บทที่3 เกณฑ์คุณภาพและการทดสอบปูนซีเมนต์

raungrut

Member Log in


Log in ตลอดกาล
ลืมรหัสผ่าน \| สมัครสมาชิกใหม่
Admin Log in

Menu
มุมสบายๆ
พูดคุยทั่วไป
เอกสารและหนังสือ
คอนกรีตเทคโนโลยี
ทฤษฎีโครงสร้าง
พัฒนาตนเอง
แจ้งปัญหาและทดลองใช้
วิทยาศาสตร์น่ารู้
ภาษาอังกฤษวันละนิด
งานก่อสร้าง
ห้องรวมมิตร
ออกแบบคอนกรีตเสริมเหล็ก
เทคนิคการหาค่าที่เหมาะสมที่สุด
ระบบปัญญาประดิษฐ์
วิชา Optimization
ออกแบบอาคาร
structure analysis
ISO 17025
Special topics
สื่อการสอน บัณฑิตศึกษา
สื่อการสอนคอนกรีตเทคโนโลยี
Lab วัสดุก่อสร้าง
รายงานทฤษฎีโครงสร้าง
สื่อการสอนวิชาวิศวกรรมขนส่ง
ทฤษฎีโครงสร้าง
บทความวิจัย
RC Design
คอนกรีตเทคโนโลยี
วิศวกรรมขนส่ง
ทดสอบ
Testing
ทดสอบแบบสอบถาม
Advance Concrete
รวมแบบบ้าน
เทคนิคงานก่อสร้าง
คอนกรีตอัดแรง
แจ้งข่าวสาร
ทดสอบข้อสอบ

Link
raungrut.sungkomonline.com
raungrut.mypageblog
raungrut.tunjai.com
SUTStructor

Member List

สถิติการใช้งาน
วันนี้ :	78
เมื่อวาน :	841
เดือนนี้ :	3,082
เดือนก่อน :	39,373
IP เข้าชม :	670,696
Total : 6,728,851
IP : 3.17.174.156

สาระน่ารู้ บทที่3 เกณฑ์คุณภาพและการทดสอบปูนซีเมนต์

บทที่3 เกณฑ์คุณภาพและการทดสอบปูนซีเมนต์

บทที่3 เกณฑ์คุณภาพและการทดสอบปูนซีเมนต์

โพสต์โดย : pongpan thabhuanorng
สร้างเมื่อ : 27 เม.ษ. 2558 เวลา 17:35:51 น.
แก้ไข : 27 เม.ษ. 2558 เวลา 17:38:48 น.

รายงานเรื่อง
เกณฑ์การทดสอบ และคุณภาพของปูนซีเมนต์

เสนอ
ผศ.ดร เรืองรุชดิ์ ชีระโรจน์

จัดทำโดย
นายพงษ์พันธ์ ทับหัวหนอง
สาขาวิศวกรรมโยธา
รหัสนิสิต 55010310077 ระบบปกติ
รายงานปฏิบัติการนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิชา 0301414
Concrete Technology

ภาคการเรียนที่ 2/2557
คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม

ข้อกำหนดเกณฑ์คุณภาพ
                      คุณสมบัติของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบหลายอย่าง เช่น องค์ประกอบทางเคมีและกายภาพ เป็น
ต้น ดังนั้นเพื่อความมั่นใจว่าปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์แต่ละชนิดมีคุณสมบัติตามที่ต้องการ จึงได้มีการตั้งข้อกำหนดและการทดสอบ
เพื่อตรวจสอบคุณภาพโดยทั่วไปแล้วแต่ละประเทศจะมีมาตรฐาน ข้อกำหนด และการทดสอบปูนซีมนต์ของตัวเองซึ่งอาจแตกต่าง
กันไปบ้าง มาตรฐานที่นิยมใช้กันคือ มาตรฐานของสมาคมทดสอบวัสดุอเมริกา (American Society for Testing and Material,
ASTM) และมาตรฐานอังกฤษ (British Standart, BS) ส่วนประเทศไทยมีมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์
หรือ มอก.15 เป็นต้น
                    ตารางที่ 3.1 ถึง 3.4 แสดงข้อกำหนดเกณฑ์คุณลักษณะทางเคมีและกายภาพของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์มาตรฐานทั้ง 5
ประเภทตามมาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 1โดยตารางที่ 3.1 และ 3.2 เป็นเกณฑ์คุณสมบัติทางเคมี ส่วนตารางที่ 3.3 และ 3.4 เป็น
คุณสมบัติทางกายภาพ สำหรับปูนซีเมนต์ผสมนั้น มาตรฐาน มอก. 80 ได้กำหนดเฉพาะคุณลักษณะที่ต้องการทางเกายภาพซึ่งได้
แสดงไว้ในตารางที่ 3.5

คุณสมบัติและการทดสอบ
                           มาตรฐานเกณฑ์คุณภาพของปูนซีเมนต์เป็นการกำหนดคุณสมบัติของตัวปูนซีเมนต์และคุณสมบัติของปูนซีเมนต์
เมื่อได้นำไปผสม ซึ่งได้แก่ คุณสมบัติบางอย่างของซีเมนต์เพสต์และมอร์ต้าปูนซีเมนต์
                         คุณสมบัติของปูนซีเมนต์ทั้งทางเคมีและทางกายภาพมีผลต่อคุณสมบัติและการงานของคอนกรีต คุณสมบัติที่
สำคัญได้แก่ องค์ประกอบทางเคมี ความละเอียด ความถ่วงจำเพาะ การสูญเสียน้ำหนักเนื่องจากการเผา ( loss on ignition ) และ
กากที่ไม่ละลายในกรดและด่าง

