การศึกษาการทนไฟของหน้าตัดเหล็กเคลือบด้วยวัสดุผสมเพอร์ไลท์ภายหลังการรับน้ำหนักบรรทุก

Abstract

โครงสร้างเหล็กโดยทั่วไปมีข้อเสีย คือ กำลังของเหล็กจะลดลงอย่างมากที่อุณหภูมิสูง ดังนั้นจึงต้องมีการป้องกันไฟให้กับเหล็ก ซึ่งในงานวิจัยที่ผ่านมาได้ศึกษาถึงวัสดุเคลือบผิวเหล็กรูปพรรณป้องกันไฟที่มีเพอร์ไลท์เป็นส่วนผสม จากผลการศึกษาพบว่าวัสดุปัองกันไฟที่มีส่วนผสมของเพอร์ไลท์ร้อยละ 150 โดยน้ำหนักของปอร์ตแลนด์ซีเมนต์สามารถทนไฟได้นานเกิน 2 ชั่วโมง แต่ข้อเสียของวัสดุป้องกันไฟดังกล่าวก็คือ เป็นวัสดุเปราะและมีกำลังรับแรงดึงต่ำ ดังนั้นจึงต้องแน่ใจได้ว่าเมื่อโครงสร้างจริงเกิดการแอ่นตัวเนื่องจากมีน้ำหนักบรรทุกจรมากระทำ วัสดุป้องกันไฟจะต้องไม่เกิดการแตกร้าวหรือการหลุดร่อนและไม่ทำให้อัตราการทนไฟลดลง ในงานวิจัยนี้จะศึกษาถึงพฤติกรรมการแตกร้าวหรือการหลุดร่อนของวัสดุป้องกันไฟทีมีเพอร์ไลท์เป็นส่วนผสมเนื่องจากผลของน้ำหนักบรรทุกและอัตราการทนไฟของหน้าตัดเหล็กเคลือบด้วยวัสดุป้องกันไฟที่มีส่วนผสมของเพอร์ไลท์ร้อยละ 150 โดยน้ำหนักของปอร์ตแลนด์ซีเมนต์ภายหลังการรับน้ำหนักบรรทุก โดยใช้เหล็กรูปพรรณหน้าตัดไวด์แฟลนจ์ (Wide flange) 3 ขนาด พ่นเคลือบด้วยวัสดุป้องกันไฟหนา 3 เซนติเมตร จากนั้นนำไปทดสอบการรับน้ำหนักโดยให้แรงกระทำแบบจุดที่จุดกึ่งกลางของคานซึ่งมีค่าแรงกระทำเป็นร้อยละ 20 และร้อยละ 40 ของหน่วยแรงดัดที่ยอมให้ของหน้าตัดเหล็กในกรณีที่มีค้ำยันเพียงพอ ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า ภายหลังการรับน้ำหนักบรรทุกวัสดุผสมเพอร์ไลท์ยังสามารถยึดเกาะกับผิวเหล็กรูปพรรณ ได้ดีโดยเกิดการแตกร้าวเพียงเล็กน้อย เมื่อนำตัวอย่างภายหลังการทดสอบการรับน้ำหนักบรรทุกไปทดสอบการทนไฟพบว่า ตัวอย่างที่มีหน้าตัดเดียวกันภายหลังการรับน้ำหนักบรรทุกร้อยละ 20 และร้อยละ 40 ของหน่วยแรงดัดที่ยอมให้ของหน้าตัดเหล็กมีค่าอัตราการทนไฟใกล้เคียงกันโดยประมาณ 2:20 ชั่วโมง ซึ่งกล่าวได้ว่าเมื่อไม่เกิดรอยแตกร้าวหรือการหลุดร่อนเนื่องจากน้ำหนักบรรทุกที่ใช้ในการทดสอบความร้อนก็ไม่สามารถถ่ายเทเข้าสู่พื้นที่ผิวสัมผัสของเหล็กได้โดยตรงจึงไม่มีผลต่ออัตราการทนไฟของหน้าตัดเหล็กเคลือบด้วยวัสดุผสมเพอร์ไลท์ จึงสรุปได้ว่าวัสดุป้องกันไฟที่มีส่วนผสมของเพอร์ไลท์ร้อยละ 150 โดยน้ำหนักของปอร์ตแลนด์ซีเมนต์ภายใต้น้ำหนักที่ในการทดสอบยังมีประสิทธิภาพในการทนไฟได้ดีเมื่อเปรียบเทียบกับกรณีที่ไม่ได้รับน้ำหนักในงานวิจัยเดิม