คอนกรีต-เหล็ก : วัสดุก่อสร้างหลักที่ต้องรู้

เรื่องที่ผมนำมาเขียนในฉบับนี้ผมเชื่ออย่างสนิทใจว่าท่านผู้อ่านส่วนมากไม่ทราบอย่างแน่นอนถ้าหากท่านไม่ได้อยู่ในวงการก่อสร้าง เรื่องดังกล่าวคือเรื่องวัสดุบางชนิดที่ใช้ในการก่อสร้าง ซึ่งท่านอาจจะเคยได้ยินอยู่ทั่วไป แต่ไม่ทราบถึงคุณสมบัติที่มีความสำคัญต่อการนำมาใช้งาน

เมื่อกล่าวถึงวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้างส่วนมากที่จะถูกนึกถึงเป็นอันดับแรกคือ “ปูนและเหล็ก” ดังนั้นผมจะเขียนถึงวัสดุสองชนิดนี้ก่อนครับ

คำกล่าวที่ว่า “ผูกเหล็กเทปูน” ถ้าจะกล่าวให้ถูกต้องจะต้องพูดว่า “ผูกเหล็กเทคอนกรีต” เพราะความหมายของคำว่าปูนนั้นแท้จริงแล้วควรหมายถึงผงซีเมนต์ที่ถูกนำมาผ่านกระบวนการด้วยการผสมกับทรายและใช้น้ำเป็นตัวประสานสำหรับการทำงานก่ออิฐหรือฉาบผิว การเทปูนจึงไม่ใช่การทำงานโครงสร้าง แต่ก็เป็นประโยคที่กล่าวกันต่อๆมาจนเป็นเรื่องที่เข้าใจกันทั่วไป

ผมขอขยายความจากคำว่า “ปูน” เป็น “คอนกรีต” แทนครับ คอนกรีตที่ใช้สำหรับการทำโครงสร้างตามที่เห็นจนคุ้นตาสำหรับคนทั่วไปนั้น ความจริงแล้วการนำมาใช้งานจะต้องมีการกำหนดค่าความแข็งแรง (Strength) เมื่อคอนกรีตแข็งตัวระยะเวลากำหนด คือ 28 วัน มีหน่วยวัดความแข็งเป็นค่าการรับแรงกดต่อพื้นที่ โดยหน่วยที่ใช้คือให้ใช้ค่ากำลังอัดปลอดภัยไม่เกิน 65 Ksc หรือไม่เกิน 37.5% ของกำลังอัดประลัยของคอนกรีตที่ 28 วัน ซึ่งไม่เกิน 173 Ksc ใช้ในการออกแบบอ่านมาถึงบรรทัดนี้ท่านอาจจะเกิดอาการงุนงงไม่เข้าใจ

ผมขอเขียนในภาษาที่เข้าใจง่ายขึ้นครับ คอนกรีตที่ท่านเห็นนำมาเทเพื่อโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กนั้นจะต้องมีการกำหนดคุณสมบัติการรับแรง ซึ่งต้องจัดสัดส่วนการผสมของซีเมนต์ หิน ทรายและน้ำให้เหมาะ เพื่อให้ได้คอนกรีตรับแรงตามที่วิศวกรออกแบบไว้ และการรับแรงของคอนกรีตจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับส่วนที่สำคัญมากคือความข้นเหลวของคอนกรีต

ดังนั้นการเทคอนกรีตสำหรับงานที่ต้องการคุณภาพจึงเป็นเรื่องสำคัญมาก ด้วยเหตุนี้ตามข้อกำหนดกำลังรับแรงอัดของคนกรีตสำหรับการออกแบบจึงกำหนดไว้ไม่สูงนัก (6 Ksc) เพราะงานทั่วไปมักเกิดกรณีที่มีการผสมน้ำในคอนกรีตมากเพื่อให้เทได้ง่าย คนงานเทคอนกรีตจะไม่เหนื่อยมากในการเทคอนกรีต

