เคยสงสัยหรือไม่ว่า ...อาคารบ้านเรือนทั่วไปตลอดจนบรรดาตึกระฟ้าทั้งหลายนั้น เวลาก่อสร้างเขามีวิธีการลำเลียงคอนกรีตขึ้นไปเทอย่างไร จริงๆ แล้ววิธีการลำเลียงคอนกรีตขึ้นไปเทนั้นมีมากมายหลายวิธี ไม่ว่าจะเป็นการใช้รถเข็นทุ่นแรงในการลำเลียง การต่อรางเพื่อลำเลียงคอนกรีต
หรือใช้รอกสายพานต่างๆ เข้ามาช่วย ซึ่งเป็นวิธีที่คนทั่วไปพอจะนึกภาพออก แต่หากเป็นงานก่อสร้างที่เป็นอาคารขนาดใหญ่ก็จะต้องอาศัยเครื่องจักรที่มีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้น คนทั่วไปอาจจะไม่คุ้นชิน จะต้องเป็นคนในวงการก่อสร้างจึงพอจะรู้จัก เนื้อหาในตอนนี้ขอแนะนำเครื่องจักรที่มีบทบาทสำคัญในการทำหน้าที่ช่วยลำเลียงคอนกรีต นั่น
หรือใช้รอกสายพานต่างๆ เข้ามาช่วย ซึ่งเป็นวิธีที่คนทั่วไปพอจะนึกภาพออก แต่หากเป็นงานก่อสร้างที่เป็นอาคารขนาดใหญ่ก็จะต้องอาศัยเครื่องจักรที่มีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้น คนทั่วไปอาจจะไม่คุ้นชิน จะต้องเป็นคนในวงการก่อสร้างจึงพอจะรู้จัก เนื้อหาในตอนนี้ขอแนะนำเครื่องจักรที่มีบทบาทสำคัญในการทำหน้าที่ช่วยลำเลียงคอนกรีต นั่น
ก็คือ “ปั๊มคอนกรีต” ใครที่ยังไม่รู้จักก็จะได้รู้จัก แต่ถ้าใครรู้จักแล้วก็จะได้สนิทกันมากขึ้น
ปั๊มคอนกรีต หรือที่ฝรั่งเรียกว่า Concrete pump (ภาษาอังกฤษจะแปลจากหลังมาหน้า) เป็นเครื่องจักรที่ใช้แรงดันเพื่อผลักดันให้คอนกรีตไหลไปในท่อส่งไปยังจุดที่ต้องการ คล้ายๆ กับปั๊มน้ำที่มีหน้าที่ดันน้ำให้ไหลไปตามท่อที่ต่อลำเลียง
ปั๊มคอนกรีตถูกนำมาใช้ครั้งแรกตั้งแต่ปี พ.ศ. 2476 ที่ประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อก่อสร้างเขื่อนกั้นน้ำจากแม่น้ำมิซิสซิปปี ที่เมือง มินิสโซตา จนมากระทั่งช่วงก่อนสงครามโลก ครั้งที่ 2 (พ.ศ.2484) ก็มีการนำมาใช้ในการก่อสร้างบ้างแต่ยังไม่เป็นที่นิยม เนื่องจากขนาดท่อยังมีขนาดใหญ่เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 6-8 นิ้ว มีน้ำ
หนักมาก เป็นอุปสรรคในการขนย้าย เมื่อภายหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 (พ.ศ.2488) ของปั๊มคอนกรีตขึ้นไปเรื่อยๆ จนเป็นที่นิยมในกลุ่มประเทศที่พัฒนาแล้ว เพราะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการก่อสร้างอย่างมาก จากการใช้เพื่อลำเลียงคอนกรีตไปยังพื้นที่แคบๆ ตามอุโมงค์ หรือพื้นที่แคบๆ ที่เครื่องจักรอื่นๆ ทำงานไม่สะดวก ก็ถูกพัฒนามาใช้ในงานก่อสร้างอาคารสูงและอาคารขนาดใหญ่ ทั้งนี้ สามารถลำเลียงคอนกรีตไปในที่ๆ อยู่ลึก แคบ หรือสูงได้อย่างสะดวกรวดเร็วโดยไม่ต้องผ่านอุปกรณ์เครื่องมืออื่นเลย
