เรื่องน่ารู้งานคอนกรีต

ตอนที่ 3 สุดท้ายแล้ว เราจะสร้างบ้านให้อยู่ได้นานถึง 500 ปี ได้โดยวิธีใด?

โดย ศาสตราจารย์ ชัย จาตุรพิทักษ์กุล  ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์  มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี, นายกสมาคมคอนกรีตแห่งประเทศไทย

สำหรับบทสรุป  หากต้องการสร้างบ้านที่มีอายุใช้งาน 500 ปี โดยที่ความเสียหายของบ้าน เกิดจากคอนกรีตและเหล็กเสริมเป็นหลัก (บ้านส่วนใหญ่ที่สร้างด้วยคอนกรีตเสริมเหล็กในปัจจุบันมักเสียหายในกรณีนี้เป็นส่วนใหญ่) ความเสียหายไม่ได้เกิดจากแผ่นดินไหว หรือ สึนามิ ไม่ได้ตั้งอยู่ในหรือใกล้ทะเล ต้องทำอย่างไรบ้าง ผมมีแนวคิดและข้อแนะนำดังนี้ครับ

1. การออกแบบและก่อสร้างอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก โดยเฉพาะเสาตอม่อและเสาชั้นล่างที่ต้องสัมผัสกับดิน หรือตากแดดตากฝน ให้มีขนาดใหญ่กว่าปกติอีก 5-10 ซม. หมายความว่า หากออกแบบแล้ว พบว่าต้องการเสาขนาด 20x20 ซม.2 ก็เพิ่มเป็น 25x25 ซม.2 หรือ 30x30 ซม.2 แทน เพราะที่เพิ่มขึ้นมาจากเดิมอีก 5-10 ซม. ไม่ได้เพิ่มขึ้นมาเพื่อรับน้ำหนักบรรทุกจรและน้ำหนักบรรทุกคงที่  แต่เพิ่มขนาดเสาให้ใหญ่ขึ้นมา เพื่อให้ทนทานต่อการกัดกร่อนจากก๊าซหรือสารเคมีต่างๆ ที่เป็นอันตรายต่อคอนกรีตและเหล็กเสริม

การเพิ่มขนาดเสาตอม่อหรือเสาคอนกรีตเสริมเหล็กชั้นล่าง (ซึ่งมักสัมผัสดิน หรือ น้ำใต้ดิน) ทำให้ค่าก่อสร้างและน้ำหนักบรรทุกคงที่เพิ่มขึ้น ทำให้ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างเพิ่มขึ้น แต่ขอเรียนให้ทราบว่าเพิ่มขึ้นไม่มาก โดยทั่วไปมักไม่เกินร้อยละ 5 ของค่าก่อสร้างอาคารทั้งหมด ซึ่งน่าจะคุ้มค่ามากเพราะอายุการใช้งานจะยาวนานขึ้นมาก

2. กำลังอัดของคอนกรีต ในการออกแบบค่ากำลังอัดของคอนกรีตสำหรับบ้านพักอาศัย มักระบุกำลังอัดที่อายุ 28 วันประมาณ 180-240 กก./ซม.2  ซึ่งเพียงพอต่อการใช้งานได้ 50-80 ปี  แต่ถ้าต้องการให้อยู่ได้ 500 ปี ต้องใช้กำลังอัดของคอนกรีตเท่ากับ 350-400 กก./ซม.2 ในข้อนี้หมายความว่า กำลังอัดที่ใช้ก่อสร้างในเสาตอม่อและเสาชั้นล่างต้องมีค่าสูงกว่าที่ออกแบบไว้ อาจใช้เฉพาะเสาตอม่อและเสาชั้นล่างเท่านั้น  ส่วนคานและเสาชั้นอื่นๆ อาจไม่จำเป็น เพราะมีความเสียหายเนื่องจากการกัดกร่อนต่ำ  แต่ถ้าใช้ทั้งหมดย่อมทำให้ความคงทนของอาคารเพิ่มขึ้นแน่นอนอีกหลายสิบหรือร้อยปี

