหมายมาตรฐานทวั ไป เครืองหมายมาตรฐานบงั คบั ภาพที 1.7 เครืองหมายมาตรฐาน
ภาพที 1.6 เครืองหมายมาตรฐาน มอก. ผลิตภณั ฑช์ ุมชน (มผช.)

1.3.3 มาตรฐานกรมโยธาธิการและผงั เมือง (มยผ.) [4]
มาตรฐานกรมโยธาธิการและผงั เมืองคือขอ้ กาํ หนดต่างๆ ทีกรมโยธาธิการและผงั เมืองไดจ้ ดั ทาํ ขึนเพือ

รองรับการพฒั นาเมือง เพือให้เกิดประโยชน์สุขของประชาชน โดยในส่วนของภาคโยธาธิการจะมีการกาํ หนด
มาตรฐานต่างๆ ทีเกียวขอ้ งกบั งานวิศวกรรมโยธา รวมถึงวิธีการทดสอบและตรวจสอบคุณภาพของวสั ดุดว้ ย ซึง
เอกสารต่างๆ กรมโยธาธิการไดท้ าํ การเผยแพร่โดยสามารถดาวน์โหลดไดท้ ีเวบ็ ไซท์ของกรมโยธาธิการและผงั เมือง
ตวั อย่างเช่น มยผ. -51 ถึง - มาตรฐานการทดสอบไม้ มยผ. - ถึง มยผ. - มาตรฐานการ
ตรวจสอบโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก ดว้ ยวิธีการทดสอบแบบไม่ทาํ ลาย และ มยผ. - ถึง มยผ. -
มาตรฐานการทดสอบวสั ดุในงานคอนกรีต เป็ นตน้
1.3.4 มาตรฐาน ASTM [5]

มาตรฐาน ASTM คือมาตรฐานทีจดั ทาํ ขึนโดยสมาคม ASTM International (ชือเดิม American Society for
Testing and Materials) ซึงเป็ นสมาคมวิชาชีพทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จดั ตงั ขึนในสหรัฐอเมริกา เมือปี
ค.ศ. 1898 ถือได้ว่าเป็ นหน่วยงานทีใหญ่ทีสุดในโลกในด้านการพฒั นามาตรฐาน โดยมีสมาชิกทีทรงคุณวุฒิ ทาง
วิชาการถึง 35,000 คน กรรมการวิชาการเฉพาะสาขาวิชาต่างๆ ถึง 132 คณะ และมีการจดั พิมพม์ าตรฐานมากกว่า
9,800 เรือง ทาํ ให้มาตรฐาน ASTM นี ครอบคลุมวิชาการต่างๆ มากมายและมีความละเอียดลึกซึง สามารถแบ่งตาม
เนือหา ออกไดเ้ ป็ นประเภทต่างๆ ดงั นี

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

8
Classification เป็ นมาตรฐานของ ระบบการจดั การ และการจดั แบ่ง วสั ดุผลิตภณั ฑ์ การบริการ ระบบ หรือ
การใช้งาน ออกเป็ นกลุ่มๆ โดยอาศัยคุณลักษณะ ทีเหมือนกนั เช่น แหล่งกาํ เนิด ส่วนประกอบ คุณสมบตั ิหรือ
ประโยชนใ์ ชส้ อย
Specification เป็ นขอ้ กาํ หนดทีระบุแน่นอน ถึงคุณลกั ษณะ และสมบตั ิต่างๆ ทีตอ้ งการของวสั ดุ ผลิตภณั ฑ์
ระบบหรือการใชง้ าน ขอ้ กาํ หนดเหล่านี มกั จะแสดงค่าเป็ นตวั เลข และมีขอ้ จาํ กดั กาํ หนดไว้พร้อมทงั วธิ ีหาคา่ เหลา่ นนั
ดว้ ย
Terminology เป็ นเอกสารมาตรฐาน ทีกาํ หนดคาํ นิยาม คุณลกั ษณะ คาํ อธิบายของศพั ทต์ า่ งๆ เครืองหมาย ตวั
ยอ่ คาํ ยอ่ ทีใชใ้ นมาตรฐานตา่ งๆ
Test method เป็ นมาตรฐานเกียวกบั กรรมวธิ ี ทีกาํ หนดใหใ้ ชใ้ นการตรวจสอบ พิสูจน์วดั และปริมาณคุณภาพ
คุณลกั ษณะ คุณสมบัติอยา่ งใดอย่างหนึง หรือหลายอยา่ งของวสั ดุ ระบบหรือ การใช้งาน ซึงมีผลการทดสอบ ที
สามารถนาํ ไปใช้ ในการประเมินคา่ ตามขอ้ กาํ หนด
Guide เป็ นคาํ แนะนาํ หรือทางเลือก ให้ผใู้ ชเ้ ลอื กใชเ้ ทคนิคต่างๆ ทีมีอยู่ รวมทงั สิง ทีจะไดจ้ ากการประเมิน
และการมาตรฐานทีใชน้ นั ๆ ดว้ ย
Practice เป็ นวิธีการปฏิบตั ิเฉพาะ สําหรับงานเฉพาะอยา่ ง ไดแ้ ก่ การเขียนรายงาน การสุ่มตวั อย่าง ความ
แมน่ ยาํ ความละเอียด การเลือก การเตรียม การประยกุ ต์ การตรวจสอบ ขอ้ ควรระวงั ในการใช้ การกาํ จดั ทิง การติดตงั
การบาํ รุงรักษา ตลอดจนการใชเ้ ครืองมือทดสอบ
การจดั พิมพ์ Annual book of ASTM standards จะถูกจดั พิมพร์ วมเล่มเป็ นชุดประจาํ ปี ใชช้ ือวา่ Annual book
of ASTM standards มาตรฐานทีพิมพร์ วมเลม่ นีตอ้ งผา่ นการรับรองของสมาคมฯ มาแลว้ อยา่ งนอ้ ย 6 เดือน เมือใชไ้ ป
ครบทุก 5 ปี จะไดร้ ับการพิจารณาทบทวนจากคณะกรรมการวิชาการซึงอาจมีการปรับปรุงใหม่ เอกสารมาตรฐาน
ASTM และในปี ค.ศ. 1983 ไดป้ รับปรุงรูปเลม่ ขึนใหม่ จาํ นวน 66 เล่ม โดยจดั เรืองเป็ นกลมุ่ ๆ รวม 16 กล่มุ ดงั นี

Section 1 : Iron and Steel Products
Section 2 : Nonferrous Metal Products
Section 3 : Metals Test Methods and Analytical Procedures
Section 4 : Construction
Section 5 : Petroleum Products, Lubricants and Fossil Fuels
Section 6 : Paints, Related Coatings, and Aromatics
Section 7 : Textiles
Section 8 : Plastics
Section 9 : Rubber
Section 10 : Electrical Insulation and Electronics
Section 11 : Water and Environmental Technology
Section 12 : Nuclear, Solar, and Geothermal Energy
Section 13 : Medical Devices
Section 14 : General Methods and Instrumentation
Section 15 : General Products, Chemical Specialties, and End Use Products
Section 00 : Index

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

9

โดยกลุ่มทีเกียวขอ้ งกบั การก่อสรา้ งจะอยใู่ น Section 4: Construction ซึงยงั แบ่งยอ่ ยออกเป็ นกลุ่มยอ่ ยอีก 13
และกลุ่มทีเกียวขอ้ งกบั ปูนซีเมนต์ หิน ทราย และคอนกรีตจะอยใู่ น Volume 04.01 และ 04.02

Volume 04.01 Cement; Lime; Gypsum
Volume 04.02 Concrete and Aggregates
Volume 04.03 Road and Paving Materials; Vehicle-Pavement Systems
Volume 04.04 Roofing, Waterproofing
Volume 04.05 Chemical-Resistant Nonmetallic Materials; Vitrified Clay Pipe; Concrete Pipe; Fiber Reinforced Cement Products; Mortars and Grouts;
Masonry; Precast Concrete
Volume 04.06 Thermal Insulation; Building and Environmental Acoustics
Volume 04.07 Building Seals and Sealants; Fire Standards; Dimension Stone
Volume 04.08 Soil and Rock (I): D420-D5876/D5876M
Volume 04.09 Soil and Rock (II): D5878-latest
Volume 04.10 Wood
Volume 04.11 Building Constructions (I): E72-E2166
Volume 04.12 Building Constructions (II): E2167 – latest; Asset Management; Sustainability; Technology and Underground Utilities
Volume 04.13 Geosynthetics

1.4 การสุ่มเกบ็ ตัวอย่างและการแบ่งตัวอย่างเพือนํามาทดสอบ

1.4.1 การสุ่มเกบ็ ตวั อย่าง
การสุ่มเก็บตวั อยา่ ง (Sampling) คือวิธีการเก็บตวั อยา่ งจากแหล่งผลิตหรือจากบริเวณทีเก็บวสั ดุมาทดสอบ

โดยวิธีการทีใชใ้ นการสุ่มตวั อยา่ งตอ้ งมีความเหมาะสม เพือให้สามารถเก็บตวั อยา่ งทีมีคุณสมบตั ิครบถว้ น เหมาะแก่
การเป็ นตวั แทนของวสั ดุทีจะทดสอบ ซึงวิธีการเก็บและปริมาณการเก็บจะแตกต่างกนั ไปตามบริเวณทีเก็บตวั อยา่ ง
วสั ดุและชนิดของวสั ดุนนั การสุ่มเก็บตวั อยา่ งกจ็ ะมีมาตรฐานกาํ หนดวธิ ีการเกบ็ ดว้ ยเช่นกนั ตวั อยา่ งเช่น

มาตรฐาน ASTM C183 เป็ นวธิ ีการสุ่มเก็บตวั อยา่ งของปูนซีเมนตใ์ นขบวนการผลิต [6]
มาตรฐาน ASTM C50 เป็ นวธิ ีการสุ่มเก็บตวั อยา่ งของหินปูนในขบวนการผลิต [7]
มาตรฐาน ASTM C เป็ นวธิ ีการสุ่มเกบ็ ตวั อยา่ งของวสั ดุปอซโซลานทีใชผ้ สมในคอนกรีต [8]
มาตรฐาน ASTM D75 เป็ นวธิ ีการสุ่มเกบ็ ตวั อยา่ งของหินและทราย [9]

การสุ่มเกบ็ ตวั อย่างปูนซีเมนต์
การเก็บตวั อย่างปูนซีเมนต์จากกระบวนการผลิตอา้ งอิงตามมาตรฐาน ASTM C311จะแตกต่างกนั ไปตาม
บริเวณทีทาํ การเก็บตวั อยา่ ง เช่น การเก็บตวั อยา่ งจากสายพานทีลาํ เลยี งตวั อยา่ งไปสู่ถงั เกบ็ กาํ หนดใหเ้ ก็บตวั อยา่ งจาก
สายพาน 1 ครังทุก 6 ชวั โมงโดยแตล่ ะครังตอ้ งเกบ็ อยา่ งนอ้ ย 5 กก. และการเกบ็ ตวั อยา่ งปูนซีเมนตท์ ีอยใู่ นถุงใหใ้ ชท้ ่อ
เก็บตวั อยา่ ง (Tube Sampler) โดยใชท้ ่อแทงเขา้ ไปเก็บตวั อยา่ งเพอื ใหไ้ ดต้ วั อยา่ งดา้ นในถงุ เป็ นตน้

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

10

การสุ่มเกบ็ ตวั อย่างหินและทราย
การเก็บตวั อยา่ งหินและทรายจากแหล่งผลิตอา้ งอิงตามมาตรฐาน ASTM D75 ได้กาํ หนดวิธีการสุ่มเก็บ
ตวั อยา่ งจากบริเวณต่างๆ เช่น การสุ่มตวั อย่างจากสายพานลาํ เลียงให้เลือกจุดทีจะสุ่มตวั อยา่ ง 3 จุดโดยการเลือกแบบ
สุ่ม แลว้ เก็บตวั อยา่ งจากจุดทงั 3 นนั ในบริมาณทีเท่ากนั และรวมตวั อยา่ งเขา้ ดว้ ยกนั ให้ไดป้ ริมาณตามทีกาํ หนดใน
ตารางที 1.1 การเก็บตวั อย่างบนสายพานตอ้ งทาํ การหยุดสายพานนําแผ่นวสั ดุมากนั ตวั อย่างบริเวณทีจะเก็บเพือ
ป้องกนั ตวั อยา่ งจากส่วนทีไม่ไดเ้ ก็บปะปนเขา้ มา เก็บตวั อยา่ งบริเวณทีกาํ หนดใหห้ มดโดยใชแ้ ปรงปัดเก็บฝ่ ุนขนาด
เล็ก การสุ่มเก็บตัวอยา่ งจากกองวสั ดุตอ้ งมีความระมดั ระวงั เป็ นพิเศษในกรณีทีวสั ดุทีกองนนั มีขนาดหลากหลาย
ปะปนอยูใ่ นกอง เนืองจากวสั ดุทีถูกนาํ มากองไวม้ กั เกิดการแยกขนาดโดยวสั ดุทีมีขนาใหญ่มกั กลิงลงไปกองทีฐาน
กอง ดงั นนั การสุ่มตวั อยา่ งจากกองเพอื นาํ วสั ดุไปทดสอบเกียวกบั ขนาดของตวั อยา่ งอาจไม่เหมาะสม หากจาํ เป็นตอ้ ง
สุ่มตวั อยา่ งจากกองและมีรถตกั วสั ดุ ให้สุ่มตกั วสั ดุเพอื ใหไ้ ดก้ องตวั อยา่ งขนาดเลก็ ลงเพอื ใชเ้ ก็บตวั อยา่ ง หากไมม่ ีรถ
ตกั วสั ดุใหท้ าํ การสุ่มเก็บวสั ดุจากกองใหญ่โดยแบ่งกองวสั ดุออกป็ น 3 ช่วงตามความสูงเพือสุ่มเก็บตวั อยา่ ง การเก็บ
ตวั อยา่ งควรมีแผน่ กนั เพอื ใหส้ ามารถเก็บไดเ้ ฉพาะวสั ดุตรงจดุ นนั ในกรณีเกบ็ ตวั อยา่ งทรายควรใชท้ อ่ เก็บตวั อยา่ งและ
ควรหลีกเลยี งทรายดา้ นล่างเพราะมีการแยกตวั สูง

ตารางที 1.1 ปริมาณตาํ สุดของวสั ดุทีทาํ การสุ่มเก็บตวั อยา่ ง (ทีมา: ASTM D75)

ขนาดโตสุดของมวลรวม (มม.) ปริมาณตวั อยา่ ง (กก.)

ทราย

2.36 10
4.75 10
หิน
9.5 10
12.5 15
19.0 25
25.0 50
37.5 75
50 100

63 125
75 150
90 175

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

11

1.4.2 การแบ่งตวั อย่างเพือนาํ มาทดสอบ (Reducing Samples of Aggregate to Test)

หลงั จากทีทาํ การสุ่มตวั อยา่ งมาแลว้ เมือจะนาํ ตวั อยา่ งมาทดสอบตอ้ งมีการลดปริมาณตวั อย่างให้พอเหมาะ

สาํ หรับการทดสอบโดยวธิ รการลดปริมาณตวั อยา่ งตอ้ งมีวิธีการทีเหมาะสมเพือใหต้ วั อยา่ งไม่เกิดการแยกขนาดและมี

สมบตั ิเหมือนวสั ดุทีสุ่มมา วิธีการลดขนาดตวั อยา่ งสามารถทาํ ได้ดว้ ย 3 วิธีดงั ต่อไปนี อา้ งอิงตามมาตรฐาน ASTM

C702 [10]

MECHANICAL SPLITTER

เครือง Sample Splitter เป็ นเครืองทีแยกตวั อยา่ งออกเป็ น

สองส่วนเท่าๆ กนั โดยภายในตวั เครืองจะมีช่องเลก็ หลายช่องไขว้

กันไปมาเพือให้ตวั อย่างทีเทลงไปไหลลงช่องและกระจายตัว

ออกไปสองฝังอย่างสมาํ เสมอทาํ ให้ไดต้ วั อย่างมีการกระจายตัว

และปริมาณทีเท่ากนั ทงั สองฝัง ขอ้ กาํ หนดของเครืองมือชนิดนีถูก

ระบุไวใ้ นมาตรฐาน ASTM C702 เหมาะสาํ หรบั ลดปริมาณตวั อยา่ ง

ทีอย่ใู นสภาพแห้งเพือให้ตวั อยา่ งเคลือนตวั อยา่ งอิสระไม่จบั กนั

เป็ นกอ้ น ขนั ตอนการลดขนาดตวั อยา่ งเริมจากการเทวสั ดุลงไปใน ภาพที 1.8 Sample Splitter (ทีมา: ASTM C702)
เครืองแยก โดยก่อนเทตอ้ งใหว้ สั ดุกระจายตวั ตามความยาวของช่อง

รับตวั อยา่ งแลว้ คอ่ ยปลอ่ ยตวั อยา่ งใหไ้ หลผา่ นช่องจะสามารถลดปริมาณตวั อยา่ งลงครึงหนึง และหากปริมาณตวั อยา่ ง

ยงั มากเกินการนาํ ไปใชง้ านก็สามารถใชว้ ธิ ีการเดิมลดตวั อยา่ งลงไดอ้ ีก

QUARTERING

การลดขนาดตวั อยา่ งโดยวธิ ี Quartering จะใชห้ ลกั การนาํ ตวั อยา่ งมากองบนพืนหรือผา้ ใบทีสะอาด และทาํ

การคลุกเคล้าให้ตัวอย่างกระจายตัว

สมาํ เสมอ จากนันกดกองตัวอย่างให้

แบนลงเป็ นวงกลม ทําแบ่งตัวอย่าง

ออกเป็ นสีส่วนเท่ากนั และเลือกส่วนที

อ ยู่ ต ร ง กั น ข้ า ม กั น ใ น แ น ว ท แ ย ง ม า

รวมกนั จะไดต้ วั อยา่ ง 2 ส่วนทีปริมาณ

ลดลงครึงหนึง หากปริมาณตวั อย่างยงั

มากเกินไปสามารถนาํ ส่วนใดส่วนหนึง

มาทาํ ซาํ เพือลดขนาดตวั อยา่ งลง วิธีการ

นีสามารถใช้กับวสั ดุอยู่ในสภาพแห้ง ภาพที 1.9 Quartering (ทีมา: ASTMC702)
หรือมคี วามชืนได้

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

12
MINIATURE STOCKPILE SAMPLING
วิธีการนีใชก้ บั ทรายทีมีสภาพชืนหรือมวลรวมละเอียด (เช่น ทราย) ทีอยู่ในสภาพชืนเท่านนั โดยการนาํ
ตวั อยา่ งคลกุ เคลา้ บนพนิ ทีสะอาด แลว้ กองเป็ นรูปกองทีมีขนาดสมาํ เสมอ จากนนั ทาํ ตกั ตวั อยา่ งโดยการสุ่มรอบๆ กอง
อยา่ งนอ้ ย 5 ครัง เพอื ใหไ้ ดป้ ริมาณตวั อยา่ งทีจะนาํ ไปทดสอบ

อ้างองิ

1. มาตรฐานผลติ ภณั ฑอ์ ตุ สาหกรรม. Available from:
https://www.tisi.go.th/website/standardlist/list_measures.

