เรื่องไม่เล็กของเหล็กเส้น กับงานโครงสร้างบ้าน

โครงสร้างบ้านคอนกรีตเสริมเหล็ก (คอนกรีตเสริมเหล็ก เรียกโดยย่อว่า ค.ส.ล.) เป็นโครงสร้างที่นิยมแพร่หลายในบ้านเรามานานหลายสิบปี ซึ่งเราจะพบว่ามี “เหล็กเส้น” เป็นส่วนประกอบของโครงสร้างประเภทนี้ในหลายๆ ส่วน ได้แก่ เสา คาน พื้น รวมไปจนถึงงานผนังก่ออิฐ โดยเหล็กเส้นจะมีอยู่ 2 ประเภทคือ เหล็กเส้นกลม (Round Bar หรือ RB) และ เหล็กข้ออ้อย (Deformed Bar หรือ DB) ซึ่งมีความแตกต่างในการใช้งาน และมาตรฐานในการผลิต การเลือกใช้ให้เหมาะสม และการเลือกซื้อให้ถูกต้องจึงส่งผลต่อความแข็งแรงของโครงสร้างบ้าน และอาคารที่เราอยู่อาศัย

ลักษณะภายนอกของเหล็กเส้นกลมนั้นจะมีผิวเรียบเกลี้ยง หน้าตัดกลม โดยที่มีขายกันอยู่ทั่วไปจะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 และ 9 มม. หรือที่ช่างมักเรียกว่า เหล็ก 3 หุน และ เหล็ก 4 หุน ตามลำดับ สำหรับขนาดอื่นได้แก่ 15, 19 และ 20 มม. ต้องสั่งซื้อพิเศษ ส่วนลักษณะของเหล็กข้ออ้อยคือเหล็กเส้นกลมที่มีบั้ง หรือครีบเป็นปล้อง ๆ ตลอดทั้งเส้น โดยครีบหรือปล้องจะมีลักษณะต่าง ๆ ตามผู้ผลิตแต่ละราย ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่มีขายโดยทั่วไปคือ 12 และ 16 มม. สำหรับขนาดอื่นได้แก่ 10, 20, 25 และ 28 มม. ต้องสั่งซื้อพิเศษ โดยทั้งเหล็กเส้นกลม และเหล็กข้ออ้อยแต่ละขนาดจะมีความยาวอยู่ที่ 10 และ 12 เมตร

หน้าที่ของเหล็กเส้นในโครงสร้าง ค.ส.ล. คือการรับแรงดึง ในขณะที่คอนกรีตทำหน้าที่รับแรงอัด หรือแรงกด ซึ่งนอกจากขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กเส้นที่ต่างกันจะส่งผลเรื่องความสามารถในการรับแรงดึงของงานโครงสร้างแล้ว ส่วนประกอบทางเคมีในเนื้อเหล็กแต่ละประเภทก็มีผลในการรับแรงเช่นกัน เรียกว่า “ค่ากำลังรับแรงดึง” หรือ “ค่ากำลังรับแรงดึงที่จุดคราก” มีหน่วยเป็น “กิโลกรัมต่อตารางเซ็นติเมตร (กก. / ตร.ซม. หรือ ksc)” โดยสำหรับเหล็กกลมจะระบุเป็น SR (Steel Round Bar) และเหล็กข้ออ้อยจะระบุเป็น SD (Standard Deformed Bar) แล้วตามด้วยตัวเลขที่บ่งบอกค่ากำลังรับแรงดึง เช่น SR24 หมายถึง เหล็กกลมที่มีกำลังรับแรงดึงที่จุดครากไม่น้อยกว่า 2,400 ksc หรือ SD30 หมายถึง เหล็กข้ออ้อยที่มีกำลังรับแรงดึงที่จุดครากไม่น้อยกว่า 3,000 ksc เป็นต้น ดังนั้น ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กเท่ากัน อาจมีค่ากำลังรับแรงดึงต่างกันได้ เช่น เหล็กข้ออ้อย 12 มม. จะมีทั้ง SD30, SD40 และ SD50 เป็นต้น และในทางกลับกันเหล็กเส้นที่มีกำลังรับแรงดึงเดียวกัน ก็จะมีเหล็กที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่ต่างกันได้ เช่น เหล็กข้ออ้อย SD30 ที่เส้นผ่านศูนย์กลาง 12, 16, 20 และ 25 มม. เป็นต้น

ตัวอย่างการระบุค่ากำลังรับแรงดึงในรายการประกอบแบบ

ตัวอย่างการระบุขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางเหล็กเส้นที่ใช้ในตัวอย่างแบบขยายบันไดหล่อกับที่