ส่วนคอนกรีตผสมเสร็จที่สั่งให้รถมาส่งจะเป็นการสั่งว่าจะใช้คอนกรีตที่มีกำลังอัดเท่าไรมาใช้งาน แต่การผสมด้วยโม่ผสมจะควบคุมคุณภาพได้ไม่สม่ำเสมอ เนื่องจากมักผสมน้ำมากเพื่อให้เทง่าย และคนงานหรือเจ้าของงานก็ไม่ทราบความสำคัญของเรื่องนี้ จึงทำคอนกรีตเหลวเพราะเกรงว่าจะเทไม่เต็มแบบหล่อ
ที่ถูกต้องคือคอนกรีตต้องไม่เหลวเกินไป (มีข้อกำหนดการควบคุมความข้นเหลวสำหรับงาน เป็นมาตรฐาน) เมื่อเทคอนกรีตลงในแบบหล่อแล้วให้ใช้เครื่องเขย่า (จี้) คอนกรีตทำให้คอนกรีตแน่นเต็มแบบหล่อ ไม่ใช่ใช้การผสมน้ำให้คอนกรีตเหลวเพื่อเทให้เต็มครับ สรุปว่าไม่ควรผสมน้ำมากจนทำให้เหลวเกินไปเพราะจะทำให้คุณสมบัติการรับแรงอัดของคอนกรีตลดต่ำกว่าค่าที่วิศวกรออกแบบไว้

วัสดุหลักอีกชนิดหนึ่งสำหรับการทำงานโครงสร้างคือ “เหล็ก” ซึ่งแบ่งเป็นเหล็กเส้นและเหล็กรูปพรรณ เหล็กเส้นคือเหล็กที่เป็นเส้น ใช้เป็นส่วนประกอบของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก มีทั้งเหล็กเส้นกลมและเหล็กข้ออ้อย (บางครั้งชาวบ้านเรียกว่าเหล็กปล้องอ้อย)

ส่วนเหล็กรูปพรรณคือเหล็กที่ผลิตให้มีหน้าตัดต่างๆตามการใช้งาน ได้แก่ หน้าตัด H-beam , I-beam สำหรับทำโครงสร้างหลักพวก คานหรือเสา และหน้าตัดอื่น เช่น โครงหลังคา เป็นต้น

ปัญหาที่เกิดคือหน้าตัดเหล็กที่ผมกล่าว ถึงนั้นมีขนาดความหนาไม่เท่ากัน และยังมีเรื่องซับซ้อนขึ้นไปอีก เพราะนอกจากความหนาไม่ เท่ากันของเหล็กตามมาตรฐานการผลิตแล้ว ยังมีความหนามาตรฐานขายอยู่ด้วย

ขยายความเพิ่มดังนี้ครับ ความมาตรฐานตามตารางเหล็กที่มีคือ 1.6,2,2.8,2.3,3.2,4.0 และ4.5 มิลลิเมตร (บางขนาดอาจไม่ได้ผลิตทุกความหนา) แต่ที่มีขายในร้านค้าวัสดุคือมีความหนาที่ต่ำกว่าตาราง เช่น ในแบบกำหนดให้ใช้เหล็กที่มีความหนา 2.3 มิลลิเมตร แต่ก็มีเหล็กที่ความหนาไม่ถึง 2.3 มิลลิเมตรขาย ที่มักจะเรียกกันว่าเหล็กไม่ได้ มอก. ซึ่งผู้รับเหมาที่ไม่ได้มาตรฐานก็จะสั่งมาใช้งาน

กรณีของเหล็กเส้นก็เช่นเดียวกัน จะไม่ได้ขนาดตามตารางเหล็ก เช่น เหล็กขนาด 12 มิลลิเมตรก็จะมีขนาดไม่ถึง เรียกกันว่าเหล็กเบา เพื่อลดต้นทุน
ผมยกตัวอย่างของวัสดุหลักสองชนิดสำหรับการก่อสร้างมาเขียน เพื่อให้ท่านที่ต้องเกี่ยวข้องกับการก่อสร้างบ้านพอทราบเป็นพื้นฐานเบื้องต้นสำหรับการกำหนดการนำมาใช้งาน เพื่อให้งานของท่านได้คุณภาพครับ