ไฟเบอร์คอมโพสิตคืออะไร? ไม้แบบพลาสติกชนิดใหม่ที่ไม่ต้องเสริมเหล็ก

ถ้าคุณทำงานก่อสร้าง คุณรู้อยู่แล้วว่าแบบหล่อไม่ใช่เรื่องเล็ก คู่มือ ACI 347 Guide to Formwork for Concrete ของสถาบันคอนกรีตอเมริกันระบุไว้ว่า ต้นทุนงานแบบหล่ออาจสูงถึง 60% ของต้นทุนโครงสร้างคอนกรีตทั้งหมด

เลือกแบบหล่อผิด จึงไม่ใช่แค่เสียของ แต่กระทบต้นทุนทั้งโครงการ

บทความนี้จะอธิบายว่า ไฟเบอร์คอมโพสิต ซึ่งเป็นวัสดุไม้แบบพลาสติกชนิดใหม่ในบ้านเรา คืออะไร ทำงานอย่างไร และต่างจากไม้แบบพลาสติกเสริมเหล็กที่ใช้กันอยู่ตรงไหน

ไม้แบบในงานก่อสร้างมีกี่ชนิด

ก่อนจะเข้าเรื่องไฟเบอร์คอมโพสิต มาดูภาพรวมก่อนว่าทุกวันนี้เรามีทางเลือกอะไรบ้าง

จะเห็นว่าสามชนิดแรกแก้ปัญหาความแข็งแรงด้วยวิธีเดียวกัน คือเพิ่มความหนา หรือเอาวัสดุที่แข็งกว่ามาประกบเข้าไป ไฟเบอร์คอมโพสิตใช้วิธีที่ต่างออกไป

ไฟเบอร์คอมโพสิตคืออะไร

ไฟเบอร์คอมโพสิต (Fiber Composite) คือวัสดุที่เกิดจากการผสมเส้นใยเสริมแรงเข้าไปในเนื้อของวัสดุหลัก ตั้งแต่ก่อนขึ้นรูป ไม่ใช่การนำของสองชิ้นมาประกบกันภายหลัง

ในกรณีของไม้แบบ วัสดุหลักคือ พอลิโพรพิลีน (PP) และตัวเสริมแรงคือ เส้นใยแก้ว (Glass Fiber) โดยทั่วไปผสมที่สัดส่วนประมาณ 30% โดยน้ำหนัก

เข้าใจง่ายที่สุด ถ้าเทียบกับคอนกรีต

ช่างทุกคนเห็นสองอย่างนี้ทุกวันอยู่แล้ว

คอนกรีตเสริมเหล็ก — เราวางเหล็กเส้นลงในแบบ แล้วเทคอนกรีตทับ ได้ของสองอย่างทำงานร่วมกัน คอนกรีตรับแรงอัด เหล็กรับแรงดึง แยกหน้าที่กันชัดเจน

คอนกรีตผสมไฟเบอร์ — เราผสมเส้นใยลงไปตั้งแต่ตอนผสม เส้นใยกระจายทั่วเนื้อทุกจุด ไม่ได้อยู่เป็นเส้นแยกออกมา

ไม้แบบพลาสติกเสริมเหล็กกับไฟเบอร์คอมโพสิต ต่างกันแบบเดียวกันเป๊ะ

เส้นใยแก้วทำงานอย่างไร

หลักการของวัสดุคอมโพสิตมีสองส่วน

เนื้อพลาสติก (Matrix) ทำหน้าที่ยึดโครงสร้าง กระจายแรงไปยังเส้นใย และทนความชื้นกับสารเคมี

เส้นใยแก้ว (Reinforcement) ทำหน้าที่รับแรงดึงและแรงดัดแทน เพราะเส้นใยแก้วมีค่าความแข็งเกร็ง (modulus) สูงกว่าเนื้อ PP หลายสิบเท่า

เมื่อแผ่นรับแรง เนื้อพลาสติกจะถ่ายแรงเข้าสู่เส้นใยที่แข็งกว่า ผลคือทั้งแผ่นแข็งขึ้นมากโดยที่ยังเป็นวัสดุชิ้นเดียว

หมายเหตุทางเทคนิค: ความแข็งแรงที่ได้จะขึ้นอยู่กับว่าเม็ดพลาสติกที่ใช้เป็นเกรดที่มี สารคู่ควบ (coupling agent) หรือไม่ เกรดที่มีสารคู่ควบจะยึดเส้นใยเข้ากับเนื้อ PP ได้ดีกว่ามาก และให้ค่าความต้านแรงดึงสูงกว่าเกรดที่ไม่มีเกือบเท่าตัว

