กรณีศึกษาปัญหา คอนกรีตอัดแรงกับการใช้กรวดแทนหินปูน พื้นที่นครพนม


วันนี้ผมมีโอกาสดีได้เดินทางกับเจ้าหน้าที่ของiTAP (Industrial Technology Assistance Program) โครงการสนับสนุนการพัฒนาเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมไทย ไปรับฟังปัญหาที่เกิดขึ้นของโรงงานผลิต คอนกรีตสำเร็จและแผ่นพื้นในพื้นที่ที่มีปัญหาด้านวัสดุมวลรวม  ในการเยี่ยมชมครั้งนี้นอกจะได้ไปแนะนำเกี่ยวกับงานด้านวัสดุแล้วผมเองยังได้ความรู้ในเชิงของการทำงานจริงเพิ่มเติมด้วย

โดยทั่วไปแล้วในพื้นที่ที่มีมวลรวมหยาบประเภทหินภูเขาก็จะใช้หินจากภูเขาในการผสมคอนกรีต บางพื้นที่มีกรวดมากก็จะใช้กรวด คุณสมบัติทางด้านกำลังของกรวดโดยส่วนมากนั้นจะมีค่ารับกำลังได้สูงกว่าหินปูน มีอัตราการดูดน้ำต่ำกว่า แต่หากบอกว่ากรวดผสมคอนกรีต จะรู้ว่ากำลังรับแรงของคอนกรีตจะไม่สูงเท่ากับที่ใช้หินจากโรงโม่ เนื่องจากกรวดมันไม่มีเหลี่ยมมุมและพื้นผิวเรียบมากทำให้ไม่มีการยืดเกาะระหว่างมอร์ต้าร์(ปูน ทราย น้ำ) ทำให้กำลังมันต่ำ แล้วทำไมไม่เอากรวดไปโม่ ก็เนื่องจากตัวมันเองแข็ง การจะโม่ก็ไม่ใช่เรื่องง่ายและยังส่งผลให้ต้องซ่อมบำรุงเครื่องจักรในการโม่ สุดท้ายราคาของกรวดโม่ก็จะมีราคาสูง


การที่อยู่พื้นที่ห่างไกลจากโรงโม่หินภูเขา ทำให้การแข่งขันในทางตลาดเสียไปส่วนหนึ่งเนื่องจาก ในปัจจุบัน ผู้ซื้อไม่มั่นใจในคอนกรีตที่ผสมกรวด (นอกจากชาวบ้าน) การที่ผู้ผลิตจะหันมาใช้หินภูเขาก็ทำให้ต้นทุนสูงขึ้น ถ้าเทียบเฉพาะมวลรวมแล้วจะเพิ่มขึ้นมาอีกประมาณ35-40เปอร์เซนต์ ทำให้ต้องแข่งขันกับผู้ผลิตที่อยู่ห่างไกลแต่ใกล้แหล่งหิน (สั่งหินมาก็มีค่าขนส่ง สั่งแผ่นพื้นสำเร็จมาก็มีค่าขนส่ง) ทำให้ผู้ผลิตในนครพนมต้องเจอกับโจทย์ที่ว่า จะต้องใช้คอนกรีตสำเร็จจากกรวดให้ได้ จึงจะได้เปรียบคู่แข่ง ซึ่งจริงๆแล้วโรงที่ทำตามมาตรฐานจะต้องสู้กับโรงผลิตชาวบ้านทั่วไป ลำบาก (ชาวบ้านส่วนมากต้องการราคาถูก มากกว่าคุณภาพสูง) แพลนปูนที่ไปได้ทดลองพื้นฐานบาง ทำให้เห็นแนวโน้มในการจะปรับปรุง แต่ปัญหาหลักๆในการพูดคุยครั้งนี้คือ


เรื่องของแผ่นพื้นอัดแรง ซึ่ง ปัญหาคือการตัดลวด(ระยะเวลาตัดลวดได้ประมาณ 42 ชม.แต่ทางแพลนจะใช้กำลังรับแรงเป็นตัวระบุว่าตัดได้หรือไม่ ซึ่งกำหนดไว้ที่300กก./ตร.ซม.) ที่ทางบริษัทแม่ได้แนะนำตัดด้วยการใช้ลวดเชื่อมตัด ซึ่งจะไม่เกิดปัญหาใดๆหากใช้มวลรวมหยาบเป็นหินภูเขา แต่เมื่อใช้เป็นกรวดแล้ว พบว่าจะเกิดรอยร้าวใต้แผ่น เริ่มจากบริเวณที่ใกล้บริเวณที่ตัดลวด โดยเริ่มจากด้านใต้(เนื่องจากระยะหุ้มด้านใต้ลวดมีน้อยกว่าด้านบนจึงอ่อนแอกว่า) และเมื่อเคลื่อนย้านหรือระยะเวลานานขึ้นจะเริ่มลามไปผิวบน 