2. สาํ นกั งานมาตรฐานผลิตภณั ฑอ์ ตุ สาหกรรม. Available from: https://www.tisi.go.th/.
3. มาตรฐานผลิตภณั ฑช์ ุมชน. Available from: http://tcps.tisi.go.th/public/StandardList.aspx.
4. มาตรฐานกรมโยธาธิการและผงั เมือง. Available from: http://subsites.dpt.go.th/edocument/index.php/sd-

work/4-2017-04-03-02-26-37.
5. ASTM International. Available from: https://www.astm.org/.
6. ASTM C183, Standard Practice for Sampling and the Amount of Testing of Hydraulic Cement.
7. ASTM C50, Standard Practice for Sampling, Sample Preparation, Packaging, and Marking of Lime and

Limestone Products.
8. ASTM C311, Standard Test Methods For Sampling And Testing Fly Ash Or Natural Pozzolans For Use In

Portland-Cement Concrete.
9. ASTM D75, Standard Practice for Sampling Aggregates.
10. ASTM C702, Standard Practice for Reducing Samples of Aggregate to Testing Size.

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

13

บทที 2: ปนู ซีเมนต์สําหรับงานก่อสร้าง

ปูนซีเมนต์คือวสั ดุทีมีบทบบาทสําคญั ในงานก่อสร้าง ปูนซีเมนต์ทีใชใ้ นปัจจุบนั นีถูกพฒั นามาจาก “สาร
ซีเมนต”์ การก่อสร้างในสมยั โบราณมีการนาํ ยิปซมั มาเผาเมือผสมนาํ จะไดส้ ารซีเมนต์ หรือการนาํ ปูนขาวมาเผาและ
แช่นาํ เพือให้ได้ปูนหมกั แลว้ นาํ ไปผสมกบั วสั ดุอืนเพือใชเ้ ป็ นสารซีเมนต์ อย่างไรก็ตามสารซีเมนตโ์ บราณมีความ
แขง็ แรงนอ้ ยไม่ทนต่อการละลายนาํ สารซีเมนตจ์ ึงถูกพฒั นาเพือให้มีความแขง็ แรงคงทนมากขึน เช่น การผสมดว้ ย
ขีเถา้ จากภูเขาไฟ หินปูน ดินเหนียวและวสั ดุอืนๆ โดยมกี ารผา่ นกระบวนการบดและการเผา จนกระทงั ปัจจุบนั ไดว้ สั ดุ
ทีเรียกวา่ “ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด”์ ซึงสามารถทาํ ปฎิกิริยากบั นาํ ไดส้ ารเชือมประสานทีมีความแข็งแรงและทนทาน
จึงมีการใชง้ านอยา่ งแพร่หลาย ภาพที 2.1 แสดงประวตั ิของปูนซีเมนต์ [1] เนือหาในบทนีจะใหร้ ายละเอียดเกียวกบั
ปูนซีเมนต์ทีใชใ้ นงานก่อสร้างในปัจจุบนั ไดแ้ ก่ การผลิต ประเภท องค์ประกอบทางเคมี คุณลกั ษณะทางเคมีและ
ฟิสิกส์ และการทดสอบสมบตั ิของปูนซีเมนต์

ยคุ โบราณ สารซีเมนต์ได้จาก ปูนขาว/ยิปซัม ผสมนาํ ไม่ทนต่อการละลายนาํ
ชาวโรมนั และกรีกใช้เถ้าภเู ขาไฟเพือปรับปรุงความแขง็ แรงและทนทานของสาร

ค.ศ.
John Smeaton ได้พฒั นาปูนขาวทีแขง็ ตวั ในนาํ ได้ (hydraulic lime)

ค.ศ.
James Parker ได้พฒั นาปูนซีเมนต์ทีแขง็ ตัวในนาํ ได้ (hydraulic cement) และ
เรียกว่า ปูนซีเมนต์โรมนั

ค.ศ.
Joseph Aspdin ได้พฒั นาปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ (Portland cement) ได้จาก
การนาํ หินปูนขาวและดินเหนียวมาบดผสมกนั และเผา
ภาพที 2.1 ประวตั ขิ องปนู ซีเมนต์

2.1 การผลติ ปนู ซีเมนต์ปอร์ตแลนด์

ปูนซีเมนตค์ ือวสั ดุทีใชเ้ ชือมประสานชนิดหนึงซึงเมือนาํ ไปผสมกบั นาํ แลว้ จะไดว้ สั ดุทีทาํ หนา้ ทีในการเชือม
ประสานวสั ดุอนื ๆ ใหย้ ดึ ติดแน่นได้ เช่น ในงานคอนกรีตจะทาํ หนา้ ทียดึ หินและทรายเขา้ ไวด้ ว้ ยกนั หรือในงานก่ออิฐ

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

14

และงานติดกระเบือง ปูนซีเมนตผ์ สมนาํ และทรายใช้เป็ นวสั ดุยึดติดอิฐและกระเบือง เป็ นตน้ กระบวนการผลิต
ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์สามารถทาํ ไดโ้ ดยนาํ วตั ถุดิบ เช่น หินปูน หินดินดานหรือหินเชล แร่เหล็ก และวตั ถดุ ิบอืนๆ ที
มีแร่ธาตุทีเป็ นองคป์ ระกอบของปูนซีเมนตม์ าบด และเผาทีอณุ หภมู ิประมาณ 1450 องศาเซลเซียส จนกระทงั วตั ถุดิบ
ดงั กล่าวหลอมรวมและเกิดปฏิกิริยาไดเ้ ป็นปูนซีเมนตเ์ มด็ ซึงปูนซีเมนตเ์ ม็ดจะถูกนาํ มาบดใหเ้ ป็ นผงพร้อมผสมกบั ยปิ
ซมั และนาํ ไปบรรจุเพอื รอจาํ หน่าย ทงั นีเนืองจากสารบางตวั ในปูนซีเมนตส์ ามารถทาํ ปฏิกิริยากบั ความชืนในอากาศ
ไดง้ ่าย การผสมยิปซมั จะช่วยชะลอการเกิดปฏิกิริยา การผลิตปูนซีเมนตส์ ามารถแบ่งได้ 3 แบบ คือ แบบเปี ยก แบบ
แหง้ และแบบกึงเปี ยกกึงแห้ง ความแตกต่างของแต่ละวิธีนนั อยทู่ ีขนั ตอนการเตรียมวตั ถุดิบ ซึงในอดีตการบดและ
ผสมวตั ถุดิบมกั อาศยั ความชืนเขา้ ช่วยเพอื ใหส้ ่วนผสมเขา้ กนั ไดด้ ี ดงั นนั จึงใชว้ ธิ ีการแบบเปี ยก ปัจจุบนั เทคโนโลยกี าร
ผสมวสั ดุกา้ วหน้าขึน การผสมและบดวสั ดุในสภาพแหง้ ทาํ ไดด้ ีและมีประสิทธิภาพ ดงั นนั วธิ ีการแบบแห้งจึงเขา้ มา
แทนที นอกจากนีวธิ ีการแบบแห้งยงั ใชเ้ ชือเพลิงนอ้ ยกวา่ วธิ ีการแบบเปี ยกอีกดว้ ย ภาพที 2.2 แสดงกระบวนการผลิต
ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนตใ์ นประเทศไทยซึงเป็นแบบแหง้
วตั ถุดิบทีใช้ในการผลิตปูนซีเมนต์เป็ นแหล่ง
ของแร่ธาตุต่างๆ ทีเป็ นองคป์ ระกอบทางเคมีของ
ปูนซีเมนต์ สามารถแบ่งไดเ้ ป็ น 3 ประเภทได้แก่
ประเภทแรกคือวตั ถุดิบทีมีส่วนประกอบของ
แคลเซียมคาร์บอเนต (calcium carbonate, CaCO3)
ถือเป็ นวสั ดุดิบหลักในการผลิตปูนซีเมนต์มี
ปริ มาณร้อยละ 80 ของวัตถุดิบทังหมด เช่น
หินปูน ดินขาว และหินชอลก์ ประเภททีสองคือ
วตั ถดุ ิบทีมีส่วนประกอบทางเคมีจาํ พวก ซิลิคอน
ไดออกไซด์ (silicon dioxide, SiO2) อะลูมิเนียม
ออกไซด์ (aluminum oxide, Al2O3) และเฟอร์ริก
ออกไซด์ (ferric oxide, Fe2O3) เช่น หินดินดาน
และดินเหนียว และประเภททีสามคือวตั ถุดิบ
เสริมเพือปรับแต่งสมบตั ิทางเคมีของปูนซีเมนต์
หรือใชส้ าํ หรับเพิมเติมสารประกอบบางตวั เช่น
เพิมทรายในกรณี ทีต้องการเพิมซิลิคอนได
ภาพที 2.2 ขนั ตอนการผลิตปูนซีเมนต์ ออกไซด์ และเพมิ แร่เหลก็ หรือดินลูกรังในกรณีที

ตอ้ งการเพมิ เฟอร์ริกออกไซดใ์ หก้ บั ส่วนผสม [2]

2.2 ประเภทของปูนซีเมนต์

ประเทศไทยมีการผลติ ปูนซีเมนตส์ าํ หรับงานก่อสรา้ งจาํ หน่ายหลากหลายประเภท ทงั นีมีการปรับปรุงสมบตั ิ
ของปูนซีเมนต์เพือให้เหมาะสาํ หรับงานแต่ละประเภท และในการผลิตปูนซีเมนตอ์ อกมาจาํ หน่ายนนั จะถูกควบคุม

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

15
คุณภาพโดยสํานักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมกระทรวงอุตสหกรรม ซึงได้กําหนดมาตรฐาน
ผลิตภณั ฑอ์ ุตสาหกรรม (มอก.) สาํ หรับปูนซีเมนตป์ ระเภทต่างๆ ไว้ ปูนซีเมนตห์ ลกั ทีผลิตออกจาํ หน่ายมากทีสุดคือ
ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์ จากขอ้ มลู ของสมาคมอุตสาหกรรมปูนซีเมนตไ์ ทยพบวา่ มีการผลิตปูนซีเมนตเ์ พมิ มากขึนทุกปี
และในปี พ.ศ. มีปริมาณการผลิตถึง ลา้ นตนั [3] โดยในกระบวนการผลิตปูนซีเมนตน์ ันตอ้ งเผาวตั ถุดิบที
อุณหภูมิสูงเกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชันบรรยายกาศซึงส่งผลต่อการเกิดสภาวะโลกร้อน โดยใน
กระบวนการผลิตปูนซีเมนต์ ตันจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ราว . - . ตัน ทังนีปริ มาณก๊าซ
คาร์บอนไดออกไซด์ทีถูกปลดปล่อยสู่ชนั บรรยายกาศโลกจากอุสาหกรรมการผลิตปูนซีมนตน์ ีมีปริมาณสูงถึง
เปอร์เซ็นตข์ องค่าการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทงั หมดของทงั ประเทศ [4] ดงั นนั การผลิตปูนซีเมนตจ์ ึงส่งผล
กระทบต่อสิงแวดลอ้ ม การลดการใชป้ ูนซีเมนตจ์ ึงเป็นหนทางหนีงทีนกั วจิ ยั พยายามศึกษาคน้ ควา้ เช่น การนาํ วสั ดุอืน
มาผสมในปูนซีเมนต์เพือลดการใชป้ ูนซีเมนตล์ ง วสั ดุทีนาํ มาผสมเหล่านีไดแ้ ก่ วสั ดุทีไดจ้ ากอุตสาหกรรมหรือจาก
ธรรมชาติ และนอกจากนีจากความกา้ วหนา้ ทางเทคโนโลยแี ละงานวจิ ยั ยงั ทาํ ใหป้ ูนซีเมนตถ์ กู พฒั นาใหม้ ีสมบตั ิตา่ งๆ
ดีขึน ดงั นนั อาจสามารถจาํ แนกปูนซีเมนตท์ ีผลิตออกจาํ หน่ายได้ดงั นี ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์ และปูนซีเมนต์ปอร์ต
แลนด์ทีถูกพฒั นาหรือนําวสั ดุอืนมาผสมทาํ ให้ไดป้ ูนซีเมนต์ขนิดอืนๆ ไดแ้ ก่ ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์ปอซโซลาน
ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดก์ ากถลงุ จากเตาถลงุ แบบพน่ ลม ปูนซีเมนตผ์ สม และ ปูนซีเมนตส์ าํ หรับงานก่อฉาบ นอกจากนี
ยงั มีการผลิตปูนซีเมนตพ์ ิเศษเพอื ให้เหมาะแก่งานประเภทต่างๆ ไดแ้ ก่ ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดข์ าว ปูนซีเมนตไ์ ฮดรอ
ลิก ซึงรายละเอียดของปูนซีเมนตป์ ระเภทต่างๆ มีดงั ตอ่ ไปนี

1. ปนู ซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ (Portland cement)
ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์เป็ นปูนซีเมนตท์ ีมีปริมาณการผลิตมากทีสุด ทงั นีเพราะเป็ นวตั ถุดิบหลกั ในการ

ผลิตปูนซีเมนตส์ ูตรพิเศษประเภทต่างๆ ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดน์ ีไดถ้ ูกคิดคน้ โดย Joseph Aspdin ชาวองั กฤษ ซึงชือ
ของปูนซีเมนต์ถูกเรียกตามชือเกาะปอร์ตแลนด์ ทงั นีเนืองจากเนือปูนทีมีสีเทาเหมือนกบั สีของหินบนเกาะ โดย
สาํ นกั งานมาตรฐานผลิตภณั ฑ์อุตสาหกรรมไดก้ าํ หนดมาตรฐานคุณภาพสาํ หรับปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์ คือ มอก.
เล่ม -2555 [5] ไดแ้ บ่งปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดอ์ อกเป็ น ประเภท เพือให้ไดป้ ูนซีเมนต์ทีเหมาะสาํ หรับการใชง้ าน
ก่อสร้างทีแตกตา่ งกนั ดงั นี

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที 1 คือปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดธ์ รรมดา (ordinary Portland cement) เหมาะ
กบั งานก่อสร้างคอนกรีตทวั ไป เช่น โครงสร้างของอาคาร (เสา คาน และพืน) พืนถนน โครงสร้างของสะพาน โดย
โครงสร้างเหล่านีไม่อย่ใู นสภาวะทีมีการสัมผสั กับเกลือซัลเฟตหรือคลอไรด์ทีทาํ ให้เกิดการกดั กร่อนคอนกรีตสูง
นอกจากนียงั มีการนาํ ปูนซีเมนตป์ ระเภทที นีไปผสมกบั วสั ดุอนื ๆ เพอื ใหไ้ ดป้ ูนซีเมนตท์ ีเหมาะกบั งานต่างๆ ดงั นนั
จึงมีความตอ้ งการใชง้ านปูนชนิดนีค่อนขา้ งสูงและมกี ารผลติ ขึนมาใชง้ านมากทีสุด ตวั อยา่ งของปูนซีเมนตป์ ระเภทนี
ไดแ้ ก่ ปูนงานโครงสร้างเอสซีจี ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดป์ ระเภท 1 ตราทีพีไอ (สีแดง) ปูนทีพไี อแดงซูเปอร์ เป็ นตน้

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที 2 คือปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ดัดแปลง (modified Portland cement)
ปูนซีเมนตช์ นิดนีถกู ดดั แปลงใหส้ ามารถตา้ นทานเกลือซลั เฟตไดป้ านกลาง (ตา้ นทานเกลือซลั เฟตดีกวา่ ประเภทที )

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

16
ขณะหล่อจะเกิดความร้อนปานกลาง (ความร้อนตาํ กวา่ ประเภทที ) เหมาะกบั งานโครงสร้างขนาดใหญ่ เช่น งาน
ก่อสร้างตวั เขือนทีตอ้ งมกี ารเทคอนกรีตปริมาณมากในคราวเดียว การใชป้ ูนซีเมนตป์ ระเภทนีจะช่วยใหล้ ดความรอ้ น
จากปฏิกิริยาของปูนซีเมนต์ลงและลดการแตกร้าวได้ หรืองานก่อสร้างโครงสร้างทีอยใู่ กลน้ าํ ทะเลหรือสมั ผสั เกลือ
ซลั เฟต

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที 3 คือปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ให้กาํ ลงั เร็ว (high early strength Portland
cement) ปูนซีเมนตช์ นิดนีจะให้กาํ ลงั เร็วกว่าปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที และสามารถให้กาํ ลงั อดั ไดอ้ ย่าง
รวดเร็วทีอายุ วนั ดงั นนั จึงเหมาะกบั งานโครงสร้างทีเร่งด่วน เช่น พนื ถนนทีจราจรทีตอ้ งเร่งเปิ ดการจราจร คอนกรีต
อดั แรง เป็ นตน้ ตวั อย่างของปูนซีเมนตป์ ระเภทนีไดแ้ ก่ ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์ประเภท ตราทีพไี อ (สีดาํ ) ปูนรับ
กาํ ลงั อดั เร็วเอสซีจี เป็ นตน้

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที 4 คือปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดใ์ หค้ วามร้อนตาํ (low heat Portland cement)
ปูนซีเมนตช์ นิดนีมีการพฒั นากาํ ลงั อยา่ งชา้ ๆ และจึงใหค้ วามร้อนตาํ กวา่ ประเภทที ถกู ผลิตขึนเพอื ใชก้ บั งานก่อสร้าง
เขือนขนาดใหญท่ ีตอ้ งการลดการขยายตวั ของคอนกรีตเนืองจากความรอ้ น

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที 5 คือปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ตา้ นทานเกลือซลั เฟต (sulfate resistance
Portland cement) ปูนซีเมนตช์ นิดนีจะเน้นทีความทนทานตอ่ การกดั กร่อนของเกลอื ซลั เฟตโดยเฉพาะ เหมาะกบั งาน
ก่อสร้างโครงสร้างบริเวณดินเค็มหรือใกลก้ บั ทะเล ตวั อย่างของปูนซีเมนต์ประเภทนีไดแ้ ก่ ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์
ประเภท ตราทีพไี อ (สีฟ้า) เป็ นตน้

2. ปนู ซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ขาว (white Portland cement)

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนดข์ าวมีสมบตั ิคลา้ ยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนดแ์ ต่จะมีสีขาว ปูนซีเมนตข์ นิดนีมีสีขาว
เนืองจากมีการคดั เลือกวตั ถดุ ิบเพอื ลดปริมาณของเหล็กออกไซดแ์ ละแมกนีเซียมออกไซดใ์ นวตั ถุดิบลง นอกจากนียงั
มีขนั ตอนการผลิตทีซับซอ้ นมากกวา่ ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์สีเทา ทาํ ใหป้ ูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์ขาวมีราคาสูงกว่าจึง
เหมาะสาํ หรับงานทีตอ้ งการตกแต่งหรือโชวผ์ ิว เช่น งานก่อฉาบ งานฉาบสี หินขดั ทรายลา้ ง คอนกรีตพิมพล์ าย กาว
ซีเมนต์และยาแนวกระเบือง เป็ นต้น นอกจากนีปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์ขาวนียงั มีความแข็งแรงทนทานเหมือน
ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์จึงสามารถใชใ้ นงานโครงสร้างอาคารไดอ้ ีกดว้ ย จึงเหมาะกบั งานโครงสร้างหรืองานหล่อ
ชินส่วนทีโชวส์ ีขาวของปูน มาตรฐานกาํ หนดเกณฑค์ ุณภาพสาํ หรับปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดข์ าว คือ มอก. -2556 [6]

3. ปนู ซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ปอซโซลาน (Portland pozzolan cement)

ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์ปอซโซลานคือ ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดท์ ีผสมกบั วสั ดุปอซโซลาน (pozzolan) ซึง
วสั ดุปอซโซลานเป็ นวสั ดุทีมีส่วนประกอบเป็ นซิลิกาและอะลูมินาทีสามารถทาํ ปฏิกิริยาเคมกี บั แคลเซียมไฮดรอกไซด์
ทีเกิดจากการทาํ ปฏิริยาของปูนซีเมนตไ์ ดเ้ ป็ นสารประกอบทีช่วยในการเชือมประสานปูนซีเมนตป์ ระเภทนี สามารถ
ทนทานต่อการกัดกร่ อนของซัลเฟตได้ดีพอสมควรและเกิดความร้อนตําขณะเกิดปฏิกิริ ยา มาตรฐาน

