1. รายงานการทดสอบแรงดึงของเหล็กเสริม
Term Report
เสนอ
รศ.ดร.ชวเลข วณิชเวทิน
1. นายกมลพัฒน์ ตันติสุวณิ ชย์กุล 5310500936
2. นายฐานกร มณี อินทร์ 5310501061
3. นายณัฐพงศ์ ศรีภิรมย ์ 5310501088
4. นายณฐพล
ั เดชานุภาพ 5310501096
5. นายทวิปรัชญ์ เพชรพรหม 5310501100
6. น.ส.ธนัญธร ปิ ยะสกุลชัยชาญ 5310501126
7. นายสุรวุฒิ นิ่มทิม 5310501355
8. น.ส.อัญอานันท์ นามมาตย์ 5310501398
รายงานน้ ีเป็นส่วนหน่ ึงของวชา Civil Eng. Materials Testing Lab
ิ
ภาคปลาย ปี การศึกษา 2555

2. ก
บทคดย่อ
ั
เนื่ องจากปั จ จุ บัน เหล็ก ซึ่ งเป็ นส่ ว นประกอบหลัก ของโครงสร้ างอาคาร มีค วามสําคัญกับงาน
ก่อสร้ างซึ่ งส่ งผลต่ อการพัฒ นาของประเทศเป็ นอย่างมากเมื่อเปรี ยบเที ยบกับวัสดุก่ อสร้ างที่ ใช้งานใน
ประเภทเดียวกัน เช่น ไม้ อิฐซึ่งเป็ นวัสดุก่อสร้างหลักในสมัยก่อนและปั จจุบนไม้เป็ นทรัพยากรธรรมชาติ ที่
ั
หายากและเริ่ มไม่เพียงพอต่อความต้องการใช้ พบว่า เหล็กเส้นมีความคงทน แข็งแรง สามารถปรั บปรุ งเพื่อ
นํามาใช้เสริ มคอนกรี ตให้ตรงกับการใช้งานได้อย่างเหมาะสมและตอบสนองความต้องการของการพัฒนา
โครงสร้างพื้นฐานประเทศที่กาลังเติบโตในปั จจุ บน และสอดรั บกับนโยบายการเปิ ดประชาคมอาเซี ยนได้
ํ ั
เป็ นอย่างดี คอนกรี ตจึงเป็ นวัสดุที่ใช้งานอย่างแพร่ หลายและมีความต้องการใช้มากในปั จจุบน ั
จากรายงานของสํานักงานคณะกรรมการพัฒนาการเศรษฐกิจและสังคมแห่ งชาติการลงทุนในภาครัฐ และ
ภาคเอกชน ขยายตัวร้อยละ 9.1 เพิ่มขึ้ นต่อเนื่ องทั้งการลงทุ นในด้านเครื่ องมือเครื่ องจักรและการก่อสร้าง
จากในไตรมาสที่ผานมาที่ขยายตัวร้อยละ 8.6 แสดงให้เห็นว่า คอนกรี ตซึ่งเป็ นวัสดุหลักในการก่อสร้างกําลัง
่
มีความต้องการใช้ในอัตราที่ เพิ่มขึ้ นทุ กปี และเพื่อความคุมค่าในการลงทุน การผลิต และการก่อสร้างด้วย
้
คอนกรี ตนั้น จําเป็ นต้องอาศัยเทคโนโลยีใหม่ ๆ เข้ามาช่วยในกระบวนการตั้งแต่การผลิต การลําเลียงขนส่ ง
และ การใช้งานมากขึ้น เพื่อประหยัดงบประมาณในการลงทุนของโครงการต่าง ๆ อีกท้งเพื่อเป็นการอนุรักษ์
ั
ทรัพยากรธรรมชาติ และสิ่งแวดล้อม ก็จะยิงทําให้เทคโนโลยีต่าง ๆในการพัฒนาคอนกรี ตเข้ามามีบทบาท
่
ในการพัฒนาวงการคอนกรี ตของประเทศไทยมากยงข้ ึน ิ่
โดยได้รวบรวมข้อมูลอ้างอิงรู ปแบบ และวิธีการทดลองจากสถาบันระดับชาติที่ได้รับการยอมรับ
รวมถึง มาตรฐานอุตสาหกรรม (มอก.) ของ สํานักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม มาตรฐานของกรม
โยธาธิการและผงเมือง (มยผ.) มาตรฐานเอเอสทีเอ็มนานาชาติ (ASTM International) มาตรฐานสถาบัน
ั
คอนกรี ตอเมริ กน (American Concrete Institute - ACI) และมาตรฐานไอเอสโอ (ISO) จุ ดประสงค์ของสื่ อ
ั
การสอนนี้ ได้มีเป้ าหมายให้นกศึกษาและผูสนใจได้
ั ้
1.เข้าใจคุณสมบัติพ้นฐานของวัสดุที่สาคัญในงานวิศวกรรมโยธา
ื ํ
2.เขาใจกระบวนการทดลอง และสามารถปฏิบติตามกระบวนการทดลองวัสดุเพื่อหาค่าคุณสมบัติ
้ ั
ต่างๆ ของซีเมนต์
3.วิเคราะห์ผลลัพธ์ของการทดลอง และสามารถวิจารณ์ผลลัพธ์ได้

3. ข
การทดลองวัสดุทางวิศวกรรมอาจแบ่งได้เป็ น 4 ประเภทดังนี้
1.การทดลองตามมาตรฐาน เพื่อเอาผลไปใช้ในงานวิศวกรรม
2.การทดลองเพื่อเรี ยนรู ้พฤติกรรมของวัสดุ
3.การทดลองเพื่อเรี ยนรู ้วิธีทดลองวสดุ
ั
4.การทดลองเพื่อค้นคว้าวิจยพฤติกรรมของวัสดุที่ไม่เคยรู้มาก่อน
ั
ทั้งนี้ เพื่อให้นิสิต ที่ซ่ึงจะต้องไปเป็ นวิศวกรควบคุมและดูแลการก่อสร้าง และเป็นกาลงหลกในการ
ํ ั ั
พัฒนาวิชาชีพวิศวกรไทยต่อไปในอนาคต มีความเข้าใจถึงคุณสมบัติ พฤติกรรม และความสําคัญของ เหล็ก
และคอนกรี ต ชนิ ดต่ าง ๆ มากข้ ึ น จึงจ าเป็นต ้องทาการศึก ษา ค ้น คว า ทดลอง และวิเคราะห์ คุ ณ สมบัติ
ํ ํ ้
พฤติกรรม และความสาคญของเหล็กเส้นแต่ละประเภทที่มีใช้กนอยูในงานด้านวิศวกรรม ในปั จจุบน เพื่อให้
ํ ั ั ่ ั
มีความเขาใจ และสามารถแก้ไขปั ญหาต่าง ๆที่เกิดขึ้นในงานคอนกรี ตได้อย่างถูกต้องตามหลักการต่อไป
้
กลุ่มที่ 4

4. ค
สารบัญ
หนา
้
บทคัดย่อ ก
สารบญ
ั ค
บทที่ 1 บทนํา 1
ความเป็ นมาและความสําคัญของการทดลอง
วตถุประสงคของการทดลอง
ั ์
สมมุติฐานการทดลอง
ขอบเขตของการทดลอง
ประโยชน์ที่ได้รับจากการทดลอง
บทที่ 2 ทฤษฏีและเอกสารที่เกียวข้ องกับการทดลอง
่ 3
่
เหล็กเส้นเสริ มคอนกรี ตที่มีใช้อยูในประเทศไทย
Terminology ที่ใช้สาหรับเหล็กเสริ มคอนกรี ต
ํ
ความหมายของคุณสมบัติของเหล็กเส้นบางประการที่ควรรู้
การพฒนาเหลกรีดร้อนชนิดคุณภาพสูง
ั ็
ความประหยัดจากการเพิ่มคุณภาพของเหล็กเส้นเสริ มคอนกรี ต
การทดสอบแรงดึง
บทที่ 3 วิธีดําเนินการทดลอง 23
Lab 1 การทดสอบกําลังรับแรงดึงของเหล็กเสริ ม
บทที่ 4 ผลการทดลองผลการวิเคราะห์ และอภิปรายผล 42
ผลการทดลอง
Lab 1 การทดสอบกําลังรับแรงดึงของเหล็กเสริ ม
วิเคราะห์ผลการทดลอง/อภิปรายผล