3. ใช้วัสดุปอซโซลาน แทนที่ปูนซีเมนต์บางส่วนในส่วนผสมคอนกรีต ในที่นี้แนะนำให้ใช้เถ้าถ่านหินจากแม่เมาะที่มีคุณภาพชั้นที่ 1 หรือ ชั้นที่ 2 ตาม มอก. 2135 [3] หรือตาม ASTM C 618 [4] แทนที่ปูนซีเมนต์อย่างน้อยร้อยละ 25 โดยน้ำหนักวัสดุประสาน เพื่อลดค่าการซึมของน้ำผ่านคอนกรีต  ลดการแทรกซึมของสารละลายคลอไรด์ และการกัดกร่อน เนื่องจากสารละลายซัลเฟต

4. ใช้ระยะคอนกรีตที่หุ้มเหล็กอย่างเหมาะสม มาตรฐานการออกแบบอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กโดยวิธีกำลัง [7] กำหนดให้ใช้ระยะคอนกรีตหุ้มเหล็กที่บริเวณคอนกรีตเสริมเหล็กหล่อติดดินหรือสัมผัสดินอย่างน้อย 7.5 ซม. ซึ่งในที่นี้มักได้แก่ เสาตอม่อ เสาชั้นล่าง คานคอดิน หรือคานชั้นล่าง เป็นต้น หากเห็นว่ายังน้อยไปอาจเพิ่มเป็น 10 ซม. เพื่อชะลอเวลาการแทรกซึมและการกัดกร่อนให้ใช้เวลานานขึ้น

มีข้อสังเกตเพิ่มเติมว่า ในการหล่อเสาตอม่อ เสาชั้นล่าง หรือคานคอดินที่สัมผัสกับดิน  มักพบว่าระยะ คอนกรีตที่หุ้มเหล็กที่ความหนา 1 ซม. แรก มักใช้ไม่ได้ เนื่องจากสัมผัสกับดินเมื่อคอนกรีตมีอายุน้อย  ความแข็งแรงต่ำ  ดังนั้นการใช้ระยะหุ้มคอนกรีตที่ 10 ซม. จึงดีกว่าที่จะกำหนดใช้ 7.5 ซม. ซึ่งเป็นระยะต่ำสุดที่กำหนดโดยมาตรฐาน ว.ส.ท. 1008 [7]

5. เมื่อเทคอนกรีตเข้าแบบหล่อต้องมีการกระทุ้งคอนกรีตให้แน่นอย่างเต็มที่ บ่มคอนกรีตทันทีที่สามารถบ่มได้ ทำการบ่มคอนกรีตอย่างน้อย 7 วัน เพื่อให้คอนกรีตมีกำลังเพิ่มสูงขึ้นได้อย่างเต็มที่ การบ่มคอนกรีตยิ่งนาน ยิ่งทำให้กำลังของคอนกรีตมีค่าสูงขึ้น

6. หลีกเลี่ยงหรือขจัดหรือลดสภาวะที่ทำให้คอนกรีตเสียหายอย่างรวดเร็ว เช่น การสัมผัสกับน้ำกร่อย  น้ำทะเล สารละลายกรด สารละลายซัลเฟต การกระแทกของคลื่น และอื่นๆ เพื่อลดหรือชะลอการกัดกร่อนให้เกิดขึ้นน้อยหรือช้าที่สุด

สภาพของบ้านพักอาศัยเมื่อใช้งานไปหลายปี จะดูทรุดโทรมมาก หากใช้คอนกรีตกำลังค่อนข้างต่ำ

บทความนี้เป็นความเห็นและแนวคิดของผม ซึ่งอาจมีผู้รู้เรื่องเกี่ยวกับคอนกรีตโต้แย้งในบางประเด็น ซึ่งผมขอเรียนให้ทราบว่าเป็นแนวคิดของผมเท่านั้น และเป็นแนวคิดที่ผมจะใช้ในการดำเนินงานเพื่อปลูกบ้านของผมเอง ส่วนผู้อ่านท่านใดสนใจจะนำข้อแนะนำหรือแนวคิดข้อใดข้อหนึ่งหรือหลายๆ ข้อ ไปประยุกต์ใช้งาน  ผมเชื่อว่าจะทำให้บ้านพักมีอายุการใช้งานเพิ่มขึ้นอย่างแน่นอน แม้ว่าจะต้องเพิ่มเงินค่าก่อสร้างเพิ่มขึ้น แต่น่าจะคุ้มค่าแน่นอนครับ