Civil Engineering CMU

Course Explorer
banner ce 215

B1: Brick Test

การทดสอบกำลังอัด และการดูดกลืนน้ำของอิฐ

Tests for Compressive Strength and Water Absorption of Brick

การใช้งานอิฐก่อสร้างสามัญ หรือในชื่อ อิฐมอญ คือ อิฐที่ทำจากดินใช้ในงานก่อสร้างทั่วไป เช่น งานก่อผนัง งานก่อกำแพง และยังมีการใช้เป็นฉนวนกันไฟ ฉนวนกันความร้อน/ความเย็น/ และฉนวนกันเสียง โครงสร้างอิฐเป็นโครงสร้างที่สะดวกต่อการซ่อมแซม เนื่องจากสามารถซ่อมแซมได้ในบริเวณที่มีตำหนิ  การก่ออิฐในเมืองไทยมีรูปแบบที่นิยมอยู่ 2 ประเภท คือการก่ออิฐครึ่งแผ่น และการก่ออิฐเต็มแผ่น โดยการก่ออิฐครึ่งแผ่น ด้านที่ยาวที่สุดของอิฐจะวางตัวในแนวเดียวกับแนวกำแพง ซึ่งความหนาของกำแพงจะมีค่าเท่ากับความหนาของก้อนอิฐ ขณะเดียวกัน การก่ออิฐเต็มแผ่น ด้านที่ยาวที่สุดของอิฐจะวางตัวตั้งฉากกับแนวกำแพง ซึ่งความหนาของกำแพงจะมีค่าเท่ากับด้านที่ยาวที่สุดของอิฐ

ขนาดของอิฐ จะมีอยู่ 4 ขนาด (ขนาด ยาว x กว้าง x หนา หน่วยเป็นมิลลิเมตร) ตาม มอก. 77-2545 คือ

  • 140 x 65 x 40
  • 190 x 90 x 40
  • 190 x 90 x 65
  • 190 x 90 x 90

การชักตัวอย่างของอิฐ คือ การสุ่มเลือกตัวอย่างของอิฐมาจากจำนวนอิฐทั้งหมด เพื่อให้แน่ใจว่าอิฐที่ถูกเลือกมานั้นสามารถแสดงถึงอิฐทั้งหมดได้ โดยการชักตัวอย่างอิฐ ให้ชักตัวอย่างไม่น้อยกว่า 10 ก้อน หากรุ่นนั้นมีจำนวน 250,000 ก้อน และให้ชักตัวอย่างเพิ่มขึ้น 5 ก้อน ทุกๆ หากมีจำนวนเพิ่มมากกว่าทุก 500,000 ก้อน ชั้นคุณภาพของอิฐ คือ การแบ่งคุณภาพของอิฐออกเป็น 3 ชั้นคุณภาพตามมาตรฐานอุตสาหกรรมไทย (มอก. 77-2545) โดยใช้สัญลักษณ์เป็น ก ข และ ค โดยเปรียบเทียบตามความต้านแรงอัด และการดูดกลืนน้ำ ดังตาราง

กำลังต้านทานแรงอัด (Compressive strength) คือ ความสามารถของวัสดุ หรือโครงสร้างที่ต้านทานแรงที่กระทำในทิศทางอัดตัวของวัสดุนั้น เมื่อแรงที่กระทำมีค่าเท่ากับกำลังต้านทานแรงอัดของวัสดุ วัสดุนั้นจะแตกหัก กำลังต้านแรงอัดจะอยู่ในหน่วย เมกะปาสคาล (MPa) หรือ กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร (ksc) การคำนวณ

$C = \frac{W}{A}$

โดย

  • C = กำลังต้านแรงอัดของชิ้นตัวอย่าง (MPa)
  • W = น้ำหนักบรรทุกสูงสุด (N)
  • A = พื้นที่หน้าตัดส่วนที่แคบที่สุด (­­mm2)

การดูดกลืนน้ำ (Water absorption) เป็นความสามารถในการดูดกลืนน้ำของอิฐแต่ละก้อน ซึ่งจะมีผลต่อเชื้อราที่เกิดขึ้นบริเวณภายในอิฐ การดูดกลืนน้ำของอิฐจะคำนวณจากร้อยละดังสมการ

$A\%=100\times{}\left(\frac{Ws-Wd}{Wd}\right)$

โดย

  • A% = ร้อยละการดูดกลืนน้ำของอิฐ
  • Wd = น้ำหนักแห้ง
  • Ws = น้ำหนักอิ่มตัว

สัมประสิทธิ์ของการอิ่มน้ำ (Saturation coefficient) คือ ค่าที่แสดงถึงความสามารถของอิฐในการต้านการเยือกแข็งและการละลายตัว คำนวณโดย (1) คิดจากอัตราส่วนของน้ำหนักน้ำที่ถูกดูดกลืนโดยอิฐระหว่างที่แช่ในน้ำในระยะเวลา 5 ชั่วโมง เปรียบเทียบกับน้ำหนักของน้ำที่ถูกดูดกลืนโดยอิฐระหว่างที่แช่ในน้ำในระยะเวลา 24 ชั่วโมง หรือ (2) คิดจากอัตราส่วนของน้ำหนักที่ถูกดูดกลืนโดยอิฐขณะที่แช่ในน้ำเย็นเปรียบเทียบกับน้ำหนักที่ถูกดูดกลืนโดยอิฐขณะที่แช่ในน้ำเดือด