5. ง
บทที่ 5 สรุปและวิจารณ์ ผลการทดลอง 44
สรุปผลการการทดลอง
บรรณานุกรม 45
ภาคผนวก ก มาตรฐานเหล็กเส้นกลม
ภาคผนวก ข มาตรฐานเหลกขอออย
็ ้ ้
ภาคผนวก ค รายชื่อสมาชิกกลุ่ม
ภาคผนวก ง รายชื่ออาจารยที่ปรึกษา/ครู และช่างเทคนิค
์

6. 1
บทที่ 1
บทนํา
ความเป็นมาและความสําคญของการทดลอง
ั
ในปัจจุบน ประเทศไทยมีการผลิตเหล็กเสริ มคอนกรี ตประมาณ 3 ล้านตันต่ อปี เกื อบทั้งหมดเป็ น
ั
การผลิตเพื่อใช้ในประเทศ เกรดเหล็กที่ ใช้โดยทัวไปได้แก่ SR24 , SD30 , SD40 , SD50ซ่ึ งไดบญญติไว ้
่ ้ ั ั
เป็ นมาตรฐานมาประมาณ 20 ปี แล้ว เกรดเหล็กที่ใช้มาก ได้แก่ SR24 , SD30 , SD40 สําหรับมาตรฐาน
เหล็ก เส้นในต่ างประเทศ เช่ น ในยุโ รป ออสเตรเลีย นิ ว ซีแลนด์ หรื อแม้แต่ ประเทศเพื่อนบ้าน ได้แก่
มาเลเซีย และ สิ งค์โปร์ ได้มีการทบทวน และแก้ไขมาตรฐานของเหล็กเส้นให้สูงขึ้ นโดย แบ่งเป็ น 2 เกรด
หลักๆ คือ เกรด 250 (MPa) หรื อ 300 (MPa) สําหรับเหล็กเส้นกลมซึ่งจะใกล้เคียงกับ SR25 หรื อ SR30
และเกรด 500 (MPa) สํา หรั บเหล็ ก ข ้ออ ้อ ยซ่ึ ง จะใกล ้เ คี ย งก ับ SD50 และเขตที่อ ยู่ใ นอิ ทธิ พ ลของ
แผ่นดินไหวเช่นประเทศนิวซีแลนด์ ได้มีการกําหนดเป็ นเกรด 500E ซึ่ งกําหนดให้มีสัดส่ วนระหว่างกาลง
ํ ั
ดึงประลัย และกําลังครากให้กว้างซึ่งเพื่อเพิ่มความปลอดภัยและการเตือนภัยแก่อาคารที่เพียงพอ
ผลจากการปรับเพิ่มคุณสมบัติดานการรั บแรงของเหล็ก เส้น เสริ มคอนกรี ต ของมาตรฐานนานาชาติ
้
ดังกล่าว ทําให้การใช้เหล็กเส้นมีประสิ ทธิ ภาพมากขึ้นจํานวนการใช้เหล็กเส้นต่ อปริ มาณคอนกรี ตน้อยลง
เป็ นการประหยัดการใช้เหล็กอย่างมีประสิ ทธิภาพเพิมขึ้น
่
สําหรับประเทศไทยในการเพิ่มคุณสมบัติดานการรั บแรงจําเป็ นต้องมีการทบทวนคุ ณสมบัติทางเคมี
้
และคุณสมบัติทางกลที่ได้บญญัติไว้ในมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม ส่วนการออกแบบได้มีการบัญญัติ
ั
มาตรฐานสําหรับอาคารคอนกรี ตเสริ มเหล็กโดยวิธีกาลังไว้แล้ว โดยวิศวกรรมสถานแห่ งประเทศไทย แต่
ํ
เหล็กเส้นเกรดSD50 นี้ ยงมีการใช้ไม่แพร่ หลายเท่าที่ควร
ั
หากประเทศไทยจะได้รับการทบทวนมาตรฐานดังกล่าว ให้เป็ นไปในทิศทางเดียวกับมาตรฐานสากลก็
จะทําให้ผลิตภัณฑ์เหล็กเส้นเสริ มคอนกรี ตของไทยมีความสอดคล้องและก้าวตามผลการวิจยและพัฒนาการ
ั
ของเหล็กเส้นในต่างประเทศ และจะเป็ นการประหยัดเงินตราที่ตองนําเข้าเศษเหล็ก และวัสดุก่ ึงวัตถุดิบได้
้
ไม่ต่ากว่าปี ละ ประมาณ 1, 800 ล้านบาท
ํ

7. 2
วตถุประสงค์ของการทดลอง
ั
1) เพื่อทดลองคุณสมบัติทางด้วยการรับแรงดึงของเหล็กเส้นเสริ มคอนกรี ต ทั้งชนิดเหล็กเส้นกลม
และ เหล็กข้ออ้อย
2) เพื่อวิเคราะห์กาลังรับแรงดึงของเหล็กเส้นเสริ มคอนกรี ต
ํ
ขอบเขตของการทดลอง
1. เป็ นเหล็กที่มีผวเรี ยบ ไม่มีรอยปริ แตกหรื อรอยร้าว
ิ
2. มีลกษณะหน้าตัดกลม พื้นที่ลาดตัดขวางสมํ่าเสมอตลอด
ั
3. สามารถนําไปใช้เสริ มคอนกรี ตได้
4. เหล็กข้ออ้อยต้องมีผวทั้งหมดเรี ยบเกลี้ยง ไม่มีรอยปริแตกหรือรอยร้าว
ิ
5. เหล็กข้ออ้อยต้องมีบ้ งเป็ นระยะๆ เท่าๆ กันตลอดทั้งเส้น โดยบั้งต้องทํามุมกับแกนเหล็กเส้นไม่
ั
น้อยกว่า 45 องศา มุมที่ทามีต้งแต่ 45 ถึง 70 องศา บั้งจะวางสวนทางกันบนแต่ละข้างของเหล็กเส้น หรื อบั้ง
ํ ั
ทั้งหมดของด้านหนึ่ งสวนทางกับบั้งทั้งหมดของด้านตรงข้าม แต่ตวบั้งทํามุมเกิน 70 องศา ไม่จาเป็ นต้อง
ั ํ
สลบกน
ั ั
ประโยชน์ที่ได้รับจากการทดลอง
นิสิตมีความรู ้ความเขาใจในการทดสอบเหล็กเส้นเสริ มคอนกรี ต ทั้ง 2 ชนิดมากขึ้น และสามารถ
บอกคุณสมบัติเบื้องต้น ของเหล็กในแต่ละชั้นคุณภาพได้ และสามารถเลือกเหล็กเส้นเสริ มคอนกรี ตที่มี
คุณภาพ และ คุณสมบัติ ตรงตามแบบ ที่จะทําการก่อสร้างได้

