002 คุณสมบัติทางกายภาพ

สมบัติทางกายภาพ Physical Properties

Physical-Properties-of-PTFE.jpg

สมบัติทางกายภาพของวัสดุก่อสร้างมีหลากหลาย รูปแบบซึ่งจะสามารถบอกลักษณะทางกายภาพที่แตกต่างของวัสดุประเภทเดียวกันได้บ้าง โดยผู้เขียนยกตัวอย่างสมบัติทางกายภาพที่สำคัญดังต่อไปนี้

ความหนาแน่น (Density) ใช้อักษรย่อย ⍴ คือมวลต่อปริมาตร โดยคิดว่ามวลนั้นเป็นเนื้อเดียวกันไม่มีโพรงอากาศหรือช่องว่างใดๆ ทำให้ปริมาตรที่วัดได้ไม่มีรวมช่องว่าง โดยมีสูตรในการคำนวนดังต่อไปนี้

⍴:M/V กรัม/ลบ.ซม.

                           เมื่อ M = มวล (กรัม,g)

V = ปริมาตร (ลบ.ซม.,cm3)

ยกตัวอย่างความหนาแน่นของวัสดุก่อสร้างบางประเภท เช่น

ประเภทวัสดุ

ความหนาแน่น(ก./ลบ.ซม.)

ไม้

อิฐ

หินแกรนนิต

ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์

เหล็ก

1.5 – 1.6

2.5 – 2.8

2.6 – 2.9

2.9 – 3.1

7.8 – 7.9

ความหนาแน่นรวม (Bulk Density) ใช้อักษรย่อย ⍴b คือมวลต่อปริมาตร โดยคิดว่ามวลนั้นเป็นเนื้อที่ปรากฏในสภาพธรรมชาติจริงซึ่งจะมีโพรงอากาศหรือช่องว่างใดๆประกอบอยู่ด้วย ทำให้ปริมาตรที่วัดได้มีช่องว่างรวมอยู่ด้วย โดยมีสูตรในการคำนวนดังต่อไปนี้

⍴b:M/V กก./ลบ.ม.

                        เมื่อ M = มวล (กิโลกรัม,kg)

V = ปริมาตร (ลบ.ม.,cm3)

ยกตัวอย่างความหนาแน่นรวมของวัสดุก่อสร้างบางประเภท เช่น

ประเภทวัสดุ

ความหนาแน่นรวม(กิโลกรัม/ลบ.ม.)

ไม้ (ไม้สน)

อิฐ

หินแกรนนิต

คอนกรีตสด

เหล็ก

500 – 600

1,600 – 1,800

2,500 – 2,700

2,300 – 2,550

7,850

หมายเหตุ: เมื่อสังเกตุที่หน่วยของความหนาแน่นและความหนาแน่นรวมจะมีหน่วยแตกต่างกันแต่จริงๆแล้วใช้สลับกันได้ แต่ที่นิยมให้ความหนาแน่นรวมมีหน่วยเป็น กก./ลบ.ม. เนื่องจากเป็นหน่วยที่ใช้แล้วทำให้เข้าใจถึงสภาพความเป็นจริงของวัสดุนั้นมากกว่า เพราะวัสดุที่ใช้ในงานก่อสร้างส่วนมากจะมีน้ำหนักมากหรือใช้หน่วยเป็นกิโลกรัม ดังนั้นการใช้งานความหนาแน่นจึงควรสอดคล้องกับน้ำหนักที่วัดได้ ตัวอย่าง เช่น การบอกว่าคอนกรีตเสริมเหล็กมีความหนาแน่นเท่าใด โดยส่วนมากจะใช้ว่า 2,500 กก/ลบ.ม. มากกว่า 2.5 ก/ลบ.ซม.

เมื่อพิจารณาระหว่างความหนาแน่นและความหนาแน่นรวมจะพบว่า ความหนาแน่นรวมจะมีค่าตำ่กว่าความหนาแน่นเสมอ แต่สำหรับวัสดุที่เป็นของเหลว, แก้ว และหินที่มีความเป็นเนื้อเดียวกันสูง จะมีค่าความหนาแน่นและความหนาแน่นรวมใกล้เคียงกันมากหรือเท่ากัน สมบัติเช่นกำลังรับแรงและความต้านทานความร้อนมักจะสอดคล้องกันกับความหนาแน่นรวม

ดัชนีความหนาแน่น Density Index (⍴o) คืออัตราส่วนระหว่าง ความหนาแน่นรวมต่อความหนาแน่น ดังสูตรต่อไปนี้

⍴o=⍴b/⍴ =ความหนาแน่นรวม/ความหนาแน่น

         ดัชนีความหนาแน่นนี้ใช้เป็นตัวบ่งชี้ว่าในปริมาตรของวัสดุมีส่วนที่เป็นของแข็งมากหรือน้อย ถ้า ⍴o สูงแสดงว่าวัสดุนั้นมีของแข็งมากหรือมีความแน่นตัวมาก วัสดุเกือบทุกประเภทจะมีค่า ⍴o น้อยกว่า 1.0 เพราะโดยธรรมชาติแล้วไม่มีวัสดุใดที่ไม่มีโพรงหรืออากาศแทรกอย่างสิ้นเชิงต้องมีโพรงขนาดเล็กหรือใหญ่ประกอบอยู่บ้าง

ภาพแสดงโมเลกุลของวัสดุที่มีความหนาแน่นรวมสูงและความหนาแน่นรวมต่ำ

 

ในเรื่องของสมบัติของวัสดุก่อสร้างยังไม่หมดแค่นี้นะครับยังมีต่ออีก สำหรับความหนาแน่นเป็นเพียงสมบัติแรกเท่านั้น คอยติดตามต่อไปนะครับ

และสำหรับผู้ที่ยังไม่ได้อ่าน เรื่องก่อนหน้านี้สามารถเข้าไปอ่านได้ที่ ปฐมบทแห่งวัสดุวิศวกรรมโยธา

ผู้เขียน
ดร.เจริญชัย ฤทธิรุทธ Charoenchai Ridtirud
สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน วิทยาเขตขอนแก่น

อ้างอิงข้อมูลบางส่วนจาก

S.K.Duggal. Building materials(third revised edition. 2008

https://www.tes.com/lessons/HK6ZrOEKsn4QZA/density

ขอสงวนสิทธิ์ในการนำขอมูลไปใช้ก่อนได้รับอนุญาต

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