ทั้งนี้ วิศวกรโยธา (โครงสร้าง) จะเป็นผู้คำนวณและกำหนดขนาดเหล็กที่เหมาะสม ซึ่งเจ้าของบ้านสามารถสังเกตได้ในแบบก่อสร้างโดยค่ากำลังรับแรงดึงจะระบุเป็นมาตรฐานไว้ที่หน้ารายการประกอบแบบ ส่วนขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางจะระบุในแบบขยายโครงสร้าง เช่น RB9, DB12, DB16

เหล็กข้ออ้อยนั้นจะถูกเลือกใช้ในงานโครงสร้างหลักประเภท เสา, คาน, บันได, ผนังรับน้ำหนัก รวมถึงบ่อ หรือสระน้ำต่าง ๆ เพราะมีค่ากำลังรับแรงดึงมากกว่าเหล็กกลม และด้วยพื้นผิวที่ไม่เรียบจึงช่วยยึดเกาะกับเนื้อคอนกรีตได้ดีกว่า ส่วนเหล็กกลมจะใช้กับโครงสร้างพื้นหล่อกับที่, ครีบ ค.ส.ล. ที่ยื่นจากตัวบ้าน, งานหล่อเคาน์เตอร์ รวมถึงงานเสาเอ็น คานเอ็น (ทับหลัง) ของผนังก่ออิฐ และทำหน้าที่เป็นเหล็กยึดผนังเข้ากับเสาเพื่อป้องกันผนังล้มที่เรียกว่า “เหล็กหนวดกุ้ง” ด้วย

นอกจากนี้ ยังมีเรื่องของมาตรฐานเหล็กเส้นที่นำมาใช้ด้วย หากใครเคยได้ยินคำว่า “เหล็กเต็ม” และ “เหล็กเบา” ความแตกต่างกันของเหล็กทั้งสองประเภทนี้ส่งผลต่อการรับแรงในงานโครงสร้างพอสมควร โดย “เหล็กเต็ม” หรือ เหล็กโรงใหญ่ หมายถึงเหล็กที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง และน้ำหนักของเหล็กได้มาตรฐาน มอก. แต่ “เหล็กเบา” หรือ เหล็กโรงเล็ก เป็นเหล็กที่ผลิตให้มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางและน้ำหนักต่ำกว่ามาตรฐาน มอก. มักเป็นเหล็กรีดซ้ำ (นำเศษเหล็กที่ใช้งานแล้ว หรือเศษเหล็กเสียสภาพมารีดใหม่อีกครั้ง)

ถึงแม้เหล็กเบาจะมีราคาต่ำกว่าเหล็กเต็มประมาณ 40สตางค์ – 1 บาทต่อ 1 กิโลกรัม ซึ่งทำให้ประหยัดค่าใช้จ่าย แต่ก็อาจก่อให้เกิดอันตราย เพราะอาจจะไม่สามารถรับน้ำหนักตามที่แบบกำหนดไว้ได้ เพราะแท้จริงแล้ว เหล็กเบาเหมาะกับงานหล่อที่ไม่เน้นเรื่องการรับน้ำหนัก หรือ ในส่วนที่ไม่ใช่โครงสร้างหลัก เท่านั้น เช่น ใช้เป็นเหล็กหนวดกุ้ง ใช้เป็นเหล็กเสริมสำหรับหล่อเคาน์เตอร์ครัว หล่อกระถางต้นไม้คอนกรีต เป็นต้น

ทั้งนี้ มีวิธีการสังเกตง่ายๆ ว่าเหล็กที่จะเลือกใช้เป็นเหล็กเต็มหรือไม่ โดยสุ่มดูที่เหล็กแต่ละเส้นดังนี้
1. ต้องมียี่ห้อ ขนาดระบุบนเหล็กเส้น
2. ผิวเหล็กกลมต้องเรียบเกลี้ยงไม่เบี้ยว ไม่มีรอยปริแตก ส่วนเหล็กข้ออ้อยต้องมีบั้งระยะเท่ากัน สม่ำเสมอตลอดเส้น
3. เส้นผ่าศูนย์กลางและน้ำหนักต้องถูกต้องตามมาตรฐาน
4. เมื่อดัดโค้ง งอ ต้องไม่ปริแตก หัก ง่าย
5. เหล็กต้องไม่เป็นสนิมขุมกินเข้าไปในเนื้อเหล็ก (เป็นสนิมที่ผิวได้โดยขัดออก หรือใช้น้ำยาล้างสนิมเหล็กก่อนนำไปใช้ หรือหล่อคอนกรีตทับ)

ดังนั้น เพื่อให้งานโครงสร้างบ้านแข็งแรง เจ้าของบ้านควรยืนยันเลือกใช้เหล็กเต็ม อย่าปล่อยให้ผู้รับเหมาจัดซื้อให้โดยไม่ใส่ใจ

บทความที่แล้ว
งานก่อสร้างที่แตกต่างระหว่าง ปูนกับคอนกรีต