คอนกรีตรับแรงอัดได้ดีแต่รับแรงดึงได้น้อย เหล็กเสริมจึงถูกใช้เสริมกำลังรับแรงดึงในโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก (RC) — บทความนี้สรุปชนิด เกรด ขนาด ระยะหุ้มคอนกรีต ระยะเรียง และระยะทาบเหล็กเสริม โดยอ้างอิงมาตรฐานกรมโยธาธิการและผังเมืองโดยตรง
อ้างอิง: มยผ. 1103-64 มาตรฐานงานเหล็กเสริมคอนกรีต และ มยผ. 1101-64 มาตรฐานงานคอนกรีตและคอนกรีตเสริมเหล็ก (กรมโยธาธิการและผังเมือง) ประกอบมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม มอก. 20-2559 (เหล็กเส้นกลม) และ มอก. 24-2559 (เหล็กข้ออ้อย)
ตาม มยผ. 1103-64 ข้อ 3 เหล็กเสริมคอนกรีตที่ใช้ในงานก่อสร้างอ้างอิงมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (มอก.) หลัก 2 ฉบับ:
เหล็กเส้นกลม (Round Bar, RB) — ผิวเรียบไม่มีบั้ง ตามมาตรฐาน มอก. 20-2559 นิยมใช้เป็นเหล็กปลอก (stirrup/tie) มีชั้นคุณภาพหลักคือ SR24
เหล็กข้ออ้อย (Deformed Bar, DB) — ผิวมีบั้งช่วยยึดเกาะกับคอนกรีต ตามมาตรฐาน มอก. 24-2559 ใช้เป็นเหล็กเสริมหลักรับแรงดึงในคาน เสา และพื้น มี 3 ชั้นคุณภาพหลักคือ SD30, SD40 และ SD50
สมบัติทางกลของแต่ละชั้นคุณภาพ (ตามตารางที่ 1 และตารางที่ 3 ของ มยผ. 1103-64) มีดังนี้:
| ชั้นคุณภาพ | กำลังคราก (Yield) เมกาปาสกาล (กก./ตร.ซม.) | กำลังดึงประลัย (Ultimate) เมกาปาสกาล (กก./ตร.ซม.) | ความยืด (%) |
|---|---|---|---|
| SR24 (เส้นกลม) | 235 (2,350) | 385 (3,850) | 21 |
| SD30 (ข้ออ้อย) | 295 (2,950) | 480 (4,800) | 17 |
| SD40 (ข้ออ้อย) | 390 (3,900) | 560 (5,600) | 15 |
| SD50 (ข้ออ้อย) | 490 (4,900) | 620 (6,200) | 13 |
งานอาคารทั่วไปในไทยนิยมใช้ SD40 เป็นเหล็กเสริมหลัก และ SR24 เป็นเหล็กปลอก
ขนาดเหล็กข้ออ้อยระบุเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางระบุ (มม.) นำหน้าด้วย "DB" เช่น DB12 คือเหล็กข้ออ้อยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 มม. ค่ามวลต่อเมตรอ้างอิงตารางที่ 4 ของ มยผ. 1103-64 (พื้นที่หน้าตัดคำนวณจากเส้นผ่านศูนย์กลางระบุ):
| ขนาด | เส้นผ่านศูนย์กลางระบุ (มม.) | มวลต่อเมตร (กก./ม.) | พื้นที่หน้าตัด (ตร.ซม./เส้น) |
|---|---|---|---|
| DB10 | 10 | 0.616 | 0.785 |
| DB12 | 12 | 0.888 | 1.131 |
| DB16 | 16 | 1.578 | 2.011 |
| DB20 | 20 | 2.466 | 3.142 |
| DB25 | 25 | 3.853 | 4.909 |
| DB28 | 28 | 4.834 | 6.158 |
| DB32 | 32 | 6.313 | 8.042 |
| DB36 | 36 | 7.990 | 10.179 |