8. 3
บทที่ 2
ทฤษฏีและคุณสมบัตทเี่ กียวข้ องกับการทดลอง
ิ ่
ในปัจจุบน ประเทศไทยมีการผลิตเหล็กเสริ มคอนกรี ตประมาณ 3 ล้านตันต่อปี เกื อบ
ั
ทั้งหมดเป็ นการผลิตเพื่อใช้ในประเทศ เกรดเหล็กที่ใช้โดยทัวไปได้แก่ SR24 , SD30 , SD40 ,
่
SD50ซึ่ งได้บญญัติไว้เป็ นมาตรฐานมาประมาณ 20 ปี แล้ว เกรดเหล็กที่ใช้มาก ได้แก่ SR24 ,
ั
SD30 , SD40 สํา หรั บ มาตรฐานเหล็ก เส้น ในต่ า งประเทศ เช่ น ในยุโ รป ออสเตรเลี ย
นิ วซี แลนด์ หรื อแม้แต่ประเทศเพื่ อนบ้าน ได้แก่ มาเลเซี ย และ สิ งค์โปร์ ได้มีการทบทวน
และแก้ไขมาตรฐานของเหล็กเส้นให้สูง ขึ้นโดย แบ่งเป็ น 2 เกรดหลัก ๆ คือ เกรด 250 (MPa)
หรื อ 300 (MPa) สําหรับเหล็ก เส้นกลมซึ่ งจะใกล้เ คีย งกับ SR25 หรื อ SR30 และเกรด 500
(MPa) สําหรับเหล็กข้ออ้อยซึ่ งจะใกล้เคียงกับ SD50 และเขตที่อยู่ในอิทธิ พลของแผ่นดินไหว
เช่นประเทศนิวซี แลนด์ ได้มีการกําหนดเป็ นเกรด 500E ซึ่ งกําหนดให้มีสดส่วนระหว่างกําลังดึง
ั
ํ ั
ประลย และกาลงครากให้กว้างซึ่ งเพื่อเพิ่มความปลอดภัยและการเตือนภัยแก่อาคารที่เพียงพอ
ั
ผลจากการปรับเพิ่มคุณสมบัติดานการรั บแรงของเหล็กเส้นเสริ มคอนกรี ตของมาตรฐาน
้
นานาชาติ ดง กล่าว ทําให้ก ารใช้เ หล็ก เส้นมี ประสิ ทธิ ภาพมากขึ้ นจํานวนการใช้เ หล็ก เส้นต่อ
ั
ปริ มาณคอนกรี ตน้อยลง เป็ นการประหยัดการใช้เหล็กอย่างมีประสิ ทธิภาพเพิ่มขึ้น
สํา หรั บ ประเทศไทยในการเพิ่ ม คุ ณ สมบัติ ด้า นการรั บ แรงจํา เป็ นต้อ งมี ก ารทบทวน
คุณสมบ ติทางเคมี และคุณสมบติท างกลที่ได้บญญติไว ้ในมาตรฐานผลิ ตภณฑ์อุตสาหกรรม
ั ั ั ั ั
ํ
ส่ วนการออกแบบได้มีการบัญญัติมาตรฐานสําหรับอาคารคอนกรี ตเสริ มเหล็กโดยวิธีกาลังไว้
แล้ว โดยวิศวกรรมสถานแห่ งประเทศไทย แต่เหล็กเส้นเกรดSD50 นี้ ยงมีการใช้ไม่แพร่ หลาย
ั
เท่าที่ควรหากประเทศไทยจะได้รับการทบทวนมาตรฐานดังกล่าว ให้เป็ นไปในทิศทางเดียวกับ
มาตรฐานสากลก็จะทําให้ผลิตภัณฑ์เหล็กเส้นเสริ มคอนกรี ตของไทยมีความสอดคล้องและก้าว
ตามผลการวิจยและพัฒนาการของเหล็กเส้นในต่างประเทศ และจะเป็ นการประหยดเงินตราที่
ั ั
ต้องนําเข้าเศษเหล็ก และวัสดุก่ ึงวัตถุดิบได้ไม่ต่ากว่าปี ละ ประมาณ 1,800 ลานบาท
ํ ้

9. 4
เหล็กเส้นเสริมคอนกรีตทมีใช้อยู่ในประเทศไทย
ี่
้ ั
เหลกเส้นเสริมคอนกรีตในมาตรฐานไทย มีดวยกน 4 มาตรฐาน คือ
็
1. มอก.20-2543 ไดแก่ เหลกเส้นเสริมคอนกรีตชนิดเส้นกลม
้ ็
2. มอก.24-2536 ไดแก่ เหลกเส้นเสริมคอนกรีตชนิดขอออย
้ ็ ้ ้
3. มอก.737-2531 ไดแก่ ตะแกรงลวดเหลกกลาเชื่อมติดเสริมคอนกรีต
้ ็ ้
4. มอก.926-2533 ไดแก่ ตะแกรงลวดเหลกกลาขอออยเชื่อมติดเสริมคอนกรีต
้ ็ ้ ้ ้
มาตรฐานอนดบที่ 1 และ 2 เป็นเหลกเส้นเสริมคอนกรีตที่ผลิตโดยวิธีรีดร้อนมีค่าความ
ั ั ็
เค้นพิสูจน์ที่ 2,400 kg./ cm.2 สาหรับเส้นกลมที่เรียกว่า SR24 และมีคาความเคนพิสูจน์ 3,000,
ํ ่ ้
4,000 , 5,000 kg./ cm.2 ที่เรียกว่า SD30 , SD40 , SD50 ตามลาดบ
ํ ั
ในการผลิ ตโดยทัว ไป คุณสมบัติต้านแรงดึ ง นี้ ข้ ึ นอยู่ก ับส่ ว นผสมทางเคมี โ ดยเฉพาะ
่
ํ
คาร์ บอน ซึ่ งเป็ นตัวหลักในการเพิ่มแรงดึงของเหล็ก ในมาตรฐานไทยได้กาหนดค่าเปอร์ เซ็นต์
คาร์ บ อนสู ง สุ ดสําหรั บSR24 เป็ น 0.28 และคาร์ บอนสู ง สุ ดสําหรั บ SD30 เท่ากับ 0.27 ส่ ว น
ํ
SD40, SD50 ไม่ได้กาหนดค่าคาร์ บอนสูงสุดไว้ ส่ วนข้อกําหนดด้านคาร์ บอนเทียบเท่า (Carbon
Equivalent) ซึ่ งประกอบด้วยเปอร์ เซ็นต์คาร์ บอนและแมงกานีส สําหรับ SD30, SD40, SD50 ได้
กาหนดค่าคาร์บอนเทียบเท่าสูงสุด เป็น 0.50, 0.55, 0.60 ตามลาดบดงไดแสดงไวในตารางที่ 1
ํ ํ ั ั ้ ้
ตารางที่ 1 ค่าส่วนผสมทางเคมี

10. 5
ขนาดของเหลกเส้นกลมที่ผลิตมีขนาดเส้นผานศูนยกลางต้งแต่ 6 ถึง 34 มม. และสาหรับ
็ ่ ์ ั ํ
เหลกขอออย กาหนดขนาดเส้นผ่านศูนยกลางต้งแต่ 10 ถึง 40 มม. ดงไดแสดงไวในตารางที่ 2
็ ้ ้ ํ ์ ั ั ้ ้
ตารางที่ 2 ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเหล็กเส้นกลม และ ข้ออ้อย
สาหรับเหล็กตะแกรงเชื่อมติดตามมาตรฐาน มอก. 737 ผลิตจากลวดเหล็กดึงเย็นตาม
ํ
มาตรฐาน มอก. 747 ขนาดที่ผลิตมีต้งแต่ 2 – 8 มม. ส่วนคาความเค้นพิสูจน์ มีค่าเท่ากับ 386
ั ่
MPa สาหรับลวดเหลกขนาด 3 มม. ลงมา และมีค่าความเค้นพิสูจน์เท่ากับ 448 MPa สําหรับ
ํ ็
ลวดเหลก 3.3 มม. ข้ ึนไป ดงไดแสดงไวในตารางที่ 3
็ ั ้ ้

11. 6
ตารางที่ 3 ค่าตาม มอก.747
นอกจากตะแกรงลวดเหล็ก เชื่ อ มติ ดชนิ ดกลม ตามมาตรฐาน มอก. 737 แล้ว ยัง มี
มาตรฐาน มอก. 926 ที่กล่าวถึงตะแกรงลวดเหลกกลาขอออยเชื่อมติดเสริมคอนกรีต ส่วนที่ต่าง
็ ้ ้ ้
จากมาตรฐาน มอก. 737 คื อ หลัง จากผ่านการดึง เย็นแล้ว จะผ่านกระบวนการยํ้าผิวเพื่ อให้มี
ลัก ษณะเป็ นข้อ อ้อ ยเพื่ อ เพิ่ ม คุ ณ สมบัติ ใ นการยึด เกาะคอนกรี ต ค่ าความเค้น พิ สู จ น์ ที่ 0.5
เปอร์ เซ็นต์ มีค่าเท่ากับ 485 MPa และมีขนาดเส้นผ่านศูนยกลางที่ผลิตต้ งแต่ 3 – 9 มม. ดังได้
์ ั
แสดงไวในตารางที่ 4
้
ตารางที่ 4 ค่าตาม มอก. 926

