กรีนคอนกรีต ทางเลือกใหม่ของวัสดุก่อสร้าง

หัวข้องานวิจัยที่เกิดขึ้นในภาคการศึกษามักมาจากปัญหาและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เป็นภาพใหญ่อย่างปัญหาของ “คอนกรีต” ที่มีส่วนประกอบสำคัญคือผงปูนซีเมนต์ ซึ่งมีกระบวนการผลิตที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมหลายอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เนื่องจากการผลิตผงปูนซีเมนต์นั้นประกอบด้วยแคลเซียม (Calcium) ออกซิเจน (Oxygen) ซิลิกอน (Silicon) โดยมีกระบวนการผลิตมาจากการเผาหินปูนที่อุณหภูมิกว่า 1,400 °C ในเตาเผาเพื่อให้ได้แร่ธาตุแคลเซียมคาร์บอเนต (Calcium Carbonate) และดินเหนียว ซึ่งกระบวนการให้ความร้อนนี่เองที่ผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาสู่ชั้นบรรยากาศจำนวนมากกว่าครึ่งตันต่อการผลิตผงปูนซีเมนต์ทุกๆ 1 ตัน หรือกล่าวได้ว่าร้อยละ 5-8 ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในโลกนั้นมาจากกระบวนการผลิตผงปูนซีเมนต์

สำหรับภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ได้เริ่มตื่นตัวในประเด็นปัญหานี้ทั้งในภาคอุตสาหกรรมและการศึกษา โดยเริ่มต้นที่รัฐบาลมาเลเซียซึ่งพยายามสนับสนุนการใช้วัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในโครงสร้างของอาคารสีเขียว และสนับสนุนงานวิจัยจากคณะวิศวกรรมโยธา มหาวิทยาลัย Universiti Teknologi MARA ในการพัฒนาคอนกรีตที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม  หรือที่เรียกว่า  Green-mix Concrete  ซึ่งออกแบบและผลิตโดยวิธีแบบเดิม  แต่เปลี่ยนมาใช้วัตถุดิบบางส่วนจากขยะและวัสดุรีไซเคิลเพื่อให้ได้คุณสมบัติ ราคา และความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมตามที่ต้องการ โดยกรีนคอนกรีตประเภทนี้ทำจากวัตถุดิบใหม่ๆ ประกอบด้วยเถ้าลอยซึ่งเคยเป็นของเหลือทิ้งจากโรงไฟฟ้าถ่านหิน เม็ดคอนกรีตรีไซเคิล และเส้นใยจากกระป๋องอลูมิเนียม ในระหว่างการวิจัยพบว่า เถ้าลอยมีศักยภาพที่จะแทนซีเมนต์ได้ กระป๋องอลูมิเนียมถูกเลือกใช้เพราะสามารถนำมาสับเป็นเส้นใยได้ง่าย  และใช้เสริมแรงในคอนกรีต การผลิตคอนกรีตชนิดนี้แม้จะต้องการผู้เชี่ยวชาญทางเทคนิคที่มีความรู้เรื่องการออกแบบการผสมคอนกรีต เข้าใจวัตถุดิบที่นำมาใช้ และมีความรู้ใหม่ๆ ของกรีนคอนกรีต แต่ก็เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และยังมีราคาถูก จากการลดปริมาณวัตถุดิบที่ต้องซื้อและการออกแบบการผสมให้มีประสิทธิภาพ รวมทั้งผลลัพธ์ของกรีนคอนกรีตที่ได้ยังมีความแข็งแรงมากขึ้นถึงร้อยละ 30 เมื่อเทียบกับคอนกรีตทั่วไป

กล่าวโดยสรุปกรีนคอนกรีตมีประโยชน์ ดังนี้
• ออกแบบเพื่อความแข็งแรงและสมรรถนะที่ได้มาตรฐานในระหว่างการใช้งานของอาคารหรือโครงสร้าง
• มีสัดส่วนของซีเมนต์และคาร์บอนฟุตพรินต์ต่อหน่วยของคอนกรีตที่ผลิตต่ำกว่าคอนกรีตทั่วไป มีศักยภาพในการนำไปผลิตเพื่อขาย โดยนำเสนอเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมให้กับนักพัฒนาโครงการและผู้รับเหมาก่อสร้างได้

ขณะเดียวกัน ในประเทศไทยได้มีบริษัท Siamese Ecolite ที่คิดค้นและพัฒนาเรื่องกรีนคอนกรีตเช่นกัน จนได้ออกมาเป็น ผนังคอนกรีตมวลเบา (TEXCA® Wall) โดยมีเม็ดดินเผาขยายตัวน้ำหนักเบาเป็นส่วนผสมสำหรับหล่อคอนกรีตที่ทำจากวัสดุเหลือใช้ สามารถรับแรงได้สูงแต่มีน้ำหนักเบา โครงสร้างขยายตัวคล้ายโฟมนี้เกิดจากการผสมผสานคุณสมบัติของเซรามิกที่มีความแข็งและรับแรงได้ดีกับการเติมปริมาตรอากาศลงในวัสดุ นอกจากนี้ โครงสร้างเซลล์ยังทำหน้าที่เป็นฉนวนความร้อนและอะคูสติกที่ดี รวมทั้งคงคุณสมบัติกันไฟลามเช่นเดียวกับเซรามิก ส่วนผสมนี้มีผลอย่างยิ่งต่อคุณสมบัติทางกายภาพของคอนกรีต โดยวัสดุนี้จะทำให้คอนกรีตมีความแข็งแรงต่องานโครงสร้างแต่ยังคงน้ำหนักเบาอยู่ เนื้อดินจะถูกเติมอากาศให้มีสัดส่วนของโพรงอากาศภายในเหมือนแผ่นโฟมหรือเม็ดโฟมกันกระแทก และสามารถนำไปใช้ขอมาตรฐานสิ่งแวดล้อม LEED® (Leadership in Energy and Environmental Design) ในเกณฑ์ของการใช้วัสดุและวัตถุดิบ พลังงานและบรรยากาศ และอื่นๆ เหมาะใช้ทำส่วนผสมคอนกรีตและสารเติมเต็มในวัสดุซีเมนต์ องค์ประกอบอาคาร และรองพื้นหลังคาเขียว

เรื่อง: ชมพูนุท วีรกิตติ และ ปิยวรรณ กลิ่นศรีสุข

อ่านเพิ่มเติม
บทความ วัสดุเด่นประจำเดือนกุมภาพันธ์ 2559

ที่มา:
บทความ Green-mix Concrete: Malaysia’s solution on sustainable material จาก asiagreenbuildings.com
ecolite.co.th