การประเมินความเสียหายและการเสื่อมสภาพของโครงสร้างคอนกรีตเสริม เหล็กเนื่องจากคาร์บอเนชั่น : กรณีศึกษาอาคารเรียนและสะพานลอยเดินข้าม ในจังหวัดสมุทรปราการ

Abstract

ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทาให้เกิดปัญหาคาร์บอเนชั่นต่อโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก ส่งผลให้เหล็กเสริมภายในคอนกรีตเกิดสนิมและทาให้อายุการใช้งานของโครงสร้างคอนกรีตสั้นลง งานวิจัยนี้จึงมุ่งประเมินความเสียหายและการเสื่อมสภาพของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กอาคารเรียนและสะพานลอยเดินข้ามเนื่องจากการเกิดคาร์บอเนชั่น ในจังหวัดสมุทรปราการ โดยตรวจสอบกำลังอัดคอนกรีต ระยะหุ้มเหล็กเสริม ความหนาปูนฉาบและความลึกคาร์บอเนชั่น ของชิ้นส่วนองค์อาคารต่างๆ ของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กจานวน 18 แห่ง จากผลการศึกษาพบว่า กาลังอัดคอนกรีตและระยะหุ้มเหล็กเสริมของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กมีค่าเฉลี่ยมากกว่าค่าที่ออกแบบไว้ โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กที่มีอายุการใช้งานนานและขาดการบำรุงรักษามีความลึกคาร์บอเนชั่นสูงกว่าและค่าสัมประสิทธิ์คาร์บอเนชั่นต่ำกว่าโครงสร้างที่มีอายุการใช้งานสั้นกว่า แต่จากการประเมินความเสี่ยงการเกิดสนิมของโครงสร้างกลับพบว่า โครงสร้างที่มีอายุการใช้งานสั้นมีโอกาสที่โครงสร้างจะหมดอายุการใช้งานก่อน อาจเนื่องจากสภาพแวดล้อมในปัจจุบันมีความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงขึ้น ส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์คาร์บอเนชั่นของโครงสร้างอายุน้อยมีค่าสูง นอกจากนี้เมื่อเปรียบเทียบค่าความเสี่ยงการเกิดสนิมเนื่องจากคาร์บอเนชั่นนั้น หากใช้ค่าสัมประสิทธิ์คาร์บอเนชั่นแบบกระจายตัวคงที่จะให้ค่าความเสี่ยงสูงกว่าค่าสัมประสิทธิ์คาร์บอเนชั่นแบบแปรเปลี่ยนตามเวลา สุดท้ายพบว่าความลึกคาร์บอเนชั่นเฉลี่ยที่วัดได้จากโครงสร้างจริงมีค่ามากกว่าความลึกคาร์บอเนชั่นที่คำนวณตามมาตรฐานของกรมโยธาธิการและผังเมือง สาหรับโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กที่เผชิญปัญหาคาร์บอเนชั่น

Carbon dioxide is the cause of carbonation problem in reinforced concrete structure, leading to the steel corrosion in concrete and shortening the service life of the structure. This research aims to evaluate the damages and deteriorations of RC structures of school buildings and pedestrian bridges due to carbonation in Samutprakarn province. The compressive strength of concrete, covering depth of reinforcing steel, plastering thickness and carbonation depth of members in 18 reinforced concrete (RC) structures were examined. From the study, it was found that the compressive strengths of concrete and the covering depths of reinforcing steel of the RC structures were higher than that of the design values. RC structures with longer service age and lack of maintenance have deeper carbonation depth and lower carbonation coefficient than those with shorter service age. In the risk analysis it was found that structures with shorter service age have more opportunities of shorter service use. This might be because of the higher carbon dioxide concentration in present environment and leads to higher carbonation coefficient. In the comparison of the corrosion risk due to carbonation, it was seen that the use of constant distribution of carbonation coefficient results in higher corrosion risk than that of time-dependent distribution of carbonation coefficient. Finally, it was found that actual carbonation depths are higher than calculated carbonation depth determined from the code of Department of Public Works and Town & Country for RC structures exposed to carbonation problem.