12. 7
สําหรับวัตถุดิบของลวดเหล็กดึงเย็นตามมาตรฐานตะแกรงทั้ง 2 ได้จากเหล็กลวด (Wire
rod) ที่ผลิตจากขบวนการรี ดร้อนนํามาดึงลดขนาด จนได้เส้นผ่านศูนย์กลางและความเค้นพิสูจน์
ตามที่ ต้อ งการแล้ว จึ ง นํามาเชื่ อ มเป็ นรู ป ตะแกรงสี่ เ หลี่ ย ม ในการทดสอบคุ ณภาพตะแกรง
ตะแกรงลวดเหล็กเชื่อม ต้องนําตัวอย่างที่ได้จากการตัดลวดเหล็กส่ วนที่มีจุดเชื่อมอยู่ดวยมาทํา
้
การทดสอบให้ได้คุณสมบัติตานแรงดึงตามมอก. ทั้งสอง ส่ วนคุณภาพของการเชื่อมในมอก. ที่
้
737 กําหนดค่าด้วยแรงเฉื อนเป็ นหน่วยนิ วตัน ที่ 241 เท่า ของพื้นที่หน้าตัดของลวดเส้นใหญ่
และสาหรับลวดเหล็กชนิดข้ออ้อยตาม มอก. 926 กําหนดค่าด้วยแรงเฉื อนเป็ นหน่วยนิ วตัน ที่
ํ
138 เท่า ของพื้นที่หน้าตัดของเหล็กเส้นใหญ่ ตามแสดงไว้ในตารางทั้งสองข้างต้น
ยังมีเหล็กเส้นชนิ ดเกลียว ที่ได้นามาใช้ในเมืองไทยประมาณ 10 ปี มาแล้ว เหล็กเส้น
ํ
ชนิ ดนี้ เป็ นเหล็กเส้นเกลียวชนิ ดแรงดึงสู ง สําหรับงานคอนกรี ตอัดแรง บริ ษทซึ่ ง เป็ นผูนาใน
ั ้ ํ
การผลิตเหล็กเส้นดังกล่าวได้แก่ บริ ษท DYWIDAG SYSTEM INTERNATIONAL (DSI) ซ่ ึ ง
ั
ั
ใช้มาตรฐานเยอรมันเป็ นหลัก และสามารถเทียบเคียงได้กบ มาตรฐาน ASTM A-722 เหล็กเส้น
เกลียวชนิ ดนี้ มีค่าแรงเค้นพิสูจน์ระหว่าง 835–1080 MPa และมีขนาดผลิต 15 ถึง 36 mm. ตาม
ตารางที่ 5.1, 5.2, 5.3 และ 5.4
ตารางที่ 5.1 เหล็กเกลียว Grade 880/1080

13. 8
ตารางที่ 5.2 เหล็กเกลียว Grade 835/1030
ตารางที่ 5.3 เหล็กเกลียว Grade 930/1080

14. 9
ตารางที่ 5.4 เหล็กเกลียว Grade 1080/1230
เหล็กเส้นเกลียวอีกชนิดหนึ่งนิยมใช้ในงานปฐพีกลศาสตร์ และในงานคอนกรี ตทัวไปใน
่
ต่างประเทศ เนื่องจากรู ปร่ างของเหล็กเส้นมีลกษณะเป็ นเกลียว จึ งสามารถนําเหล็กเส้นเกลียว
ั
2 เส้นมาต่อกันได้ดวยข้อต่อ ซึ่ งทําให้เกิ ดความสะดวกในการทํางาน และเกิ ดความรวดเร็ วใน
้
การต่อเหล็ก ผูนาในการผลิตคือ บริ ษท DYWIDAG SYSTEM INTERNATIONAL (DSI)
้ ํ ั
เช่นกน ค่าแรงเคนพิสูจน์ที่ผลิต คือ 500 และ 550 MPa ขนาดที่ผลิ ตมีต้ งแต่ 12 มม. ถึง 63.50
ั ้ ั
มม. ดงไดแสดงไวในตารางที่ 6
ั ้ ้

15. 10
ตารางที่ 6 เหล็กเส้นเกลียว
Terminology ที่ใช้ สําหรับเหล็กเสริมคอนกรีต
เหล็กเส้ นรีดร้ อน
ผลิตภัณฑ์เหล็กเส้นที่รีดให้ได้รูปร่ างและขนาดที่อุณหภูมิประมาณ 1,150 องศาเซลเซี ยส
คุณสมบ ติท างกล ที่ อุณหภูมิห้อ งข้ ึ นอยู่ก ับส่ว นผสมทางเคมีแ ละเทคนิคในการรี ด ผิว ของ
ั
เหล็กเส้นอาจเรี ยบหรื อเป็ นบั้งก็ได้

16. 11
เหล็กเส้ นและเหล็กม้ วนชนิด Micro Alloy
เหล็ก เส้ น หรื อเหล็ ก ม้ว นชนิ ด น้ ี ผลิ ต โดยวิ ธี รี ดร้ อ นจากว ัต ถุ ดิ บ ที่ มี ส่ ว นผสมของ
Vanadium หรือ Alloy อื่น ๆ ที่มีคุณสมบติในการเพิ่มคุณสมบติทางกล การผสมโลหะพิเศษน้ ี
ั ั
ั
มักใช้กบเหล็กเส้น หรือ เหล็กม้วน ชนิ ด SD40, SD 50 ในประเทศไทยนอกจากส่ วนผสมของ
Alloy แล้วยังมีเปอร์ เซ็นต์คาร์ บอนในการเพิ่มคุณสมบัติทางกลอีกส่วนหนึ่งด้วย
Quench and Self Tempered Deformed Bar
เหล็กเส้นชนิดนี้ เป็ นเหล็กที่มีเปอร์ เซ็นต์คาร์ บอนตํ่า ในกระบวนการผลิตเมื่อเหล็กเส้น
ถูกรี ดให้ได้ขนาดรู ปร่ างตามต้องการแล้ว จึ งผ่านกระแสนํ้าเพื่อชุบเหล็กให้ภายนอกของเหล็ก
ั ั ่ ํ ้
เย็นตัวโดยเร็ ว ส่วนแกนในยังคงมีลกษณะเป็ นเหล็กแดง เรี ยกว่า Austenitic หลงจากผานน้ าแลว
ความร้ อนจากภายในแกนจะปรับผิว เหล็ก ดานนอกให้เป็นชนิด Tempered marten site ส่ ว น
้
ภายในเปลี่ยนเป็ นเหล็กชนิ ด Ferrite และ Pearlite เมื่อเย็นตัวลงเหล็กคอมโพสิ ท (Composite)
ดังกล่าวจะมีความแข็งที่ได้จากผิวนอก และมีความเหนียวที่ได้จากแกนใน
ลวดเหล็กดึงเย็น
ลวดเหล็กชนิดน้ ี ผลิตโดย นาเหล็กลวด (Wire rod) มาดึงลดขนาด ลวดเหล็กที่ได้จะมี
ํ
ขนาดเหล็กลงและมีผิวเรี ยบ ในกรณี ที่ตองการผิวเป็ นบั้งเช่นข้ออ้อยต้องผ่านเครื่ องยํ้า ซึ่ งจะยํ้า
้
ผิวเหล็กเป็ นช่วง ๆ เพื่อให้ผิวเหล็กมีลกษณะเป็ นคลื่น
ั
ความหมายของคุณสมบัตของเหล็กเส้นบางประการที่ควรรู้
ิ
Weldability (ความสามารถในการเชื่อม)
ในงานก่อ สร้ างทัวไป อาจมี ความจําเป็ นที่ตองมีการต่อเหล็กเส้นสองเส้นหรื อยึดส่ ว น
่ ้
ของเหล็กเส้นกับชิ้นส่วนที่เป็ นเหล็กอื่นๆโดยการเชื่อมด้วยลวดเชื่อม เมื่อเหล็กเส้นได้รับความ
ร้ อ นจากการละลายตัว ของลวดเชื่ อ มและจากกระแสไฟฟ้ าที่ผ่านเนื้ อ เหล็ก และเย็นตัว อย่าง
รวดเร็ ว ในอากาศ จะทําให้เ กิ ด การเปลี่ ย นแปลงภายในเนื้ อ เหล็ก ที่ ท ําให้คุ ณสมบัติท างกล
เปลี่ยนไปโดยเฉพาะความยืด (Elongation) ยิ่งเหล็กที่มีเปอร์ เซ็นคาร์บอนสูงข้ ึนความสามารถ

