สมาคมคอนกรีตแห่งประเทศไทย วารสารคอนกรีต ฉบับที่ 15 ประจำเดือน เมษายน 2012 การทดสอบการเกิดปฏิกิริยาระหว่างด่างและมวลรวม
การทดสอบการเกิดปฏิกิริยาระหว่างด่างและมวลรวม PDF พิมพ์ อีเมล
เขียนโดย Administrator   
วันศุกร์ที่ 01 มิถุนายน 2012 เวลา 17:01 น.

การทดสอบการเกิดปฏิกิริยาระหว่างด่างและมวลรวม

Test Methods for Alkali-Aggregate Reaction (AAR)

ดร. วรางคณา แสงสร้อย และ ศ. ดร. สมนึก ตั้งเติมสิริกุล

 

ศูนย์วิจัยเทคโนโลยีการก่อสร้างและบำรุงรักษา (CONTEC)

สถาบันเทคโนโลยีนานาชาติสิรินธร มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

1. ความสำคัญและที่มา

การเสื่อมสภาพของคอนกรีตเนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างด่างและมวลรวม (Alkali-Aggregate Reaction หรือ AAR)  เกิดจากการทำปฏิกิริยาระหว่างด่างในสารละลายในช่องว่างของคอนกรีต (Pore Solution) กับแร่ธาตุบางชนิดในมวลรวมที่สามารถทำปฏิกิริยากับด่างได้ และเกิดผลผลิตเป็นเจล (รูปที่ 1) ซึ่งเจลนี้มีคุณสมบัติในการขยายตัวเมื่อมีความชื้น จนทำให้คอนกรีตเกิดการแตกร้าวได้ โดยการเกิดแรงดึงขึ้นบริเวณเนื้อคอนกรีตที่อยู่รอบๆบริเวณที่ขยายตัว หรือโดยการขยายตัวที่ไม่เท่ากันในมวลคอนกรีต  ในกรณีที่มีความรุนแรง การขยายตัวของคอนกรีตเนื่องจาก AAR อาจทำให้เหล็กเสริมขาดได้ (รูปที่ 2) ซึ่งปฏิกิริยาระหว่างด่างและมวลรวมนั้นมีหลายชนิด ขึ้นอยู่กับชนิดของแร่ธาตุในมวลรวมที่ทำปฏิกิริยา ที่พบบ่อยได้แก่ การเกิดปฏิกิริยาระหว่างด่างและแร่ซิลิกาในมวลรวม หรือ Alkali-Silica Reaction (ASR) ตัวอย่างโครงสร้างคอนกรีตที่เกิดการแตกร้าวเนื่องจาก ASR แสดงในรูปที่ 3

จะเห็นได้ว่าการเกิด ASR ทำให้โครงสร้างคอนกรีตเกิดความเสียหาย และอาจส่งผลต่อสมรรถนะและอายุการใช้งาน จึงจำเป็นจะต้องมีการซ่อมแซมและบำรุงรักษาที่เหมาะสม เพื่อยืดอายุการใช้งานและป้องกันไม่ให้เกิดการเสื่อมสภาพอีก แต่การที่จะแก้ปัญหา ASR ให้หายขาดนั้นทำได้ยาก เนื่องจากปฏิกิริยาจะยังคงดำเนินต่อไป หากคอนกรีตมีความชื้น และแร่ธาตุในมวลรวมที่ทำปฏิกิริยาได้นั้นยังคงเหลืออยู่ ซึ่งทำให้คอนกรีตเกิดการแตกร้าวต่อไปได้อีก ดังนั้น การป้องกันไม่ให้เกิด ASR ตั้งแต่เริ่มต้นเทคอนกรีตจึงเป็นวิธีที่ดีที่สุด แนวทางการป้องกันการเกิด ASR นั้นทำได้หลายวิธี เช่น การเลือกใช้ปูนซีเมนต์ที่มีปริมาณอัลคาไลต่ำตามที่มาตรฐานกำหนด การใช้วัสดุปอซโซลาน เช่น เถ้าลอย เพื่อลดความเป็นด่างในคอนกรีต และการใช้มวลรวมที่ไม่ทำปฏิกิริยา ซึ่งจะต้องทำการทดสอบหาแนวโน้มการเกิดปฏิกิริยาระหว่างด่างและมวลรวมก่อนที่จะนำมวลรวมนั้นมาใช้งาน เช่นการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM C289, ASTM C1260, ASTM C227 และ ASTM C1293 เป็นต้น

ในกรณีที่โครงสร้างคอนกรีตเกิดความเสียหายไปแล้ว และต้องการตรวจสอบหาสาเหตุเพื่อหาแนวทางในการแก้ไขปัญหา แต่เนื่องจากการเกิดการเสื่อมสภาพของคอนกรีตจาก ASR ไม่ค่อยพบมากนักในประเทศไทยในอดีต  อาจทำให้วิศวกรยังขาดประสบการณ์และความเข้าใจในเรื่องนี้  อีกทั้งยังไม่มีมาตรฐานการตรวจสอบการเกิด ASR ของโครงสร้างคอนกรีตจริง ซึ่งมีแต่มาตรฐานการทดสอบแนวโน้มการเกิดปฏิกิริยาของมวลรวม จนอาจเป็นสาเหตุทำให้การตรวจสอบการเกิดการเสื่อมสภาพเนื่องจาก ASR ถูกมองข้ามในขั้นตอนการวินิจฉัยหาสาเหตุ และนำไปสู่การซ่อมแซมและบำรุงรักษาที่ไม่เหมาะสมได้ ในปัจจุบัน ปัญหา ASR เริ่มพบในเมืองไทย ดังนั้น ความรู้และความเข้าใจในการตรวจสอบการเกิดการเสื่อมสภาพของโครงสร้างคอนกรีตเนื่องจาก ASR จึงเป็นสิ่งจำเป็น

ในบทความนี้ จะอธิบายการทดสอบตามมาตรฐานต่างๆ (ASTM) เพื่อหาแนวโน้มการเกิดปฏิกิริยาระหว่างด่างและมวลรวมก่อนที่จะนำมวลรวมมาใช้งาน และวิธีการตรวจสอบการเกิด ASR ในโครงสร้างคอนกรีตจริงเมื่อคอนกรีตเกิดการเสื่อมสภาพไปแล้ว เพื่อเป็นแนวทางในการตรวจสอบและหาวิธีการป้องกันการเกิด ASR ในอนาคต

 

ดาวน์โหลดบทความได้ที่นี่

แก้ไขล่าสุด ใน วันอังคารที่ 24 ธันวาคม 2013 เวลา 16:25 น.