ผลของเยื่อนุ่นที่มีต่อสมบัติของเปเปอร์ครีต

Abstract

เปเปอร์ครีต (Papercrete) คือ วัสดุก่อสร้างได้รับความนิยมมาอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากมีต้นทุนต่ำ มีความแข็งแรง มีน้ำหนักเบา ดูดซับเสียงและทนความร้อนได้ดี รวมถึงสามารถช่วยลดปัญหาขยะและการเกิดภาวะโลกร้อนได้ เพราะเปเปอร์ครีตผลิตได้จากการนำกระดาษเหลือใช้มาผสมกับทราย ปูนซีเมนต์พอร์ตแลนด์ และน้ำ ก่อนจะนำไปอัดขึ้นรูป เปเปอร์ครีตเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับงานใช้ภายใน การทำเป็นเฟอร์นิเจอร์ และของตกแต่งบ้านต่าง ๆ ที่ไม่ต้องสัมผัสความชื้นเป็นเวลานาน เนื่องจากธรรมชาติของเส้นใยกระดาษที่ประกอบไปด้วยเซลลูโลสซึ่งชอบน้ำจึงทำให้เปเปอร์ครีตมีข้อจำกัดในเรื่องการของการต้านทานการซึมน้ำ คณะผู้วิจัยจึงเกิดแนวคิดที่จะนำเส้นใยนุ่นมาใช้แทนที่เส้นใยกระดาษในการเตรียมเปเปอร์ครีต เนื่องจากธรรมชาติของเส้นใยนุ่นมีส่วนประกอบหลักเป็นเซลลูโลสเช่นเดียวกัน แต่ที่ผิวเของเส้นใยนุ่นนั้นมีขี้ผึ้งคิวตินเคลือบอยู่ ทำให้เส้นใยนุ่นมีสมบัติไม่ชอบน้ำมาก (Superhydrophobic) ซึ่งอาจสามารถเพิ่มการต้านทานการซึมน้ำของเปเปอร์ครีตได้ งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาผลของเส้นใยนุ่นที่มีต่อสมบัติของเปเปอร์ครีต โดยเปรียบเทียบกับเส้นใยกระดาษ ซึ่งคือเส้นใยสั้นผสมกับเส้นใยยาวทางการค้า โดยการทดลองแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน โดยขั้นตอนที่ 1 คือ การเตรียมเส้นใยทั้ง 2 ชนิด คือ เส้นใยนุ่น และเส้นใยกระดาษแบ่งเส้นใยส่วนหนึ่งไปวิเคราะห์สันฐานวิทยาของเส้นใย และขึ้นแผ่นกระดาษก่อนนำไปทดสอบ จากนั้นนำส่วนที่เหลือไปทำเป็นเปเปอร์ครีตในขั้นตอนที่ 2 โดยใช้อัตนราส่วนการผสม คือ ทราย : ปูนซีเมนต์พอร์ตแลนด์ : เยื่อแห้ง : น้ำ เท่ากับ 1: 0.75 : 0.175 : 0.625 (โดยน้ำหนัก) ตามลำดับ แล้วทำการบ่มเป็นเวลา 1,3 และ 7 วัน ก่อนนำไปทดสอบ ผลการทดลองที่ได้จากแผ่นกระดาษทดสอบพบว่า แผ่นทดสอบที่เตรียมจากเส้นใยนุ่นมีความแข็งแรงต่อแรงดึงและความแข็งแรงต่อแรงดันทะลุมากกว่า หากแต่มีความต้านทานแรงฉีกต่ำกว่าแผ่นทดสอบที่เตรียมจากเส้นใยกระดาษ เนื่องจากเส้นใยนุ่นมีความแข็งแรงแต่มีความเปราะ ส่วนผลการทดสอบเปเปอร์ครีตที่เตรียมได้พบว่า เปเปอร์ครีตที่ผลิตจากเส้นใยนุ่นมีความทนต่อแรงดัดโค้งอยู่ที่ 15.18 mPa ในขณะที่เปเปอร์ครีตจากเส้นใยกระดาษมีความทนต่อแรงดัดโค้งสูงถึง 34.55 mPa ทั้งนี้เป็นเพราะความเปราะของเส้นใยนุ่น ทำให้รับแรงที่มากระทำในแนวตั้งฉากได้น้อย รวมถึงสมบัติของนุ่นที่ไม่ชอบน้ำมาก (Superhydrophobic) ทำให้นุ่นไม่สามารถเข้าร่วมเป็นส่วนผสมเนื้อเดียวกับองค์ประกอบอื่น ๆ ซึ่งอาศัยน้ำเป็นตัวนำพาของเปเปอร์ครีตได้ ส่งผลให้เปเปอร์ครีตที่เตรียมจากเส้นใยนุ่นมีความแข็งแรงน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเปเปอร์ครีตที่เตรียมจากเส้นใยกระดาษ