| DB40 | 40 | 9.865 | 12.566 |
เหล็กเส้นกลม (RB) ที่ใช้ทำเหล็กปลอกทั่วไป ได้แก่ RB6 (0.222 กก./ม.), RB9 (0.499 กก./ม.) และ RB12 (0.888 กก./ม.) ตามตารางที่ 2 ของมาตรฐานเดียวกัน
ตาม มยผ. 1101-64 ข้อ 5.10 ระยะหุ้มเหล็กเสริมน้อยที่สุด (Cmin) คำนวณจากสมการ Cmin = α × C₀ โดย α คือค่าสัมประสิทธิ์ที่ขึ้นกับอัตราส่วนน้ำต่อวัสดุประสาน (W/CM) ของคอนกรีต — มากกว่า 0.65 หรือไม่มีการควบคุมคุณภาพ ใช้ α = 1.2, ช่วง 0.45–0.65 ใช้ α = 1.0 และต่ำกว่า 0.45 ใช้ α = 0.8 ส่วน C₀ คือระยะหุ้มเหล็กเสริมทั่วไปตามตารางที่ 13 (คอนกรีตหล่อในที่):
| ประเภทของงานก่อสร้าง | ระยะหุ้มต่ำสุด (มม.) |
|---|---|
| คอนกรีตหล่อติดกับดินโดยตรง (ผิวคอนกรีตสัมผัสดินตลอดเวลาที่ใช้งาน) | 75 |
| คอนกรีตสัมผัสดินหรือถูกแดดฝน — เหล็กเสริมขนาด >16 มม. | 50 |
| คอนกรีตสัมผัสดินหรือถูกแดดฝน — เหล็กเสริมขนาด ≤16 มม. | 40 |
| ไม่สัมผัสดิน/ไม่ถูกแดดฝน — คาน (เหล็กเสริมขนาด ≤36 มม.) | 20 |
| ไม่สัมผัสดิน/ไม่ถูกแดดฝน — เหล็กเสริมหลัก/เหล็กลูกตั้งในเสา | 30 |
| ไม่สัมผัสดิน/ไม่ถูกแดดฝน — เหล็กปลอกเดี่ยวหรือปลอกเกลียว | 35 |
| คอนกรีตเปลือกบางและพื้นแผ่นพับ — เหล็กเสริมขนาด >16 มม. | 20 |
| คอนกรีตเปลือกบางและพื้นแผ่นพับ — เหล็กเสริมขนาด ≤16 มม. | 15 |
| คอนกรีตที่หล่อในน้ำ | 100 |
คอนกรีตสำเร็จรูป (precast) และคอนกรีตอัดแรงมีตารางค่าระยะหุ้มแยกต่างหาก (ตารางที่ 14 และ 15) ซึ่งมีค่าต่ำกว่าคอนกรีตหล่อในที่ในหลายกรณี และหากโครงสร้างต้องการอัตราการทนไฟตามกฎกระทรวงว่าด้วยการควบคุมอาคาร ระยะหุ้มอาจต้องเพิ่มขึ้นตามตารางที่ 16 ของมาตรฐานเดียวกัน
มยผ. 1101-64 ข้อ 4.3.3 กำหนดขนาดใหญ่สุดของมวลรวมหยาบตามชนิดงานก่อสร้าง (เช่น ฐานราก/เสา/คาน ไม่เกิน 40 มม., แผ่นพื้น/ครีบ ไม่เกิน 25 มม.) และต้องไม่ใหญ่เกินร้อยละ 75 ของระยะช่องว่าง (clear spacing) ระหว่างเหล็กเสริมแต่ละเส้นหรือแต่ละมัด กล่าวคือ ระยะช่องว่างระหว่างเหล็กเสริมต้องกว้างพอให้มวลรวมหยาบไหลผ่านและเทคอนกรีตได้ทั่วถึง ไม่เกิดโพรงหรือรังผึ้ง
มยผ. 1103-64 ข้อ 5.5.4.1 กำหนดระยะทาบขั้นต่ำสำหรับการต่อเหล็กเสริมแบบวางทาบเหลื่อมกัน โดยเหล็กเส้นกลมต้องงอขอปลายตามข้อ 5.3.4 ด้วย ส่วนเหล็กข้ออ้อยไม่ต้องงอขอ:
| ชนิดเหล็กเสริม | ระยะทาบขั้นต่ำ |
|---|---|
| เหล็กเส้นกลม (ทุกชั้นคุณภาพ) — ต้องงอขอปลาย | 40 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลาง (40φ) |
| เหล็กข้ออ้อย SD30 | 30φ |
| เหล็กข้ออ้อย SD40 | 36φ |