แม้ว่าเจ้าปั๊มคอนกรีตจะเป็นเครื่องจักรที่ช่วยงานได้อย่างมาก แต่ก็มีข้อจำกัดในการทำงาน คือ คอนกรีตที่จะนำมาใช้นั้นจะต้องมีค่า slump 7.5 ซ.ม. ขึ้นไป คือ ต้องมีความเหลวค่อนข้างมากและต้องมีส่วนผสมของน้ำยาผสมคอนกรีตชนิดพิเศษเพิ่มเติม เพื่อช่วยหน่วงเวลาไม่ให้คอนกรีตแข็งตัวและช่วยให้เนื้อคอนกรีตมีความเหนียวไม่แยกตัวขณะลำเลียง อีกทั้งมีความลื่นง่ายต่อการเคลื่อนที่ภายในท่อส่งคอนกรีต หินที่ใช้ผสมคอนกรีตจะต้องมีขนาดเล็กและไม่เป็นเหลี่ยมแหลมคม เพื่อลดแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นระหว่างคอนกรีตกับท่อส่งคอนกรีตเพื่อไม่ให้เกิดการอุดตันในเส้นท่อ
ประเภทของปั๊มคอนกรีต แบ่งตามลักษณะการทำงานสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ
1) ปั๊มคอนกรีตแบบลูกสูบ (Plston Pump) เป็นการทำงานโดยใช้ระบบลูกสูบ ซึ่งสามารถแบ่งย่อยได้เป็นลูกสูบเชิงกล (Mechanical pump)และลูกสูบไฮดรอลิก (Hydraulic pump) หลักการทำงานของลูกสูบอธิบายให้พอเข้าใจได้ คือ เมื่อคอนกรีตถูกป้อนเข้าสู่ถังพักคอนกรีต ลิ้นใต้ถังพักจะเปิดออกโดยการชักของแขน ซึ่งต่อเข้ากับลูกเบี้ยว พร้อมกับการเคลื่อนถอยหลังของลูกสูบ คอนกรีตจะถูกดูดเข้าสู่กระบอกสูบ เมื่อลิ้นใต้ถังพักปิดพร้อมกับการเคลื่อนกลับไปข้างหน้าของกระบอกสูบ คอนกรีตจะถูกดันออกผ่านลิ้นทางออกของกระบอกสู่ท่อส่งคอนกรีต เมื่อใช้งานเสร็จแล้วจะต้องรีบใช้น้ำฉีดล้างทำความสะอาด เพื่อป้องกันคอนกรีตแข็งตัวติดตามส่วนต่างๆ ทำให้ไม่สะดวกในการใช้งานครั้งต่อไป
2) ปั๊มคอนกรีตระบบรีด (Squeeze-crete pump) ลักษณะการทำงานของระบบนี้คล้ายกับเครื่องที่ใช้ยิงลูกวอลเล่ย์บอลสำหรับให้นักกีฬาฝึกซ้อม เมื่อคอนกรีตถูกป้อนลงไปในถังพักคอนกรีตแล้วจะถูกส่งไปยังห้องสูบตามท่อยาง ซึ่งเกิดแรงดูดจากการรีดด้วยระบบลูกกลิ้ง ซึ่งหมุนรอบในห้องสูบที่เป็นสุญญากาศ ทำให้เกิดแรงดันส่งคอนกรีตให้ไหลไปข้างหน้าสู่ท่อส่งคอนกรีต ท่อยางที่ถูกรีดจะขยายตัวกลับรูปเดิมอย่างรวดเร็วเพื่อรองรับคอนกรีตจากถังพักต่อไป ระบบนี้ไม่ใช่ลิ้นปิด-เปิดจึงไม่มีการรั่วซึมของน้ำปูน แต่จะเกิดการสึกหรอในท่อยางสูง ปั๊มคอนกรีตระบบนี้จึงเหมาะกับคอนกรีตเหลวที่ใช้กรวดแทนหิน เนื่องจากไม่มีเหลี่ยมคมของหินทำให้ท่อยางสึกหรอเร็ว
แต่หากจะแบ่งชนิดของปั๊มคอนกรีตตามลักษณะการใช้งาน