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

17
ผลิตภณั ฑอ์ ุตสาหกรรมสาํ หรับปูนซีเมนตปอร์ตแลนด์ปอซโซลาน คือ มอก. -2556 [7] ตวั อย่างของปูนซีเมนต์
ประเภทนีไดแ้ ก่ ปูนทนนาํ เคม็ ดินเค็มเอสซีจี ปูนทนนาํ ทะเลเอสซีจี

4. ปนู ซีเมนต์ปอร์ตแลนด์กากถลงุ จากเตาถลุงแบบพ่นลม (Portland blast-furnace slag cement)

ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์กากถลุงจากเตาถลุงแบบพน่ ลมคือ ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดท์ ีผสมกบั กากถลุงได้
จากการถลงุ เหล็กในเตาถลงุ แบบพน่ ลม ปริมาณกากเตาถลงุ เหล็กบดละเอียดทีใชผ้ สมประมาณร้อยละ ถึง กาก
ถลุงมีส่วนประกอบของออกไซดข์ องซิลิกาและอลูมินาเป็ นหลกั และยงั มีออกไซดข์ องแคลเซียมและแมกนีเซียม เมือ
นาํ มาผสมกบั ปูนซีเมนตส์ ามารถทาํ ปฏิกิริยากบั นาํ ไดส้ ารเชือมประสานเช่นเดียวกบั ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์ กากถลงุ ที
บดละเอียดนีสามารถช่วยยืดระยะเวลาการก่อตวั ของคอนกรีตสดและช่วยให้คอนกรีตเทไดง้ ่ายขึน ทาํ ให้คอนกรีตที
แข็งตวั แล้วมีเนือทีแน่นสามารถเพิมความต้านทานการกัดกร่อนของคลอไรด์และซัลเฟตได้ดี [8] มาตรฐาน
ผลติ ภณั ฑอ์ ตุ สาหกรรมสาํ หรับปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดก์ ากถลงุ จากเตาถลงุ แบบพน่ ลม คือ มอก. 2587-2556 [9]

5. ปนู ซีเมนต์ไฮดรอลกิ (hydraulic cement)

สาํ นกั งานมาตรฐานผลติ ภณั ฑอ์ ตุ สาหกรรมไดใ้ หน้ ิยามของปูนซีเมนตช์ นิดนีวา่ ปูนซีเมนตไ์ ฮดรอลิก คือ
ปูนซีเมนตท์ ีสามารถทาํ ปฏิกิริยากบั นาํ แลว้ ก่อตวั และแข็งได้ ทงั นีเนืองจากปูนซีเมนตท์ ีผลิตออกจาํ หน่ายในประเทศ
ไทยมีได้มีการพัฒนา โดยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทําให้เกิดนําวสั ดุจากอุตสหกรรมหรือจากธรรมชาติ
หลากหลายมาผสมเพือปรับปรุงคุณภาพ เช่น ปูนซีเมนต์พิเศษทีทนต่อการขดั สีลดการเกิดรอยแตกร้าวและช่วยให้
คอนกรีตมีความทึบแน่นมากขึน นอกจากนีกระบวนการผลิตยงั สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซดท์ าํ ให้
เป็ นมิตรต่อสิงแวดลอ้ มมากขึน ดงั นนั เพอื ใหก้ ารผลิตปูนซีเมนตช์ นิดนีมีคุณภาพไดม้ าตรฐานทางสาํ นกั งานมาตรฐาน
ผลติ ภณั ฑอ์ ตุ สหกรรมไดก้ าํ หนดมาตรฐานคุณภาพสาํ หรับปูนซีเมนตไ์ ฮดรอลิกขนึ คือ มอก. -2556 [10] ตวั อยา่ ง
ของปูนซีเมนตป์ ระเภทนีไดแ้ ก่ ปูนงานโครงสร้างเอสซีจีสูตรไฮบริด ปูนแดง ตราทีพีไอ

6. ปนู ซีเมนต์ผสม (mixed cement)

ปูนซีเมนตผ์ สมคือปูนซีเมนตผ์ ลิตขึนจากปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดป์ ระเภทที ทีผสมวสั ดุอืนๆ โดยอาจนาํ
วสั ดุมาผสมในขนั ตอนการบดปูนซีเมนตเ์ ม็ด (clinker) หรือนาํ วสั ดุทีเป็ นผงละเอียดมาผสมปูนซีเมนตท์ ีบดแลว้ ก็ได้
วสั ดุทีใชอ้ าจไดแ้ ก่ ทราย หินปูน หรือวสั ดุเฉือนอืนๆ เพอื ใหม้ ีคุณสมบตั ิลนื ก่อฉาบงา่ ย ยดื หดตวั นอ้ ยไมท่ าํ ใหเ้ กิดรอย
แตกร้าวต่อเหมาะในงานคอนกรีตขนาดเล็กทีไม่ตอ้ งการกาํ ลงั อดั สูง เช่น การใชผ้ ลิตท่อ โอ่ง เสารัวขนาดเลก็ บล็อก
ทางเทา้ ฝารางระบายนาํ หรืองานก่อและฉาบ มาตรฐานผลิตภณั ฑอ์ ุตสหกรรมไดก้ าํ หนดมาตรฐานคุณภาพสาํ หรับ
ปูนซีเมนตผ์ สมคือ มอก. -2550 [11] ตวั อยา่ งของปูนซีเมนตป์ ระเภทนีไดแ้ ก่ ปูนทีพีไอเขียวซูเปอร์ ปูนซีเมนตผ์ สม
ตราทีพไี อ (สีเขียว) ปูนซีเมนตผ์ สมตราทีพไี อ197 ปูนซีเมนตผ์ สมตราเสือ

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

18

ภาพที 2.3 ประเภทของปูนซีเมนตท์ ีผลิตออกจาํ หน่ายตามมาตรฐานผลิตภณั ฑอ์ ตุ สาหกรรม

2.3 องค์ประกอบทางเคมขี องปนู ซีเมนต์

องคป์ ระกอบทางเคมีของปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดจ์ ะอยู่ในรูปสารประกอบออกไซด์ (สารประกอบทีเกิดจาก
ธาตุออกซิเจนรวมตวั กับธาตุอืนๆ) ซึงสามารถแยกตามปริมาณได้เป็ นสารประกอบออกไซด์ กลุ่ม คือ กลุ่ม
“สารประกอบออกไซดร์ อง” คือมีปริมาณรวมอยู่ในปูนซีเมนตเ์ พยี งร้อยละ - ไดแ้ ก่ MgO, SO3, Na2O, K2O, TiO2
และ P2O5 และกลุ่ม “สารประกอบออกไซด์หลกั ” ซึงมีประมาณรวมอยู่ในปูนซีเมนตร์ ้อยละ ไดแ้ ก่ CaO, SiO2,
Al2O3 และ Fe2O3 การหาองคป์ ระกอบทางเคมีของปูนซีเมนตห์ รือปริมาณสารประกอบออกไซด์สามารถทาํ ไดต้ าม
มาตรฐาน มอก. เลม่ หรือทาํ การทดสอบเอกซเรยฟ์ ลอู อเรสเซนส์ (X-Ray fluorescence spectrometry, XRF) ซึง
เป็ นเทคนิคทีใชใ้ นการหาชนิดและปริมาณของธาตุในปูนซีเมนตไ์ ด้ สาํ หรับการหานาํ หนกั ทีสูญเสียเนืองจากการเผา
(loss on ignition, LOI) คือการนาํ ปูนซีเมนต์ไปเผาทีอุณหภูมิ องศาเซลเซียสซึงการเผานีจะสามารถหาปริมาณ
ความชืนและปริมาณสารอืนทีสามารถสลายจากการเผา ตารางที 2.1 แสดงตัวอย่างผลการทดสอบ XRF ของ
ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที ซึงจะแสดงปริมาณสารประกอบออกไซด์ต่างๆ ในหน่วยร้อยละโดยนาํ หนัก
สาํ หรับค่า LOI มาตรฐาน มอก. เล่ม ไดก้ าํ หนดใหป้ ูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดป์ ระเภทที มีค่า LOI ไม่เกินร้อยละ

ตารางที 2.1 ตวั อยา่ งองคป์ ระกอบทางแร่ธาตขุ องปูนซีเมนตป์ อร์แลนดป์ ระเภทที

องคป์ ระกอบทาง SiO2 Al203 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O SO3 TiO2 LOI
แร่ธาตุ (ร้อยละ) 14.44 2.71
3.43 70.44 0.86 0.18 0.57 4.29 0.25 2.4

สารประกอบออกไซดห์ ลกั ในปูนซีเมนตจ์ ะรวมตวั กนั อยใู่ นรูปของ “สารประกอบหลกั ” ปริมาณสารประกอบ
หลักสามารถคาํ นวณหาได้ด้วยวิธีของ R. H. Bouge ตามมาตรฐาน ASTM C150 [1] ซึงสารประกอบหลกั ใน
ปูนซีเมนต์มีอยู่ ตวั สามารถทาํ ปฏิกิริยากับนําซึงเรียกวา่ “ปฏิกิรยาไฮเดรชัน” ได้สารประกอบใหม่ทีให้ความ
แข็งแรงแก่คอนกรีตและปฏิกิริยาไฮเดรชนั นีเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ปริมาณความร้อนจากปฏิกิริยานีสามารถทาํ
ให้โครงสร้างคอนกรีตมีอุณหภูมิสูงขึนขณะบ่ม (การบ่มคือการให้ความชืนแก่คอนกรีตเพือให้เกิดปฏิกิริยาไดอ้ ยา่ ง

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

19

สมบูรณ์และกาํ ลงั ของคอนกรีตไดต้ ามเป้าหมาย) ความร้อนจากปฏิกิริยานีก็สามารถก่อปัญหาการแตกร้าวให้กับ
โครงสร้างขนาดใหญ่ทีมีการเทคอนกรีตปริมาณมากได้ เชน่ งานก่อสร้างเขือนคอนกรีต อยา่ งไรก็ตามสารประกอบ
หลกั แตล่ ะตวั จะมีกลไกในการเกิดปฏิกิริยาและการคายความรอ้ นทีแตกต่างกนั การปรับเปลียนสารประกอบหลกั ใน
ปูนซีเมนตส์ ามารถลดความร้อนจากปฏิกิริยาลงได้

2.3.1 สารประกอบหลกั ตวั ในปูนซีเมนต์

. ไตรแคลเซียมซิลเิ กต (3CaO.SiO2 หรือ C3S) มีปริมาณมากทีสุดในปูนซีเมนตค์ ือปริมาณร้อยละ - มี
รูปร่างเป็ นผลึกรูปหกเหลยี มสีเทาเขม้ เมือปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดผ์ สมนาํ C3S จะทาํ ปฏิกิริยาไฮเดรชนั ไดอ้ ยา่ งรวดเร็ว
ทาํ ใหป้ ูนซีเมนตเ์ กิดการพฒั นากาํ ลงั เร็วในช่วง วนั แรกและมีการคายความร้อนจากปฏิกิริยาในระดบั กลาง (ประมาณ

จูล/กรัม) เมือ C3S ทาํ ปฏิริยาไฮเดรชันจะได้แคลเซียมซิลิเกตไฮเดรต (3CaO.2SiO2.3H2O หรือ C3S2H3) และ
แคลเซียมไฮดรอกไซด์ (Ca(OH)2) กลไกการทาํ ปฏิกิริยาแสดงดงั สมการที 2.1 การทาํ ปฏิกิริยาของปูนซีเมนตก์ บั นาํ นี
จะเกิดแคลเซียมซิลิเกตไฮเดรตประมาณร้อยละ - และเกิดแคลเซียมไฮดรอกไซด์ประมาณร้อยละ - ของ
ปริมาตรเพสต์ ซึงแคลเซียมซิลิเกตไฮเดรตทีไดจ้ ะทาํ ให้เกิดความแข็งแรงและการพฒั นากาํ ลงั ในคอนกรีต และ
แคลเซียมไฮดรอกไซด์จะทาํ ให้เกิดสภาพความเป็ นด่างในคอนกรีต (pH ) ชว่ ยป้องกนั การเกิดสนิมในเหลก็ ทีเสริม
คอนกรีตได้ อยา่ งไรก็ตามแคลเซียมไฮดรอกไซดม์ ีกาํ ลงั ตาํ ถูกชะละลายไดง้ ่าย และสามารถทาํ ปฎิกิริยากบั ซลั เฟตใน
ดินและนาํ หรือทาํ ปฎิกิริยาคาร์บอนไดออกไซดใ์ นอากาศนาํ ไปสู่ความเสียหายในคอนกรีตได้

2 (3CaO.SiO2) + 6 H2O  3CaO.2SiO2.3H2O+ 3 Ca(OH)2 (2.1)

2. ไดแคลเซียมซิลิเกต (2CaO.SiO2หรือ C2S) มีปริมาณร้อยละ 15-35 ในปูนซีเมนต์ รูปร่างกลมและมีความ
วอ่ งไวต่อปฏิกิริยาตาํ กวา่ C3S เมือปูนซีเมนตผ์ สมนาํ C2S จะทาํ ค่อยๆ ทาํ ปฏิกิริยาไฮเดรชนั และมีการคายความร้อน
จากปฏิกิริยาในระดบั ค่อนขา้ งตาํ (ประมาณ 0 จูล/กรมั ) ส่งผลใหเ้ กิดการพฒั นากาํ ลงั ของคอนกรีตเพมิ ขึนอยา่ งชา้ ๆ

หลงั อายุ วนั กลไกการทาํ ปฏิกิริยาแสดงดงั สมการที 2.2 เมือ C2S ทาํ ปฏิริยาไฮเดรชนั กบั นาํ จะไดแ้ คลเซียมซิลิ
เกตไฮเดรตและแคลเซียมไฮดรอกไซด์เช่นเดียวกบั ปฏิกิริยาของ C3S โดยคุณภาพของแคลเซียมซิลิเกตไฮเดรตทีได้
จาก C2S จะมีโครงสร้างทีแน่นตวั กวา่ อยา่ งไรก็ตาม C3S จะสามารถเกิดปฏิกิริยาไดร้ วดเร็วกวา่ C2S สามารถช่วยใน
การพฒั นากาํ ลงั ของคอนกรีตในช่วงอายตุ น้ ได้

2 (2CaO.SiO2) + 4 H2O  3CaO.2SiO2.3H2O + Ca(OH)2 (2.2)

3. ไตรแคลเซียมอลูมิเนต (3CaO.Al2O3 หรือ C3A) มีปริมาณร้อยละ - ในปูนซีเมนต์ เมือผสมนาํ จะทํา
ปฏิกิริยาไฮเดรชนั อยา่ งรวดเร็วไดเ้ ป็ นแคลเซียมอลูมิเนตไฮเดรต (3CaO.Al2O3.6H2O หรือ C3AH6) มีการคายความ
ร้อนจากปฏิกิริยาในระดับสูง (ประมาณ จูล/กรัม) เพือป้องกันการก่อตวั ขึนอย่างรวดเร็วของปฏิกิริยานีจึง

จาํ เป็ นตอ้ งเติมยปิ ซมั ในปูนซีเมนตใ์ นระหวา่ งขนั ตอนการบดเมด็ ปูนโดยปริมาณยปิ ซมั ทีเตมิ จะขึนอยกู่ บั ปริมาณ C3A

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

20

ในปูนซีเมนต์ C3A ทาํ ใหเ้ กิดการพฒั นากาํ ลงั ในคอนกรีตอยา่ งรวดเร็วในช่วงตน้ แต่กาํ ลงั สูงสุดทีไดม้ ีคา่ นอ้ ยเมือเทียบ
กบั C3S

4. เตตระแคลเซียมอลูมิโนเฟอร์ไรต์ (4CaO.Al2O3.Fe2O3 หรือ C4AF) C4AF มีปริมาณ 5-10 เปอร์เซ็นต์ใน
ปูนซีเมนต์ เมือผสมนาํ จะทาํ ปฏิกิริยาไฮเดรชนั เร็วทาํ ให้เกิดการพฒั นากาํ ลงั อยา่ งรวดเร็วแตก่ าํ ลงั สูงสุดทีไดม้ ีค่านอ้ ย
และตาํ กวา่ เมือเทียบกบั C3A มีการคายความร้อนจากปฏิกิริยาในระดบั กลาง (ประมาณ 0 จลู /กรัม)

2.3.2 สารประกอบรองในปูนซีเมนต์
สารประกอบออกไซด์รอง” คือมีปริมาณรวมอยใู่ นปูนซีเมนตเ์ พยี งร้อยละ - ไดแ้ ก่ ยปิ ซมั (CaSO4.2H2O)

ปูนขาวอิสระ (CaO) แมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) อลั คาไลน์ออกไซด์ (Na2O, K2O) และการมีสารประอกบอืนๆ ดงั
ตวั อย่างทีแสดงในตารางที 2.1 ยิมซมั จะถูกเติมลงในไปในขนั ตินการผลิตปูนซีเมนต์เพือรักษาคุณภาพโดยจะช่วย
ป้องกนั การทาํ ปฏิกิริยาของผงปูนกบั ความชืนในอากาศ ปูนขาวอิสระเกิดขึนจากวตั ถุดิบมีปูนขาวมากเกินไปจึง
หลงเหลือจากการสร้างเป็ นสารประกอบ ซึงปูนขาวอิสระนีสามารภทาํ ปฏิกิริยากบั นาํ อาจทาํ ให้เกิดการตกร้าวใน
คอนกรีตได้ แมกนีเซียมออกไซด์มาจากวตั ถดุ ิบทีใชผ้ ลิตปูนซีเมนตม์ ี MgCO3 เมือเผาแลว้ จะแยกตวั เป็ น MgO และ
CO2 เมือ MgO ทาํ ปฏิกิริยากบั กบั นาํ จะขยายตวั และอาจทาํ ใหเ้ กิดการแตกร้าวในคอนกรีต

ตารางที 2.2 คุณลกั ษณะทางเคมีของปูนซีเมนตป์ ระเภทตา่ ง ๆ ขอ้ กาํ หนดตามมาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 1

รายการ คณุ ลกั ษณะ ประเภท เกณฑ์ทีกาํ หนด (เปอร์เซ็นต์) ประเภท
ที SiO2 ไม่นอ้ ยกวา่ 1 ประเภท ประเภท ประเภท 5
1 Al2O3 ไมน่ อ้ ยกวา่
2 Fe2O3 ไม่นอ้ ยกวา่ 6.0 234 6.0
3 MgO ไมน่ อ้ ยกวา่ 3.0 20.0 2.3
4 SO3 ไม่นอ้ ยกวา่ 3.5 6.0 3.0
5 - เมือ 3CaO.Al2O3 นอ้ ยกวา่ หรือเท่ากบั 8 เปอร์เซ็นต์ 3.0 6.0 6.5 0.75
- เมือ 3CaO.Al2O3 มากกวา่ 8 เปอร์เซ็นต์ 0.75 6.0 6.0 6.0
6 นาํ หนกั ทีสูญเสียเนืองจากการเผา (LOI) ไม่มากกวา่ 5
7 กากทีไมล่ ะลายในกรดและด่าง 3.0 3.5 2.3 25
8 3CaO.SiO2 ไมม่ ากกวา่ 4.5
9 2CaO.SiO2 ไมม่ ากกวา่
10 3CaO.Al2O3 ไม่มากกวา่ 3.0 3.0 2.5
11 4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 2(3CaO.Al2O3Fe2O3) หรื อ 0.75 0.75 0.75
4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 2CaO.Fe2O3 ไมม่ ากกวา่
35
40
8 15 7