โดย

  • Sc= สัมประสิทธิ์ของการอิ่มของน้ำ
  • Wd = น้ำหนักแห้ง
  • Ws5 = น้ำหนักอิ่มตัวของอิฐที่จมน้ำ 5 ชั่วโมง
  • Ws24 = น้ำหนักอิ่มตัวของอิฐที่จมน้ำ 24 ชั่วโมง

วัตถุประสงค์

  1. เพื่อทำการทดสอบหากำลังอัดของอิฐ
  2. เพื่อทดสอบการดูดกลืนน้ำของอิฐ

เอกสารอ้างอิง

  • มอก. 77-2545 อิฐก่อสร้างสามัญ
  • มอก. 243-2520 วิธีชักตัวอย่างและทดสอบอิฐและอิฐกลวง
  • ASTM C62-10 Standard Specification for Building Brick (Solid Masonry Units Made From Clay or Shale)
  • ASTM C67-11 Standard Test Method for Sampling and Testing Brick and Structural Clay Tile
  • Francis D.K. Ching, A Visual Dictionary of Architecture, 1995.
  • เอกสารประกอบการสอน ธนวัช โพคะรัตน์ศิริ, เอกสารประกอบการสอน CE 311  Structural Materials and Testing, ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2554.

วัสดุทดสอบ

อิฐเต็มก้อน จำนวน 10 ก้อน

เครื่องมือ

1. ไม้บรรทัดเหล็ก ที่มีความละเอียดถึง 1 มิลลิเมตร

2. เครื่องทดสอบแบบยูนิเวอร์แซล

3. เวอร์เนียร์

4. เครื่องชั่ง

5. ตู้อบแห้ง

วิธีทดสอบ

1. นำอิฐตัวอย่างทั้ง 10 ก้อน โดยพยายามเลือกอิฐที่มีสีแตกต่างกัน มาเขียนหมายเลข และทำเครื่องหมายให้ชัดเจน

2. วัดขนาดของตัวอย่าง โดยการวัดความยาวของก้อนอิฐของหน้ายาวทั้ง 4 หน้า โดยวัดที่จุดกึ่งกลางของแต่ละหน้า บันทึกผล ทั้ง 4 หน้า ให้ละเอียดถึง 1 มิลลิเมตร และนำมาหาค่าเฉลี่ยให้ละเอียดถึง 0.5 มิลลิเมตร และวัดความหนาและความกว้างของอิฐโดยวิธีเดียวกันกับการวัดความยาว

3. นำก้อนตัวอย่างเข้าไปในตู้อบแห้งที่มีอุณหภูมิ 110-115 องศาเซลเซียส ไม่น้อยกว่า24 ชั่วโมง

4. ให้ชั่งน้ำหนักก้อนตัวอย่าง และนำเข้าตู้อบแห้งอีกเป็นเวลา 2 ชั่วโมง หากน้ำหนักต่างกันเกิน 0.2% ให้ทำการอบแห้งต่ออีก 2 ชั่วโมง

5. ปล่อยทิ้งไว้ที่อุณหภูมิห้องให้เย็นที่อุณหภูมิ 24±8 องศาเซลเซียส ที่ความชื้นสัมพัทธ์ 30-70% โดยปล่อยให้ลมผ่านเป็นเวลา 4 ชั่วโมง

6. นำก้อนตัวอย่างไปชั่งในน้ำหนัก ซึ่งจะเรียกน้ำหนักนี้ว่า “น้ำหนักแห้ง” บันทึกข้อมูล หลังจากนั้นให้แบ่งอิฐเป็น 2 ชุด ชุดละ 5 ก้อน เพื่อนำไปทดสอบต่อไป

การทดสอบกำลังต้านแรงอัด

7. นำอิฐตัวอย่างจำนวน 5 ก้อน มาเคลือบผิวด้วยปูนปลาสเตอร์ทั้งสองหน้าให้เรียบ แล้วทิ้งไว้ให้แห้ง

8. นำก้อนตัวอย่างมาวางในเครื่องทดสอบโดยวางในแนวของการก่ออิฐ

9. บรรทุกน้ำหนักครึ่งหนึ่งของน้ำหนักสูงสุดที่คาดว่าจะทดสอบและทำการบันทึกค่าน้ำหนักสูงสุด และทำซ้ำจนครบ 5 ตัวอย่าง

10. คำนวณการต้านแรงอัดของก้อนตัวอย่างทั้งหมด และนำมาหาค่าเฉลี่ยกำลังต้านแรงอัดของอิฐรุ่นนี้

การทดสอบการดูดกลืนน้ำ

11. นำอิฐตัวอย่างจำนวน 5 ก้อนที่เหลือ มาแช่ในน้ำ

12. ภายหลังจากระยะเวลา 5 ชั่วโมง ให้นำอิฐทั้งหมดขึ้นมาเช็ดผิวให้แห้ง และนำมาชั่งน้ำหนัก โดยน้ำหนักนี้จะถูกเรียกว่า “น้ำหนักอิ่มตัว” 

13. คำนวณหาค่าการดูดกลืนน้ำของอิฐ และนำมาหาค่าเฉลี่ย

14. หลังจากชั่งน้ำหนักเรียบร้อย ให้นำอิฐทั้ง 5 ก้อน แช่ลงในน้ำต่อจนกระทั่งเวลาทั้งหมดครบ 24 ชั่วโมง (นับจากเริ่มแช่น้ำรอบแรก)

15. นำตัวอย่างขึ้นมาเช็ดผิวให้แห้ง และทำการชั่งน้ำหนักอิฐทั้งหมด

16. คำนวณหาค่าสัมประสิทธิ์ของการอิ่มน้ำ และนำมาหาค่าเฉลี่ย