17. 12
ด้านความยืดนี้ จะลดลง เนื่ องจากเหล็กเส้นเกรด SD40 และ SD50 ที่ผลิตตามมาตรฐานไทย
ไม่ ไ ด้กํา หนดค่ าคาร์ บ อนสู ง สุ ดไว้ จึ ง มัก นิ ย มใช้ว ต ถุ ดิบ ที่ มี เ ปอร์ เ ซ็ นคาร์ บ อนสู ง เพื่ อ เพิ่ ม
ั
คุณสมบติทางกล ผลที่ตามมาคือการเสียคุณสมบติดานความยืดหลงการเชื่อม ดงแสดงไวในรูป
ั ั ้ ั ั ้
เสริมเหล็กภายในคอนกรีตที่ผ่านการเชื่อมน้ ี จะไม่สามารถทนแรงกระแทกอย่างแรง (impact
ั
load) ได้และการพังทลายเมื่อรับนํ้าหนักเกินพิกดจะเกิดขึ้นทันทีโดยไม่มีการเตือนล่วงหน้า
ในหลายประเทศได้มีการทบทวนมาตรฐานของเหล็กเส้นเสริ มคอนกรี ตโดยการควบคุม
ํ
เปอร์เซ็นคาร์บอนและเปอร์เซ็นคาร์ บอนเทียบเท่า (Carbon equivalent) สู งสุ ดไว้และได้กาหนด
ความสามารถในการเชื่อม (Weldability) เป็ นคุณสมบัติที่จาเป็ นของเหล็กเส้นเสริ มคอนกรี ต ดัง
ํ
แสดงไวในตารางที่ 7
้
ตารางที่ 7 ค่าความสามารถในการเชื่อม

18. 13
กําลังคราก (Yield Stress) ของเหล็ก
ค่ากําลังครากของเหล็กคือกําลังดึงใช้งานสูงสุดที่สามารถนํามาใช้ได้ของเหล็กเส้นเสริ ม
คอนกรีต ค่ากาลงครากน้ ีหาไดโดยการเหลกตวอยางดวยเครื่องดึงทดสอบแลวอานค่าแรงดึง
ํ ั ้ ็ ั ่ ้ ้ ่
ั ํ
เทียบกับส่วนยืดภายในพิกดที่ทาเครื่ องหมายไว้ เมื่อนําค่าแรงดึงหรื อความเค้น ( แรงดึงหารด้วย
ั ํ
พ้ืนที่หน้าตัดหรื อ stress ) มาพล็อตเทียบกับส่วนยืดหรื อความเครี ยด ( ส่วนยืดหารด้วยพิกดที่ทา
เครื่ องหมายไว้หรื อ strain) จะได้เส้นตรงในช่วงแรกที่เรี ยกว่าเส้นอีลาสติก เมื่อเลยจุดๆหนึ่งส่วน
ยืดหรื อความเครี ยดจะเพื่อขึ้นมากโดยไม่เป็ นสัดส่วนกับค่าแรงดึงหรื อความเค้นที่ข้ืนน้อยลง
และเรี ยกเส้นที่พล็อตนี้ว่า Stress – Strain curve สําหรับเหล็กเส้นที่มีแรงดึงตํ่า เช่นเหล็กเส้น
เกรด SR24 SD30 หรื อ SD40 จุดเปลี่ยนหรื อจุดแสดงค่ากําลังครากของเหล็กนี้จะสังเกตได้ง่าย
ํ
ในขณะทําการทดสอบ แต่เมื่อเหล็กมีกาลังสูงขึ้น ณ จุดที่เลยเส้นอีลาสติก สัดส่วนระหว่างความ
เค้นและความเครี ยดจะค่อยๆเปลี่ยนไปและอาจสังเกตไม่ได้ชดเจนจากค่าในเครื่ องทดสอบ มีวิธี
ั
ที่จะหาค่ากําลังคลากเหล็กเส้นที่มีแรงดึงสูงนี้สองวิธีกล่าวคือ
วิธีที่หนึ่ง จากจุดค่าความเครียดที่ 0.1% หรือ 0.2% ข้ ึนอยกบมาตรฐานแต่ละประเทศ
ู่ ั
ลากเส้นขนานกับเส้นอีลาสติกไปตัดเส้น Stress – Strain curve แลวอ่านคาความเคน ค่าที่ไดคือ
้ ่ ้ ้
ค่ากาลงครากของเหลกน้ นหรือเรียกอีกอยางว่าค่าความเคนพิสูญที่จุด 0.1% หรือ 0.2% offset
ํ ั ็ ั ่ ้
แลวแต่กรณี มาตรฐานไทย มอก. 24 อนุญาตให้ใชค่า 0.2% Offset เป็ นค่ากําลังครากของเหล็ก
้ ้
ข้อออยได้
้
วิธีที่สอง ใช้ค่าความเครี ยดเดียวกับระหว่างคอนกรี ตและเหล็ก เช่น ACI 318 และ วสท.
ใชค่าความเครียดที่ 0.0035 ( ซ่ ึ งเป็นค่าความเครียดสูงสุดตามทฤษฎีของคอนกรีต ) แลวลากเส้น
้ ้
ตรงตั้งได้ฉากแกนความเครี ยดไปตัดเส้น Stress – Strain curve แลวอานค่าความเคน ณ จุดน้ น
้ ่ ้ ั
่ ่ ํ ั ั
คาที่ไดเ้ ป็นคากาลงครากที่ตรงกบความเครียดร้อยละ 0.35 ของเหลกขอออยน้ น
็ ้ ้ ั
การพัฒนาเหล็กรีดร้ อนชนิดคุณภาพสู ง
ํ ่ ั
เพื่อสนองความต้องการทางด้านวิศวกรรมการก่อสร้างที่กาลังดําเนินอยูท้งในและ
ต่างประเทศ รวมถึงแนวทางในการพัฒนาเหล็กเส้นชนิดรี ดร้อนสําหรับเสริ มคอนกรี ตที่ได้

19. 14
แสดงไว้ขางต้น จะเห็นได้ว่าอุตสาหกรรมเหล็กและมาตรฐานอุตสาหกรรมเหล็กของประเทศ
้
ไทยควรมีการเน้นการพัฒนาเหล็กเส้นชนิดรี ดร้อนเสริ มคอนกรี ตเป็ นเกรด 500 ชนิดเชื่อมได้
ํ ่
เพื่อการใช้ในประเทศและใช้กาลังผลิตที่เหลืออยูมากกว่า 50 เปอร์ เซ็นต์เพื่อการส่งออกตาม
มาตรฐานต่างประเทศ
สาหรับลวดเหลกตะแกรงขอออยที่ผลิตอยตามมาตรฐาน มอก. 926 แมว่าจะเป็นการ
ํ ็ ้ ้ ู่ ้
ปรับปรุ งข้อด้อยในการยึดเกาะคอนกรี ตของลวดเหล็กตะแกรงเส้นกลมตามมาตรฐาน มอก. 737
ก็ตาม ลวดเหลกตะแกรงท้งสองชนิดลวนมีความยืด (Elongation) ต่า คือประมาณ 6 ถึง 8
็ ั ้ ํ
เปอร์เซ็นต์เมื่อเปรี ยบเทียบกับเหล็กเส้นชนิดรี ดร้อนในเกรดใกล้เคียงกันที่มีความยืดประมาณ 13
เปอร์เซ็นต์ จึงไม่เป็ นที่ยอมรับของวิศวกรในงานก่อสร้างที่คานึงถึงความปลอดภัยและเตือนภัย
ํ
เมื่อเกิดการแตกร้าว
จึงได้มีการวิจยและพัฒนาเหล็กเส้นข้ออ้อยรี ดร้อนชนิดเชื่อมได้ เกรด 550 ซึ่ งเป็ นเหล็ก
ั
ตะแกรงข้ออ้อยเสริ มคอนกรี ตชนิดคุณภาพสูงสุดในประเทศ มีค่าความยืดขั้นตํ่า 13 เปอร์ เซ็นต์
และมีคุณสมบัติทางกลอื่นๆ เช่นเดียวกับเหล็กเส้นข้ออ้อยเกรด SD50 โดยทัวไป ดังได้แสดงไว้
่
ในตารางที่ 8
ตารางที่ 8 เหล็กตะแกรงข้ออ้อยเสริ มคอนกรี ต

20. 15
และเมื่อทําการเปรี ยบเทียบคุณสมบัติทางกลที่สําคัญระหว่างมาตรฐานไทย มาตรฐาน
่
ตางประเทศ และ เหลกเส้นขอออยรีดร้อนชนิดเชื่อมไดของ บริษท เหล็กบุรพาอุตสาหกรรม
็ ้ ้ ้ ั
จํากัด และจะเห็นว่า เหล็กเส้นข้ออ้อยเกรด 550 ของบริ ษทฯ สอดคล้องกับมาตรฐาน ACI 318
ั
และ ASTM A 497 ตามตารางที่ 9
ตารางที่ 9 เปรี ยบเทียบคุณสมบัติทางกล