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

21

2.4 ปฏิกริ ยาไฮเดรชันของปูนซีเมนต์

เมือปูนซีเมนตผ์ สมกบั นาํ สารประกอบทีอยู่ใน
ปูนซีเมนต์จะทําปฏิกิริ ยาไฮเดรชันโดยกับนําได้
ผลิตภณั ฑใ์ หม่ทีมีสมบตั ิในการเชือมประสาน การเกิด
ปฏิกริยาไฮเดรชนั จึงถือเป็ นหัวใจหลกั ของการสร้าง
กาํ ลงั รับนาํ หนักในคอนกรีต เนืองจากปฏิกิริยาไฮเดร
ชนั นีเป็ นปฏิกิริยาคายความร้อนการศึกษาอตั ราความ
ร้ อ น ที ค า ย อ อ ก ม า จึ ง ส า ม า ร ถ บ่ ง บ อ ก ก า ร
เกิดปฏิกิริยาไฮเดชันได้ Conduction calorimetry คือ
วิธีการวดั ความร้อนทีเกิดขึนดังแสดงในภาพที 2.4
ภาพที 2.4 ความร้อนทีเกิดขึนจากปฎิกิริยาไฮเดรชนั เมือปูนซีเมนต์ผสมกับนําอัตราการเกิดความร้อน
เมือปูนซีเมนตท์ าํ ปฏิกิริยากบั นาํ เพิมขึนทนั ที จากนนั จะลดลง และค่อยๆ เพิมขึนจน

(ทีมา: http://www.theconcreteportal.com/cem_chem.html) สูงสุด (Main peak) และลดลงอีกครังดงั แสดงตามเส้น
ปะ ซึงขนั ตอนทีอตั ราการเกิดความร้อนลดลงในครัง
แ ร ก เ รี ย ก ว่ า ช่ ว ง ก า ร
เหนี ยวนําหรื อ Dormant
(D) ในช่วงเวลานีสามารถ
ข น ห รื อ เ ค ลื อ น ย้ า ย
คอนกรี ตเข้าแบบได้ โดย
ตอ้ งให้เสร็จสินก่อนการ
เพิมอตั ราความร้อนขึนอีก
ทั ง นี เ พ ร า ะ ห ลั ง ช่ ว ง
เหนียวนาํ คอนกรีตจะเริม
แ ข็ ง ตัว แ ละ เ กิ ด ก า ร เ ชื อ ม
ประสานกัน กลไกการ
เกิ ด ป ฏิ กิ ริ ยาไอเ ด รชัน
แสดงดงั ภาพที 2.5 เริมจาก
ภาพที 2.5 การเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชนั ทีผวิ ของเมด็ ปูน เกิดเจลและ ettringite เป็ น
แท่งสันๆ ทีผิวของเม็ดปูน
(ทีมา: https://cnx.org/contents/Lbv3xcBF@11/Hydration-of-Portland-Cement)

ก่อนและเขา้ สู่สภาวะเหนียวนาํ หลงั จากนนั จะเกิดการสร้าง CSH และ ettrigite เป็ นเข็มยาว โดยเกิด CSH ทีผิวดา้ น
นอกของปูนซีเมนตก์ ่อนและขยายเขา้ สู่ภายใน

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

22

2.6 ปัจจัยทสี ่งผลต่อการเกดิ ปฏิกริ ิยาไฮเดรชัน

ปัจจยั ทีส่งผลตอ่ การเกิดปฎิกิริยาไฮเดรชนั ในปูนซีเมนตม์ ีดงั ตอ่ ไปนี

1. ประเภทของปูนซีเมนต์ ปูนซีเมนตแ์ ต่ละประเภท
จะมีปริมาณสารประกอบหลกั ทีแตกต่างกนั ซึงสารประกอบ
หลกั แต่ละตวั มีความวอ่ งไวในการเกิดปฎิกิริยาทีแตกต่างกนั
ดงั นนั จึงส่งผลต่อการเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชนั ทีแตกต่างกนั [12]

2. ความละเอียด ปูนซีเมนตท์ ีความละเอียดมากจะมี
พืนทีผิวมากทําให้สามารถปฏิกิยากับนําไดร้ วดเร็วขึนใน
ช่วงแรก

3. ความชืน การเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชันจะให้เวลา ภาพที 2.6 การเกิดไฮเดรชนั ของสารประกอบ
หลายวนั ซึงตอ้ งอาศยั นาํ ดงั นนั จึงจาํ เป็ นอย่างยิงทีตอ้ งรักษา หลกั [12]
ความชืนเพอื ใหน้ าํ เพียงพอต่อการเกิดปฏิกิริยา

4. อุณหภูมิ อุณหภูมิทีสูงขึนสามารถเร่งอตั ราการ

เกิดปฏิกิริยาไฮเดรชนั ไดใ้ นช่วงแรก

2.5 คณุ ลษั ณะทางฟิ สิกส์ของปนู ซีเมนต์

คุณลกั ษณะทางฟิ สิกส์ของปูนซีเมนต์ ไดแ้ ก่ ความถ่วงจาํ เพาะ ความละเอียด การขยายตวั ความตา้ นทาน
แรงอดั ระยะเวลาการก่อตวั ฯลฯ ซึงคุณลกั ษณะเหล่านีสามารถทาํ การทดสอบไดโ้ ดยใชว้ ธิ ีการทดสอบตามมาตรฐาน
มอก. โดยมาตรฐาน มอก. เล่ม ไดก้ าํ หนดคุณลษั ณะทางฟิสิกส์สาํ หรับปูนซีเมนตไ์ วด้ งั แสดงใน ตารางที 2.3

การทดสอบคุณลกั ษณะทางฟิ สิกส์ของปูนซีเมนตส์ ามารถทดสอบภายใตม้ าตรฐาน มอก. หรือ ASTM ซึง
มาตรฐานเหล่านีจะกาํ หนดรายละเอียดวิธีการทดสอบ เช่น วสั ดุและอุปกรณ์ทีใช้ อาจระบุอุณหภูมิและความชืน
สัมพทั ธ์ของห้องทดสอบ วิธีการทดสอบ และการรายงานผลการทดสอบ โดยในเนือหาต่อไปนีจะกล่าวถึงการ
ทดสอบคุณลกั ษณะทางฟิ สิกส์ทีสาํ คญั ของปูนซีเมนต์ ไดแ้ ก่ ความถ่วงจาํ เพาะ การก่อตวั และกาํ ลงั อดั

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

23

ตารางที 2.3 คุณลกั ษณะทางฟิ สิกส์ของปูนซีเมนต์ ขอ้ กาํ หนดตามมาตรฐาน มอก. เล่ม

รายการ คณุ ลกั ษณะ เกณฑ์ทีกาํ หนด ประเภท
ที ประเภท ประเภท ประเภท ประเภท 5
12
1234
160
1 ปริมาณอากาศในมอร์ตาร์ ร้อยละโดยปริมาตร ไมม่ ากกวา่ 12 12 12 12 280
0.80
2 ความละเอียด พนื ผวิ จาํ เพาะ (ตารางเมตรตอ่ กิโลกรัม)
-ทดสอบดว้ ยมาตรความขนุ วากเนอร์ ไม่นอ้ ยกวา่ 160 160 160 8.0
-ทดสอบดว้ ยการซึมผา่ นอากาศไดข้ องเบลน ไมน่ อ้ ยกวา่ 280 280 280 15.0
21.0
3 การขยายตวั โดยวธิ ีออโตเคลฟ ร้อยละ ไม่นอ้ ยกวา่ 0.80 0.80 0.80 0.80
45
4 ความตา้ นทานแรงดนั (เมกะพาสคลั ) ไม่นอ้ ยกวา่ 375
อายุ 1 วนั 12.0
อายุ 3 วนั 12.0 10.0 14.0
อายุ 7 วนั 19.0 17.0 7.0
อายุ 28 วนั 17.0

5 ระยะเวลาการก่อตวั ทดสอบแบบไวแคต
การก่อตวั ระยะตน้ (นาที) ไม่นอ้ ยกวา่ 45 45 45 45
การก่อตวั ระยะปลาย (นาที) ไมม่ ากกวา่ 375 375 375 375

2.5.1 การทดสอบความถ่วงจําเพาะของปูนซีเมนต์ไฮดรอลกิ
ความถว่ งจาํ เพาะ (specific gravity) ของปูนซีเมนตข์ ึนกบั องคป์ ระกอบทางแร่ธาตขุ องปูนซีเมนต์ โดยทวั ไปค่า

ความถ่วงจาํ เพาะของปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดจ์ ะมีค่าประมาณ 3.10-3.15 ค่าความถ่วงจาํ เพาะคือค่าทีบ่งบอกวา่ วา่ สาร
นนั หนักหรือเบากวา่ นาํ กีเท่า หรือความหนาแน่นของสารนนั เป็ นกีเท่าของความหนาแน่นของนาํ ดงั นันค่าความ
ถว่ งจาํ เพาะของปูนซีเมนตค์ ือความหนาแน่นของปูนซีเมนตห์ ารดว้ ยความหนาแน่นของนาํ แตเ่ นืองจากความหนาแน่น
ของนาํ จะเปลียนแปลงไปตามอุณหภมู ิ จึงตอ้ งมีการระบุความหนาแน่นของนาํ ไวท้ ีอุณหภูมิ องศาเซลเซียส ซึงค่า
ความหนาแน่นของนาํ ทีอุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส มีคา่ 1 กรัมต่อลูกบาศกเ์ ซนติเมตร ดงั แสดงในสมการที 2.3 โดยค่า
ความถว่ งจาํ เพาะจะไม่มีหน่วย

ความถว่ งจาํ เพาะของปูนซีเมนต์ = ความหนาแน่นของปูนซีเมนต์ (2.3)
ความหนาแน่นของนาํ ทีอุณหภูมิ องศาเซลเซียส

สาํ หรับค่าความหนาแน่นของปูนซีเมนตค์ ือนาํ หนกั ของปูนซีเมนตห์ ารดว้ ยปริมาตรของปูนซีเมนตด์ งั แสดงใน
สมการที 2.4 ในการหาปริมาตรของปูนซีเมนตไ์ มส่ ามารถวดั ตวงโดยภาชนะได้ เนืองจากปริมาตรทีวดั ไดจ้ ะมีชอ่ งวา่ ง

ทีอยรู่ อบเม็ดปูนดว้ ย ซึงไม่ใช่ปริมาตรเนือแทข้ องปูนซีเมนต์ ดงั นนั สามารถหาปริมาตรของปูนซีเมนตไ์ ดโ้ ดยอาศยั

หลกั การแทนทีในนาํ มนั ก๊าด ทงั นีการหาปริมาตรของปูนซีเมนตไ์ ม่สามารถแทนทีดว้ ยนาํ ไดเ้ นืองจากปูนซีเมนตจ์ ะทาํ
ปฏิกิริยากบั นาํ โดยค่าความหนาแน่นของปูนซีเมนต์หรือค่าความถ่วงจาํ เพาะของปูนซีเมนตน์ ี นอกจากจะบ่งบอก
สมบตั ิของปูนซีเมนตแ์ ลว้ ยงั ใชใ้ นการคาํ นวณการออกแบบส่วนผสมของคอนกรีตดว้ ย

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

24

ความหนาแน่นของปนู ซีเมนต์ = นาํ หนกั ของปนู ซีเมนต์ (2.4)
ปริมาตรของปนู ซีเมนต์

วิธีการทดสอบหาค่าความถ่วงจาํ เพาะของปูนซีเมนตส์ ามารถ
ทดสอบไดต้ ามมาตรฐาน มอก. เลม่ [13] หรือ ASTM C188 [14]
โดยใช้ขวดทดลองมาตรฐานเลอชาเตอลิเอร์เพือหาปริ มาตรของ
ปูนซีเมนต์ (ภาพที 2.7) และอาศยั หลกั ารแทนทีปูนซีเมนตใ์ นของเหลว
ซึงปริมาณของของเหลวทีเพิมขึนก็คือปริมาตรของปูนซีเมนต์ ส่วน
นาํ หนกั ของปูนซีเมนตจ์ ะไดจ้ ากการชงั นาํ หนกั

ภาพที 2.7 ขวดทดลองมาตรฐานเลอชาเตอลเิ อร์

2.5.2 การทดสอบการก่อตัวของปนู ซีเมนต์ไฮดรอลคิ โดยวธิ ีไวแคต

ปูนซีเมนตเ์ มือผสมกบั นาํ จะไดซ้ ีเมนตเ์ พสตท์ ีมีสภาพเหลวอยชู่ ่วงเวลาหนึง หลงั จากนนั ซีเมนตเ์ พสตจ์ ะค่อย

ๆ แขง็ ตวั ขึนจนกระทงั เป็ นกอ้ นแข็งในทีสุด ทงั นีเมือปูนซีเมนตผ์ สมกบั นาํ ปูนจะทาํ ปฏิกิริยากบั นาํ เกิดเป็นสารใหม่

ซึงในช่วงแรกซีเมนตเ์ พสตจ์ ะมีสภาพเหลวหรืออยใู่ นสภาพพลาสติก จากนนั จะเริมแข็งตวั ขึนเรือย ๆ จนสินสุดสภาพ

พลาสติก โดยในงานก่อสร้างช่วงเวลาตงั แต่ปูนซีเมนต์เริมผสมนําจนกระทังเริมสูญเสียสภาพพลาสติกเรียกว่า

“ระยะเวลาการก่อตวั ตน้ ” เป็ นช่วงทีสามารถขนยา้ ย จีเขย่า เขา้ แบบไดโ้ ดยไม่สร้างความเสียหายให้แก่คอนกรีต

ต่อจากนนั คอนกรีตจะเริม

สูญเสี ยสภาพพลาสติก

หรือเขา้ สู่ “ระยะเวลาการ

ก่อตวั ปลาย” ซึงช่วงนีเป็ น

เวลาที คอนกรี ตเริ มมีการ

ฟอร์มตัวของโครงสร้าง

ซึ ง ค อ น ก รี ต จ ะ อ ยู่ ใ น

ส ภ า ว ะ อ่ อ น แ อ ก า ร

ร บ ก ว น ค อ น ก รี ต ใ น

ช่วงเวลานีจะสร้างความ

เสียหายใหเ้ นือคอนกรีตได้

ง่าย ดงั นนั การก่อตวั ของ ภาพที 2.8 แผนผงั ระยะเวลาการก่อตวั ของซีเมนตเ์ พสต์
ปูนซีเมนตส์ ามารถจาํ แนก

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

25

ได้ ช่วง ไดแ้ ก่ ระยะเวลาการก่อตวั ตน้ คือระยะเวลาตงั แต่ปูนซีเมนตเ์ ริมผสมนาํ จนซีเมนตเ์ พสตเ์ ริมสูญเสียสภาพ
พลาสติก และ ระยะเวลาการก่อตวั ปลาย คือระยะเวลาตงั แต่ปูนซีเมนต์เริมผสมนําจนซีเมนต์เพสต์หมดสภาพ
พลาสติก ภาพที 2.8 แสดงแผนผงั ระยะเวลากอ่ ตวั ของซีเมนตเ์ พสต์

ในการทดสอบหาการก่อตวั ของปูนซีเมนต์นันสามารถทดสอบได้ทงั วิธีไวแคต (Vicat test) และกิลโมร์
(Gillmore test) สําหรับการทดสอบการก่อตวั โดยเครืองมือไวแคตสามารถทาํ การทดสอบตามมาตรฐาน มอก. เล่ม
หรือ ASTM C191 [15] ซึงไดก้ าํ หนดวธิ ีการทดสอบหาการก่อตวั ทงั ช่วง ไวด้ งั นี

1. ระยะเวลาการก่อตวั ตน้ (initial setting time) คือระยะเวลาตงั แต่ปูนซีเมนตเ์ ริมผสมนาํ จนกระทงั ถึง เวลาที
ซีเมนตเ์ พสตม์ ีสภาพหนืดทีทาํ ให้เข็มมาตรฐานขนาด 1 มิลลิเมตร จมลงอย่างอิสระเป็ นระยะ 25 มิลลิเมตร พอดี
หลงั จากปลอ่ ยเขม็ เป็ นเวลา 30 วนิ าที

2. ระยะเวลการก่อตวั ปลาย (final setting time) คือ ระยะเวลาตงั แต่ปูนซีเมนตเ์ ริมผสมนาํ จนกระทงั ถึง เวลาที
ซีเมนตเ์ พสตม์ ีสภาพหนืดทีทาํ ใหเ้ ขม็ มาตรฐานขนาด 1 มิลลิเมตร ไมจ่ มลงในซีเมนตเ์ พสต์

มาตรฐาน มอก. เล่ม หรือ ASTM C150 กาํ หนดไวว้ า่ สาํ หรับปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์ทงั ประเภท ตอ้ งมี
การก่อตวั ระยะตน้ ไม่นอ้ ยกวา่ 45 นาทีและการก่อตวั ระยะปลายไม่มากกวา่ 375 นาที (ตารางที 2.3) ในการทดสอบหา
การก่อตวั นนั ตอ้ งทาํ การเตรียมตวั อยา่ งซีเมนตเ์ พสตใ์ หม้ ีความหนืดตามกาํ หนดซึงเรียกวา่ สภาพความขน้ เหลวปกติ
(normal consistency) ก่อน จากนนั จึงนาํ ไปทดสอบหาก่อตวั ต่อไป ดงั นนั การทดสอบหาการก่อตวั ของปูนซีเมนตจ์ ึง
ตอ้ งประกอบดว้ ย ส่วนการทดสอบ คือ การทดสอบหาความขน้ เหลวปกติและการทดสอบหาการก่อตวั

สภาพความขน้ เหลวปกตินีตามมาตรฐาน มอก. เล่ม [16] หรือ ASTM C187 [17] ไดก้ าํ หนดไวว้ า่ เมือนาํ
ซีเมนตเ์ พสตท์ ีมีสภาพความขน้ เหลวปกติไปทดสอบการจมลงอย่างอิสระของเขม็ ไวแคตขนาดเสน้ ผ่าศูนยก์ ลาง
มิลลิเมตร จะพบวา่ หลงั จากปลอ่ ยเขม็ ไวแคตใหจ้ มในซีเมนตเ์ พสตเ์ ป็ นเวลา 30 วนิ าที เขม็ จะจมลง มิลลิเมตร พอดี
ดงั นนั ก่อนการทดสอบหาการก่อตวั ของปูนซีเมนตต์ อ้ งทาํ การทดสอบหาปริมาณเปอร์เซ็นตน์ าํ ทีทาํ ให้ซีเมนตเ์ พสต์
เกิดสภาพความขน้ เหลวปกติก่อน

สาํ หรับการทดสอบหาความขน้ เหลวปกติของปูนซีเมนต์นนั ตอ้ งทาํ การทดลองโดยสมมุติปริมาณนาํ (เปอร์
เช็นตน์ าํ โดยนาํ หนกั ของปูนซีเมนต)์ นาํ มาผสมปูนซีเมนตแ์ ลว้ นาํ ไปทดสอบการจมของเขม็ ทาํ การทดลองซาํ โดยปรับ
ปริมาณทีใชผ้ สมปูนซีเมนตจ์ นกระทงั ไดป้ ริมาณนาํ ทีทาํ ใหเ้ ขม็ จมลง มิลลิเมตรพอดี ซึงในทางปฏิบตั ิจริงอาจทาํ ได้
ยากและอาจเกิดความคลาดเคลือนไดง้ ่าย ดงั นนั การหาปริมาณนาํ ทีทาํ ให้ได้ซีเมนต์เพสตม์ ีสภาพความขน้ เหลวปกติ
อาจอาศยั การทดลองหลาย ๆ ครงั เพอื สร้างกราฟความสัมพนั ธข์ องระยะเขม็ จมและปริมาณนาํ แลว้ หาปริมาณนาํ ทีทาํ
ใหเ้ ขม็ จมที มิลลิเมตร โดยทวั ไปปริมาณนาํ ทีทาํ ใหม้ ีปูนซีเมนตม์ ีสภาพความขน้ เหลวปกตจิ ะอยมู่ ีค่าระหวา่ ง 26-33
เปอร์เซ็นตโ์ ดยนาํ หนกั ของปูนซีเมนต์