ไฟเบอร์คอมโพสิตต่างจากไม้แบบพลาสติกเสริมเหล็กอย่างไร

ไม่ได้แปลว่าแบบไหนดีกว่าแบบไหน ทั้งสองชนิดมีจุดแข็งคนละอย่าง และเหมาะกับงานคนละแบบ ดูสินค้าทั้งสองระบบได้ที่หมวดไม้แบบคานและหมวดไม้แบบเสา

ข้อดีของไม้แบบไฟเบอร์คอมโพสิต

1. ไม่มีเหล็ก จึงไม่มีจุดที่เป็นสนิม

ในระบบที่ใช้เหล็กเสริม เหล็กมักเป็นส่วนที่เสื่อมสภาพก่อนเสมอ โดยเฉพาะเมื่อเจอน้ำ ฝน และด่างจากปูนซีเมนต์ เมื่อเหล็กเป็นสนิมจนใช้ไม่ได้ แผ่นก็หมดอายุทั้งที่เนื้อพลาสติกยังดีอยู่

2. เป็นเนื้อเดียวทั้งชิ้น

วัสดุสองชนิดที่ประกบกันไว้ เมื่อใช้งานซ้ำไปนานๆ รอยต่อมีโอกาสหลวมหรือแยกตัว วัสดุเนื้อเดียวไม่มีปัญหานี้

3. ทนความร้อนได้ดี

เส้นใยแก้วช่วยยกอุณหภูมิที่วัสดุเริ่มอ่อนตัวขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งสำคัญกับหน้างานกลางแจ้งในเมืองไทย

4. ไม่ต้องทาน้ำมันถอดแบบ

ผิวพอลิโพรพิลีนมีพลังงานพื้นผิวต่ำ คอนกรีตจึงไม่เกาะ ลดทั้งค่าน้ำมัน ค่าแรงทา และคราบน้ำมันบนผิวคอนกรีต

5. ไม่ผุ ไม่บวมน้ำ

ไม่มีแกนไม้ จึงไม่ดูดน้ำและไม่แยกชั้นเหมือนไม้อัดเคลือบผิว

ข้อจำกัดที่ควรรู้ก่อนเลือกใช้

เพื่อให้ตัดสินใจได้ถูก ควรรู้ลักษณะของวัสดุนี้ด้วย

เป็นวัสดุแข็ง ไม่ใช่วัสดุเหนียว — ไฟเบอร์คอมโพสิตออกแบบมาให้ “ไม่ขยับ” ไม่ได้ออกแบบมาให้ “งอแล้วเด้งกลับ” ซึ่งตรงกับหน้าที่ของแบบหล่อที่ต้องอยู่นิ่งขณะรับคอนกรีต

วิธีประเมินที่ถูกต้อง จึงไม่ใช่การดัดด้วยมือ แต่คือการพาดแผ่นระหว่างจุดรองรับสองจุด แล้วให้รับน้ำหนักจริง ซึ่งเป็นลักษณะแรงที่แบบหล่อเจอจริงตอนเทคอนกรีต

ไม่ควรตัด เจาะ หรือเชื่อมเพิ่มเอง — วัสดุเสริมเส้นใยไวต่อรอยบาก การเจาะเพิ่มทำให้กำลังของชิ้นงานลดลง ถ้าต้องการดูวิธีประกอบและติดตั้งที่ถูกต้อง อ่านได้ที่คู่มือขั้นตอนการติดตั้งไม้แบบพลาสติก

สมบัติของวัสดุ PP เสริมใยแก้ว 30%

ตารางนี้เป็นค่าอ้างอิงของเม็ดพลาสติกเกรดอุตสาหกรรม PP เสริมใยแก้ว 30% ชนิดมีสารคู่ควบ เพื่อให้เห็นภาพว่าวัสดุประเภทนี้มีคุณสมบัติระดับใด พร้อมมาตรฐานการทดสอบที่ใช้วัด

เทียบกันให้เห็นภาพ — PP ที่ไม่เสริมใยแก้วมีมอดุลัสการดัดราว 1,300–1,700 MPa ส่วน PP เสริมใยแก้ว 30% อยู่ที่ราว 6,800 MPa คือแข็งเกร็งกว่าประมาณ 4 เท่า

ข้อควรระวังเวลาอ่านสเปคของผู้ขายรายใดก็ตาม ค่า HDT ต้องระบุภาระที่ใช้ทดสอบเสมอ เพราะค่าเดียวกันที่วัดด้วยภาระต่างกันจะต่างกันมาก และตัวเลขที่ไม่ระบุมาตรฐานทดสอบ ถือว่ายังตรวจสอบไม่ได้

