ประสิทธิภาพแรงอัดในแนวแกนของเสาท่อเหล็กหน้าตัดสี่เหลี่ยมผืนผ้ากรอกคอนกรีตโดยใช้ปูนซีเมนต์ไฮดรอลิกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
บทความนี้เน้นศึกษาพฤติกรรมรับแรงในแนวแกนและลักษณะการวิบัติของเสาท่อเหล็กหน้าตัดสี่เหลี่ยมผืนผ้ากรอกคอนกรีตที่ใช้ปูนซีเมนต์ไฮดรอลิก (เสา HC-CSFT) ตัวอย่างทดสอบมีจำนวน 36 ตัวอย่าง เป็นเสาหน้าตัดสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาด 150 x 75 mm และสูง 750 mm ตัวแปรสำคัญที่ใช้ในการศึกษา ได้แก่ ประเภทของปูนซีเมนต์ ความหนาของท่อเหล็ก กำลังรับแรงอัดประลัยของคอนกรีต และอายุบ่มของคอนกรีต ปูนซีเมนต์ 2 ประเภทที่แตกต่างกัน ได้แก่ ปูนซีเมนต์ไฮดรอลิก (HC) และปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ (PC) ถูกใช้สำหรับกำลังรับแรงอัดประลัยเท่ากับ 18 25 และ 32 MPa ที่อายุบ่มของคอนกรีตเท่ากับ 28 และ 90 วัน และท่อเหล็กมี 3 ความหนา ได้แก่ 3.0 4.5 และ 6.0 mm การให้แรงอัดกระทำอย่างสมํ่าเสมอต่อหน้าตัดทั้งหมดของเสาและทดสอบโดยการเพิ่มแรงกระทำในแนวแกนอย่างต่อเนื่องจนถึงจุดวิบัติของเสา จากการทดสอบพบว่า เสา HC-CSFT แสดงพฤติกรรมการรับแรงในลักษณะเชิงเส้นตรงถึงประมาณ 90 - 95 % ของแรงอัดสูงสุดหลังจากนั้นพฤติกรรมจะเปลี่ยนแบบไร้เชิงเส้นจนกระทั่งถึงจุดวิบัติ การแตกร้าวของแกนคอนกรีตและการโก่งเดาะเฉพาะที่ของผนังท่อเหล็กเป็นรูปแบบการวิบัติของเสา HC-CSFT เสา PC-CFST มีแรงอัดสูงสุดสูงกว่าเสา HC-CFST ประมาณ 1 - 2 % ที่อายุบ่ม 28 วัน อย่างไรก็ตาม ที่อายุบ่ม 90 วัน เสา HC-CFST มีแรงอัดสูงสุดสูงมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเสา PC-CFST เนื่องจากคอนกรีตที่ใช้ HC มีส่วนผสมของวัสดุปอซโซลานทดแทนการใช้ปูนเม็ด นอกจากนี้ยังพบว่าสมการออกแบบของ ACI สามารถทำนายแรงอัดสูงสุดของเสา HC-CFST ได้อย่างถูกต้อง โดยสรุป จากผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่าปูนซีเมนต์ไฮดรอลิกสามารถใช้เป็นทางเลือกทดแทนปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ในกรณีของเสาท่อเหล็กกรอกคอนกรีตได้อย่างมีประสิทธิภาพ
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
Wang, Z., Hu, H., and Gong, J. (2018). Framework for Modeling Operational Uncertainty to Optimize Offsite Production Scheduling of Precast Components. Automation in Construction. Vol. 86, pp. 69-80. DOI: 10.1016/j.autcon.2017.10.026
Thumrongvut, J., Seangatith, S., and Kumlue, K. (2013). Tests on Structural Behaviors of Precast Partially-Prestressed Concrete Beam’s Joints. RMUTI Journal. Vol. 6, No. 2, pp. 15-30 (in Thai)
Hata, M., Sato, M., and Miyazawa, S. (2022). Experimental Study on the Application of Cementless Material with Industrial By-Products to Steam-Cured Precast Concrete Products. Materials. Vol. 15, p. 7624 DOI: 10.3390/ma15217624
Thumrongvut, J., Seangatith, S., and Kumlue, K. (2014). Effects of Flexural Strengthening with Non-Prestressed Wires on Precast Partially-Prestressed Concrete Beams. RMUTI Journal. Vol. 7, No. 2, pp. 16-33 (in Thai)
Kim, S., Hwang, S., and Son, J. (2022). Safety Management Guidelines for Precast Concrete Production Plants Using Importance-Performance Analysis. Journal of Construction Engineering and Management. Vol. 148, Issue 7, Article 04022038. DOI: 10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0002298
Kamali, M. and Hewage, K. (2017). Development of Performance Criteria for Sustainability Evaluation of Modular Versus Conventional Construction Methods. Journal of Cleaner Production. Vol. 142, Part 4, pp. 3592-3606. DOI: 10.1016/J.JCLEPRO.2016.10.108
Ellobody, E. and Young, B. (2006). Design and Behaviour of Concrete-Filled Cold-Formed Stainless Steel Tube Columns. Engineering Structures. Vol. 28, Issue 5, pp. 716-728. DOI: 10.1016/j.engstruct.2005.09.023
Seangatith, S. and Thumrongvut, J. (2011). Behaviors of Square Thin-Walled Steel Tubed RC Columns Under Direct Axial Compression on RC Core. Procedia Engineering. Vol. 14, pp. 513-520. DOI: 10.1016/j.proeng.2011.07.064
Liew, J. Y. R. and Xiong, D. X. (2012). Ultra-High-Strength Concrete Filled Composite Columns for Multi-Storey Building Construction. Advances in Structural Engineering. Vol. 15, Issue 9, pp. 1487-1503. DOI: 10.1260/1369-4332.15.9.1487
Thumrongvut, J. and Ritraksa, K. (2016). Effects of Load Application on High-Strength Concrete-Filled Circular Steel Tube Specimens. RMUTI Journal Science and Technology. Vol. 9, No. 2, pp. 145-160 (in Thai)
Xiong, M. X., Xiong, D. X., and Richard Liew, J. Y. (2017). Axial Performance of Short Concrete Filled Steel Tubes with High- and Ultra-High- Strength Materials. Engineering Structures. Vol. 136, pp. 494-510. DOI: 10.1016/j.engstruct.2017.01.037