(วิศวกรหน้างานมักจะคุ้นเคยมากกว่า) จะสามารถแบ่งได้เป็น 3
ประเภทใหญ่ๆ คือ
ติดตั้งประจำที่แบบรถพ่วง (trailer concrete pump) หน้างานจะเรียกปั๊มชนิดนี้สั้นๆ ว่า “ปั๊มลาก” ที่เรียกกันแบบนี้มาจากตัวปั๊มคอนกรีตที่ติดอยู่บนล้อรถ สามารถลากเพื่อเคลื่อนย้ายตำแหน่งได้ง่าย ปกติจะใช้งานในลักษณะอยู่กับที่ หรืองานที่มีการเคลื่อนย้ายตัวปั๊มไม่ค่อยบ่อย ปั๊มชนิดนี้ตัวปั๊มและท่อส่งจะแยกออกจากกัน หน้างานจะกำหนดตำแหน่งของปั๊มลากไว้ แล้วเดินท่อส่งคอนกรีตไปยังที่ที่ต้องการเทคอนกรีต ซึ่งจะใช้แรงงานคนในการตัดต่อท่อส่ง ปั๊มชนิดนี้จะมีราคาถูกและมีกำลังสูงมาก บำรุงรักษาง่าย ใช้พื้นที่น้อยในการติดตั้ง แต่จุดอ่อนเรื่องความลำบากในการตัดต่อท่อส่ง และข้อจำกัดในการเคลื่อนย้ายขณะเทคอนกรีต
2) ติดตั้งบนรถบรรทุก (truck-mounted concrete pump) หน้างานจะเรียกปั๊มชนิดนี้ว่า “ปั๊มบูม” ที่เรียกกันแบบนี้มาจากคำว่า Boom หมายถึง ส่วนที่เป็นแขนกลไฮดรอลิกที่สามารถยืดออกมาเพื่อลำเลียงคอนกรีตไปเทยังที่ต่างๆได้ ตั้วปั๊มคอนกรีตและท่อส่งคอนกรีตจะถูกติดต้งไว้ด้วยกันบนรถบรทุก ซึ่งทำให้สะดวกในการเคลื่อนย้ายปั๊ม อีกทั้งท่อส่งคอนกรีตจะถูกควบคุมด้วยระบบไฮดรลิก สมารถอำนวยความสะดวกในการเทคอนกรีตได้อย่างดีซึ่งก็แน่นอนว่าราคาสูงกว่าแบบแรก แต่ก็มีข้อจำกัดเรื่องความสูงของท่อส่งคอนกรีต ซึ่งมีความยาวบูมไฮดรอลิกที่พับได้บนรถบรรทุก
3) ติดตั้งอยู่กับที่พร้อมบูม (Stationary concrete placing boom) หน้างานจะเรียกปั๊มชนิดนี้แบบทับศัพท์ภาษาอังกฤษว่า “ปั๊มเพลสซึ่งบูม” เป็นการนำข้อดีของปั๋มทั้ง 2 แบบแรกมารวมกัน โดยการใช้ปั๊มลากเป็นตัวส่งกำลังดันคอนกรีต และที่ปลายท่อส่งก็ติดตั้งตัวแขนกลไฮดรอลิกเพื่อลดข้อจำกัดของปั๊มทั้ง 2 แบบ คือ ไม่ต้องเสียเวลาในการตัดต่อท่อส่งหน้างาน เนื่องจากมีบูมติดตั้งที่ปลายท่อส่งสามารถเคลื่อนย้ายไปตามตำแหน่งที่ต้องการเทได้สะดวก และกำลังของปั๊มก็มรกำลังสูง ไม่ได้ถูกจำกัดเช่นเดียวกับปั๊มที่ติดตั้งอยู่บนรถบรรทุก มักนำมาใช้ในงานก่อสร้างอาคารสูง เพราะสะดวกในการลำเลียงคอนกรีตในแนวดิ่ง และยังลดข้อจำกัดในการเคลื่อนย้ายตำแหน่งที่ต้องการเทคอนกรีตอีกด้วยอุปกรณ์ที่ใช้ร่วมกับปั๊มคอนกรีตที่สำคัญได้แก่ “ท่อส่งคอนกรีต” (Concrete pipeline) มีหน้าที่เป็นตัวกลางในการขนส่งลำเลียงคอนกรีตไปยังที่ที่ต้องการเท คล้ายๆกับท่อน้ำที่ต่อเชื่อมกับปั๊มน้ำนั่งเอง แต่ท่อส่งคอนกรีตนั้นจะต้องมีคุณสมบัติที่แข็งแรงและทนทานมาก