ตารางที่ 3.1 เกณฑ์กำหนดคุณสมบัติของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ตาม มอก. 15 เล่ม 1

ตารางที่ 3.2 คุณสมบัติทางเคมีที่เพิ่มเติมพร้อมลักษณะการใช้งานตาม มอก. 15 เล่ม 1
ตารางที่ 3.3 เกณฑ์กำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของปูนซีเมนต์ตาม มอก. 15 เล่ม 1

หมายเหตุ

ปริมาณอากาศที่จะมีอยู่ในคอนกรีตที่ทำจากปูนซีเมนต์ที่เป็นไปตามที่กำหนดนี้ ไม่ จำเป็นจะต้องมีปริมาณอากาศเท่าที่มีใน

มอต้าร์สำหรับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ทั้ง 5 ประเภท การทดสอบความละเอียดอาจเลือกใช้วิธีหนึ่งก็ได้

3) ค่ากำลังอัดที่อายุใดอายุหนึ่งจะต้องไม่น้อยกว่าที่ทดสอบได้ที่อายุน้อยกว่า
4) ผู้ซื้ออาจระบุวิธีทดสอบเวลาก่อตัวด้วยวิธีหนึ่งได้ ในกรณีที่ผู้ซื้อมิได้กำหนดให้ทดสอบตามวิธีไวแคต

ตารางที่ 3.4 คุณลักษณะที่ต้องการของปูนซีเมนต์ผสมตาม มอก. 80

ความละเอียด ของปูนซีเมนต์

                          ปูนซีเมนต์ผงเป็นวัสดุที่มีอนุภาคเล็กมากใน 1 กิโลกรัมจะมีอนุภาคมากถึง 1.1x1012 อนุภาค เนื่องจากการทำ

ปฎิกิริยาไฮเดรชั่นเริ่มจากผิวหน้าของปูนซีเมนต์ ดังนั้นอัตราการทำปฎิกิริยาระหว่างปูนซีเมนต์และน้ำจึงขึ้นอยู่กับความละเอียด

ของปูนซีเมนต์ ปูนซีเมนต์ที่ละเอียดจะมีพื้นที่ผิวมาก มีความว่องไวในการทำปฎิกิริยาและมีอัตราการเพิ่มของกำลังเร็วขึ้น

นอกจากนี้ความละเอียดยังมีผลต่อคุณสมบัติอื่น เช่น ปูนซีเมนต์ที่ละเอียดมากมีการเยิ้มน้ำ (bleeding) น้อยกว่าปูนซีเมนต์ที่หยาบ

กว่าและทำให้การหดตัวแห้ง (drying shrinkage) สูงขึ้น จึงมีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวได้ง่ายกว่าปูนซีเมนต์ที่หยาบกว่า การบด

ปูนซีเมนต์มีความละเอียดสูงมากจะทำให้ต้นทุนการผลิตสูงขึ้น

                   ก ) การร่อนผ่านตะแกรงหรือแร่ง
                     การวิเคราะห์ความละเอียดของปูนซีเมนต์โดยใช้แร่งเบอร์ 100 (ขนาดช่องเปิดเท่ากับ 150 ไมโครเมตร) และเบอร์
200 (ขนาดช่องเปิดเท่ากับ 75 ไมโครเมตร ) เป็นการร่อนแห้ง (dry sieving) รายละเอียดของการทดสอบมีอยู่ในมาตรฐาน มอก.
15 เล่ม3 และ ASTM C18 ส่วนการใช้แร่งเบอร์ 325 (ขนาดช่องเปิดเท่ากับ 45 ไมโครเมตร) ซึ่งมีขนากช่องเปิดเล็กมากใช้การร้อน
เปียก (wet sieving) เพื่อจัดปัญหาการอุดตันของช่องเปิด รายละเอียดของการทดสอบมีอยู่ในมาจรฐาน มอก. 15 เล่ม 4 และ ASTM
C430 ระบุความละเอียดของปูนซีเมนต์จะใช้จำนวนร้อยละผ่านแร่งแต่ไม่ได้ให้การกระจายขนาดอนุภาคของปูนซีเมนต์ จึงใช้
สำหรับการตรวจสอบความละเอียดอย่างรวดเร็วเพื่อเป็นการควบคุมภาพในการผลิตปูนซีเมนต์

                 ข) การทดสอบด้วยเทอร์บิดิมิเตอร์

                   การวัดพื้นที่ผิวโดยวิธีนี้ใช้หลักของสารแขวนลอยในของเหลว การทดสอบใช้มาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 5 และ ASTM
C115 เครื่องมือใช้วากเนอร์เทอร์บิติมิเตอร์ โดยเตรียมปูนซีเมนต์ให้เป็นสารแขวนลอยในน้ำมันก๊าดที่บรรจุอยู่ในหลอดแก้ว วัด
ความเข้มข้นของแสงที่ส้องผ่านหลอดแก้วตามเวลาที่กำหนด ความขุ่น ของน้ำมันก๊าดจะลดลงตามเวลาทำให้ความเข้มข้นของแสง
ที่ส่องผ่านเพิ่มขึ้น การทดสอบนี้ใช้กฎของ สโตกส์ โดยสมมุตว่าอนุภาคของปูนซีเมนต์เป็นเม็ดกลม อนุภาคของปูนซีเมนต์ที่มี
ขนาดใหญ่กว่าจะจมลงสู่ก้นเร็วกว่าทำให้สามารถคำนวณหาการกระจายขนาดและพื้นที่ผิวของอนุภาคของปูนซีเมนต์ ค่าความ
ละเอียดของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดาต้องมีค่าอย่างน้อยเท่ากับ 1600 ซม2/ก เมื่อวัดโดยวิธีนี้