Chang, X., Ru, Z. L., Zhou, W., and Zhang, Y. B. (2013). Study on Concrete-Filled Stainless Steel-Carbon Steel Tubular (CFSCT) Stub Columns Under Compression. Thin-Walled Structures. Vol. 63, pp. 125-133. DOI: 10.1016/j.tws.2012.10.002
Thumrongvut, J., Tipcharoen, A., and Prathumwong, K. (2021). Post-Fire Performance of Square Concrete-Filled Steel Tube Columns Under Uni-Axial Load. Materials Science Forum. Vol. 1016, pp. 618-623. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.1016.618
Bokkhunthod, N., Thumrongvut, J., Supromwan, J., and Seangatith, S. (2022). Experimental Study of Cellular Lightweight Concrete-Filled Steel Tube Columns Using Hydraulic Cement. Key Engineering Materials. Vol. 922, pp. 147-152. DOI: DOI:10.4028/p-3zquh9
Skalomenos, K. A., Hatzigeorgiou, G. D., and Beskos, D. E. (2014). Parameter Identification of Three Hysteretic Models for the Simulation of the Response of CFT Columns to Cyclic Loading. Engineering Structures. Vol. 61, pp. 44-60. DOI: 10.1016/j.engstruct.2014.01.006
Thumrongvut, J., Seangatith, S., Phetchuay, C., and Suksiripattanapong, C. (2022). Comparative Experimental Study of Sustainable Reinforced Portland Cement Concrete and Geopolymer Concrete Beams Using Rice Husk Ash. Sustainability. Vol. 14, No. 16, p. 9856. DOI: 10.3390/su14169856
Phojan, W., Luepongpattana, S., Wonglakorn, N., Thumrongvut, J., Tabyang, W., Keawsawasvong, S., and Suksiripattanapong, C. (2023). Mechanical and Environmental Characteristics of High Calcium Fly Ash Geopolymer Stabilized Soft Bangkok Clay Contaminated with Zinc Sludge. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering. Vol. 8, DOI: 10.1016/j.cscee.2023.100480
Sanchaiwut, M., Thumrongvut, J., Pantawee, S., and Seangatith, S. (2022). Effects of Substitution of Fine Aggregate with Recycled Asphalt Pavement on Compressive Strength of Normal Concrete. Key Engineering Materials. Vol. 922, pp. 163-168. DOI: 10.4028/p-5h70w4
Thai Industrial Standard. (2013). Hydraulic cement (TIS 2594-2556). Thai Industrial Standards Institute, Ministry of Industry, Bangkok. (in Thai)
Thumrongvut, J., Khamphay, P., Seangatith, S., Pantawee, S., and Supromwan, J. (2023). Axial load Performance of Concrete-Filled Steel Tube Columns with Hydraulic Cement and Strengthened by Steel Bars. Ladkrabang Engineering Journal. Vol. 40, No. 2, pp. 117-127 (in Thai)
Thumrongvut, J., Seangatith, S., Siriparinyanan, T., and Wangrakklang, S. (2016). An Experimental Behaviour of Cellular Lightweight Concrete-Filled Steel Square Tube Columns Under Axial Compression. Materials Science Forum. Vol. 860, pp. 121-124. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.860.121
Thai Industrial Standard. (2019). Portland Cement (TIS 15-2562). Thai Industrial Standards Institute, Ministry of Industry, Bangkok. (in Thai)
ACI Committee 211. (2009). Standard Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweight, and Mass Concrete, ACI 211.1-91. American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, USA.
Thai Industrial Standard. (2018). Carbon Steel Tubes for General Structure (TIS 107-2561). Thai Industrial Standards Institute, Ministry of Industry, Bangkok. (in Thai)
ASTM C39. (2018). Standard Test Methods for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens. ASTM: West Conshohocken, PA, USA.
ASTM A500. (2018). Standard Specification for Cold-Formed Welded and Seamless Carbon Steel Structural Tubing in Rounds and Shapes. ASTM: West Conshohocken, PA, USA.
Joysoongnern, N., Thumrongvut, J., Suksiripattanapong, C., and Seangatith, S. (2023). Behavior and Strength of Circular Hydraulic Cement Concrete-Filled Steel Tube Columns. Rajamangala University of Technology Srivijaya Research Journal. Vol. 15, No. 2, pp. 348-360 (in Thai)
Seangatith, S. and Thumrongvut, J. (2009). Experimental Investigation on Square Steel Tubed RC Columns Under Axial Compression. Suranaree Journal of Science and Technology. Vol. 16, No. 3, pp. 205-220
Thumrongvut, J. and Tiwjantuk, P. (2018). Strength and Axial Behavior of Cellular Lightweight Concrete-Filled Steel Rectangular Tube Columns Under Axial Compression. Materials Science Forum. Vol. 941, pp. 2417-2422
ACI Committee 318. (2019). Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-19). American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, USA