วิธีนี้ใช้ประเมินความสม่ำเสมอภายใน ตรวจหาโพรง คาดคะเนความลึกรอยร้าว และติดตามการเสื่อมสภาพของคอนกรีต โดยไม่ทำลายโครงสร้าง บทความนี้อธิบายหลักการวัด วิธีวางหัวส่ง-รับ การอ่านค่าความเร็ว และข้อจำกัดที่ต้องรู้
UPV Test วัดอะไร และทำงานยังไง?
UPV วัดความเร็วของคลื่นอัด (P-wave) ที่วิ่งผ่านคอนกรีต หลักการคือส่งคลื่นจากหัวส่ง (Transmitter) ผ่านเนื้อคอนกรีตไปยังหัวรับ (Receiver) เครื่องจับเวลาที่คลื่นเดินทาง (Transit Time) แล้วคำนวณความเร็วจากสูตร
ค่าที่ได้มักรายงานเป็นกิโลเมตรต่อวินาที (km/s) เนื้อคอนกรีตที่แน่นและไม่มีตำหนิจะให้ความเร็วสูง เพราะคลื่นเดินทางผ่านของแข็งได้เร็ว ส่วนโพรงหรือรอยร้าวที่มีอากาศคั่นจะทำให้คลื่นช้าลงหรือต้องอ้อม ทำให้เวลาเดินทางนานขึ้นและความเร็วต่ำลง
วางหัวส่ง-รับแบบไหนได้บ้าง?
การวางหัววัดมี 3 รูปแบบตาม ASTM C597 และการเข้าถึงหน้างาน
- Direct (ตรงข้าม): วางหัวส่ง-รับคนละด้านตรงข้ามกัน ให้ผลแม่นที่สุด เพราะคลื่นวิ่งตรงและระยะทางชัดเจน เหมาะกับเสาหรือคาน
- Semi-direct (มุมฉาก): วางหัวสองด้านที่ตั้งฉากกัน ใช้เมื่อเข้าถึงได้แค่สองด้านที่ติดกัน
- Indirect (ผิวเดียว): วางหัวทั้งสองบนผิวเดียวกัน ใช้เมื่อเข้าถึงได้ด้านเดียว แต่ความแม่นต่ำสุด มักใช้ประเมินความลึกรอยร้าวตื้น
ทุกครั้งต้องทาสารประสาน (Coupling Gel) ที่หัววัดเพื่อให้คลื่นส่งผ่านได้ดี และต้องรู้ระยะทางระหว่างหัวให้แม่นเพราะมีผลตรงต่อค่าความเร็ว
อ่านค่าความเร็ว UPV ยังไง?
ค่าความเร็วคลื่นใช้บอกคุณภาพคอนกรีตในเชิงเปรียบเทียบ ตารางด้านล่างเป็นเกณฑ์อ้างอิงทั่วไปที่ใช้กันแพร่หลาย (อ้างอิงแนวทาง Whitehurst สำหรับคอนกรีตน้ำหนักปกติ) ซึ่งควรปรับตามส่วนผสมและใช้วิศวกรแปลผล
| ความเร็วคลื่น (km/s) | คุณภาพคอนกรีตโดยทั่วไป |
|---|---|
| มากกว่า 4.5 | ดีเยี่ยม |
| 3.5 – 4.5 | ดี |
| 3.0 – 3.5 | ปานกลาง/น่าสงสัย |
| 2.0 – 3.0 | ไม่ดี |
| น้อยกว่า 2.0 | ไม่ดีมาก |
หลักสำคัญคือ UPV เหมาะกับการดู "ความสม่ำเสมอ" มากกว่าตัวเลขเดี่ยว ๆ ถ้าค่าความเร็วในโครงสร้างเดียวกันตกลงอย่างมีนัยที่จุดใด แสดงว่าบริเวณนั้นอาจมีโพรง รอยร้าว หรือคอนกรีตด้อยคุณภาพ ควรตรวจเพิ่มด้วยวิธีอื่น
UPV ใช้ตรวจอะไรได้บ้าง?
นอกจากประเมินคุณภาพรวม UPV ยังใช้งานได้หลากหลาย
- ตรวจความสม่ำเสมอของคอนกรีตทั่วทั้งโครงสร้าง เทียบจุดต่อจุด
- ตรวจหาโพรงหรือการแยกตัว (Honeycomb) ภายในเนื้อคอนกรีต
- ประมาณความลึกของรอยร้าวที่เปิดสู่ผิว
- ติดตามการเสื่อมสภาพจากเพลิงไหม้ สารเคมี หรืออายุการใช้งาน
- ใช้ร่วมกับ Rebound Hammer (วิธี SonReb) เพื่อประมาณกำลังอัดให้แม่นขึ้น
UPV Test มีข้อจำกัดอะไร?
UPV แม่นในเชิงเปรียบเทียบ แต่มีปัจจัยที่ต้องระวัง เหล็กเสริมนำคลื่นได้เร็วกว่าคอนกรีต ถ้าแนวคลื่นวิ่งขนานเหล็กจะทำให้ค่าสูงเกินจริง จึงควรหลบแนวเหล็กหรือแก้ค่า ความชื้นในคอนกรีตก็ทำให้ความเร็วสูงขึ้น และการวางหัววัดที่ระยะไม่แม่นจะทำให้ค่าคลาดเคลื่อน
เช่นเดียวกับ Rebound Hammer การแปลง UPV เป็นกำลังอัดต้องสอบเทียบกับ Core Test ของคอนกรีตชุดนั้น ไม่ควรสรุปกำลังอัดจากความเร็วคลื่นเพียงอย่างเดียว SPN ให้บริการตรวจสอบโครงสร้างแบบไม่ทำลาย (NDE) ครบทุกวิธี