                     ค) การทดสอบโดยวิธีแอร์เพอร์อะบิลิตี

                      วิธีแอร์เพอร์อะบิลิตี ใช้วัดพื้นที่ผิวของอนุภาคของปูนซีเมนต์วิธีที่นิยมใช้กันเป็นวิธีของเบลน ดังแสดงในรูปที่ 3.1
การทดสอบใช้มาตรฐาน มอก.15 เล่ม 6 และ ASTM C204 โดยวัดระยะเวลาที่อากาศปริมาตรแน่นอนจำนวนหนึ่งไหลผ่านชั้นขง
นุภาคปูนซีเมนต์ที่ได้บรรจุให้มีความพรุน ตามที่กำหนด อากาศจะผ่านชั้นปูนซีเมนต์ได้จากระยะเวลาที่อากาศไหลผ่านชั้น
ปูนซีเมนต์โดยเปรียบเทียบกันค่าของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์มาตรฐานที่รู้ค่าความละเอียด มาตรฐานกำหนดค่าความละเอียดต่ำสุด
ของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดาไม่ต่ำกว่า 2,300 ซม2/ก เมื่อทดสอบโดยวิธีนี้
                     วิธีแอร์เพอร์มีอะบิลิดีของเบลนเป็นที่นิยมใช้กันมากเพราะการทดสอบไม่ยุ่งยาก ค่าที่ได้จะสูงกว่าวิธีวากเนอร์เทอร์
บิดิเตอร์ประมาณ 1.8 เท่า ถึงแม้ว่าการทดสอบโดยวิธีวากเนอร์เทอร์บิดิมิเตอร์จะยุ่งยากกว่า ต่ให้คำที่ละเอียดกว่าและให้การ
กระจายขนาดอนุภาคของปูนซีเมนต์ด้วย

ความถ่วงจำเพาะ

ค่าความถ่วงจำเพาะ (specific gravity) ของปูนซีเมนต์ใช้ในการออกแบบส่วนผสมของคอนกรีตและเป็นค่าที่

ใช้ประกอบการควบคุมคุณภาพของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ด้วย หาได้โดยใช้วิธีแทนที่น้ำมันก๊าดด้วยปูนซีเมนต์จำนวนหนึ่งที่

รู้น้ำหนักแน่นอน ขวดแก้วสำหรับบรรจุน้ำมันก๊าดเป็นขวดแก้วเลอชาเตอร์ลิเอร์ (Le Chatelier) ดังแสดงไว้ในรูป 3.2

รายละเอียดของการทดสอบมีอยู่ในมาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 2 [11] และ ASTM C188 [12] ความถ่วงจำเพาะของปูนซีเมนต์

ปอร์ตแลนด์มีค่าประมาณ 3.15 ปูนซีเมนต์ผสมหรือปูนซีเมนต์ปอร์ตโซลานยจะมีความถ่วงจำเพาะต่ำกว่า เนื่องจากมีวัสดุที่มี

ความถ่วงจำเพาะต่ำ เช่น เถ้าถ่านหิน เถ้าแกลบ ทรายหรือหินบดละเอียดผสมอยู่

การสูญเสียน้ำหนักเนื่องจากการเผา

การสูญเสียน้ำหนักเนื่องจาการเผา (LOI) เป็นการวัดปริมาณคาร์บอนและความชื้นในปูนซีเมนต์ที่เกิดขึ้นจาก
การทำปฏิกิริยากับอากาศ มาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 1[1] และ ASTM C150 [13] กำหนดค่าการสูญเสียน้ำหนักเนื่องจากการเผา
สูงสุดไม่เกินร้อยละ 3 สำหรับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ 1 วิธีการทดสอบทำได้โดยการเผาปูนซีเมนต์ที่อุณหภูมิ 950 องศา
เซลเซียส จนได้น้ำหนักคงที่ ใช้ตัวอย่างปูนซีเมนต์ 1 กรัมเผาครั้งแรกอย่างน้อย 15 นาทีและเผาครั้งต้อไปอย่างน้อยครั้งละ 5 นาที
รายละเอียดของการ ทดสอบมีอยู่ในมาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 18 [14] และ ASTM C114 [15]

กากที่ไม่ละลายในกรดและด่าง

กากที่ไม่ละลายในกรดและด่าง (insoluble residue) เป็นการวักสิ่งแปลกปลอมในปูนซีเมนต์ ซึ่งส่วนมากเป็นสาร

ที่เจือปนมากับยิปซัมและวัตถุดิบที่เหลือจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ กากที่ไม่ละลายในกรดและด่างที่มากเกินไปทำให้กำลัง

ของมอร์ต้าร์หรือคอนกรีตต่ำลงเนื่องจากปริมาณของปูนซีเมนต์ในส่วนผสมมีน้อยลง มาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 1 [1] และ
ASTMมีอยู่ในมาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 18 [14] และ ASTM C114 [15] โดยการละลายตัวอย่างปูนซีเมนต์ 1 กรัม ในกรดไฮโดรคลอ
ริก (HCI) และอุ่นที่อุณหภูมิเกือบเดือดนาน 15 นาทีแล้วละลายในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) และอุ่นที่อุณหภูมิ
เกือบเดือดนาน 15 นาทีเช่นกัน ล้างตะกอนที่เหลือด้วยสารละลายแอมโมเนียมในเตรต (NH4NO3) แล้วเผาตะกอนที่อุณหภูมิ 900
ถึง 1000 องศาเซลเซียส กากที่เหลืออยู่เป็นส่วนที่ไม่ละลายในกรดและด่าง