แล้วควรเลือกไม้แบบพลาสติกแบบไหน

คำแนะนำที่ตรงที่สุดคือ อย่าดูแค่ราคาต่อแผ่น ให้ดูต้นทุนต่อการใช้งานหนึ่งรอบ ซึ่งรวมค่าเสื่อม ค่าน้ำมัน ค่าแรงทำความสะอาด และค่าดูแลรักษาเข้าไปด้วย อยากเห็นว่าใช้งานจริงหน้างานเป็นอย่างไร ดูได้ที่หน้าผลงานของเรา

คำถามที่พบบ่อย

ไฟเบอร์คอมโพสิตคืออะไร

คือวัสดุที่ผสมเส้นใยแก้วเข้าไปในเนื้อพลาสติกตั้งแต่ก่อนขึ้นรูป ทำให้เนื้อวัสดุแข็งแรงขึ้นในตัวเอง โดยไม่ต้องใช้เหล็กเสริม ออกมาเป็นชิ้นเดียวไม่มีรอยต่อ

ไม้แบบไฟเบอร์คอมโพสิตต่างจากไม้แบบพลาสติกเสริมเหล็กอย่างไร

เสริมเหล็กคือเอาวัสดุสองชนิดมาประกบกัน ส่วนไฟเบอร์คอมโพสิตคือเนื้อเดียวที่มีเส้นใยกระจายอยู่ภายใน ผลที่ต่างกันชัดที่สุดคือไฟเบอร์คอมโพสิตไม่มีเหล็ก จึงไม่มีจุดที่จะเป็นสนิม

ไม้แบบพลาสติกไฟเบอร์คอมโพสิตเป็นสนิมไหม

ไม่เป็น เพราะทั้งเนื้อพลาสติกและเส้นใยแก้วไม่ใช่โลหะ

ต้องทาน้ำมันถอดแบบหรือไม่

ไม่ต้อง เพราะผิวพอลิโพรพิลีนมีพลังงานพื้นผิวต่ำ คอนกรีตไม่เกาะผิว

ใช้กับงานอะไรได้บ้าง

ใช้ได้กับงานคานและงานกำแพง และสามารถต่อยอดไปงานเสาได้เมื่อใช้ร่วมกับอุปกรณ์เข้ามุม

ดัดด้วยมือได้ไหม

ไฟเบอร์คอมโพสิตเป็นวัสดุแข็ง ไม่ใช่วัสดุเหนียว จึงไม่ได้ออกแบบมาให้ดัด วิธีประเมินที่ถูกต้องคือพาดระหว่างจุดรองรับแล้วให้รับน้ำหนัก ซึ่งตรงกับแรงที่แบบหล่อเจอจริง

สรุป

ไฟเบอร์คอมโพสิตคือการแก้ปัญหาความแข็งแรงของไม้แบบด้วยวิธีที่ต่างออกไป แทนที่จะเอาเหล็กมาประกบ ก็ทำให้เนื้อวัสดุแข็งแรงขึ้นในตัวเอง

ข้อดีที่ชัดที่สุดคือไม่มีเหล็ก จึงไม่มีจุดที่เป็นสนิม ซึ่งเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้แบบหล่อหมดอายุก่อนเวลาอันควร

ซัน ออฟ วูด ผลิตไม้แบบไฟเบอร์คอมโพสิตในประเทศไทย สนใจสอบถามข้อมูลหรือขอดูตัวอย่างสินค้า ติดต่อเราได้ทุกช่องทาง หรือ LINE OA: @sonofwood

แหล่งอ้างอิง

• ACI Committee 347, Guide to Formwork for Concrete (ACI 347) — เอกสารอ้างอิงมาตรฐานด้านการออกแบบแบบหล่อคอนกรีต ระบุว่าต้นทุนงานแบบหล่ออาจสูงถึง 60% ของต้นทุนโครงสร้างคอนกรีตทั้งหมด
• ASTM D638 / D790 / D648 / D792 — มาตรฐานการทดสอบสมบัติเชิงกลและความหนาแน่นของพลาสติก
• ISO 527 / ISO 178 / ISO 179 / ISO 1183 — มาตรฐานสากลสำหรับการทดสอบสมบัติเชิงกลของพลาสติก
• LyondellBasell, Hostacom EKG 2087T BLACK Technical Data Sheet — ข้อมูลสมบัติของเม็ด PP เสริมใยแก้ว 30% ชนิดมีสารคู่ควบ ใช้เป็นค่าอ้างอิงในตารางสมบัติวัสดุ

หมายเหตุ: ตัวเลขในตารางสมบัติวัสดุเป็นค่าอ้างอิงของเม็ดพลาสติกเกรดอุตสาหกรรม ไม่ใช่ผลทดสอบสินค้าของบริษัท