คอนกรีต-เหล็ก วัสดุก่อสร้างหลักที่ต้องรู้

คอนกรีตที่ใช้สำหรับการทำโครงสร้างตามที่เห็นจนคุ้นตาสำหรับคนทั่วไปนั้น ความจริงแล้วการนำมาใช้งานจะต้องมีการกำหนดค่าความแข็งแรง (Strength) เมื่อคอนกรีตแข็งตัวที่ระยะเวลากำหนด และระยะเวลากำหนดของคอนกรีตคือที่ 28 วัน โดยมีหน่วยวัดความแข็งเป็นค่าการรับแรงกดต่อพื้นที่ โดยหน่วยที่ใช้คือกิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร (Kilogram per Square Centimeter: Ksc)

คอนกรีตที่ท่านเห็นนำมาเทเพื่อทำโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กนั้นจะต้องมีการกำหนดคุณสมบัติการรับแรง ซึ่งต้องจัดสัดส่วนการผสมของซีเมนต์ หิน ทรายและน้ำให้เหมาะ เพื่อให้ได้คอนกรีตรับแรงตามที่วิศวกรออกแบบไว้ และการรับแรงของคอนกรีตจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับส่วนที่สำคัญมากคือความข้นเหลวของคอนกรีต

ดังนั้นการเทคอนกรีตสำหรับงานที่ต้องการคุณภาพจึงเป็นเรื่องสำคัญมาก ด้วยเหตุนี้ตามข้อกำหนดกำลังรับแรงอัดของคอนกรีตสำหรับการออกแบบจึงกำหนดไว้ไม่สูงนัก (65 Ksc) เพราะงานทั่วไปมักเกิดกรณีที่มีการผสมน้ำในคอนกรีตมากเพื่อให้เทได้ง่าย คนงานเทคอนกรีตจะไม่เหนื่อยมากในการเทคอนกรีต

ส่วนคอนกรีตผสมเสร็จที่สั่งให้รถมาส่งจะเป็นการสั่งว่าจะใช้คอนกรีตที่มีกำลังอัดเท่าไรมาใช้งาน แต่การผสมด้วยโม่ผสมจะควบคุมคุณภาพได้ไม่สม่ำเสมอ เนื่องจากมักผสมน้ำมากเพื่อให้เทง่าย และคนงานหรือเจ้าขององงานก็ไม่ทราบความสำคัญของเรื่องนี้ จึงทำคอนกรีตเหลวเพราะเกรงว่าจะเทไม่เต็มแบบหล่อ ที่ถูกต้องคือคอนกรีตต้องไม่เหลวเกินไป (มีข้อกำหนดการควบคุมความข้นเหลวสำหรับงานเป็นมาตรฐาน)

วัสดุหลักอีกชนิดหนึ่งสำหรับการทำงานโครงสร้างคือ “เหล็ก”ซึ่งแบ่งเป็นเหล็กเส้นและเหล็กรูปพรรณ เหล็กเส้นคือเหล็กที่เป็นเส้น ใช้เป็นส่วนประกอบของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก มีทั้งเหล็กเส้นกลมและเหล็กข้ออ้อย (บางครั้งชาวบ้านเรียกว่าเหล็กปล้องอ้อย)
ส่วนเหล็กรูปพรรณคือเหล็กที่ผลิตให้มีมีหน้าตัดต่างๆ ตามการใช้งาน ได้แก่ หน้าตัด H-beam, I-beamสำหรับทำโครงสร้างหลักพวกคานหรือเสา และหน้าตัดอื่น เช่น เหล็กฉาก เหล็กกล่อง เหล็กตัว C และท่อเหล็กกลมซึ่งใช้สำหรับโครงสร้างอื่นๆ เช่น โครงหลังคา เป็นต้น

ปัญหาที่เกิดคือหน้าตัดเหล็กที่ผมกล่าวถึงนั้นมีขนาดความหนาไม่เท่ากัน และยังมีเรื่องซับซ้อนขึ้นไปอีก เพราะนอกจากความหนาไม่เท่ากันของเหล็กตามมาตรฐานการผลิตแล้ว ยังมีความหนาที่ไม่เข้าเกณฑ์ตามตารางความหนามาตรฐานขายอยู่ด้วย
ขยายความเพิ่มดังนี้ ความหนามาตรฐานตามตารางเหล็กที่มีคือ 1.6, 2, 2.8, 2.3, 3.2, 4.0 และ 4.5 มิลลิเมตร (บางขนาดอาจไม่ได้ผลิตทุกความหนา) แต่ที่มีขายในร้านค้าวัสดุคือมีความหนาที่ต่ำกว่าตาราง เช่น ในแบบกำหนดให้ใช้เหล็กที่มีความหนา 2.3 มิลลิเมตร แต่ก็มีเหล็กที่ความหนาไม่ถึง 2.3 มิลลิเมตรขาย ที่มักจะเรียกกันว่าเหล็กไม่ได้ มอก. ซึ่งผู้รับเหมาที่ไม่ได้มาตรฐานก็จะสั่งมาใช้งาน

กรณีของเหล็กเส้นก็เช่นเดียวกัน จะไม่ได้ขนาดตามตารางเหล็ก เช่น เหล็กขนาด 12 มิลลิเมตร ก็จะมีขนาดไม่ถึง เรียกกันว่าเหล็กเบาเพื่อลดต้นทุน