ซีเมนต์เพสต์เป็นส่วนผสมที่ได้จากการผสมปูนซีเม็นต์กับน้ำ คุณสมบัติหลายๆๆอย่างของปูนซีเมนต์เพสต์ จะ

สะท้อนถึงคุณสมบัติของปูนซีเมนต์ที่นำไปใช้ทำมอร์ต้าร์หรือคอนกรีต ดังนั้นการทดสอบคุณสมบัติของปูนซีเมนต์เพสต์จึง

เป็นสิ่งที่จำเป็น การทดสอบซีเมนต์เพลสที่สำคัญได้แก่

ในการทดสอบคุณสมบัติของซีเมนต์เพสต์ เช่น เวลาก่อตัว (setting time) และการคงตัว (soundness) จะใช้

ซีเมนต์เพสต์มาตฐานที่ความข้นเหลวปกติ (normal consistency) รายละเอียดของการทดสอบความข้นเหลวปกติมีอยู่ใน

มาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 8 [17] และ ASTM C187 [18] โดยใช้เครื่องมือไวแคต (Vicat apparatus) ดังแสดงไว้ในรูป 3.3

ซีเมนต์เพสต์จะถือว่าอยู่ในเกณฑ์ความข้นเหลวปกติเมื่อเข็มไวแคตขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม. น้ำหนัก 300 กรัม

สามารถจมลงในซีเมนต์เพสต์ 10 มม. ใน 30 วินาที โดยทั่วไปแล้วอัตราส่วนโดยน้ำหนักระหว่างปริมาณน้ำต่อปูนซีเมนต์

สำหรับความข้นเหลวปกติจะอยู่ในช่วง 0.24 ถึง 0.33

2.
ภายหลังจากการผสมปูนซีเมนต์กับน้ำแล้ว หากทิ้งไว้สักพักหนึ่งจะถึงเวลาที่ซีเมนต์เพสต์เริ่มก่อตัว

initial set) และทำให้คุณสมบัติเหลวปั้นได้หมดไป เรียกระยะเวลานี้ว่าเวลาก่อตัวเริ่มต้น (initial seting time) ซีเมนต์เพสต์

จะก่อตัวไปเรื่อยจนกระทั่งกลายเป็นก้อนแข็งวึ่งเป็นระยะสุดท้ายของการก่อตัวเรียกว่า เวลาก่อตัวสุดท้าย (final seting

time) hardening)

การทดสอบเวลาก่อตัวสามารถวัดได้โดยการทดแบบไวแคตตามมาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 9 [19] และ ASTM C191 [20]

หรือการทดสอบแบบกิลโมร์ (Gillmore test) ตามมาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 10 [21] และ ASTM C266 [22] เครื่องมือไวแคต

และกิลโมร์ได้แสดงไว้แล้วในรูปที่ 3.3 และ 2 ตามลำดับ

ในการทดสอบแบบไวแคตเวลาก่อตัวเริ่มต้นคือ(นับเวลาตั้งต้นจากการที่ปูนซีเม็นต์ผงผสมกับน้ำ) ที่เข็มไวแคตขนาดเส้น

ผ่านศูนย์กลาง 1 มม. หนัก 300 กรัม สามารถจมลงในซีเม็นต์เพสต์ที่มีความข้นเหลวปกติเป็นระยะ 25 มม. ภายในเวลา 30

วินาที และการก่อตัวสุดท้ายเกิดขึ้นเมื่อเข็มไวแคตไม่สามารถจมลงในซีเมนต์เพสต์ หรือถ้าใช้เข็มดัดแปลงโดยเฉพาะ

สำหรับวัดการก่อตัวสุดท้าย การก่อตัวสุดท้ายคือการที่เข็มสามารถจมลงในซีเมนต์เพสต์เล็กน้อย ขณะที่ส่วนอื่นไม่จม

ในการทดสอบแบบกิลโมร์ การก่อตัวเริ่มต้นเกิดขึ้นเมื่อเข็มกิลโมร์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.12 มม. หนัก 133.4 กรัมไม่

สามารถจมลงในซีเมนต์เพสต์ที่มีความข้นเหลวปกติ ส่วนการก่อตัวสุท้ายเกิดขึ้นเมื่อ เข็มกิลโมร์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง

1.06 453.6

ตัวเมื่อวัดโดยการทดสอบแบบกิลโมร์จะช้ากว่าแบไวแคต ในมาตรฐาน มอก. 15 กำหนดระยะเวลาการก่อตัวเริ่มต้นของ

ซีเมนต์เพสต์โดยวิธีแบบไวแคตและวิธีแบบกิลโมร์ต้องไม่น้อยกว่า 45 และ 60 นาที ตามลำดับ ส่วนระยะเวลาการก่อตัว

สุดท้ายจะต้องไม่เกิน 375 นาที สำหรับวิธีไวแคต และไม่เกิน 10 ชม. โดยวิธีแบบกิลโมร์ สำหรับปูนซีเมนต์โดยทั่วไปแล้ว

จะมีระยะเวลาการก่อตัวเริ่มต้นอยู่ระหว่าง 90 ถึง 150 นาที และระยะเวลาการก่อสุดท้ายระหว่าง 3 ถึง 5 ชม.