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

26

ทดสอบความขน้
เหลวปกติ

ทดสอบการก่อตวั

ภาพที 2.9 ชุดเครืองมือไวแคตและการทดสอบการจมของเขม็

2.5.3 การทดสอบหากาํ ลงั อดั ของปนู ซีเมนต์

กลไกของการเชือมประสานของปูนซีเมนตม์ าจากปฏิกิริยาไฮเดรชนั ของสารประกอบหลกั กบั นาํ ซึงจะไดเ้ ป็ น
สารประกอบใหม่ทีให้ความแข็งแรง สารประกอบหลกั แต่ละตวั เหล่านีส่งผลต่อการพฒั นากาํ ลงั ของปูนซีเมนต์ที
แตกตา่ งกนั นอกจากนียงั มีปัจจยั อืนทีส่งผลต่อการพฒั นากาํ ลงั ของปูนซีเมนต์ เช่น ความละเอียดของปูนซีเมนต์ การ
ปนเปื อนของวตั ถดุ ิบ ดงั นนั ในการผลติ ปูนซีเมนตท์ ีไดม้ าตรฐานจะตอ้ งทาํ การทดสอบการพฒั นากาํ ลงั ของปูนซีเมนต์
ดว้ ยการทดสอบกาํ ลงั ของมอร์ตาร์ทีอายตุ ่าง ๆ โดยมอร์ตาร์คือส่วนผสมของคอนกรีตทีขาดหินหรือประกอบดว้ ย
ปูนซีเมนต์ ทราย และนาํ ส่วนผสมของมอร์ตาร์ทีใชใ้ นการทดสอบกาํ ลงั ของปูนซีเมนตป์ อร์ตนนั จะถูกควบคุมปัจจยั
ตา่ ง ๆ ทีส่งผลต่อการพฒั นากาํ ลงั และกาํ ลงั ของปูนซีเมนต์ ไดแ้ ก่ ปริมาณปูนซีเมนต์ นาํ และทราย ขนาดเมด็ ทรายและ
การกระจายตวั ของเม็ดทราย และความขน้ เหลวของส่วนผสมซึงจะเรียกวา่ ค่าการไหล สาํ หรับการทดสอบกาํ ลงั ของ
ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนด์จะใชอ้ ตั ราส่วนปูนซีเมนตต์ ่อทรายมาตรฐานเท่ากบั 1:2.75 และอตั ราส่วนนาํ ต่อปูนซีเมนต์
เท่ากบั 0.485:1 ส่วนโดยนาํ หนัก โดยมาตรฐานกาํ หนดให้ใชท้ รายคดั ขนาด (graded sand) ซึงมีขนาดเม็ดและการ
กระจายตวั เป็ นไปตามมาตรฐาน ASTM C778 [18] และเป็ นทรายออตตาวา (Ottawa sand) ซึงมีแหล่งทีมาจากเมือง
ออตตาวาประเทศสหรัฐอเมริกา ทงั นีสามารถใชท้ รายอืนทีมีสมบตั ิเทียบเท่าได้ ทาํ การผสม หล่อและบ่มมอร์ตาร์เพอื
ทดสอบกาํ ลงั อดั ตามมาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 12 หรือ ASTM C109 [19] ซึงคา่ ทีไดต้ อ้ งไม่นอ้ ยกวา่ ทีมาตรฐานมอก. 15
เล่ม 1 หรือ ASTM C150 กาํ หนดไวจ้ ึงจะถือวา่ ปนู ซีเมนตท์ ดสอบไดม้ าตรฐาน

มาตรฐาน ASTM C778 กาํ หนดสมบตั ิของทรายคดั ขนาดไวด้ งั นี เป็ นทรายมาตรฐาน (standard sand) คือ ทราย
ทีมีซิลิกาลว้ นหรือมีปริมาณซิลิกาสูงไดจ้ ากธรรมชาติมีเม็ดค่อนขา้ งกลม มีลกั ษณะขาวใสแสดงถึงความบริสุทธิของซิ

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

27

ลิกา ทรายมาตรฐานคดั ขนาดนีจะมีเมด็ ขนาดอยรู่ ะหวา่ ง 150-850 ไมโครเมตร มีการกระจายตวั ดงั ตารางที 2.4 และเมือ
นาํ ทรายแบบลา้ งและไมล่ า้ งมาผสมมอร์ตาร์ และทาํ การทดสอบหาปริมาณอากาศในกอ้ นมอร์ตาร์ทงั สองแบบ ตอ้ งมี
ปริมาณอากาศแตกต่างกนั ไม่เกิน 1.5 เปอร์เซ็นต์ ทงั นีถา้ ปริมาณอากาศแตกต่างเกินขอ้ กาํ หนดแสดงวา่ มีทรายมีการ
ปนเปื อนของสารอืน ๆ อยมู่ ากเกินไปไม่เหมาะแก่การนาํ มาเป็นทรายมาตรฐาน

ตารางที 2.4 ขนาดตา่ ง ๆ ของทรายคดั ขนาด ปริมาณทราย (เปอร์เซ็นต)์
ขนาดของทรายคดั ขนาด (ไมโครเมตร) 0-4
850-600 25-35
850-425 70-80
850-300 96-100
850-150

อ้างองิ
1. ปริญญา จินดาประเสริฐ and ชยั จาตรุ พิทกั ษก์ ุล, ปูนซีเมนต์ ปอซโซลานและคอนกรีต. ครังที ed. 2552,

กรุงเทพ: สมาคมคอนกรีตไทย. .
2. หอ้ งปฏิบตั ิการ Do SEM. ปูนซีเมนต์ Cement วิเคราะห์ทางกายภาพด้วยเครือง SEM และหาองคป์ ระกอบ

ทางเคมีดว้ ยเครือง EDS/EDX
Available from: http://www.dosem24hr.com/index.php?lay=show&ac=article&Id=539636624&Ntype=8.
3. สมาคมอตุ สาหกรรมปูนซีเมนตไ์ ทย. TCMA 2016. 2016;
Available from: http://www.thaicma.or.th/cms/knowledges/page-31/.
4. ศูนยข์ อ้ มูลก๊าซเรือนกระจกองคก์ ารบริหารจดั การก๊าซเรือนกระจก(องคก์ ารมหาชน), ศกั ยภาพการลดก๊าซ
เรือนกระจกของอตุ สาหกรรมปูนซีเมนตใ์ นประเทศไทย. 2016.
5. สาํ นกั งานมาตรฐานผลิตภณั ฑ์อุตสาหกรรม, ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ เล่ม ขอ้ กาํ หนดเกณฑ์คุณภาพ, in
มอก. เล่ม . 2555.
6. สาํ นกั งานมาตรฐานผลิตภณั ฑอ์ ุตสาหกรรม, ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดข์ าว, in มอก. -2556. 2556.
7. สาํ นกั งานมาตรฐานผลิตภณั ฑอ์ ุตสาหกรรม, ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดป์ อซโซลาน in มอก. -2556. 2556.
8. ชยั จาตุรพิทักษ์กุล, ตะกรันเตาถลุงเหล็กบดละเอียด. วารสารคอนกรีต, 2011. ฉบบั ที ประจาํ เดือน
เมษายน (0).
9. สาํ นกั งานมาตรฐานผลิตภณั ฑอ์ ุตสาหกรรม, ปูนซีเมนตป์ อร์ตแลนดก์ ากถลงุ จากเตาถลงุ แบบพน่ ลม in มอก.
2587-2556. 2556.
10. สาํ นกั งานมาตรฐานผลิตภณั ฑอ์ ุตสาหกรรม, ปูนซีเมนตไ์ ฮดรอลกิ , in มอก. -2556. 2556.
11. สาํ นกั งานมาตรฐานผลิตภณั ฑอ์ ุตสาหกรรม, ปูนซีเมนตผ์ สม, in มอด. -2550. 2550.
12. บริษทั ปูนซิเมนตไ์ ทยอสุ าหกรรมจาํ กดั , ปูนซีเมนตแ์ ละการประยกุ ตใ์ ชง้ าน.

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

28
13. สาํ นกั งานมาตรฐานผลิตภณั ฑอ์ ุตสาหกรรม, การทดสอบความถว่ งจาํ เพาะของปูนซีเมนตไ์ ฮดรอลิก, ม.เ. ,

Editor. 2521.
14. American Society for Testing and Materials, Standard Test Method for Density of Hydraulic Cement, in

ASTM C188, 2009, 04.02: Annual Book of ASTM Standard.
15. American Society for Testing and Materials, Standard Test Method for Time of Setting of Hydraulic Cement

by Vicat Needle, in ASTM C191. 2001, Annual Book of ASTM Standard.
16. สาํ นกั งานมาตรฐานผลิตภณั ฑอ์ ุตสาหกรรม, คอนกรีตบลอ็ กรบั นาํ หนกั , in มอก. -2533. 2533.
17. American Society for Testing and Materials, Standard Test Method for Amount of Water Required for

Normal Consistency of Hydraulic Cement Paste, A. C187, Editor. 2011, Annual Book of ASTM Standard.
18. American Society for Testing and Materials, Standard Specification for Standard Sand, in ASTM C778.

2002, Annual Book of ASTM Standard.
19. American Society for Testing and Materials, Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic

Cement Mortars (Using 2-in. or [50-mm] Cube Specimens), in ASTM C109. 2002, Annual Book of ASTM
Standard.

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

29

บทที 3: มวลรวม

มวลรวม (aggregate) ในงานก่อสร้าง ไดแ้ ก่ หิน กรวด ทราย หรือวสั ดุอืนๆ ทีนาํ มาแทนวสั ดุเหล่านี เพือเป็ น
ส่วนผสมในงานคอนกรีต หรือใชเ้ ป็ นส่วนผสมในการก่อสร้างชนั พืนทางหรือผิวถนนน โดยทวั ไปมวลรวมในงาน
ก่อสร้างมกั มาจากวสั ดุธรรมชาติ เช่น กรวดหรือทรายทีไดจ้ ากแม่นาํ หรือหินทีไดจ้ ากการระเบิดภูเขาทาํ เหมอื งหิน แต่
ปัจจบุ นั มีการศึกษาการใชว้ สั ดุทดแทนวสั ดุตามธรรมชาติ เช่น การใชค้ อนกรีตรีไซเคิลหรือเศษคอนกรีตทีไดจ้ ากการ
ทุบโครงสร้างทิงมาแทนมวลรวมในงานคอนกรีต หรือการใชว้ สั ดุจากผิวถนนเดิมทีรือทิงมาเป็ นส่วนผสมของผิว
ถนนใหม่ การนาํ วสั ดุรีไซเคิลมาใชท้ ดแทนวสั ดุธรรมชาตินีเพอื เป็นการลดการทาํ ลายสิงแวดลอ้ มและใชป้ ระโยน์จาก
ขยะทีเกิดจากการรือถอนสิงปลูกสร้างแทนการนาํ ไปฝังกลบ ปริมาณมวลรวมทีอยใู่ นส่วนผสมคอนกรีตโดยทวั ไปมี
สดั ส่วนปริมาณ 60-70 เปอร์เซ็นตโ์ ดยปริมาตร ซึงปริมาณมวลรวมทีค่อนขา้ งมากนีทาํ ให้สมบตั ิของมวลรวมส่งผล
ตอ่ สมบตั ิของคอนกรีตอยา่ งชดั เจน ดงั นนั การนาํ มวลรวมมาใชจ้ ึงจาํ เป็นตอ้ งมีการทดสอบสมบตั ิของมวลรวมทีส่งผล
ตอ่ การนาํ ไปใชง้ านก่อสร้างสิงต่างๆ ซึงจะการทราบสมบตั ิเหล่านีจะทาํ ใหส้ ามารถเลือกใชว้ สั ดุไดอ้ ยา่ งเหมาะสมทาํ
ใหโ้ ครงสร้างมคี วามแขง็ แรงทนทาน

3.1 ชนดิ ของมวลรวม

มวลรวมทีใชใ้ นงานก่อสร้างอาจแบ่งได้ 3 ประเภท คือ มวลรวมมีทงั ทีไดจ้ ากธรรมชาติ มวลรวมทีไดจ้ ากการ
รีไซเคิลวสั ดุทีถกู รือถอน และมวลรวมทีผลติ หรือเป็นผลพลอยไดจ้ ากการผลิตวสั ดุอนื ซึงชนิดของมวลรวมทีมีการใช้
งานในปัจจุบนั อาจแบง่ ไดด้ งั นี

1. หินภูเขา
หินไดจ้ ากการทาํ เหมืองหิน เริมจากการสํารวจแหล่งหินและขอสัมปทานการทาํ เหมือง จากนนั จะเริม

ขบวนการผลิต โดยระเบิดภูเขาดว้ ยวิธีและเทคนิคทีเหมาะสมกับสภาพภูมิประเทศ แลว้ ขนหินเขา้ สู่โรงงานเพือโม่
ยอ่ ยหินให้มีขนาดเล็กตามตอ้ งการ จากนนั จะร่อนเพือคดั แยกขนาดเพือจาํ หน่ายดงั แสดงในภาพที 3.1 ชนิดของหิน
ภูเขาทีมีการผลิตในประเทศไดแ้ ก่ หินปูน หินแกรนิต หินบะซอลต์ โดยชนิดของหินทีผลิตส่วนใหญ่จะเป็ นหินปูน
แหล่งผลิตหินมีมากทีภาคกลางและภาคเหนือดงั แสดงในภาพที 3.2 ซึงแสดงปริมาณหินภูเขาสํารองตามภาคต่างๆ
ของประเทศรายงานโดยกรมอตุ สาหกรรมพนื ฐานและการเหมืองแร่ [1]

ระเบิดหิน คดั แยกสิง ยอ่ ยหิน คดั แยก จาํ หน่าย
สกปรก ขนาด

ภาพที 3.1 ขนั ตอนการผลิตหินภเู ขา

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

30

ภาพที 3.2 แสดงปริมาณหินภเู ขาสาํ รองตามภาคต่างๆ ของประเทศ [1]
หินแต่ละชนิดจะมีความแขง็ แรงทีแตกตา่ งกนั ตามลกั ษณะการกาํ เนิดของหินโดยสามารถวดั คา่ ความแขง็ แรง
จากการทดสอบความตา้ นทานตอ่ การสึกกร่อน หินทีมีคา่ เปอร์เซน็ ตก์ ารสึกกร่อนตาํ จะมีความแขง็ แรงมาก
 หินปูน (Lime stone) คือหินตะกอนหรือหินชนั เกิดจากการตกทบั ถมของซากสิงมีชีวิตในทะเล แหล่งหิน

ชนิดนีเป็ นมมี ากทีสุดและกระจายอยทู่ วั ประเทศ มีคา่ การสึกกร่อน -30 เปอร์เซ็นต์
 หินแกรนิต (Granite) คือหินอคั นีทีเกิดจากแมกมาทีเยน็ ตวั ลงภายในเปลือกโลกอยา่ งชา้ ๆ จึงมีเนือหยาบซึง

ประกอบดว้ ยผลึกขนาดใหญข่ องแร่ต่างๆ มีความแขง็ แรงมากกวา่ หินปนู ตน้ ทุนการผลิตจึงสูงกวา่
 แหล่งหินบะซอลต์ (Basalt) คือหินอคั นีทีเกิดจากการเยน็ ตวั ของลาวาเมือสัมผสั อากาศ มีเนือละเอียดและ

สีเขม้ หินอคั นีจะมีความแขง็ แรงมากกวา่ หินปูนและมีค่าการสึกกร่อน -30 เปอร์เซ็นต์
2. กรวด

กรวดคือหินตะกอนทีถูกกระแสนาํ พดั พาไปตามกะแสนาํ และเกิดการเสียดสีกนั ทาํ ให้ผิวมีความเรียบและ
กลมมน มีลกั ษณะผิวทีลืนกวา่ หินตะกอนประเภทอืนๆ หินกรวดทีไดจ้ ากแม่นาํ สามารถแบ่ง 2 ประเภท ตามแหลง่ ที
พบ ไดแ้ ก่ ประเภทแรกเรียกวา่ “กรวดบก” คือกรวดทีทบั ถมกนั ในบริเวณทีเคยเป็ นลาํ นาํ ในอดีต มกั พบตามลาํ นาํ เดิม
และบริเวณลาดเชิงเขา ประเภททีสองเรียกวา่ “กรวดแม่นาํ ” เกิดจากการหินตะกอนถูกพดั พามากบั ลาํ นาํ ปัจจบุ นั จาก
ผลการวิจยั การเปรียบเทียบสมบตั ิของกรวดบกและกรวดแม่นาํ ในประเทศไทยพบว่า ส่วนใหญ่กรวดบกมีกาํ ลงั
แข็งแรงเหมือนกรวดแม่นาํ แต่ก็มีบางแหล่งทีมีสมบตั ิดา้ นความแข็งแรงนอ้ ยกว่า จึงควรมีการทดสอบสมบตั ิก่อน
นาํ มาใชใ้ นงานก่อสร้างตา่ งทีตอ้ งรับนาํ หนกั วศิ วกรรมของกรวดในประเทศไทยโดย ธวชั ชยั พมิ สาร [2]

3. ทราย
ทรายทีใชใ้ นงานก่อสร้างมกั มีทีมาจากสอง แหล่งเหมือนกรวดคือ ทรายทีไดจ้ ากลาํ นาํ เดิมเรียก “ทรายบก”

และทรายทีไดจ้ ากลาํ นาํ ปัจจุบนั เรียก “ทรายแม่นาํ ” กระบวนการนาํ ทรายจากสอง แหลง่ นีมาใชง้ านแสดงดงั แผนภาพ
ที 3.3 และ 3.4

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

31

การดูดทรายขนึ จากท้องนาํ การแยกกรวดออกจากทราย การลาํ เลยี งทรายขนึ ท่า
ด้วยเรือดูด • ปลอ่ ยทรายลงเรือลาํ เลียง
โดยมีตะแกรงแยกกรวด • ใชเ้ รือลากเรือลาํ เลียงไปที
• แบบดูดอยกู่ บั ที ใชใ้ นลาํ ออก ท่า
นาํ มีพืนทีไมก่ วา้ งมากนกั • ปล่อยทรายลงสู่แมน่ าํ เพือ
และมีชนั ทรายหนาและ ภาพที 3.3 กระบวนการผลิตทรายแม่นาํ เป็นการลา้ งทราย
ปริมาณมากเพียงพอ • ดูดทรายขึนทา่ ทราย โดย
• แบบดูดยา้ ยไปตามลาํ นาํ มีการแยกทรายหยาบและ
ใชใ้ นลาํ นาํ กวา้ งหรือมี ทรายละเอียดดว้ ยตะแกรง
ความหนาของชนั ทราย
นอ้ ย

การเปิ ดบ่อทราย การดดู ทราย

• ขดุ เปิ ดหนา้ ดินเพือกาํ จดั สิงสกปรก แลว้ ขดุ ลึก • ใชเ้ รือดูทรายขึนจากแอ่งลาํ เลียงไปตามท่อ
ลงไปจนถึงระดบั นาํ ใตด้ ินเพอื ให้เกิดเป็นแอง่ • ใชต้ ะแกรงแยกกรวด ทรายหลายและทราย
ละเอียด