21. 16
เหล็กเส้นข้ออ้อยรี ดร้ อนชนิ ดเชื่อมได้ เกรด 550 สร้ างประโยชน์ท้ งทางด้านวิศวกรรม
ั
และเศรษฐศาสตร์ ดงต่อไปนี้
ั
1. สามารถลดความคบคงของเหลกเส้น โดยเฉพาะในจุดเชื่อมของคานและเสาทําให้เท
ั ั่ ็
คอนกรี ตได้สะดวก
2. เนื่องจากขนาดเหล็กจะเล็กลง ระยะทาบจะสั้นลงด้วย
3. ลดแรงงานในการผูกและวางเหล็ก
4. ลดต้นทุนค่าเหล็กเส้น
5. ลดการศูนย์เสี ยเงินตราต่างประเทศ
ความประหยัดจากการเพมคุณภาพของเหล็กเส้นเสริมคอนกรีต
ิ่
เพื่อการเปรี ยบเทียบอย่างง่าย เมื่อนําราคาและความสามารถในการรับแรงของ เหล็กข้อ
อ้อ ยเกรด SD30, SD40, SD50 และ BRP55 มาเที ย บกันอย่างตรงไปตรงมาโดยไม่คานึ ง ถึ ง
ํ
ปริมาณเหลกเสริมต่าสุดซ่ ึ งเป็นขอจากดในบางกรณี และเมื่อต้ งสมมุติฐานว่าเหล็กเส้นขอออย
็ ํ ้ ํ ั ั ้ ้
เกรด SD40 เป็ นมาตรฐานในการก่อสร้างโดยทัวไป จะเห็นว่าต้นทุนในการใช้เหล็กจะลดลงเมื่อ
่
เปลี่ยนเกรดของเหล็กเส้นให้สูงขึ้นเพราะราคาเหล็กเส้นและเกรดที่เพิ่มขึ้นไม่ได้มีความสัมพันธ์
โดยตรง เกรด 55 จะให้ค่าการประหยัดถึง 20 เปอร์ เซ็นต์ตามตารางที่ 10
ตารางที่ 10 ความประหยัด

22. 17
ในด้านการประหยัดเงินตราต่างประเทศ เหล็กเส้นเสริ มคอนกรี ตที่ผลิตในประเทศไทยมี
แหล่งที่มาของวัตถุดิบ 3 แหล่งด้วยกันคือ
1. เศษเหล็กในประเทศ
2. เศษเหล็กนําเข้า
3. เหล็กแท่งเล็ก (Billet) นําเข้า
เศษเหล็ก ในข้อ 1 และ 2 จะนํามาหลอมในเตาหลอมไฟฟ้ าเพื่อ ผลิตเป็ นเหล็กแท่งเล็ก
แล้วนํามาอบให้ร้ อนประมาณ 1,150 องศาเซลเซี ยส ก่ อนนํามารี ดเป็ นเหล็ก เส้นเช่นเดี ยวกับ
เหล็กแท่งเล็กนําเข้าในข้อ 3
ความต้อ งการของเกรดต่า งๆของเหล็ก เส้นก่ อ สร้ างที่ มีอ ยู่ในตลาด อันได้แก่ SR24,
SD30, SD40 และ SD50 แบ่งได้อย่างหยาบๆเป็ นร้อยละ 30 สําหรับสามเกรดแรก และน้อยกว่า
ร้ อ ยละ 10 สําหรับ SD50 จากตารางที่ 11 หากประมาณการว่าความต้อ งการของเหล็กเส้นมี
ประมาณ 3 ล้านตัน ในการเปลี่ ยนพฤติก รรมการใช้เ หล็ก ข้ออ้อ ยจาก SD30 และ SD40 เป็น
SD50 ทั้ง หมดโดยคงเหล็ก เส้นกลม SR24 ไว้สําหรั บงานก่ อ สร้ างขนาดเล็ก ประเทศไทยจะ
สามารถประหยัดเงิ นตราต่างประเทศได้ประมาณ 1,800 ล้านบาท เมื่อ เปรี ยบเทียบมูลค่าของ
อุปกรณ์และเทคโนโลยีการเปลี่ยนเกรดของผลิตภัณฑ์สามารถหาได้ในประเทศในราคาที่ไม่สูง
ย่อมเป็ นการลงทุนที่คุมค่าอย่างยิ่ง และสําหรับผูใช้งานก็จะได้ใช้ผลิตภัณฑ์ที่คุณภาพที่ดีในราคา
้ ้
ที่ถูกลง

23. 18
ตารางที่ 11 การประหยัดเงินตราต่างประเทศ

24. 19
การทดสอบแรงดึง
การทดสอบแรงดึง เป็ นวิธีที่นิยมใช้เพื่อวัดคุณสมบัติความต้านทานของวัสดุต่อแรงที่มา
กระทํา โดยเริ่ มจาก
ั
1. การกด (Milling) ชิ้นงานสําหรับทดสอบให้ได้ขนาดตามมาตรฐานที่ตองการทดสอบ
้
เช่น สมอ. JIS
ั
2. เช็ดสารหล่อลื่นที่ติดมากับชิ้นงานที่กดเสร็ จแล้วให้สะอาด และอาจใช้กระดาษทราย
ลูบช้ิ นงานทดสอบ ถาผิวเหล็ก มีสนิม (Scale, เช่น ในกรณี ของเหล็กแผ่นรี ดร้ อน)
้
เพื่อป้ องกันการเลื่อน (slip) ของชิ้นงานจากหวจบขณะทาการดึง
ั ั ํ
3. ตรวจสอบความเรี ยบของชิ้นงาน โดยจะต้องไม่โกงงอ เพื่อให้ได้ค่าที่ถูกต้องจากการ
ทดสอบ
4. ทําการวัดและบันทึกค่าขนาดของชิ้นทดสอบที่ได้จากการเตรี ยม และตรวจเช็คว่าให้
แน่ ใจว่าขนาด (Dimension) ของชิ้ นทดสอบอยู่ในช่ว งที่ ยอมรั บได้ของมาตรฐาน
ทดสอบนั้นๆ
5. ทําการดึงด้วยเครื่ องดึง (Tensile machine) ซึ่ งเมื่อดึงเสร็ จสิ้ น (ชิ้นงานขาดจากกันเป็ น
สองส่วน) โปรแกรมของเครื่ องส่วนใหญ่จะทําการวาดกราฟและคํานวณค่าต่างๆ ที่
เราต้องการ
รูปที่ 1 กราฟความเคน-ความเครี ยดของเหลกกลาคาร์บอนต่าในสภาพอบอ่อน
้ ็ ้ ํ

25. 20
กราฟข้างบนแสดงค่าความเค้น (Stress) เทียบกับความเครี ยด (Strain) จากการทดสอบ
แรงดึงเหลกกลาคาร์บอนต่า โดยค่าต่างๆ ในกราฟคานวณจาก
็ ้ ํ ํ
ความเค้น (Stress) = แรงที่กระทํา /พืนทีหน้ าตัดที่รับแรงนั้น
้ ่
(หน่วยของความเค้นอาจเป็ น N/mm2 หรือ MPa หรือ kgf/mm2 หรือ psi หรือ ksi ก็ได้)
โดยพ้ืนที่หน้าตดที่ใชในการคานวณค่าความเคนมกจะใชพ้ืนที่หน้าตดเริ่มตนก่อนที่
ั ้ ํ ้ ั ้ ั ้
จะทํา การทดสอบ (A0) เราเรี ย กค่า ความเค้นนี้ ว่า Engineering stress ซ่ ึ งแสดงดง เส้ นโค้ง
ั
ABCDEF ใน รู ปที่ 3 ซึ่ งค่าความเค้นจะลดลงในช่วงปลายของการยืดตัว เนื่ องจากเกิ ดการคอด
(Necking) ทําให้ช้ินงานรับแรงได้นอยลงอย่างมาก (แต่ถาคานวณความเคนจากพ้ืนที่หน้าตด ณ.
้ ้ ํ ้ ั
ช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ งที่หน้าตัดเล็กลง เราจะเรี ยกค่าความเค้นจากการคํานวณนี้ ว่า True Stress
ซึ่ งแสดงดังเส้นโค้ง ABCDG ซึ่ งความเค้นในช่วงปลายของการยืดตัวยังคงสู งขึ้ นเนื่ องจากใช้
พ้ืนที่จริ งๆ ขณะนั้นเป็ นตัวหาร)
สาหรับค่าความเครียดสามารถคานวณไดจากสูตร
ํ ํ ้
ความเครียด (Strain) = ความยาวที่ยืดออก (Dl)/ความยาวเริ่มต้น (l0)
ในทํานองเดียวกัน เราเรี ยกค่าความเครี ยดที่คานวณโดยการใช้ค่าความยาวเริ่ มต้น (l0)
ํ
เป็ นตัวเทียบนี้ ว่า engineering strain
ช่วงต่างๆ ของกราฟความเค้น-ความเครี ยดที่น่าสนใจได้แก่
ั
ช่วง AB เป็ นช่วงที่วสดุเริ่ มยืดตัว โดยที่ระยะยืดตัวจะมีความสัมพันธ์กบแรงที่มาดึงเป็ น
ั
แนวเส้นตรง เราเรี ยกช่วงนี้ ของกราฟว่า Proportional limit หรือ Limit of Proportionality โดย
ความชันของเส้นตรงดังกล่าวจะเรี ยกว่า Young’s Modulus of Elasticity