3. การก่อตัวรวดเร็วระยะแรก

การก่อตัวรวดเร็วระยะแรก (eary stiffening) ของซีเมนต์เพสต์เกิดขึ้นได้ 2 อย่างคือ การก่อตัวผิดปกติ (false set) และการก่อตัว
ทันที (flash set)

การก่อตัวผิดปกติ

                    หมายถึงการที่ซีเนต์เพสต์ก่อตัวอย่างรวดเร็วผิดปกติภายหลังจาการผสมกับน้ำในเวลา 2 ถึง 3 นาที การก่อตัว
ผิดปกติมีการคายความร้อนออกมาน้อยมาก และซีเมนต์เพสต์สามารถคืนตัวเป็นสภาพพลาสติกเหลวปั้นได้อีกเมื่อทำการ
ผสมต่อไปโดยไม่ต้องเพิ่มน้ำในส่วนผสมนอกจากนี้ซีเม็นต์เพลสที่ได้ยังคงมีคุณสมบัติที่ดี และไม่มีการสูญเสียกำลัง
การก่อตัวผิดปกติส่วนมากเกิดจากการก่อตัวของยิปซัม เพราะในการผลิตปูนซีเมนต์จะมีการบดยิปซัมร่วมกับปูนเม็ด
อุณหภูมิระหว่างการบดอาจสูงถึง 120 องศาเซลเซียส และทำให้ยิปซัมสูญเสียน้ำกลายเป็นเฮมิไฮเดรต (hemihydrates,
CaSO41/2H2O) หรือแอนไฮไดรด์ (anhydrite, CaSO4) ที่เรียกกันว่าปูนปลาสเตอร์ (plaster) เมื่อผสมปูนซีเมนต์กับน้ำ สาร
เหล่านี้จะรวมกับน้ำกลายเป็นยิปซัม ที่มีความแข็งแรง แต่เนื่องจากปริมาณของปูนปลาสเตอร์มีเพียงเล็กน้อย ดังนั้น ความ
แข็งแรงที่เกิดจากการก่อตัวของยิปซัมจึงมีน้อย และสามารถทำลายโครงสร้างดังกล่าวได้โดยการผสมต่อไปซึ่งจะทำให้
ซีเมนต์เพสต์อยู่ในสภาพพลาสติกเหลวปั้นได้อีกสาเหตุอื่นที่อาจก่อให้เกิดการก่อตัวผิดปกติคือการที่อัลคาไลคาร์บอเนต
ทำปฏิกิริยากับแคลเซียมไฮดรอกไซด์ซึ่งจะทำให้ซีเมนต์เพสต์เกิดการแข็งตัวได้รวดเร็วเช่นกันการทดสอบการก่อตัว
ผิดปกติทำได้โดยการใช้เครื่องมือไวแคตตามมาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 15 [23] และ ASTM C451 [24] ใช้
เข็มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม. ดดยใช้ซีเม็นต์เพสต์ที่มีระยะจมเริ่มต้น (initial penetration) 32 มม. เริ่ม
ทดสอบที่เวลา 20 วินาที หลังจากหยุดการผสมและปล่อยให้เข็มจมลงในซีเมนต์เพสต์เป็นเวลา 30 วินาที จากนั้นหาระยะ
จมสุดท้าย (final penetrateion) ของซีเมนต์เพสต์โดยการทดสอบการจมของเข็มที่เวลา 5 นาที หลังจากการหยุดผสม
คำณวนระยะจมสุดท้ายเป็นร้อยละดังนี้
ระยะจมสุดท้าย(ร้อยละ) = (ระยะจมสุดท้าย/ระยะจมเริ่มต้น) x 100

                 ปูนซีเมนต์ท่ได้มารตฐานต้องมีค่าระยะจมสุดท้ายที่ไม่น้อยกว่าร้อยละ 50 การก่อตัวผิดปกติไม่มีผลเสียต่อ
คุณภาพของคอนกรีต แต่อาจก่อให้เกิดความไม่สะดวกในการเทหรือการขนส่ง และสามารถแก้ไขได้โดยการผสมคอนกรีต
ให้นานกว่าปกติหรือทำการผสมซ้ำก่อนนำไปเทหรือขนส่งปูนซีเมนต์ที่มีการก่อตัวผิดปกติมากๆ อาจใช้น้ำในการผสมให้มากกว่าที่ควรเล็กน้อยซึ่งจะส่งผลทำให้กำลังของคอนกรีตต่ำลงและเพิ่มการแตกร้าวเนื่องจากการหดตัวแห้ง

                   ข.การก่อตัวทันที
                   หมายถึงการที่ซีเมนต์เพสต์แข็งตัวอย่างรวดเร็วหลังการผสมและมีการค่ายคามร้อนออกมามาก ซีเมนต์เพสต์ที่
แข็งตัวนี้จะไม่สามารถคืนตัวเป็นสภาพพลาสติกเหลวปั้นได้อีก ถ้าผสมต่อไปโดยไม่เพิ่มน้ำการก่อตัวทันทีเกิดจากปฏิกิริยา
ของ C3A กับน้ำซึ่งเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและรุนแรง และเกิดการก่อตัวอย่างรวดเร็วและมีความแข็งแรง การก่อตัวนี้จะไม่
สูญหายถ้าผสมต่อไปโดยไม่เพิ่มน้ำการก่อตัวทันที่มีความรุนแรงกว่าการก่อตัวผิดปกติมาก การป้องกันการก่อตัวทันที
สามารถทำได้โดยการเติมยิปซัมลงในส่วนผสมของปูนซีเมนต์เพื่อหน่วงปฏิกิริยาของ C3A