| เหล็กข้ออ้อย SD50 | 45φ |
ข้อ 5.5.1 ห้ามต่อเหล็กเสริมที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 36 มม. ด้วยวิธีวางทาบ (ต้องใช้การเชื่อมหรืออุปกรณ์ต่อทางกลแทน) และข้อ 5.5.2 กำหนดตำแหน่งต่อ: เหล็กเสริมล่างของคาน-แผ่นพื้นให้ต่อบริเวณหัวเสาหรือคานจนถึงระยะ 1/5 ของความยาวช่วง ส่วนเหล็กเสริมบนให้ต่อบริเวณกลางคาน-แผ่นพื้น (อาคารในพื้นที่เสี่ยงแผ่นดินไหวมีข้อกำหนดตำแหน่งต่อเพิ่มเติมตาม มยผ. 1301/1302-61)
ตาม มยผ. 1103-64 ข้อ 5.3.4 การงอขอปลายเหล็กเสริมตามยาว (เมื่อไม่ได้ระบุในแบบ) ใช้ 2 รูปแบบ: งอ 90° ปลายยื่นต่อออกไปไม่น้อยกว่า 12 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลาง (12db) ใช้กับเหล็กข้ออ้อยทุกขนาดและเหล็กเส้นกลมขนาดตั้งแต่ 15 มม. ขึ้นไป และ งอ 180° ปลายยื่นไม่น้อยกว่า 4db (และไม่น้อยกว่า 60 มม.) ใช้กับเหล็กเส้นกลมขนาดเล็กกว่า 15 มม. เท่านั้น ส่วนเหล็กลูกตั้งและเหล็กปลอกเดี่ยว (stirrup/tie) ใช้งอ 135° หรือแบบวงเปิด ปลายยื่นไม่น้อยกว่า 6db (เหล็กขนาดถึง 25 มม.) หรืองอ 90° ปลายยื่นไม่น้อยกว่า 6db (เหล็กขนาดไม่เกิน 16 มม.) ถึง 12db (เหล็กขนาด 19-25 มม.) — อาคารในพื้นที่เสี่ยงแผ่นดินไหวต้องใช้งอ 135° หรือแบบวงเปิดสำหรับเหล็กปลอกตาม มยผ. 1301/1302-61 เส้นผ่านศูนย์กลางวงในของการดัดโค้ง (D) ต้องไม่น้อยกว่า 6db สำหรับเหล็กขนาด 6-25 มม., 8db สำหรับ 28-36 มม. และ 10db สำหรับขนาด 40 มม. (ตารางที่ 11)
มยผ. 1103-64 ข้อ 5.1-5.2 กำหนดว่าเหล็กเสริมต้องเป็นเหล็กใหม่ที่ไม่เคยใช้งานมาก่อน ไม่มีรอยแตกร้าว และต้องสะอาดปราศจากน้ำมัน ดิน โคลน หรือสนิมขุมที่อาจเป็นอันตรายต่อแรงยึดเหนี่ยวระหว่างเหล็กกับคอนกรีต การเก็บเหล็กเส้นควรมีหลังคาคลุมและวางเหนือพื้นดินไม่น้อยกว่า 200 มม. ส่วน มยผ. 1101-64 ข้อ 5.4.1.1 กำหนดเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนของความลึกประสิทธิผล (d) และระยะหุ้มเหล็กเสริมที่ยอมให้ในการจัดวางก่อนเทคอนกรีตด้วย (±10 มม. เมื่อ d ≤ 200 มม., ±15 มม. เมื่อ d > 200 มม. สำหรับความลึกประสิทธิผล)
เนื้อหานี้สรุปข้อกำหนดจากมาตรฐาน มยผ. 1103-64 และ มยผ. 1101-64 (กรมโยธาธิการและผังเมือง) ฉบับที่ใช้อ้างอิงขณะเขียนบทความเพื่อการศึกษาเบื้องต้นเท่านั้น มาตรฐานอาจมีการปรับปรุงเป็นฉบับใหม่ได้ ผู้ใช้งานควรตรวจสอบมาตรฐานฉบับล่าสุดที่บังคับใช้จริงเสมอ และการออกแบบ/ตรวจสอบโครงสร้างจริงทุกกรณีต้องดำเนินการหรือได้รับการรับรองโดยวิศวกรผู้มีใบอนุญาตประกอบวิชาชีพเท่านั้น