26. 21
เมื่อว สดุยืดตวอี กเล็ก น้อยจะถึง จุ ด C ซึ่ งเป็ นจุ ดที่ เ ริ่ มที่จ ะมี การแปรรู ปแบบถาวร
ั ั
(Plastic deformation) โดยวัสดุที่ได้รับแรงดึงในช่วง AC เมื่อทําการหยุดดึงชิ้นงานจะหดกลับไป
ยังความยาวเริ่ มแรกของวัสดุน้ น เราเรี ยกการแปรรู ปในช่วง AC ว่า Elastic deformation ในทาง
ั
ปฏิบติ จุด B และ Cจะอยูใกล้กนมากจนสามารถถือได้ว่าเป็ นจุดเดียวกัน
ั ่ ั
สาหรับเหลกกลาคาร์บอนเมื่อทาการแปรรูปต่อจากจุด C ความเค้นจะลดลงและคงที่
ํ ็ ้ ํ
โดยวัสดุสามารถยืดตัว ออกไปได้เ องโดยไม่ตอ งเพิ่ มความเค้น ซ่ ึ ง เป็นคุณสมบัติเ ฉพาะของ
้
เหลกกลาคาร์บอนต่า เราเรียกค่าความเคนที่จุด D ว่า ความเคนที่จุดคลาก (Yield stress)
็ ้ ํ ้ ้
เมื่อดึงวัสดุต่อจากจุด D ไป ค่าความเคนจะคอยๆ เพิ่มข้ ึนเมื่อระยะยืดเพ่ิมข้ ึนจนถึงจุด
้ ่
E ซึ่ ง เป็ นจุ ดที่ ความเค้นสู ง สุ ดของกราฟที่เ ป็ นเส้นเต็ม เราเรี ย กค่าความเค้นสู งสุ ดนี้ ว่า ความ
ต้านทานแรงดึง (Tensile strength) ซ่ ึ งถาวสดุถูกดึงออกจากจุด D พ้ืนที่หน้าตดบางส่วนของ
้ ั ั
ชิ้นงานจะเริ่ มเกิด การคอด (Non-uniform deformation) และทําให้รับแรงได้นอยลงอย่างมาก
้
เมื่อดึงวัสดุต่อจนถึงจุด F วัสดุจะขาดในที่สุด ซึ่ งเราสามารถหาค่าความยาวที่วสดุยืด
ั
ตวออกโดยการนาเอาช้ินงานที่ขาดมาต่อกน แลวหาความยาวของวสดุหลงการดึง (Final gauge
ั ํ ั ้ ั ั
length) ลบด้วยความยาวของวัสดุก่อนดึง (Initial gauge length) และทําการคํานวณหาค่า ความ
ยืดตัวร้อยละ (Percentage elongation) ได้โดย
(ความยาวก่อนดึง − ความยาวหลงดึง) × 100
ความยืดร้อยละ =
ั
ความยาวก่อนดึง
ํ ั ่
สาหรับตวอยางกราฟเหลกกลาคาร์บอนแบบอื่นๆ แสดงดงรูปที่ 4
็ ้ ั
สาหรับเหลกกลาคาร์บอนเมื่อเหลกผ่านการรีดปรับผิว (Skin pass rolling) จะไม่ปรากฏ
ํ ็ ้ ็
จุดคลากที่ แท้จ ริ งให้เ ห็ น ดัง นั้นการคํานวณค่าความต้านทานแรงดึง ที่ จุดคลากจะใช้วิ ธีก าร
ลากเส้นขนานกับเส้นโค้งความเค้น-ความเครี ยดในช่วงที่กราฟเป็ นเส้นตรง (Proportional limit)
หรือเรียกว่า Offset method เช่น วดที่ระยะห่าง 0.2%ของ Gauge length ไปตัดกับเส้นกราฟที่ได้
ั

27. 22
จากการดึง (ดังรู ปที่ 5) เราเรี ยกค่าความเค้นตรงจุดที่ท้ งสองตัดกันเรี ยกว่า ค่าความเค้นพิสูจ น์
ั
(Proof stress) ที่ 0.2% เป็นตน
้
รูปที่ 2 กราฟความเคน-ความเครี ยดของเหล็กกล้าคาร์ บอนที่ผ่านการชุบแข็ง (A) และที่
้
่
ผานการชุบแขงและอบคืนตว (B)
็ ั
รู ปที่ 5 แสดงกราฟความเค้น-ความเครี ยดของเหล็กกล้าคาร์ บอนที่ผานอบอ่อนและรี ด
่
ปรับผิว (As annealed skin pass rolled)

28. 23
บทที่ 3
วธีดาเนินการทดลอง
ิ ํ
การทดลองที่ 1 การทดสอบกําลังรับแรงดึงของเหล็กเสริม
เหล็ก เสริ มเป็ นวัสดุก่อ สร้ างที่ สําคัญที่ ใช้ก่ อสร้ างเป็ นองค์อ าคารคอนกรี ตเสริ มเหล็ก
เหล็กเสริ มมีความสามารถในการรับแรงอัดและแรงดึงได้เท่ากัน ดังนั้นในการทดสอบเชิงกล
ต่างๆ เกี่ยวกับเหล็กเสริ มจึงมักทดสอบโดยการดึงในการทดสอบโดยการดึงเหล็กเสริ ม ในขณะ
ที่เกิดความเค้นดึง (Tensile stress) ตัวอย่างทดสอบจะยืดออกไปเรื่ อยๆ ตามขนาดของความเค้น
ที่เพิ่มขึ้น ระยะที่ยืดออกต่อหน่วยความยาวเดิมของตัวอย่างเราเรี ยกว่า ความเครี ยดดึง (Tensile
strain)
ความเค้น (Stress, σ) = แรงดึง / พ้ืนที่หนาตด = P/A
้ ั
ความเครียด (Strain, ε) = ระยะยืด / ความยาวต้งตน = Δ L/L
ั ้
รูปที่ 1 ตัวอย่างกราฟความสัมพันธ์ระหว่าง Stress กับ Strain ของเหล็กเสริ ม
ในการทดสอบโดยการดึงในขณะที่เกิดความเค้นดึง ตัวอย่างทดสอบจะยืดออกไปเรื่ อยๆ
ตามขนาดของความเคนที่เพิ่มข้ ึน ความสัมพนธ์ระหว่างความเคนและความเครียด แสดงไดใน
้ ั ้ ้