ภาพที 3.4 กระบวนการผลิตทรายบก

ทรายทีจาํ หน่ายในปัจจุบนั อาจจาํ แนกได้ 3 ลกั ษณะตามขนาดเฉลียของเม็ดทราย ไดแ้ ก่ ทรายหยาบหรือ
ทรายทีมีขนาดเฉลียของเม็ดใหญ่ทรายชนิดนีมกั นาํ มาใชใ้ นงานผสมคอนกรีต มีความแขง็ แรงตานทานแรงกดไดด้ ี
และขนาดเม็ดทรายทีใหญ่ช่วยลดพืนทีผิวทาํ ให้ประหยดั ปูนซีเมนตใ์ นส่วนผสมคอนกรีต ประเภททีสองคือทราย
ละเอยี ดมกั ใชใ้ นงานก่อฉาบ เพราะมีขนาดเฉลยี ของเมด็ ทรายทีเลก็ ทาํ ใหก้ ่อฉาบไดส้ วยงาม ส่วนประเภทที 3 คือทราย
ขีเป็ ด ทรายชนิดนีมีขนาดเฉลียของเมด็ ทรายเลก็ และมกั มีความสารอินทรียห์ รือฝ่ นุ ดินปะปนอยมู่ ากมกั ใชใ้ นงานถม
หรือปรับพนื

4. คอนกรีตรีไซเคลิ
การนาํ เอาเศษวสั ดุทีไดจ้ ากรือถอนมาใชป้ ระโยชน์ใหม่เป็ นมวลรวมทดแทนมวลรวมตามธรรมชาติ เป็ น

การเพิมมูลค่าให้กบั เศษวสั ดุซึงเดิมทีมกั จะถูกใชเ้ ป็ นวสั ดุถมที และใชช้ ่วยลดปัญหาสิงแวดลอ้ มจากการทาํ เหมือง

ภูเขา มวลรวมรีไซเคิลจากเศษคอนกรีตหรือคอนกรีตรีไซเคิล คือมวลรวมทีไดจ้ ากเศษคอนกรีตทีเคยหลอ่ เป็ นงาน
โครงสรา้ ง (เสา คาน พนื เป็ นตน้ ) คุณภาพของมวลรวมชนิดนีขึนกบั ความแขง็ แรงของคอนกรีตเดิม ภาพที 3.5 แสดง
โครงสร้างของมวลรวมรีไซเคิลจากเศษคอนกรีต ซึงประกอบดว้ ยส่วนทีเป็ นมวลรวมเก่าและมอร์ตา้ ร์เก่า (มอร์ตา้ ร์เก่า
คือส่วนผสมของทราย ปูนซีเมนต์ นาํ ทีเชือมประสานหินเขา้ ไวเ้ ป็ นคอนกรีต) จากการศึกษางานวิจยั ในอดีตทีผา่ นมา
พบว่ามอร์ตา้ ร์เก่านีจะมีความพรุนสูงกวา่ มวลรวมธรรมชาติ ดงั นนั จึงส่งผลต่อการดูดซึมนาํ ทีมากขึน ค่าการสึกร่อน

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

32
(Los Angeles Abrasion) ทีสูงกวา่ และยงั มีหน่วยนาํ หนกั ทีนอ้ ยกวา่ มวลรวมธรรมชาติ [3, 4] เมือนาํ คอนกรีตรีไซเคิล
มาแทนมวลรวมพบว่ารอยต่อระหวา่ งคอนกรีตรีไซเคิลกบั มอร์ตา้ มีความแข็งแรงลดลง [5] คอนกรีตทีใชม้ วลรวม
คอนกรีตรีไซคเคิลจะมีสมบัติด้านฉนวนกันเสียงดีขึนกว่าคอนกรีตทัวไป อย่างไรก็ตามปัจจุบันมีงานวิจัยได้
พฒั นาการนาํ คอนกรีตรีไซคเคิลมาใชท้ ดแทนมวลรวมสามารถใชง้ านไดแ้ ละเป็ นทียอมรับ

ภาพที 3.5 ภาพจาํ ลองโครงสร้างของมวลรวมรีไซเคิลจากเศษคอนกรีต [6]
5. มวลรวมรีไซเคลิ จากเศษวสั ดุก่อผนงั

การรือถอนโครงสรา้ งนอกจากจะไดค้ อนกรีตรีไซเคิลแลว้ ยงั มีเศษวสั ดุอีกชนิดหนึงทีมีปริมาณคอ่อนขา้ ง
มากคือเศษผนังของโครงสร้างทีถูกรือถอน ซึงสามารถนาํ มาเป็ นมวลรวมเรียกวา่ มวลรวมรีไซเคิลจากเศษวสั ดุก่อ
โดยทวั ไปมวลรวมจากวสั ดุก่อมกั มีความแข็งแรงนอ้ ยกวา่ มวลรวมทีไดจ้ ากคอนกรีตรีไซเคิล และมกั ถกู นาํ ไปใชเ้ ป็ น
วสั ดุถมทีเป็ นหลกั แตอ่ ยา่ งไรก็ตามมีงานวิจยั ทีทาํ การศึกษาการนาํ เศษผนงั เหล่านีมาเป็ นมวลรวมในงานคอนกรีตที
ไม่ตอ้ งการกาํ ลงั สูงมาก ซึงมวลรวมรีไซเคิลจากเศษวสั ดุก่อผนงั อาจเป็นวสั ดุทดแทนมวลรวมธรรมชาติไดใ้ นอนาคต
การใชง้ านมวลรวมรีไซเคิลจากวสั ดกุ ่อนีควรแยกตามประเภทของวสั ดุก่อนนั เช่น อิฐมอญ อิฐบลอ็ ก อิฐมวลเบา เป็ น
ตน้ ทงั นีเนืองจากวสั ดุแต่ละชนิดจะมีสมบตั ิทีแตกตา่ ง

6. มวลรวมเบา
มวลรวมเบาคือ มวลรวมทีมีนาํ หนกั นอ้ ยกวา่ มวลรวมทวั ไปมาก นาํ มาใชใ้ นการผลติ คอนกรีตมวลเบา ซึง

เป็ นคอนกรีตทีถูกพฒั นาขึนเพือมีหนา้ ทีหลกั ในการลดนาํ หนกั ของโครงสร้างทาํ ให้ไดโ้ ครงสร้างทีมีชินส่วนเล็กลง
ช่วยประหยดั ค่าใชจ้ ่ายในการก่อสร้างและยงั ขยายขอบเขตของการออกแบบโครงสร้างใหก้ วา้ งขึน คอนกรีตมวลเบา
นอกจากจะมีหน่วยนาํ หนักทีนอ้ ยกว่าคอนกรีตทัวไป ยงั มีคุณสมบัติด้านเป็ นฉนวนกนั ความร้อนทีดีอีกดว้ ย ACI
committee 213 (1999) [7] ไดจ้ าํ แนกคอนกรีตมวลเบาออกเป็ น ประเภทดงั แสดงในภาพที 3.6 มวลรวมเบาอาจได้
จากธรรมชาติ เช่น หินภเู ขาไฟ (Pumice/Scoria) ไดอะตอมไมต์ และ เพอร์ไลต์ เป็ นตน้ และมวลรวมเบาทีผลิตจาก
กากของเสียหรือวสั ดุเป็ นผลพลอยไดจ้ ากขบวนการผลิต หรือมวลรวมเบาอาจไดจ้ ากวสั ดุรีไซเคิลอืนทีสามารถลด

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

33
นาํ หนักของคอนกรีตลง ลกั ษณะของมวลรวมโดยทวั ไปแลว้ จะมีโครงสร้างพรุน มีค่าการดูดซึมนาํ ทีสูง มีความ
หนาแน่นทีตาํ

ภาพที 3.6 การแบ่งความหนาแน่นและชนิดของมวลรวมเบาของคอนกรีตมวลเบาประเภทตา่ งๆ [7]

3.2 การแยกประเภทของมวลรวมด้วยขนาด

มวลรวมสามารถแบ่งตามขนาดได้ 3 ประเภท ไดแ้ ก่ ฝ่ ุน มวลรวมละเอียด และ มวลรวมหยาบ โดยมวลรวมที
มีขนาดโตกวา่ ตะแกรงเบอร์ จะเรียกวา่ มวลรวมหยาบ คือมวลรวมทีมีขนาดโตกวา่ 4.75 มิลลิเมตร ซึงมวลรวมหยาบ
มกั เป็ นกรวดและหินภเู ขา มวลรวมทีมีขนาดเล็กกวา่ ตะแกรงเบอร์ 4 และคา้ งบนตะแกรงเบอร์ 200 จะเรียกวา่ มวลรวม
ละเอียด คือมวลรวมทีมีขนาดอยหู่ ระว่าง 4.75-0.075 มิลลิเมตร ซึงมวลรวมละเอียดมกั จะเป็ นทราย และฝ่ นุ คือมวล
รวมทีมีขนาดเลก็ กวา่ ตะแกรงเบอร์ 200 หรือมีขนาดเล็กวา่ 0.075 มิลลิเมตร ภาพที 3.7 แสดงการจาํ แนกมวลรวมตาม
ขนาด

ภาพที 3.7 การจาํ แนกมวลรวมดว้ ยขนาด

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

34

3.3 สมบตั ขิ องมวลรวม
มวลรวมทีนาํ มาใชง้ านก่อสร้างนนั จะมีสมบตั ิแตกต่างกนั ไปตามชนิดและแหล่งกาํ เนิด สมบตั ิของมวลรวมที
สาํ คญั ไดแ้ ก่
1. ความสะอาด
มวลรวมทีสะอาดคือ มวลรวมทีมีสิงสกปรกเจือปนในปริมาณทียอมรับได้หรือไม่ส่งผลเสียต่อการ
นาํ ไปใชง้ าน สิงสกปรกทีมกั ปะปนในมวลรวมอาจแบ่งได้ 2 ชนิด ไดแ้ ก่ สารอินทรียแ์ ละฝ่ นุ
สารอินทรีย์ ไดแ้ ก่ ใบไม้ เศษไม้ เพราะสิงเหลา่ นีไม่สามารถรับนาํ หนกั ไดแ้ ละยงั ทาํ ใหส้ ่วนผสมคอนกรีต
ไม่จบั ยดื ตวั กัน จึงส่งผลใหค้ อนกรีตมีกาํ ลงั ตาํ และการเน่าเปื อยของสารอินทรีย์ ยงั ส่งผลให้คอนกรีตกะเทาะหลุด
เนืองจากแรงดันทีเกิดจากการเน่าเปื อย การทดสอบเพือหา
สารอนิ ทรียใ์ นทรายสามารถทดสอบไดต้ ามมาตรฐานการทดสอบ
ASTM C40 Standard Test Method for Organic Impurities in Fine
Aggregates for Concrete [8] โดยนาํ ทรายตามปริมาณทีกาํ หนดมา
เขย่าในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (Sodium Hydroxide)
เขม้ ขน้ เปอร์เซน็ ต์ แลว้ ทิงไว้ ชวั โมงเพอื ใหโ้ ซเดียมไฮดรอก
ไซด์ชะละลายสารอินทรีย์ทีปนเปื อนออกมา จากนันทําการ
ตรวจสอบสีของสารละลายเหนือทราย โดยเทียบกบั แผ่นเทียบสี
มาตรฐาน งานก่อสร้างทวั ไปสีของสารละลายควรไม่เขม้ กว่า
ระดับ หากสีของสารละลายเข้มกว่าระดับ ทรายอาจมี
ภาพที 3.8 การเทียบสีของสารละลายเหนือ สารอินทรียป์ ะปนอยมู่ ากหากนาํ มาเป็นส่วนผสมในคอนกรีตอาจ

ส่งผลต่อกาํ ลงั ดงั นนั หากตอ้ งการนาํ ทรายดงั กล่าวมาใช้งาน ตอ้ งทาํ การทดสอบกาํ ลงั โดยใหท้ าํ การทดสอบผลของ
สารอินทรียต์ ่อกาํ ลงั ของมอร์ตา้ ร์ (คือส่วนสมของทราย ปูนซีเมนต์ และนาํ ) ตามมาตรฐานการทดสอบ ASTM C87
Standard Test Method for Effect of Organic Impurities in Fine Aggregate on Strength of Mortar [9] โด ยการ
เปรียบเทียบกาํ ลงั มอร์ตา้ ร์จากทรายในสภาพจริงกบั จากทรายซึงนาํ มาลา้ งสารอินทรียอ์ อกแลว้ ใหส้ ีไม่เกินสีที ถา้
กาํ ลงั ของมอร์ตา้ ร์จากทรายในสภาพ
จริงไมต่ าํ กวา่ %ของมอร์ตา้ ร์จาก
ทรายทีล้างสารอินทรี ย์และเมือ
ตรวจสอบระยะเวลาการก่อตวั อยู่ใน
เกณฑก์ ถ็ อื วา่ ทรายนนั ใชไ้ ด้
ฝ่ ุน ฝ่ ุนทีเคลือบผิวของ
มวลรวม ทาํ ใหแ้ รงยึดเหนียวระหวา่ ง
มวลรวมและปูนซีเมนต์ลดลง ฝ่ ุนที
ปนอยู่จะเห็นไดจ้ ากคราบดินทีเกาะ
ภาพที 3.9 การทดสอบหาปริมาณฝ่ นุ ในทรายดว้ ยการลา้ ง

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

35

อยูบ่ นเม็ดหิน และทรายทีมีดินเหนียวปนจะจบั กนั เป็ นกอ้ นๆ เมือนาํ ทรายนนั มาถูกบั มือจะมีคราบดินติดมือ หรือ
ทรายทีจบั ตวั เป็ นกอ้ นขณะแห้งมกั มีดินเหนียวหรือฝ่ ุนปะปนอยู่ การทดสอบเพือหาปริมาณฝ่ ุนสามารถทาํ ไดต้ าม
มาตรฐาน ASTM C117 Standard Test Method for Materials Finer than 75-μm (No. 200) Sieve in Mineral Aggregates
by Washing [10] โดยนาํ ตวั อยา่ งมวลรวมมาอบแหง้ มาลา้ งนาํ ผา่ นตะแกรงเบอร์ ให้ฝ่ ุนหลุดออกมาจากมวลรวม
แลว้ เอาไปอบใหแ้ ห้ง จากนาํ หนักทรายทีเหลือหลงั ลา้ งสามารถนาํ มาคาํ นวณหาปริมาณของฝ่ ุนทีลา้ งออกไป โดย
มาตรฐานASTM C33 [11] กาํ หนดวา่ ปริมาณฝ่ นุ ทีปนเปื อนในทรายสาํ หรับงานคอนกรีตทีรับแรงเสียดสีมาก เช่น ผิว
ถนน ลานบิน พนื โรงงาน เป็ นตน้ ปริมาณในทรายฝ่ ุนตอ้ งไม่เกิน 3 เปอร์เซ็นต์ สาํ หรับงานคอนกรีตทวั ไปปริมาณฝ่ นุ
ในทรายตอ้ งไมเ่ กิน เปอร์เซ็นต์ และปริมาณฝ่ นุ ในหินตอ้ งไม่เกิน เปอร์เซ็นต์ นอกจากนียงั มีการทดสอบหาฝ่ นุ ใน
ทรายอยา่ งคร่าวๆ โดยนาํ ทรายใส่ขวดใสและนาํ เขยา่ แลว้ ตงั ทิงไวใ้ หต้ กตะกอน แลว้ สงั เกตปริมาณความหนาของชนั
ฝ่ นุ ทีตกตะกอนแยกตวั เป็ นชนั อยเู่ หนือทราย วธิ ีนีเหมาะสาํ หรับการทดสอบในสนามเพอื การเปรียบเทียบเรียกวา่ การ
ทดสอบหาค่าทรายสมมูลย์ ซึงทดสอบตามมาตรฐาน ASTM D2419 Standard Test Method for Sand Equivalent
Value of Soils and Fine Aggregate [12] สาํ หรับหินอาจมีเม็ดดินหรือวสั ดุผทุ ีปะปนอยู่ในมวลรวมในลกั ษณะทีเป็ น
กอ้ นแต่ไม่มีความแขง็ แรง สามารถทดสอบไดต้ าม ASTM C142 Standard Test Method for Clay Lumps and Friable
Particles in Aggregates [13] ทดสอบโดยใชม้ วลรวมทีไดจ้ ากการทดสอบหาฝ่ นุ เรียบร้อยแลว้ (ไม่มีฝ่ นุ ติดอย)ู่ มาแช่
นาํ ชวั โมง แลว้ ใชม้ ือบีเมด็ มวลรวม เมด็ ทีแตกแสดงวา่ เป็ นพวกดินหรือวสั ดุผุ
การแกไ้ ขให้มวลรวมมีความสะอาดมีขอ้ แนะนาํ ดงั นี สาํ หรับหินและกรวดสามารถลดความสกปรกได้
โดยใชน้ าํ ลา้ งทาํ ความสะอาด สาํ หรบั ทรายมกั ไม่แกไ้ ขและจดั หาทรายใหม่ทีสะอาดกวา่ มาใชแ้ ทน เนืองจากค่าใชจ้ า่ ย
ในการลา้ งทาํ ความสะอาดทรายใหส้ ะอาดมกั สูงกวา่ การเปลยี นแหลง่ ทรายใหม่
2. ความทนทานต่อการสึกกร่อน
สมบตั ินีมีความสาํ คญั มากสาํ หรับมวลรวมทีใชผ้ สมในคอนกรีตทีจะตอ้ งถูกกระทาํ จากแรงเสียดสีมากๆ
การทดสอบความทนทานต่อการสึกกร่อนสามารถ
ทดสอบไดต้ ามมาตรฐานASTM C131 Standard
Test Method for Resistance to Degradation of
Small-Size Coarse Aggregate by Abrasion and
Impact in the Los Angeles Machine [14] ทําการ
ทดสอบบดหินในถงั เหลก็ ทรงกระบอกทีจะทาํ การ
หมุนเพือให้ลูกเหล็กตกกระแทกหินให้แตกออก
ในการทดสอบแต่ละครังเครืองจะหมุน 500 รอบ
จากนันนําหินทีผ่านการทดสอบมาล้างผ่าน
ตะแกรงเบอร์ เพือหาเปอร์เซ็นต์โดยนําหนัก
ของหินทีผ่านตะแกรง (หินทีแตกหักเมือถูกบด)
หรือเปอร์เซ็นตก์ ารสึกกร่อน โดยค่าเปอร์เซ็นตก์ าร
สึกกร่อนไดด้ งั สมการที 3.1 และมาตรฐานASTM
ภาพที 3.10 เครืองทดสอบการสึกกร่อน

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

36
C กาํ หนดไวว้ ่าเปอร์เซ็นตก์ ารสึกกร่อนของหินสาํ หรับงานก่อสร้างทวั ไปตอ้ งไม่เกิน เปอร์เซ็นต์ และสาํ หรับ
งานถนนตอ้ งไมเ่ กิน เปอร์เซ็นต์

เปอร์เซ็นตก์ ารสึกกร่อน = นาํ หนกั หินทีผา่ นตะแกรงเบอร์ / นาํ หนกั หินก่อนบด x100 (3.1)

3. ความคงทนของมวลรวม (Soundness)
ความคงทนเป็ นสมบัติการตา้ นทานการเปลียนปริมาตรของมวลรวม คอนกรีตในสภาพแวดล้อมที