ปัญหาน่าจะเกิดจากการที่เหล็ก(ลวดอัดแรง)ได้รับความร้อนแล้วขยายตัว ทำให้ดันคอนกรีตแตก เมื่อดูพฤติกรรมแล้ว ก็สันนิษฐานเล่นๆว่าจะทำอย่างไร

1. เพิ่มกำลังรับแรงอัดของคอนกรีตโรงงานไม่อยากทำแน่ๆเพราะต้องเพิ่มต้นทุน ต้องเพิ่มปูนขึ้น (ปกติใช้กำลังรับแรงอัดที่28วัน365-390กก./ตร.ซม.)

2.ผมเองคิดว่าเมื่อเพิ่มความแข็งแรงมันจะช่วยเรื่องแรงอัดได้ดี แต่ถ้าเกิดการขยายตัวจากภายในแบบนี้มันจะเป็นแรงดึงซึ่งไม่ได้เพิ่มขึ้นมากเท่าใด แถมยังจะเป็นการเพิ่มพฤติกรรมเรื่องความเปราะตัวมากขึ้นอีก (เป็นปกติหาก ยิ่งแข็งก็ยิ่งเปราะ)

3.โรงงานสนใจให้ลองผสมหินภูเขาลงในสัดส่วนไม่เกิน25เปอร์เซนต์ ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าทดลอง

4.โรงงานได้แก้ไขโดยทำการตัดลวดด้วย สกัด ใช้ สกัดปูนชนิดดีตอก เพื่อตัดลวด ซึ่งส่งผลกระทบต่อ กล่องกันแบบ(มีเป็นพันๆชิ้น เปลี่ยนที่กระอักได้)

 หากสกัดทุบบ่อยๆจะส่งผลให้รู ที่เป็นช่องเสียบลวดเสียรูปไปจากวงกลมจะกลายเป็นวงรี ทำให้ตำแหน่งของลวดต่ำลง ส่งผลต่อแผ่นพื้น ทำให้แผ่นพื้นโกงขึ้นได้เพราะแขนของโมเมนต์จากจุดศูนย์กลางเปลี่ยน  นอกจากนี้เนื่องจากการใช้สกัดในการตัดลวดทำให้ดอกสกัดสิ้นเปลื้องมาก ตกแล้วแพรละ1อัน และจะตัดประสิทธิภาพที่สุดบริเวณกลางแพรเนื่องจากมีแรงดึงของเส้นลวดมากแต่เมื่อไล่ตัดไปหาหัวและท้ายจะพบว่าแรงดึงในเส้นลวดจะลดลงจนกระทั้ง เวลาตัดลวด ลวดจะงอตามปลายดอกสกัด

5.ผมเสนอว่าจะคุยกับอาจารย์ผู้เชียวชาญด้านการออกแบบและผลิตเครื่องมือ เนื่องจากผมเองอาจจะคิดได้แต่ ไม่มีความรู้และประสบการณ์เท่า คนที่มาเฉพาะทาง

หากถามว่าทำไมไม่เอากรรไกรตัดลวดตัด ถ้าทำได้ทำนานแล้วแต่กรรไกรมันใหญ่เกิน ขนาดของปากกรรไกรต้องกางแล้วทำให้ไม่เกิน2ซม. ไม่งั้นเข้าไปตัดไม่ได้ จึงต้องออกแบบกรรไกรรูปแบบใหม่ ซึ่งผมเชื่อว่าอาจารย์ทีมงานทำได้และทำได้ดีด้วย

หากได้กรรไกรที่ออกแบบใหม่ก็จะจบปัญหาเรื่องหัวแผ่นพื้นแตกไปได้

เรื่องต่อไปคือเรื่องของการปรับปรุงเครื่องจักรในการทำงานเพื่อลดคนในการทำงาน โดยขั้นตอนในการเทและทำผิวแผ่นพื้นสำเร็จมีดังนี้