29. 24
กราฟ ความเคน(แกนต้ง) กบความเครียด (แกนนอน) ขางตน ซ่ ึ งสามารถอธิบายไดดงน้ ี ช่วงแรก
้ ั ั ้ ้ ้ ั
ความสัมพันธ์จะเป็ นสัดส่วนโดยตรง ขอบเขตความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครี ยด
ในช่วงที่ เป็ นเส้นตรงอยู่เรี ยกว่า พิกดเส้นตรง (Proportional limit) และในช่ว งน้ ี เหล็กเสริมมี
ั
่
คุณสมบัติเป็ นวัสดุยืดหยุน (Elastic) ซึ่ งหมายถึงไม่มีการเสี ยรู ปถาวรเกิ ดขึ้น ค่าความเค้นสู งสุ ด
ของช่วงยืดหยุ่นน้ ี เกิดข้ ึนที่พิกดยืดหยุน (Elastic limit) และค่าความชันของกราฟในช่วงนี้ คือ
ั ่
่
โมดูลสความยืดหยุน (Modulus of elasticity)
ั
ชวงที่สอง เมื่อความเคนสูงกว่าพิกดเส้นตรง เส้นแสดงความสัมพนธ์ระหว่างความเคน
่ ้ ั ั ้
และความเครี ยดจะไม่เป็ นเส้นตรง โดยความเครี ยดจะเพิ่มขึ้นในอัตราที่สูงกว่าเดิม และที่จุดๆ
หนึ่ งความเครี ยดเพิ่มขึ้ นในขณะที่ ความเค้นไม่เพิ่ มขึ้ นเลย ตําแหน่ งดังกล่าวเรี ยกว่า จุดคราก
(Yield point) และความเค้นดังกล่าวเรี ยกว่า ความเคนคราก (Yield stress)
้
ช่วงที่สาม เมื่อความเค้นเพิ่มขึ้นถึงจุดครากและแรงดึงยังคงกระทําต่อไปความเครี ยดจะ
เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ ว และถึงระดบค่าหน่ ึงความเคนจะเริ่มเพิ่มข้ ึนอย่างชาๆ ซ่ ึ งเรียกพฤติกรรมน้ ี
ั ้ ้
ว่า แกร่งข้ ึนดวยความเครียด (Strain hardening) ให้แรงกระทําต่อไปความเค้นจะเพิ่มขึ้นถึงระดับ
้
หนึ่ ง ซึ่ งมีค่าสู งสุ ดเรี ยกว่า กําลังประลัย (Ultimate strength) ในการตัวอย่างจะเกิ ดคอคอดและ
ขาดออกจากกนในตาแหน่งดงกล่าว
ั ํ ั

30. 25
การทดสอบเหล็กเส้ นกลม
วตถุประสงค์
ั
เพื่อหาคุณสมบัติในการรับแรงดึงของเหล็กเส้นกลม เพื่อศึกษาความสามารถในการรับ
แรงต่างๆ ได้แก่
- Ultimate Tensile Strength (กําลังรับแรงดึงประลัย)
- Yield Point ( กําลังรับแรงดึงที่จุดคลาก)
่
- %Elongation (เปอร์ เซ็นต์การยืดหยุน)
่
- Modulus of Elasticity, E (ค่าโมดูลสยืดหยุน)
ั
- Stress-strain diagram (กราฟระหว่างความเค้น-ความเครี ยด)
- Modulus of Resilience
- Type and Character of Fracture
เพื่อศึกษาพฤติกรรมการยืดของเหล็ก (Ductility) ได้แก่
- Percentage of elongations
- Percentage of area reduction
วัสดุที่ใช้ ทดลอง
1. เหล็กเส้นกลมผิวเรี ยบ เส้นผ่านศูนย์กลาง RB 6 จานวน 3 เส้น
ํ
อุปกรณ์ ที่ใช้
1. Universal Testing Machine พร้อมชุดทดสอบแรงดึง
2. Extensometer (เครื่ องวัดการยืดคัว)
3. Vernier Caliper ที่มีความคลาดเคลื่อนไม่เกิ น + 0.05 ม.ม. และมีความละเอียดในการ
วดถึง 0.1 ม.ม.
ั
4. ตลับเมตร ที่มีความยาวเพียงพอที่จะวัดความยาวโดยตลอดของเหล็ก
5. ตาชังแบบ Triple Beam Balance ชังได้ละเอียดถึง 0.1 กรัม
่ ่
6. เลื่อยตัดเหล็ก

31. 26
ทฤษฎี
มาตรฐานงานเหล็กเสริ มคอนกรี ต (Standard for Steel Bars for Reinforced concrete)
เหล็กเส้นกลม (Round Bars) มีดงต่อไปนี้
ั
ขอบข่าย
1. เป็ นเหล็กที่มีผิวเรี ยบ ไม่มีรอยปริ แตกหรื อรอยร้าว
2. มีลกษณะหนาตดกลม พ้ืนที่ลาดตดขวางสม่าเสมอตลอด
ั ้ ั ั ํ
3. สามารถนาไปใชเ้ สริมคอนกรีตได้
ํ
หมายเหตุ แรงเค้นที่จุดคราก = Yield Stress
ความเค้นดึงสูงสุด = Maximum Tensile Stress
ความยืด = Elongation
การทดสอบด้วยแรงดัดเย็น = Cold Bend Test
มุมการดัด = Bending Angle
่ ์
เส้นผาศูนยกลางการดด = Diameter of Bends
ั
ช่วงความยาว 5 เท่าของเส้นผาศูนยกลาง =Gauge Length
่ ์
ช้ ันคุณภาพ เหล็กเส้นกลมที่กาหนดในมาตรฐาน มีช้ นคุณภาพ SR 24 ซ้ ึ งมีเพียงช้ นคุณภาพ
ํ ั ั
่
เดียวความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้

32. 27
การคลาดเคลื่อนสาหรับความยาว ถาหากคามยาวไม่เกิน 10 เมตร ยอมให้คลาดเคลื่อน
ํ ้ ่
ได้ +55 มม. ส่วนความยาวที่เกิด 10 เมตร ยอมให้เกินกว่า 55 มม. ไดอีก 5 มม. ทุกความยาว 1
่ ้
เมตรแต่ตองไม่เกิน 120 มม.
้
รายละเอียดอื่นๆ สามาตรศึกษาไดจากมาตรฐานผลิตภณฑอุตสาหกรรมเหลกเสริม
้ ั ์ ็
คอนกรีต; เหล็กเส้นกลม มอก. 20-2527 . กระทรวงอุตสาหกรรม
การนําตัวอย่างของเหล็กเส้นกลมไปใช้ในการทดสอบ ควรทราบถึงรายละเอียดของ
เหล็กเส้นกลมมาตรฐานที่ผลิตออกมาจาหน่าย ดงแสดงในตาราง
ํ ั

33. 28

34. 29
การเตรียมตวอย่าง
ั
1. ตัดวัสดุทดสอบอย่างน้อย 3 ตัวอย่าง แต่ละชิ้นต้องยาว 1.00-1.50 ม. ซึ่ งทั้ง 3ตัวอย่าง
ควรจะเตรี ยมจากเหล็กเส้นเส้นละตัวอย่าง
2. ความยาวชิ้นทดสอบ และระยะระหว่างหัวจะต้องเป็ นไปตามตาราง 17.1
3. ตัดวัสดุทดสอบให้ยาวไม่นอยกว่า 5.5D โดย D คือขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางขอเหล็กเส้น
้
4. สภาพของวสดุทดสอบตองคงรูป ตองไม่ผ่านกรรมวิธีทางความร้อนมาก่อน การดด
ั ้ ้ ั
จากสภาพโค้งให้ตรงต้องทําโดยการดัดเย็น หากบิดโค้งมากไปให้ตดทิ้ง
ั
5. การทดสอบแต่ละชุดจะตองทาการทดสอบไม่นอยกว่า 3 ตวอยาง
้ ํ ้ ั ่
6. เหล็ก เส้นกลมตั้งแต่ RB15 ลงมาให้ทดสอบโดยไม่ต้อ งกลึ งช้ิ นทดสอบให้เ ล็ก ลง
ั
เหล็กเส้นกลมตั้งแต่ RB19ขึ้นไปอาจกลึงลดขนาดลงไปพอเหมาะที่จะใช้กบเครื่ องทดสอบแรง
ดึงก็ได้แต่ตองไม่น้อยกว่า 15 ม.ม. ในกรณี ที่กลึงลดขนาดลง ความยาวของส่ วนที่กลึงต้องไม่
้
นอยกว่า 5.5D ( D คือขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของส่วนที่กลึง )
้
7. ความยาวพิกด(Gauge Length) ตองเท่ากบ 5D และความยาวระหว่างหัวจับ จะต้องไม่
ั ้ ั
นอยกว่า 5.5D
้
8. ให้ทาเครื่ องหมายบอกระยะ Gauge Length บนเหล็ก ด้ว ยตะไบ โดยวัดออกจาก
ํ
กึ่งกลางของความยาวออกไปข้างละเท่าๆกันดังรู ปที่ 1