เปลียนแปลงอยู่ตลอดเวลา เช่น สภาพเปี ยกและแห้งสลับกัน หรืออยู่ในสภาพแวดลอ้ มทีเปลียนแปลงอุณหภูมิ
ก่อให้เกิดการเปลียนแปลงปริมาตรของมวลรวม ขยายตวั และหดตวั ไปมาซึงหากมากเกินไป มวลรวมอาจเกิดการ
แตกร้าวและก่อให้เกิดความเสียหายต่อคอนกรีตได้ ตงั แต่การแตกร่อนเป็ นแผ่นจนถึงการวิบตั ิของโครงสร้าง การ
ทดสอบความคงทนของมวลรวมสามารถปฏิบตั ิไดต้ ามมาตรฐานASTM C88 Standard Test Method for Soundness
of Aggregate by Use of Sodium Sulfate or Magnesium Sulfate [15]โดยการแช่มวลรวมใหอ้ ยใู่ นสภาพแหง้ และเปี ยก
สลบั กนั ในสารละลายโซเดียมซลั เฟตหรือแมกนีเซียมซลั เฟต 5 รอบ จากนนั ทาํ การร่อนผา่ นตะแกรงมาตรฐานเพอื วดั
เปอร์เซ็นตก์ ารสูญเสียของมวลรวมซึงจะตอ้ งไม่เกิน 12 เปอร์เซ็นต์ ในสารละลายโซเดียมซลั เฟต หรือไม่เกิน 18
เปอร์เซ็นต์ ในสารละลายแมกนีเซียมซลั เฟต จึงเหมาะทจี ะนาํ มาผสมคอนกรีต

4. รูปร่างและลกั ษณะผวิ (Particle Shape and Surface Texture)

มวลรวมแต่ละชนิดจะมีลษั ณะภายนอกเฉพาะตวั สามารถสงั เกตไดด้ ว้ ยตา ไดแ้ ก่ รูปร่างของมวลรวมซึง

อาจจะเป็ นเหลียมมุมหรือกลมมนไร้เหลียม แบน

เรียวยาว หรือเป็ นกอ้ น และผวิ สมั ผสั ของมวลรวม

อาจมีลักษณะผิวขรุขระหรือลืนเรียบ ซึงสมบัติ

เหล่านีส่งผลต่อสมบัติด้านอืนๆ ของมวลรวม

ดงั ตอ่ ไปนี เช่น

1. มวลรวมทีผิวหยาบจะมีพืนที ผิว

มากกวา่ มวลรวมผิวเรียบ มวลรวมทีผิวหยาบอาจ

มีเนือภายในมีโพรงเยอะจึงมีความสามารถในการ

ดูดซึมนาํ เยอะตาม

2. ผิวมวลรวมทีหยาบมากและนําหนัก

เบา อาจบ่งบอกถึงปริมาณโพรงในเนือมวลรวม

ทีมากดว้ ย ซึงทาํ ใหม้ วลรวมไมแ่ ขง็ แรง ภาพที 3.11 รูปร่างของมวลรวม

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

37

3. มวลรวมทีรูปร่างกลมมนจะกลิงและ

เคลือนทีไดด้ ีกวา่ มวลรวมทีมีรูปร่างแบน

4. มวลรวมทีทีมีรูปร่างแบนจะมีพืนทีผิว

มากกวา่ มวลรวมทีมีรูปร่างกลม เป็ นตน้

ดังนันรูปร่ างและลักษณะผิวตลอดจน

ค วามพ รุ น ข อง ม วลร วมจึ ง ส่ ง ผล ต่อ ส ม บัติ ข อง

คอนกรีตและวสั ดุอืนทีใช้มวลรวมนันถูกใชเ้ ป็ น

ส่วนผสม รูปร่างความแบนและเรียวยาวของมวล

รวมสามารถทดสอบไดด้ ว้ ยการทดสอบหาค่าดชั นี ภาพที 3.12 อปุ กรณว์ ดั ความแบนหรือความยาว
ความแ บ น ข องหิ น ตาม ม าต รฐ าน BS 812-

105.1:1989 Testing aggregates. Methods for determination of particle shape. Flakiness index [16] และการทดสอบ

หาดชั นีความยาวของหินตามมาตรฐาน BS 812-105.2:1990 Testing aggregates. Methods for determination of particle

shape. Elongation index of coarse aggregate [17] ซึงสามารถทดสอบไดโ้ ดยนาํ มวลรวมมาร่อนเพอื คดั ขนาดก่อนจาก

นาํ ก็นาํ ไปวดั เพอื คดั มวลรวมทีมีความแบนหรือความยาวดว้ ยอปุ กรณ์มาตรฐานดงั ภาพที 3.12 แลว้ ชงั นาํ หนกั มวลรวม

ทีมีความแบนหรือยาวเพอื คาํ นวณหาเปอร์เซ็นตข์ องความแบนหรือความยาวของมวลรวม

6. ขนาดคละ (Gradation)

ขนาดคละของมวลรวม คือ การกระจายตวั ของอนุภาคขนาดตา่ งๆ ของมวลรวม ซึงจะมีความสมั พนั ธก์ บั

ช่องวา่ งทีอยรู่ ะหวา่ งอนุภาคมวลรวม มวลรวมทีมีอนุภาคหลายขนาดปะปนกนั อยา่ งเหมาะสมสามารถช่วยลดช่องวา่ ง

ระหวา่ งมวลรวมไดด้ งั แสดงในภาพที 3.13 ซึงในงานคอนกรีตการลดช่องวา่ งระหวา่ งอนุภาคช่วยให้คอนกรีตมีราคา

ถกู ลงไดเ้ นืองจากสามารถลดปริมาณวสั ดุทีใชใ้ นการเชือมประสานทีจะแทรกตวั อยใู่ นช่องวา่ งลงได้

ลกั ษณะการกระจายขนาดมวลรวมหรือเรียกวา่ ขนาดคละของมวลรวมสามารถแบง่ ไดด้ งั นี คือ

1.ขนาดคละต่อเนื อง

(well graded) คือมวลรวมทีมี

อนุภาคหลายขนาด โดยขนาด

อนุภาคจะลดลนั ปะปนกนั อยา่ ง

ต่อเนืองทาํ ใหม้ ีช่องวา่ งระหวา่ ง

มวลรวมนอ้ ย

2.ขนาดเดียว (uniformly

graded หรื อ single graded) คือ

มวลรวมทีมีอนุภาคขนาดเดียว ภาพที 3.13 ขนาดคละของมวลรวม

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

38

3.ขนาดขาดตอน (gap graded) คือมวลรวมทีมีอนุภาคมากกวา่ หนึงขนาดแต่ขนาดไม่ไดม้ ีการลดลนั อย่าง
ตอ่ เนือง

มวลรวมมกั จะมีหลายขนาดปะปนกนั อยใู่ นกอง โดยขนาดคละของมวลรวมจะแตกต่างกนั ไปตามแหล่งหรือ
ชนิด เช่นทรายหรือกรวดทีมาจากตน้ ลาํ นาํ จะมีขนาดโตกวา่ ทีไดจ้ ากทา้ ยลาํ นาํ หรือหินปูนมกั มีขนาดเดียวเนืองจากถกู
คดั แยกมาตงั แต่กระบวนการผลิต เป็ นตน้ ขนาดคละของมวลรวมเป็ นสมบตั ิทีสาํ คญั ทีส่งผลต่อสมบตั ิของคอนกรีต
สด (คอนกรีตทีผสมเสร็จและยงั ไม่แขง็ ตวั ) และคอนกรีตทีแขง็ ตวั แลว้ เช่น ส่งผลตอ่ ความสามารถในการนาํ คอนกรีต
สดไปเทเขา้ แบบ คอนกรีตทีใชม้ วลรวมทีมีการกระจายขนาดของมวลรวมดี เมือนํามาเทจะลดการแยกชนั ของ
คอนกรีตและสามารถเทเขา้ แบบไดด้ ี ส่งผลให้คอนกรีตทีแข็งตวั แลว้ มีคุณภาพดีตามไปดว้ ย นอกจากนีการใชม้ วล
รวมทีมีการกระจายตวั ของขนาดมวลรวมดี ยงั สามารถลดปริมาณการใชป้ ูนซีเมนตผ์ สมในคอนกรีตได้ อยา่ งไรก็ตาม
ในงานคอนกรีตบางประเภทอาจมีการใช้มวลรวมขนาดเดียวเช่น คอนกรีตพรุนซึงเป็ นคอนกรีตทีตอ้ งการโพรง
ช่องวา่ งใหน้ าํ ไหลผ่าน ดงั นนั การใชม้ วลรวมขนาดเดียวจึงเหมาะสมกวา่ การเลือกใชม้ วลรวมนอกจากจะพิจารณาถึง
ชนิดของคอนกรีตแลว้ ยงั ตอ้ งพิจารณาถึงโครงสร้างทีนาํ คอนกรีตนนั ไปหล่อ เช่น โครงสร้างทีมีขนาดแคบเสริมเหลก็
มากจะทาํ ให้มีช่องว่างระหวา่ งเหล็กกบั แบบขนาดเล็ก ดงั นันควรใชม้ วลรวมทีมีขนาดเลก็ เพือให้สามารถลอดเขา้
ช่องวา่ งได้ ลดปัญหาการเกิดโพรงหลงั เทคอนกรีต

การทดสอบการกระจายตวั ของมวลรวมจะใชต้ ะแกรงมาตรฐานอเมริกนั (U.S. sieve) ในการแยก ซึงตะแกรง
ทีนีจะมีช่องเปิ ดสีเหลยี มทีมีขนาดตามกาํ หนด หมายเลขหรือเบอร์ของตะแกรงจะสมั พนั ธ์กบั จาํ นวนช่องเปิ ดต่อความ
กวา้ ง นิว เชน่ ตะแกรงหมายเลข คือ ทุกความกวา้ ง นิวของตะแกรงจะมีช่องเปิ ดจาํ นวน ช่อง สาํ หรับตะแกรงที
มีขนาดช่องเปิ ดโตกวา่ เบอร์ จะบอกหมายเลขตะแกรงเป็นขนาดช่องเปิ ดหน่วยเป็ นนิว เชน่ ตะแกรงเบอร์ / นิว คือ
ตะแกรงทีมีขนาดช่องเปิ ดขนาด / นิว ตารางที 3.1 แสดงตวั อยา่ งขนาดตะแกรงมาตรฐาน

ตารางที 3.1 ขนาดช่องเปิ ดของตะแกรงมาตรฐานอเมริกนั (U.S. Sieve)

ตะแกรงเบอร์ ขนาดช่องเปิ ด (มลิ ลเิ มตร) ตะแกรงเบอร์ ขนาดช่องเปิ ด (มิลลเิ มตร)
3” 75.0 4 4.76
2 ½” 63.0 8 2.38
2” 50.0 16 1.19
1 ½” 38.0 30 0.595
1” 25.4 50 0.297
¾” 19.0 100 0.149
½” 12.7 200 0.075
3/8” 9.51
¼” 6.35

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

39

การหาขนาดคละของมวลรวมทาํ ไดโ้ ดยร่อนมวลรวมผา่ นตะแกรงมาตรฐานเพอื แยกมวลรวมออกเป็ นขนาด

ตา่ งๆ ชงั หานาํ หนกั มวลรวมทีคา้ งบนตะแกรงเบอร์ต่างๆ เพอื คาํ นวณหาเปอร์เซ็นตข์ องนาํ หนกั ของมวลรวมทีคา้ งบน

ตะแกรงแต่ละเบอร์ เปอร์เซน้ ตค์ า้ งสะสม (สมการที 3.2) และเปอร์เซ็นตผ์ ่าน (สมการที 3.3) ซึงสามารถสร้างตาราง

การกระจายตวั ของมวลรวมดังตารางที 3.2 และ 3.3 การวิเคราะห์การกระจายตวั ของมวลรวมจะใช้ความสัมพนั ธ์

ระหวา่ งเปอร์เซ็นตผ์ า่ นกบั เบอร์ตะแกรงหรือขนาดของมวลรวมโดยพลอ็ ตกราฟบนสเกลเซมิลอ็ ก

เปอร์เซ็นตค์ า้ งสะสม = ผลรวมของเปอร์เซ็นตข์ องมวลรวมทีคา้ งบนตะแกรงเบอร์นนั และตะแกรงทีใหญก่ วา่ (3.2)

เปอร์เซ็นตผ์ า่ น = – เปอร์เซน็ ตค์ า้ งสะสม (3.3)

ภาพที 3.14 แสดงกราฟการกระจาย
ตวั ของมวลรวมละเอียด (ทราย) และมวลรวม
หยาบ (หิน) ทีมีการกระจายตวั ตามมาตรฐาน
ASTM C33 ซึงเป็ นข้อแนะนําสําหรับการ
เลือกมวลรวมทีมีการกระจายตวั ดีมาใชผ้ สม
คอนกรีต จากภาพที 3.15 กราฟสามารถแสดง
ให้เห็นถึงลักษณะการกระจายตวั จองมวล
รวมในแบบต่างๆ คือ ขนาดคละต่อเนือง
(well graded) ขนาดเดียว (uniformly graded
หรื อ single graded) ขนาดขาดตอน (gap
graded) เป็ นตน้

สําหรับในมวลรวมหยาบจะมีการ

กาํ หนดขนาดโตสุดของมวลรวม

(Nominal size) ทังนีเพือใช้หิ น ภาพที 3.14 การกระจายตวั ของมวลรวมละเอยี ดและมวลรวมหยาบ
ให้เหมาะสมกบั งานคอนกรีตที

ตอ้ งเทโครงสร้างทีมีขนาดแต่

ต่างกนั ดงั ไดก้ ล่าวขา้ งตน้ ขนาด

หินโตสุดสามารถดูไดจ้ ากตาราง

การกระจายตัวของมวลรวม

ข น าด หิ น โต สุ ด คื อข น า ด เ บ อ ร์

ตะแกรงทีใหญก่ วา่ ตะแกรงเบอร์ ภาพที 3.15 กราฟแสดงลกั ษณะการกระจายขนาดมวลรวม

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

40

ทีมีค่าเปอร์เซ็นตค์ า้ งของมวลรวมมากกวา่ หรือเท่ากบั เปอร์เซ็นตเ์ ป็ นอนั ดบั แรกนบั จากตะแกรงดา้ นบน ตวั อยา่ ง
การหาค่าขนาดโตสุดของหินแสดงดงั ตารางที 3.2

ตารางที 3.2 การกระจายตวั และขนาดโนสุดของหิน
ขนาดเฉลียของมวลรวมยงั พิจารณาไดจ้ าก

ค่าโมดูลสั ความละเอียด (Fineness Modulus, F.M.)
โดยพิจารณาจากตารางการกระจายตวั ของมวลรวม
เริมตน้ จากการจดั ลาํ ดบั ตะแกรงก่อน ซึงลาํ ดบั ที
คือตะแกรงเบอร์ ลาํ ดบั ถดั ไปคือตะแกรงทีมี
ขนาดช่องเปิ ดโตเป็ นสองเท่าของตะแกรงเบอร์ 100
และลาํ ดบั ถดั ไปอีกคือตะแกรงทีมีขนาดช่องเปิ ดโต
เป็ นสองเท่าของตะแกรงลาํ ดบั ก่อนหนา้ ไปเรือยๆ
หากตะแกรงอืนทีมีช่องเปิ ดเล็กกว่าสองเท่าจะไม่
นาํ มาจดั ลาํ ดบั และค่าโมดูลสั ความละเอียด (F.M.) จะคาํ นวณไดจ้ ากผลรวมของเปอร์เซ็นตท์ ีคา้ งสะสมของตะแกรง
ทุกลาํ ดบั ทีจดั ไวห้ ารดว้ ย ตวั อยา่ งการคาํ นวณค่า F.M. ของทรายแสดงดงั ตารางที 3 คา่ F.M. นีใชบ้ อกขนาดเฉลีย
ของมวลรวมโดยอา้ งอิงลาํ ดบั ของตะแกรง ตวั อยา่ งเชน่ ทรายทีมีค่า F.M. เท่ากบั . คือทรายทีมีขนาดอนุภาคเฉลยี อยู่
ทีตะแกรงลาํ ดบั ที คือเบอร์ เป็ นตน้

ตารางที 3.3 การกระจายตวั และโมดูลสั ความละเอียดของทราย

การทดสอบหาขนาดคละของมวลรวม
สามารถทดสอบได้ตามมาตรฐาน ASTM C136
Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine
and Coarse Aggregates [18]

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

41
7. ปริมาณความชืนและการดูดซึม (Moisture and Absorption)

เนือของมวลรวมจะมีโพรงอยภู่ ายในซึงอาจจาํ แนกไดเ้ ป็ นโพรง 2 ประเภท ไดแ้ ก่ โพรงทีนาํ สามารถซึม
เขา้ ไปไดแ้ ละโพรงทีนาํ ไม่สามารถซึมผา่ นเขา้ ไปได้ ซึงขนาดและปริมาณโพรงจะขึนอยกู่ บั ชนิดของมวลรวม โพรงที
นาํ ซึมเขา้ ไปไดจ้ ะทาํ ใหม้ วลรวมมีความชืนแตกตา่ งกนั สามารถจาํ แนกความชืนของมวลรวมไดเ้ ป็ น 4 ประเภทคือ

ภาพที 3.16 โพรงในเนือมวลรวมและสภาพความชืน

1. สภาพอบแห้ง (Oven Dry) มวลรวมอยสู่ ภาพแหง้ จนไม่มีนาํ อยภู่ ายในโพรงของมวลรวม การเตรียมมวล
รวมสภาพนีทาํ ไดโ้ ดยนาํ มวลรวมมาอบทีอุณหภมู ิ 110±5 °C จนนาํ หนกั จะคงที

2. สภาพแห้งในอากาศ (Air Dry) มวลรวมมีความชืนอยบู่ า้ ง ในโพรงมีนาํ อยตู่ ามสภาพความชืนในอากาศ
ณ เวลานนั ซึงกค็ ือสภาพความชืนของมวลรวมทีแทจ้ ริงขณะทีถูกวางหรือกองทิงไวใ้ นอากาศ

3. สภาพอมิ นําผวิ แห้ง (Saturated Surface Dry, SSD) มวลรวมอิมตวั ดว้ ยนาํ คือโพรงในเนือมวลรวมมีนาํ
อยเู่ ตม็ ขณะทีผิวไม่มีนาํ อยู่หรือผิวแหง้ การเตรียมมวลรวมตามสภาพนีสามารถทาํ ไดโ้ ดยการนาํ มวลรวม
ไปแช่นาํ 24 ชวั โมง หรือจนกระทงั นาํ ซึมเขา้ ไปเต็มโพรง จากนนั ก็มาทาํ ให้ผวิ แห้งดว้ ยการเช็ดหรือให้
ความร้อนโดยใหผ้ วิ แหง้ แตน่ าํ ยงั คงเตม็ โพรง

4. สภาพเปี ยก (Wet) มวลรวมมีนาํ เต็มโพรงและทีผิวของมวลรวมก็ยงั เปี ยกมีนาํ อยู่ สามารถเตรียมไดโ้ ดย
การนาํ มวลรวมไปแชน่ าํ จนกระทงั นาํ เตม็ โพรง เมือนาํ ขึนจากนาํ ใหม่ๆ จะไดม้ วลรวมในสถาพเปี ยก

การเตรียมตวั อยา่ งมวลรวมในสภาพอิมตวั ผิวแห้งจะมีขนั ตอนแตกตา่ งกนั สําหรับหินและทราย การเตรียม
ตวั อยา่ งในสภาพอิมตวั ผิวแห้งในหินทาํ ไดโ้ ดยการแช่ในนาํ ชวั โมงหรือจนกระทงั หินอิมนาํ จากนนั ใชผ้ า้ ขนหนู
เช็ดจนผวิ ของหินแห้ง สาํ หรับทรายทาํ โดยการแช่ในนาํ ชวั โมงจากนนั ให้ความร้อนจนทรายอยใู่ นสภาพอิมตวั ผิว
แห้ง ซึงสามารถทดสอบโดยใชก้ รวยและเหล็กกระทุง้ มาตรฐาน วางฐานกรวยลงบนพนื ทีเรียบและไม่ดูดซึมนาํ ใส่
ทรายลงในกรวยใหล้ น้ ปลอ่ ยเหลก็ กระทุง้ ตกอยา่ งอิสระลงบนยอดกรวย ครัง โดยในการปลอ่ ยแต่ละครังให้เหล็ก