เนื่องจากขณะที่คอนกรีตเคลื่อนตัวไปตามท่อส่งนั้น จะมีการเสียดสีกับผนังท่อทำให้ท่อมีการสึกหรอ ฉะนั้นท่อจะต้องทนทานต่อการกัดกร่อนและเหมาพสมกับสภาพการใช้งานด้วยการต่อท่อส่งคอนกรีตนั้น จะต้องต่อท่อส่งให้มีลักษณะเป็นเส้นตรง เพื่อป้องกันคอนกรีตอุดตันในเส้นท่อขณะเทคอนกรีต กรณีที่มีลักษณะการหักมุมของเส้นท่อมากๆก็มีความเสี่ยงที่ท่อจะอุดตันมาก
ท่อส่งคอนกรีตที่ใช้งานกันทั่วไปแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ
1) ท่อแข็ง (Rigid plpe) เป็นท่อส่งที่วางเป็นแนวเพื่อลำเลียงคอนกรีต โดยจะต่อเชื่อมกับตั้วปั๊มคอนกรีตและต่อเชื่อมท่อส่งกันไปยีงที่ที่ต้องการ มักทำด้วยเหล็กเนื่องจากมรความทนทานและเหมาะสำหรับสภาพการใช้งาน ลักษณะท่อนี้จะเป็นท่อเหล็กขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางตั้งแต่ 3-7 นิ้ว ลักษณะเป้นท่อนๆ ตั้งแต่ 0.5-3 ม. ต่อเชื่อมกัน โดยมียางและปลอกเหล็กรัดบริเวณรอยต่อท่อ
2) ท่อยืดหยุ่น (Flexible plpe) เป็นท่อยางที่มีลักษณะยืดหยุ่น(สามารถโยกไปมาได้) มักใช้เป็นท่อยืดหยุ่นนี้ต่อบริเวณ ปลายท่อส่งคอนกรีต เพื่อให้ง่ายในการโยกปลายท่อส่งคอนกรีตไปยังที่ต้องการเทคอนกรีตได้สะดวก
ข้อคำนึงถึงการใช้งานปั๊มคอนกรีต
- ชนิดของปั๊มคอนกรีต สภาพหน้างานเป็นปัจจัยที่วิศวกรจะต้องทำการวางแผนว่าจะใช้วิธีใดในการลำเลียงคอนกรีตไปเท ซึ่งจะต้องทำการจัดวางแผน หากตัดสินใจใช้ปั๊มคอนกรีตก็จะต้องคิดว่าจะใช้ปั๊มคอนกรีตแบบใด ที่มีความเหม่ะสมกับสภาพหน้างานซึ่งจะต้องวิเคราะห์ถึงความสะดวกและค่าใช่จ่ายที่เกิดขึ้นตามมาด้วยเพื่อให้เกิดประสิทธิภาพในการทำงานสูงสุด
- การจัดวางตำแหน่ง โดยทั่วไปควรตั้งปั๊มคอนกรีตใกล้จุดเทมากที่สุด เพื่อประหยัดระยะท่อ ส่งคอนกรีต จุดที่ตั้งปั๊มนั้น รถส่งคอนกรีตจะต้องวิ่งเข้า-ออกได้อย่างสะดวกไม่ให้ติดขัด การลำเลียงคอนกรีตมักจะเริ่มต้นที่จุดเทที่ไกลที่สุดก่อนแล้วค่อยๆ ขยับเข้ามาบริเวณที่ใกล้ปั๊มคอนกรีตเรื่อยๆ เพื่อให้เกิดการตัดต่อท่อส่งให้น้อยที่สุด เพราะการตัดต่อส่งท่อคอนกรีตนั้นจะต้องใช้เวลา ซึ่งอาจทำให้ปัญหาคอนกรีตที่ค้างในเส้นท่อแข็งตัวอุดตันได้ นอกจากตัวปั๊มคอนกรีตแล้วจะต้องวางแนวท่อส่งคอนกรีตและแนวทางการตัดท่อส่งด้วย ซึ่งอาจจะต้อง Block out งานโครงสร้างบางส่วนเอาไว้ก่อนเพื่อใช้เป็นทางของเส้นท่อลำเลียงคอนกรีตและเทคอนกรีตปิดเมื่องานแล้วเสร็จในภายหลัง
