การพัฒนาวัสดุโฟมซีเมนต์จากวัสดุเหลือใช้สำหรับโครงสร้างอาคารประหยัดพลังงาน

Abstract

การออกแบบบ้านพักอาศัยในเขตอากาศร้อนชื้นให้ได้ผลดีนั้น มีข้อควรพิจารณาหลายประการ เช่น ความปลอดภัย, ความคงทน, ความต้านทานความร้อน และความชื้น บ้านพักอาศัยเหล่านี้ ต้องสามารถสร้างได้ง่าย และในขณะเดียวกันมีประสิทธิภาพด้านต้นทุน และพลังงาน วัสดุที่มีน้ำหนักเบา ที่มีการถ่ายน้ำหนักที่เหมาะสมอาจเป็นคำตอบที่เป็นไปได้คำตอบหนึ่ง การศึกษานี้ได้พิจารณาใช้โฟมอีพีเอส (EPS foam) เป็นวัสดุหลัก เสริมความแข็งแรงด้วยการรวมเข้ากับซีเมนต์ และโลหะอื่น เพื่อให้เข้ากับความต้องการของเกณฑ์การออกแบบ ขนาด และมิติต่างๆ ของชิ้นส่วนแต่ละชิ้น สามารถปรับเปลี่ยนเพื่อรับน้ำหนักที่ออกแบบ และทำให้เกิดการก่อสร้างสะดวก และรวดเร็ว ข้อดีของวัสดุที่มีน้ำหนักเบาคือ ช่วยลดน้ำหนักของโครงสร้างเอง เพิ่มประสิทธิภาพในการรับน้ำหนัก และยังคงมีคุณภาพในการเป็นฉนวนที่จะเป็นปัจจัยในการรักษาสมดุลของพลังงานที่ใช้เพื่อให้เกิดความสบายในอาคาร และเป็นการประหยัดพลังงาน การศึกษานี้ได้พัฒนาหาส่วนผสมของโฟมอีพีเอส กับปอร์ตแลนด์ซิเมนต์ ทราย และน้ำ เพื่อเป็นวัสดุประเภทโฟมซิเมนต์ ที่มีกำลังรับแรงได้พอสมควร และนำมาออกแบบเป็นหน้าตัดประกอบที่ทำงานร่วมกับวัสดุเสริมความแข็งแรงคือเหล็กเส้น ออกแบบชิ้นส่วนรับน้ำหนักตัวอย่าง เป็นคานรับน้ำหนักช่วง 5000 มิลลิเมตร หน้ากว้าง 600 มิลลิเมตร โดยมีความลึกที่ 225 และ 275 มม. และหน้าตัดคานทั้งแบบตันและแบบสอดไส้แท่งอีพีเอส เพื่อนำมาทดสอบการรับน้ำหนักบรรทุกปลอดภัย 250 และ 350 กิโลกรัมต่อตารางเมตร และสังเกตพฤติกรรม การรับน้ำหนัก การแอ่นตัว และการคืนตัวตลอดจนลักษณะการแตกร้าวและพังทลาย รวม 4 หน้าตัด จำนวนตัวอย่าง 7 ตัวอย่าง ผลการทดสอบทำให้เห็นศักยภาพของการรับน้ำหนักของชิ้นตัวอย่างที่ดีในบางหน้าตัด นอกจากนี้ยังได้ใช้วัสดุปูนฉาบเป็นส่วนของเนื้อหน้าตัดอีก 2 หน้าตัด และทำการทดสอบโดยใช้แท่งอีพีเอสเป็นแกนกลางอีกจำนวน 4 ตัวอย่างได้ความแข็งแรงของการรับน้ำหนักที่มีศักยภาพดี อย่างไรก็ตาม ขีดจำกัดของการปรับปรุงความแข็งแรงของ อีพีเอส ทำให้ผู้ออกแบบสามารถออกแบบได้เฉพาะที่อยู่อาศัยขนาดเล็ก และดังนั้น อีพีเอส ที่ได้รับการปรับปรุงแล้วจึงเป็นทางเลือกอีกทางหนึ่งที่ยังคงต้องการการพัฒนาปรับปรุงต่อไปอีกในอนาคต