1.เตรียมแบบ เรียกเป็นแพร (ยาว90ม.)โดย1แพรจะมี6แถว ทาน้ำมันกันติดแบบ


2.โหลดปูนใส่รถปูน นำปูนเทใส่ bucket แล้วเลื่อนเครนไปเท โดยถ้าเป็นหินภูเขาเท2ครั้ง ครั้งละ3แถว แต่ถ้าเป็นกรวดต้องเท3ครั้ง ครั้งละ2แถว เนื่องจากถ้าเป็นกรวดมันจะแยกตัวได้ง่ายกว่าคอนกรีตจากหินภูเขา(หินกรวดใหญ่จะลงมาด้านใต้ได้ง่าย) ในงานนี้ใช้1คนในการปล่อยปูน

3.ใช้คน2คน(คนงานทั่วไป ไม่ต้องมีความสามารถมาก)ในการเกลี่ย กองปูน ใช้อีก1คนในเกลี่ยทำผิวแบบละเอียด ใช้อีก1คนในการเลื่อนรถเขย่า

รวมแล้วคนประมาณ4-5คนในการเท ซึ่งทางโรงงานต้องการลดจำนวนคนงานลงโดยต้องการให้ ออกแบบ และสร้างรถ ที่สามารถเทโดยให้คอนกรีตไหลออกมาอย่างได้ปริมาณที่ถูกต้องใกล้เคียง (แนะนำว่าใช้ระบบสกูรในการปล่อยคอนกรีต)


โดยรวมแล้วรถใหม่ควรมีความสามารถคือ มีถังรับคอนกรีต เทลงแบบได้ในปริมาณที่ถูกต้อง ปาดและปรับหน้าอัตโนมัติ ซึ่งจะทำให้คนทำงานเหลือเพียง2คน (งานนี้ต้องพึ่งผู้เชียวชาญด้านการออกแบบและผลิต เครื่องมือเช่นเคย)

4.รอจนกระทั้งกำลังของคอนกรีตได้300ksc ทำการตัดลวดและถอดแบบ โดยใช้เครนยึดที่ตำแหน่งห้อยที่ใส่เหล็กไว้แล้วถึงขึ้นตรงๆ หากแบบมีคุณภาพดีมันจะหลุดออกมาโดยไม่ต้องเคาะแบบ นำไปกองเก็บรอจำหน่าย

5.ทำความสะอาดแบบหล่อ ซึ่งก็พบว่ามันปัญหาเช่นกัน (อาจจะเป็นโจทย์ต่อไปในการออกแบบเครื่องทำความสะอาด) เนื่องจากใช้เวลาในการทำความสะอาดมาก


จากปัญหาที่เล่ามา ผลจึงสรุปและแบ่งงานออกเป็น3ส่วน

1.ผลิตกรรไกรรูปแบบที่เหมาะสมกับการตัดลวดในที่แคบ

2.ทดสอบเพื่อนำผลการทดสอบ การแปรเปลี่ยนอัตราส่วน หินต่อกรวด 0,5,10,15,20,25เปอร์เซนต์ แล้วทดสอบกำลังรับแรงอัด แรงดึง แรงดัด แรงยึดเหนี่ยวกับลวด โดยต้องทดสอบ ตามหน้าตัดจริงด้วย ต้องแปรเปลี่ยน กำลังรับแรงอัด 280, 300, 320,350 (ต้องเอาสูตรในการผลิตมาจากโรงงานด้วย พร้อมวัสดุ) โดยระยะเวลาที่ใช้ในการตัดลวดต้องอยู่ที่ระยะเวลา24-42 ชม.

3.ผลิตรถที่วิ่งบนรางโดยลดปริมาณคอนงานลงได้

สุดท้าย มาดูว่าการแก้ปัญหาและพัฒนาโรงงานนี้ด้วยการวิจัย จะช่วยโรงงานนี้ได้มากน้อยแค่ไหน คอยติดตามแล้วกันนะครับ

ภาพพระธาตุพนม สวยงามเด่นมากครับ ใครได้ไปจังหวัดนครพนมนี้อย่าลืมแวะสักการะ

ขอบคุณ เจ้าหน้าที่จากiTab ศูนย์ ม.ขอนแก่น นะครับที่ให้โอกาสไปทำงานบริการวิชาการ

ผู้เล่าเรื่อง

ดร.เจริญชัย ฤทธิรุทธ สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา  คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน วิทยาเขตขอนแก่น

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s