- ขนาดกำลังของปั๊มเมื่อเลือกชนิดปั๊มคอนกรีตใช้ได้แล้ว จะต้องทำการเลือกขนาดกำลังของปั๊มโดยคำนึงถึงระยะขนส่งคอนกรีตทั้งในแนวดิ่งและแนวราบ และอัตราในการลำเลียงคอนกรีต(ลบ.ม.ต่อชม.) เพื่อให้ได้ขนาดปั๊มที่เหมาะสมกับการใช้งาน
- คอนกรีตที่ใช้งาน สิ่งที่ต้องคำนึงถึงมี ดังนี้
4.1 ส่วนผสมของคอนกรีต เมื่อแจ้งทางโรงงานคอนกรีตผสมเสร็จ ว่าจะใช้ปั๊มคอนกรีตทางโรงงานจะออกแบบสัดส่วนผสมให้มีความเหมาะสมกับการใช้งานปั๊มคอนกรีต โดยใส่น้ำยาผสมคอนกรีตที่มีความเหนี่ยวลื่นและหน่วงเวลาแข็งตัวของคอนกรีต หินที่จะผสมก็จะมีขนาดเล็กลง มีความเหลี่ยมคมเล็กน้อยกว่าปกติ เพื่อลดการสึกหรอของท่อส่งก่อนจะมีการเทคอนกรีตทางหน้างานจะต้องสั่งมอร์ต้ามายิง เพื่อเคลือบผิวท่อส่งคอนกรีตให้มีความหล่อลื่น
4.2 อัตราขนส่งคอนกรีต การใช้ปั๊คอนกรีตในการลำเลียงคอนกรีตมักจะใช้ในงานเทที่มีปริมาณมก ฉะนั้น จะต้องทำการจองคอนกรีตกับทางโรงงานไว้ล่อวงหน้า เพื่อที่จะได้จัดเตรียมรถขนส่งคอนกรีตให้มีความต่อเนื่อง เพราะหากคอนกรีตทิ้งระยะเป็นเวลานานเกินไปจะทำให้คอนกรีตที่ค้างในเส้นท่อแข็งตัวและเกิดปัญหาท่ออุดตัน ทำให้เสียเวลาในการตัดต่อท่อเพื่อแก้ปัญหา (เพื่อป้องกันปัญหานี้ ทางหน้างงานจะกำหนดให้มีโฟร์แมนที่ดูแลเรื่องรถส่คอนกรีต ซึ่งจะคอยควบคุมปริมาณคอนกรีตที่เหลืออยู่ หากพบว่าคอนกรีตขาดช่วงจะต้องหยุดเทคอนกรีตชั่วคราวและใช้คอนกรีตที่เหลืออยู่ หากพบว่าคอนกรีตขาดช่วงจะต้องหยุดเทคอนกรีตชั่วคราวและใช้คอนกรีตที่เหลืออยู่ยิงเลี้ยงท่อทุกๆ10นาทีระหว่างรอรถคอนกรีตคันต่อไป)
- การบริหารจัดการ วิศวกรจะต้องทำการบริหารหน้างานให้มีความสะดวกในการทำงานและพร้อมมีแผนฉุกเฉินในการแก้ปัญหาเฉพาะหน้าต่างๆ ที่เกิดขึ้น เช่น การจัดเตรียมความพร้อมทั้งปั๊มคอนกรีตกำลังคน และเครื่องมือที่ใช้ในการเทคอนกรีต หรือเครื่องมือสำรองที่กรณีที่เครื่องมือเกิดเสียขึ้นมาระหว่างเทคอนกรีต หรือเกิดปัญหาคาดไม่ถึง เช่น ฝนตกหนักจนไม่สามารถเทคอนกรีตต่อไปได้ ฯลฯ รวมถึงการล้างทำความสะอาดท่อส่งและปั๊มคอนกรีตหลังเลิกใช้งานเรื่องนี้พูดไปเหมือนกับว่าเป็นเรื่องไม่น่าสนใจ เพราะเป็นรายละเอียดจุกจิก แต่ก็มีไม่น้อยที่การไม่ใส่ใจเรื่องเล็กๆน้อยๆ เหล่านี้ทำให้เป็นปัญหาใหญ่ในการทำงาน
TIP: ขณะเทคอนกรีตจะมีการนำค้อนยางเคาะตามท่อ เพื่อไล่คอนกรีตตามจุดที่เสี่ยงต่อการอุกตันในเส้นท่อ ในกรณีที่เกิดปัญหาคอนกรีตอุดตันในเส้นท่อขณะเทคอนกรีต ทางหน้างานจะทำการให้ค้อนเคาะหาจุดอุดตัน และทำการตัดท่อออกมาทำความสะอาด และจึงต่อท่อกลับไปใช้งานตามเดิม