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

42

กระทุง้ อยสู่ ูงจากระดบั ผวิ ทรายบนสุด มิลลิเมตร กระทุง้ กระจายใหท้ วั พืนทีผิวทราย ปัดทรายทีหลน่ รอบฐานกรวย
ออกใหห้ มด จากนนั ยกกรวยขึนตรงๆ ถา้ ทรายอยใู่ นสภาพอิมตวั ผิวแหง้ จะเกิดการพงั ทลายของกรวยทรายบางส่วน
บริเวณรอบๆ ผวิ นอก

ความชืนมากกวา่ SSD SSD ความชืนนอ้ ยกวา่ SSD
ภาพที 3.17 ลกั ษณะการพงั ลายของทรายในสภาพความชืนต่างๆ

ปริมาณความชืนของมวลรวมสามารถคาํ นวณหาไดโ้ ดยเทียบเป็ นเปอร์เซ็นต์ของนาํ หนักของมวลรวมแหง้
สมการทีใชห้ าเปอร์เซ็นตค์ วามชืนของมวลรวมแสดงดงั สมการที 3.4 และเปอร์เซ็นตค์ วามชืนของมวลรวมทีสภาพ
อิมตวั ผิวแหง้ จะเรียกวา่ ความสามารถดูดความชืนของมวลรวมซึงคาํ นวณไดด้ งั สมการที 3.5

เปอร์เซ็นตค์ วามชืน = (นาํ หนกั สภาพชืน-นาํ หนกั สภาพแหง้ )/นาํ หนกั สภาพแหง้ (3.4)

ความสามารถดูดความชืน = (นาํ หนกั สภาพอมิ ตวั ผิวแหง้ -นาํ หนกั สภาพแหง้ )/นาํ หนกั สภาพแหง้ (3.5)

[19]

ความสามารถในการดูดความชืนของมวลรวมเป็ นสมบตั ิที

ส่งผลต่อสมบัติของวัสดุทีใช้มวลรวมเหล่านันเป็ น

ส่วนประกอบ เช่น วสั ดุทีใชม้ วลรวมทีมีความสามารถใน

การดูดความชืนสูงเป็นส่วนผสมจะดดู ความชืนจากอากาศได้

มาก การผสมคอนกรีตทีใชม้ วลรวมทีมีความสามารถในการ

ดูดความชืนสูงจะดูดนาํ ในส่วนผสมมากจึงตอ้ งเผือปริมาณ

นาํ ให้เหมาะทีจะทาํ ใหค้ อนกรีตมีสภาพเหลวพอทีจะทาํ งาน

ได้ เป็ นต้น นอกจากนีความชืนในทรายยงั ส่งผลต่อการ

ภาพที 3.18 การพองตวั ของทราย [19] เปลียนแปลงปริมาตรเรียกวา่ การพองตวั ของทราย (Bulking
of Sand) ทรายทีมีความชืนประมาณ 5% จะทาํ ให้ปริมาตร

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

43

ของทรายเพิมขึนซึงอาจเพิมขึนสูงถึง 20-40% ขึนกบั ขนาดของเมด็ ทราย โดยทรายทีมีเม็ดละเอียดจะพองตวั สูงกวา่
ทรายเม็ดหยาบ และการพองตวั ยงั เปลียนแปลงตามปริมาณความชืนโดยสงั เกตไดจ้ ากภาพที 3.18 เริมตน้ จากทราย
สภาพแห้งเมือความชืนเพิมขึนการพองตวั จะเพิมขึนตามและสูงสุดทีความชืนประมาณ 5% ทงั นีเกิดจากความชืนที
เพิมขึนไปเพิมความหนาของชนั นาํ ทีเคลือบอย่รู อบๆ เม็ดทราย และผลกั ให้เม็ดทรายแยกห่างจากกนั จากนนั เมือ
ความชืนเพิมขึนการพองตวั จะค่อยๆลดลง และเมือความชืนมากขึนอีกปรากฎการณ์ดงั กล่าวจะหายไปเม็ดทรายจะ
กลบั มาอยชู่ ิดกนั ในการผสมคอนกรีตโดยการตวงปริมาตรวสั ดุหากทรายมีความชืนในชว่ งทีทาํ ใหเ้ กิดการฟองตวั อาจ
ทาํ ใหไ้ ดป้ ริมาตรของเนือทรายลดลง

8. ความถ่วงจําเพาะของมวลรวม

ความถว่ งจาํ เพาะของมวลรวมคือการเปรียบเทียบค่าความหนาแน่นของมวลรวมกบั ความหนาแน่นของนาํ

ทีอุณหภูมิ องศาเซลเซียส ( กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร) ซึงในการทดสอบตอ้ งหานาํ หนักและปริมาตรของมวล

รวม โดยนาํ หนักของมวลรวมสามารถหาได้จากการชังและนาํ หนักของมวลรวมจะเปลียนแปลงไปตามสภาพ

ความชืน ส่วนปริมาตรของมวลรวมจะถูกพิจารณา แบบ คอื ปริมาตรเนือแทข้ องมวลรวมคือปริมาตรทีหกั ช่องวา่ งที

นําซึมผ่านได้ออกไป และอีกชนิดคือปริมาตรทังหมดทีรวมเอาปริมาตรโพรงช่องว่างไวด้ ้วย ดังนันค่าความ

ถ่วงจาํ เพาะของมวลรวมสามารถแบ่งเป็ น แบบตามการพิจารณาสภาพความชืนและปริมาตรของมวลรวม และ

ความสามารถในการดูดซึมนาํ ของมวลรวม มีรายละเอียดดงั ตอ่ ไปนี

. ความถ่วงจาํ เพาะสภาพ

แห้ง (Bulk specific gravity (oven

dry)) คือ นําหนักของมวลรวม

อบแห้งหารดว้ ยปริมาตรทังหมด

(รวมเอาปริมาตรโพรงช่องวา่ งเป็ น

ปริมาตรวสั ดุ)

. ความถ่วงจาํ เพาะสภาพ

อิ ม ตั ว ผิ ว แ ห้ ง ( Bulk specific

gravity (saturated surface dry)) คือ ภาพที 3.19 ความถว่ งจาํ เพาะของมวลรวม
นาํ หนกั ในสภาพอิมตวั ผิวแห้งหาร

ดว้ ยปริมาตรทงั หมดทีรวมเอาปริมาตรโพรงช่องวา่ ง(รวมเอาปริมาตรโพรงช่องวา่ งเป็ นปริมาตรวสั ดุ)

. ความถ่วงจาํ เพาะแทจ้ ริง (Apparent specific gravity) คือ นาํ หนกั แหง้ ทีชงั ในอากาศของมวลรวมหารดว้ ย

ปริมาตรเนือแทข้ องมวลรวมคือปริมาตรวสั ดุคือปริมาตรทีหักโพรงช่องวา่ งทีนาํ ซึมผ่านไดอ้ อกไป (ช่องว่างทีนาํ ซึม

ผา่ นไม่ไดเ้ ปรียบเสมือนเนือมวลรวม)

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

44

การทดสอบหาความถ่วงจาํ เพาะของมวลรวมหยาบและมวลรวมละเอียดสามารถทาํ ตามมาตรฐาน ASTM

C127 Standard Test Method for Density, Relative Density (Specific Gravity), and Absorption of Coarse Aggregate

[20] ASTM C128 Standard Test Method for Density, Relative Density (Specific Gravity), and Absorption of Fine

Aggregate [21] ดงั ไดก้ ลา่ วมาแลว้ วา่ การทดสอบหาความ

ถ่วงจาํ เพาะของมวลรวมตอ้ งหานาํ หนกั ของมวลรวมซึง

ได้จากการชัง ส่วนปริมาตรของมวลรวมละเอียดหรือ

ทรายสามารถทาํ ไดด้ ว้ ยการชงั นาํ หนกั ของวตั ถทุ ีถกู เตรียม

ดังแสดงในภาพที 3.20 โดยนําขวดมาใส่ นําจนถึง

เส้นระดับสีฟ้าแลว้ ชังนําหนักได้ค่า B นําทรายสภาพ

อิมตวั ผิวแห้งมาชงั นาํ หนกั ไดค้ ่า S จากนนั เติมทรายนีลง

ในขวดเปล่าใบเดิมแลว้ ใส่นาํ จนถึงระดบั สีฟ้าไดค้ ่า C เท

ทรายออกจากขวดนาํ ไปอบจนแหง้ แลว้ ชงั นาํ หนกั ไดค้ า่ A

ภาพที 3.20 การทดสอบหาปริมาตรของมวลรวม จากค่านาํ หนกั ทีชงั ไดจ้ ะสามารถคาํ นวณหานาํ หนักของ
นาํ ทีมีปริมาตรเท่าปริมาตรทรายทงั แบบไดด้ งั แสดงใน

ภาพที 20 และเปลียนนาํ หนกั นาํ เป็ นปริมาตรของ

ทรายโดยใชค้ ่าความหนาแน่นของนาํ กรณีการหา

ปริมาตรของมวลรวมหยาบหรือหินสามารถหาได้

โดยอาศยั หลกั การชงั นาํ หนักหินในนาํ ค่าทีอ่าน

ได้จากตาชังคือค่า C จะมีค่าเท่ากับนาํ หนักของ

หินอบแหง้ ทีชงั ในอากาศ A ลบดว้ ยนาํ หนกั ของ

นําทีมีปริ มาตรเท่าหินดังแสดงในภาพที 3.21

ดงั นนั หากตอ้ งการหาปริมาตรทงั หมดของหินจะ

ได้จากการหานาํ หนักของหินในสภาพอิมตวั ผิว

แหง้ S มาลบดว้ ยคา่ ทีชงั หินในนาํ C และปริมาตร

เนือแท้ของหินจะได้จากการหานาํ หนักของหิน

ในสภาพอบแหง้ A มาลบดว้ ยค่าทีชงั หินในนาํ C

ซึงแสดงดงั ภาพที 3.21โดยทวั ไปหินปูน กรวด ภาพที 3.21 การทดสอบหาปริมาตรของมวลรวมหยาบ
และทรายจะมีค่าความถ่วงจาํ เพาะประมาณ 2.55-

2.70 ซึงค่าความถว่ งจาํ เพาะ อาจบ่งบอกถึงความแขง็ แรงของมวลรวมได้ โดยมวลรวมทีมีโพรงอยมู่ ากจะมีค่าความ

ถว่ งจาํ เพาะนอ้ ยกวา่ มวลรวมทีมีโพรงอยนู่ อ้ ย ซึงโพรงในเนือมวลรวมทีมากขึนจะทาํ ใหม้ วลรวมมีความแขง็ แรงลดลง

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

45

9. หน่วยนาํ หนกั ของมวลรวม (Unit weight)

ค่าหน่วยนาํ หนักแตกต่างจากค่าความหนาแน่น (Density) ของมวลรวมเพราะความหนาแน่นคือนาํ หนัก

ของมวลรวมหารดว้ ยปริมาตรของเนือมวลรวมไม่รวมเอาช่องวา่ งระหว่างอนุภาค ขณะทีหน่วยนาํ หนักคือนาํ หนัก

ของมวลรวมหารดว้ ยปริมาตรของภาชนะทีใส่มวลรวมนนั เต็มพอดี หน่วยนาํ หนักของมวลรวมสามารถใชใ้ นการ

คาํ นวณหานาํ หนกั ของมวลรวมเมือทราบปริมาตรภาชนะทีใส่มวลรวม หรือคาํ นวณหาขนาดของภาชนะทีจะใส่มวล

รวมเมือทราบนาํ หนกั ของมวลรวม และในการออกแบบส่วนผสมคอนกรีตจะใชค้ ่าหน่วยนาํ หนกั ในการคาํ นวณหา

นาํ หนกั ของหินหรือมวลรวมหยาบ หน่วยนาํ หนกั นีจะมีค่าเปลียนแปลงไปตามสภาพการอดั แน่น มวลรวมทีไม่ถกู อดั

แน่นจะอยู่ในสภาพหลวมและมีค่าหน่วยนาํ หนกั นอ้ ยกวา่ มวลรวมทีถูกอดั แน่นดว้ ยการกระทุง้ ดงั นนั ในการทดสอบ

หาคา่ หน่วยนาํ หนกั จะทาํ การทดสอบแบ่งออกเป็น 2 ลกั ษณะตามสภาพการอดั แน่น คือ

1. หน่วยนําหนักแบบหลวม (Loss unit weight) คือ หน่วยนําหนักทีไดจ้ ากการบรรจุตวั อย่างลงโมลทีใช้
ทดสอบแบบหลวมๆ
2. หน่วยนาํ หนกั แบบกระทุง้ (Rodded unit weight) คือ หน่วยนาํ หนกั
ทีไดจ้ ากการบรรจุตวั อยา่ งลงโมลทีใชท้ ดสอบโดยใชเ้ หลก็ กระทุง้
ในการอดั แน่น
การทดสอบหน่วยนาํ หนกั สามารถทดสอบไดต้ ามมาตรฐาน ASTM
C29 Standard Test Method for Bulk Density (“Unit Weight”) and Voids in
Aggregate [22] โดยขนาดภาชนะทีใชใ้ ส่มวลรวมในการทดสอบหาหน่วย
นาํ หนักนีจะขึนอยู่กบั ขนาดโตสุดของมวลรวม กล่าวคือมวลรวมทีมีขนาด
อนุภาคใหญ่ตอ้ งใชข้ นาของภาชนะทีใหญ่ตามเพือสามารถใส่มวลรวมใหไ้ ด้
เป็ นตวั แทนทีเหมาะสม จากนนั ทาํ การหานาํ หนกั ของมวลรวม (M) ทีใส่เต็ม
ภาชนะนนั และหาปริมาตรของภาชนะ (V) ดว้ ยการแทนทีดว้ ยนาํ ภาพที 3.22 หน่วยนาํ หนกั

นอกจากนียงั สามารถคาํ นวณหาช่องว่างทีอยรู่ ะหว่างอนุภาคของมวลรวมได้ ซึงปริมาตรของช่องว่างทีอยู่
ระหวา่ งอนุภาคมวลรวมนีจะไดจ้ ากปริมาตรของภาชนะทีใส่มวลรวมลบดว้ ยปริมาตรของมวลรวม ดงั แสดงในภาพที
3.23 และสมการที 3.6 โดยปริมาตรของมวลรวมจะสามารถ
คาํ นวณหาจากค่าความถ่วงจาํ เพาะของมวลรวม ซึงสามารถ
Vv พสิ ูจน์ไดด้ งั สมการทีแสดงดา้ นลา่ งนี
Va Vv = V-Va (3.6)
ถา้ ปริมาตรภาชนะ V เท่ากบั 1 ลกู บาศก์เมตร
Vv = 1-Va (3.7)

เมือ Vv คือปริมาตรโพรงและ Va คือปริมาตรมวลรว

ภาพที 3.23 Vv และ Va

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete

46

ปริมาตรของมวลรวม (Va) หาไดจ้ ากค่าความถ่วงจาํ เพาะแหง้ ของมวลรวม (S) ซึงเท่ากบั ความหนาแน่นของ
มวลรวม (Da) หารดว้ ยความหนาแน่นของนาํ (Dw) โดยความหนาแน่นของมวลรวมจะเท่ากบั นาํ หนกั ของมวลรวม
(M) หารปริมาตรของมวลรวม (Va) ทงั นีเนืองจาก V คือปริมาตร 1 ลกู บาศกเ์ มตร ดงั นนั ค่า M ก็คือหน่วยนาํ หนกั ของ
มวลรวมนนั เอง (หน่วยเป็ นกิโลกรัมต่อลกู บาศกเ์ มตร)
ดงั นนั จะได้
Va = M/(S.Dw) (3.8)
แทนค่า Va ลงในสมการที 7 จะได้
Vv=1-M/(S.Dw) =(S.Dw-M)/(S.Dw) (3.9)
หาเปอร์เซ็นตช์ ่องวา่ งต่อปริมาตรทงั หมด (V= 1 ลูกบาศกเ์ มตร)
เปอร์เซ็นตช์ ่องวา่ ง=(S.Dw-M)/(S.Dw)x100 (3.10)
โดยคา่ เปอร์เซ็นตช์ อ่ งวา่ งนีจะกบั การอดั แน่นมวลรวมแบบหลวมและแบบแน่น

3.4 การขนย้ายและเกบ็ มวลรวม
การขนยา้ ยและการเกบ็ มวลรวมมีหลกั การคือตอ้ งใหม้ วลรวมคงสภาพเดิมตามทีไดจ้ ากแหลง่ ผลิต ซึงสามารถ

สรุปไดด้ งั นี
1. การขนยา้ ยมวลรวมอาจเกิดการแยกขนาดได้ เช่น การลาํ เลียงมวลรวมบนทางลาดชนั อาจเกิดการกลิงของ

มวลรวมทีมีขนาดใหญ่ดงั นนั ควรปรับความลาดชนั ให้เหมาะสมเพือลดการแยกตวั การเคลือนยา้ ยมวลรวมตกั มวล
รวมจากกองเฉพาะบางบริเวณ เช่น ฐานกองหรือยอดกองอาจไดม้ วลรวมทีแยกขนาด ควรมีการสุ่มตกั อยา่ งถูกตอ้ ง
(ตามกลา่ วในบทที 1) หรือคลกุ เคลา้ มวลรวมเพอื ลดการแยกตวั

2. การขนยา้ ยมวลรวมอาจเกิดการแตกหกั หากมีการปล่อยมวลรวมใหต้ กจากทสี ูง
3. การจดั เกบ็ มวลรวมไม่ใหเ้ กิดการแยกตวั สาํ หรับหินภูเขาซึงมีการคดั แยกขนาดก่อนจาํ หน่ายสามารถลดการ
แยกตวั ไดโ้ ดยการจดั เก็บแยกขนาด การนาํ มาใชง้ านจะนาํ มวลรวมทีเก็บแยกขนาดไวม้ าผสมกนั ตามสดั ส่วน การกอง
มวลรวมทีมีขนาดปะปนกนั อาจเกิดการแยกตวั เช่น มวลรวมขนาดใหญ่มกั กลิงลงมาทีฐานกอง หรือยอดกองอาจมี
มวลรวมขนาดเลก็ อยมู่ าก หากจาํ เป็ นตอ้ งกองวสั ดุก่อนการตกั ไปใชง้ านควรคาํ นึกถึงการแยกตวั ของมวลรวม และมี
วธิ ีการสุ่มตกั วสั ดุมาคลุกเคลา้ กนั เพอื ลดการแยกขนาด (ดูในบทที 1)
4. ป้องความสกปรกขณะขนยา้ ยและกองเก็บดว้ ยการปกคลุมวสั ดุเพอื ป้องกนั สิงสกปรกปนเปื อน นอกจากนี
หลกี เลียงการตกั ทีฐานกองทีสมั ผสั กบั พนื ผวิ เพราะอาจมีสิงสกปรกปนเปื อน

อ้างองิ

1. กรมอตุ สาหกรรมพนื ฐานและการเหมืองแร่.
2. ธวชั ชยั พมิ สาร, กลสมบตั ิของกรวดในประเทศไทย. 2534.

04251222 Civil Engineering Materials and Concrete