4. การไม่คงตัว

                       ซีเมนต์เพสต์ที่ดีเมื่อแข็งตัวแล้วต้องมีการเปลี่ยนแปลงปริมาตรที่น้อยมาก การขยายตัวมากหรือความไม่คงตัว ทำให้คอนกรีตเกิดการแตกร้าวได้ ปฏิกิริยาอย่างช้าๆของปูนขาวอิสระและแมกนีเซียมอิสระกับน้ำทำให้เกิดการ      ขยายตัว ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นอาจกินเวลาหลายเดือนหรืออาจเป็นเวลาหลายปี ในการทดสอบการไม่คงตัวจึงใช้การเร่ง ปฏิกิริยาซึ่งมี 2 วิธีได้แก่

การทดสอบเลอชาเตอลิเอร์

วิธีนี้สามารถวัดการไม่คงตัวที่เกิดจากปูนขาวอิสระ ในประเทศอังกฤษนิยมการทดสอบโดยวิธีเพราะปูนซีเมนต์มี
ปริมาณแมกนีเซียมผสมอยู่น้อย รายละเอียดการทดสอบมีอยู่ในมาตรฐาน BS EN 196-3 [25] ใช้เครื่องมือเลอชาเตอลิเอร์สำหรับ
วัดการไม่คงตัวดังแสดงในรูปที่ 3.5 การทดสอบทำโดยการบรรจุซีเมนต์เพสต์ที่ความข้นเหลวปกติลงในทองเหลือง รูป
ทรงกระบอกแล้วปิดด้วยแผ่นกระจกทั้งสองด้าน นำไปแช่น้ำที่อุณหภูมิ20±1 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 24 ชั่วโมง ทำการวัด
ระยะห่างของก้านที่ปลายแล้วนำกลับไปแช่น้ำและต้มให้เดือดภายในเวลา 25 ถึง 30 นาที และต้มต่อนาน 1 ชั่วโมง เมื่อเย็นลงทำ
การวัดระยะห่างของก้านที่ปลายอีกครั้ง ความแตกต่างของระยะห่างที่วัดทั้งสองครั้งไม่ควรเกินค่าที่ระบุในมาตรฐาน ถ้าความ
แตกต่างสูงเกินที่กำหนดให้แผ่ปูนซีเมนต์ให้สัมผัสกับอากาศ 7 วัน เพื่อให้โอกาสปูนขาวได้ทำปฏิกิริยา และทำการทดสอบอีกครั้ง
ค่าความแตกต่างของระยะห่างควรจะมีค่าต่ำกว่าร้อยละ 50 ของการทดสอบครั้งแรก

การทดสอบวิธีออโตเคลฟ

การทดสอบโดยวิธีออโตเคลฟ (autoclave test) วัดการไม่คงตัวที่เกิดขึ้นจากทั้งปูนขาว และแมกนีเซียมอิสระ
รายละเอียดการทดสอบมีอยู่ในมาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 11 [26] และ ASTM C 151 [27] แท่งทดสอบที่ใช้เป็นซีเมนต์เพสต์ที่ความข้น
เหลวปกติขนาด 25×25×285 มม. ที่ปลายสองข้างฝังด้วยหมุดวัดโดยมีระยะทดสอบ 250 มม. เมื่อแท่งทดสอบอายุได้ 24
ชั่วโมงจึงทำการถอดแบบ วัดความยาวและบรรจุแท่งทดสอบในหม้อออโตเคลฟ (ที่ควบคุมทั้งอุณหภูมิและความดัน) เพิ่มอุณหภูมิ
ให้เป็น 216 องศาเซลเซียส โดยเพิ่มความดันไอน้ำเป็น 2 เมกะปาสกาลภายในเวลาประมาณ 1 ชั่วโมง คงความความดันไอน้ำและ
อุณหภูมินี้ 3 ชั่วโมงซึ่งความดันและความร้อนที่สูงขนาดนี้จะเร่งปฏิกิริยาไฮเดรชันของทั้งแมกนีเซียมและปูนขาวอิสระ จากนั้น
ปล่อยให้เย็นลงและเมื่อครบ 1 ชั่วโมง ให้ลดความดันให้เท่าความดันบรรยากาศ ทำแทงทดสอบให้เย็นลงโดยการแช่แท่งทดสอบใน
น้ำร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า 90 องศาเซลเซียส และค่อยๆลดอุณหภูมิของน้ำลงเป็น 23 องศาเซลเซียสภายใน 15 นาที ทิ้งไว้อีก 15 นาที
แล้วทำการวัดความยาวอีกครั้ง มาตรฐานกำหนดไว้ว่าปูนซีเมนต์ที่มีความคงตัวต้องไม่ขยายตัวเกินร้อยละ 0.80

ความร้อนเนื่องจากปฏิกิริยาไฮเดรชัน

ความร้อนเนื่องจากปฏิกิริยาไฮเดรชัน(heat of hydration) คือปริมาณความร้อนที่ปูนซีเมนต์คายออกมาใน

การทำปฏิกิริยากับน้ำ การทดสอบความร้อนจากปฏิกิริยาไฮเดรชันใช้วิธีวัดความร้อนในการละลาย (heat of solution)

ตามาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 7 [28] และ ASTM C186 [29] ใช้เครื่องวัดความร้อน(calorimeter) วัดความร้อนในการละลายของ

ปูนซีเมนต์แห้ง และวัดความร้อนในการะลายของปูนซีเมนต์จำนวนเท่ากันที่ทำปฏิกิริยากับน้ำแล้วตามอายุที่ต้องการโดยการ

บดซีเมนต์เพสต์ดังกล่าวให้ละเอียดเสียก่อน ซึ่งค่าที่ได้จะเป็นความร้อนของปฏิกิริยาที่เหลืออยู่ ผลต่างของค่าความร้อนที่วัด

ได้จะเป็นค่าความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างปูนซีเมนต์กับน้ำตามอายุที่ทดสอบ มาตรฐานกำหนดให้ทดสอบหาความ
ร้อนเนื่องจากปฏิกิริยาไฮเดรชันที่อายุ 7 และ 28 วัน และกำหนดเฉพาะปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ 2 และ 4 เท่านั้น โดย

มีค่าความร้อนจากปฏิกิริยาไฮเดรชันไม่เกิน 70 และ 60 แคลอรีต่อกรัม ตามลำดับ

มอร์ต้าร์หมายถึง ส่วนผสมของ ปูนซีเมนต์ ทราย และน้ำเป็นหลัก แต่อาจจะมีสารผสมเพิ่มอื่นๆก็ได้ ใน

การทดสอบคุณสมบัติของปูนซีเมนต์ตามมาตรฐาน มอก. 15 คำว่า มอร์ต้าร์หมายถึงส่วนผสมระหว่าง ปูนซีเมนต์ ทราย และ

น้ำ เท่านั้น

ทรายมาตรฐาน

                 คุณสมบัติบางอย่างของปูนซีเมนต์มีข้อกำหนดให้วัดด้วยการทดสอบมอร์ต้าร์ซึ่งคุณสมบัติของมอร์ต้าร์จะ

ขึ้นอยู่กับทรายที่ใช้ผสม ดังนั้นจึงให้ใช้ทรายมาตรฐานคละขนาด ตามที่ระบุไว้ในมาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 12 [30] และ

ASTM C773 [31] 3.6 Ottawa)

รัฐอิลลินอยส์ (lllinois) หรือเทียบได้กับทรายดังกล่าว เม็ดทรายออตตาวามีลักษณะกลม ไม่มีเหลี่ยม ใสคล้ายกับน้ำตาล

ทรายขาว อย่างไรก็ตามทรายออตตาวามีราคาแพงเนื่องจากต้องสั่งซื้อจากต่างประเทศ ดังนั้นในการทดสอบกำลังรับแรง

และความคงทนโดยทั่วไปของมอร์ต้าร์ หรือแม้กระทั่งในงานวิจัยในประเทศไทยจึงนิยมใช้ทรายแม่น้ำที่ล้างให้สะอาดที่

มีขนาดคละตามมาตรฐาน ASTM C33 [32] โมดูลัสความละเอียดในช่วง 2.5-2.8 และมีอัตราส่วนน้ำต่อปูนซีเมนต์

ประมาณ 0.5 ที่ค่าการไหลแผ่ร้อยละ 110 แทน [33]

2. การไหลแผ่

                        คุณสมบัติหลายอย่างของมอร์ต้าร์ขึ้นอยู่กับความข้นเหลว (consistency) หรืออัตราส่วนน้ำต่อปูนซีเมนต์ ในการ
ทดสอบมอร์ต้าร์จึงระบุที่ความข้นเหลวหรือที่อัตราส่วนน้ำต่อปูนซีเมนต์ ความข้นเหลวของมอร์ต้าร์วัดด้วยการไหลแผ่ (flow) ของ
มอร์ต้าร์ ตามมาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 12 [30] และ ASTM C109 [34] มอร์ต้าร์ทำจากปูนซีเมนต์ 1 ส่วน ทรายมาตรฐาน 2.75 ส่วน
โดยน้ำหนัก ใส่มอร์ต้าร์ในแบบหล่อสำหรับหาค่าการไหลที่ตั้งอยู่กลางโต๊ะการไหลแผ่ (flow table) แบบหล่อเป็นรูปกรวยคว่ำตัดมี
ความสูง 50.8 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางบน 69.8 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลางที่ฐาน 102 มม. เมื่อใส่มอร์ต้าร์จนเต็มแบบหล่อจึงยกแบบ
หล่อออก จากนั้นจะยกแท่นทดสอบการไหลขึ้นและปล่อยให้ตกอิสระโดยมีระยะตกกระทบสูง 12.7 มม. เป็นจำนวน 25 ครั้ง ใน
เวลา 15 วินาที ค่าการไหลคิดเป็นร้อยละของการแผ่ออกไปของรัศมีของมอร์ต้าร์ที่ฐาน โดยปกติค่าการไหลแผ่ที่ต้องการจะเท่ากับ
ร้อยละ 110 เครื่องมือที่ใช้ในการทดสอบการไหลของมอร์ต้าร์แสดงในรูปที่ 3.6

รูปที่ 3.6 เครื่องมือทดสอบการไหลแผ่ของมอร์ต้าร์

ปริมาณอากาศในมอร์ต้าร์

ปริมาณอากาศมากเกินไปจะทำให้กำลังของมอร์ต้าร์หรือคอนกรีตลดลง รายละเอียดการทดสอบหาปริมาณ
อากาศในมอร์ต้าร์มีอยู่ในมาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 13 [35] และ ASTM C185 [36]
มอร์ต้าร์ที่ใช้ประกอบด้วยปูนซีเมนต์ 1 ส่วน ทราย 4 ส่วนโดยน้ำหนัก ใช้ทรายออตตาวาที่ผ่านแร่งขนาด 850 ไมโครเมตร และ
ค้างบนแร่งขนาด 600 ไมโครเมตร โดยมอร์ต้าที่ใช้ทดสอบมีการไหลแผ่ร้อยละ 80 ถึง 95 เมื่อปล่อยให้โต๊ะการไหลแผ่ตกกระทบ
จากระยะ 12.7 มม. เป็นจำนวน 10 ครั้ง ภายใน 6 วินาที หาหน่วยน้ำหนักของมอร์ต้าร์โดยการตวงมอร์ต้าร์ในกระบอกตวง 400
ลูกบาศก์เซนติเมตรและชั่งน้ำหนัก คำนวณหาปริมาณอากาศโดยใช้ค่าความถ่วงจำเพาะของปูนซีเมนต์ 3.15 และของทราย
ออตตาวา 2.65 มาตรฐานกำหนดให้ปริมาณอากาศในมอร์ต้าร์ไปเกินร้อยละ 12 โดยปริมาตร

4. การทดสอบกำลังของมอร์ต้าร์

การทดสอบกำลังของปูนซีเมนต์จะไม่ใช้การ ทดสอบกำลังของซีเมนต์เพสต์เนื่องจากผลการทดสอบมีความ
เบี่ยงเบนค่อนข้างสูงแต่ใช้การทดสอบกำลังของมอร์ต้าร์เป็นหลัก และบางครั้งอาจใช้คอนกรีต การทดสอบอาจทดสอบกำลังอัด
กำลังดึง และกำลังดัด ก็ได้ แต่ที่นิยมใช้มากที่สุดคือกำลังอัด รองลงมาคือ กำลังดัด ส่วนการทดสอบกำลังดึง มาตรฐานได้ยกเลิก
การใช้ไปแล้วจึงไม่ของกล่าวถึง

การทดสอบกำลังอัด

การทดสอบกำลังอัดของมอร์ต้าร์จะทำที่อายุมอร์ต้าร์เท่ากับ 1,3,7 หรือ 28 วัน รายละเอียดการทดสอบมีอยู่ใน

มาตรฐาน มอก. 15 เล่ม 12 [30] และ ASTM C109 [34] ใช้มอร์ต้าร์รูปลูกบาศก์ขนาด 50 มม. ซึ่งทำจากปูนซีเมนต์ 1 ส่วน

และทรายมาตรฐาน 2.75 ส่วนโดยน้ำหนัก ในการทดสอบปูนซีเมนต์ปอร์แลนด์ใช้อัตราส่วนน้ำต่อปูนซีเมนต์เท่ากับ 0.485

สำหรับปูนซีเมนต์อย่างอื่นใช้ค่าการไหลแผ่ร้อยะ 110±5 หล่อมอร์ต้าร์แล้วทิ้งไว้ในอากาศขึ้น 24 ชั่วโมง หลังจากนั้น

จึงถอดแบบออกและบ่มในน้ำปูนขาวอิ่มตัว (saturated lime water) จนถึงเวลาทดสอบการทดสอบให้ใช้อัตราที่จะได้แรงกด

สูงสุดในเวลา 20 ถึง 80 วินาที กำลังอัดของมอร์ต้าร์สามารถทดสอบโดยใช้การทดสอบกำลังอัดของชิ้นส่วนของแท่ง

ทดสอบกำลังดัดที่หักแล้ว รายละเอียด วิธีทดสอบมีอยู่ในมาตรฐาน ASTM C349 [37] เมื่อ

ทดสอบกำลังดัดเสร็จจะได้ชิ้นส่วนมอร์ต้าร์ 2 ชิ้น ซึ่งจะนำมาทดสอบกำลังอัดโดยใช้แผ่นสี่เหลี่ยม ขนาด 40×50.8 มม.

เป็นแผ่นรับแรง ( bearing plate) กำลังอัดคำนวณได้จาก

Sc=0.6 P (
P Newton)

การทดสอบกำลังดัด

ปัจจุบันการทดสอบกำลังดัดเป็นที่นิยมกันมากขึ้นโดยเฉพาะในประเทศแถบยุโรป เพราะนอกจากทดสอบกำลังดัด

แล้วยังสามารถใช้ชิ้นส่วนที่หักแล้วนำมาทดสอบหากำลังอัดได้อีกรายละเอียดการทดสอบมีอยู่ในมาตรฐาน ASTM C348

แท่งทดสอบใช้คานขนาด 40×40×160 มม.ทำจากมอร์ต้าร์และการทดสอบทำโดยการใส่แรงที่จุดกึ่งกลางของ

5.

วิธีนี้เป็นการทดสอบหาความต้านทานต่อสารซัลเฟตของปูนซีเมนต์ปอร์ดแลนด์ ซึ่งมาตรฐานระบุไว้สำหรับ

ปูนซีเมนต์ปอร์ดแลนด์ประเภทที่ 5 รายละเอียดการทดสอบมีในมาตรฐาน มอก. 15 เล่ม14 [39] และ ASTM C452 [40] ใน
การทดสอบจะเพิ่มปริมาณยิปซัมจนปูนซีเมนต์มีซัลเฟอร์ไดรออกไซด์ร้อยละ 7 ของน้ำหนัก การทดสอบให้แท่งมอร์ต้าร์

ที่ปลายสองข้างฝังด้วยห