Hempcrete วัสดุก่อสร้างรักษ์โลกจากกัญชงเพื่อความยั่งยืน
สรุปใจความสำคัญ
- เป็นวัสดุ Carbon Sink ที่ช่วยกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ตลอดอายุการใช้งาน
- มีคุณสมบัติเป็นฉนวนกันความร้อนและเสียงที่ดีเยี่ยม แต่ไม่สามารถใช้เป็นโครงสร้างรับน้ำหนักได้
- ผลิตจากแกนในของต้นกัญชงผสมกับปูนขาว ซึ่งเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืนกว่าคอนกรีตทั่วไป
Hempcrete หรือ hemplime คือวัสดุคอมโพสิตชีวภาพ (biocomposite material) ที่เกิดจากการผสมผสานระหว่างแกนในของลำต้นกัญชง (hemp hurds หรือ shives) กับตัวประสานที่เป็นปูนขาว (lime), ทราย หรือวัสดุปอซโซลาน (pozzolans) โดยถูกนำมาใช้เป็นวัสดุสำหรับการก่อสร้างและฉนวนกันความร้อนในอาคาร
Hempcrete ได้รับการยอมรับว่าใช้งานง่ายกว่าปูนขาวแบบดั้งเดิม โดยทำหน้าที่เป็นทั้งฉนวนกันความร้อนและตัวควบคุมความชื้นในตัว นอกจากนี้ยังไม่มีความเปราะเหมือนคอนกรีตทั่วไป ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีรอยต่อเพื่อการขยายตัว (expansion joints)
คุณสมบัติเด่นของ Hempcrete
โดยทั่วไปแล้ว Hempcrete มีความสามารถในการเป็นฉนวนกันความร้อนและเสียงที่ดีเยี่ยม แต่มีประสิทธิภาพทางกลต่ำ โดยเฉพาะความต้านทานแรงกด (compressive strength) อย่างไรก็ตาม เมื่อนำมาใช้ในรูปแบบบล็อกสำเร็จรูป Hempcrete จะทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอน (carbon sink) ตลอดอายุการใช้งาน
ผลลัพธ์ที่ได้คือวัสดุที่มีน้ำหนักเบา ทนไฟ เป็นฉนวน และสามารถใช้เป็นปูนฉาบผิวหรือผนังที่ไม่รับน้ำหนัก ซึ่งเหมาะสำหรับสภาพอากาศหลากหลายรูปแบบ เนื่องจากเป็นการรวมเอาคุณสมบัติการเป็นฉนวนและมวลสารทางความร้อน (thermal mass) เข้าด้วยกัน พร้อมทั้งส่งผลบวกต่อสิ่งแวดล้อม
ส่วนผสมและกระบวนการผลิต
Hempcrete ผลิตจากส่วนประกอบหลัก 3 อย่าง ได้แก่ แกนไม้ด้านในของต้นกัญชง, ตัวประสานที่มีปูนขาวเป็นหลัก และน้ำ ตัวประสานอาจเป็นปูนขาวไฮเดรต (hydrated lime) ซึ่งเซ็ตตัวผ่านการดูดซับ CO2 ในกระบวนการคาร์บอนเนชัน หรือปูนขาวไฮดรอลิกธรรมชาติ (natural hydraulic lime) เพื่อลดระยะเวลาในการเซ็ตตัว
ในบางกรณี อาจมีการเติมปูนซีเมนต์หรือตัวประสานปอซโซลานในปริมาณเล็กน้อยเพื่อเร่งเวลาการเซ็ตตัวให้เร็วขึ้น ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่แข็งแรง ทนทาน และมีน้ำหนักเบา
การนำไปใช้งานในงานก่อสร้าง
Hempcrete เริ่มมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในฝรั่งเศสตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1990 และต่อมาในแคนาดา โดยใช้สำหรับสร้างผนังเติมเต็ม (infill walls) ที่ไม่รับน้ำหนัก เนื่องจากวัสดุนี้ไม่มีความแข็งแรงเพียงพอที่จะใช้ทำฐานราก จึงต้องมีโครงสร้างหลัก (frame) ในการรองรับน้ำหนัก
เทคนิคการก่อสร้างหลักมี 2 รูปแบบ:
- การหล่อในที่ (Cast-in-place): ใช้แบบหล่อเพื่อเทหรือพ่น Hempcrete ลงในตำแหน่งที่ต้องการในไซต์งาน
- การใช้บล็อกสำเร็จรูป (Prefabricated blocks): การนำบล็อกที่ผลิตสำเร็จมาเรียงซ้อนกันคล้ายกับการก่ออิฐ
เมื่อติดตั้ง Hempcrete ระหว่างโครงไม้แล้ว จะมีการติดแผ่นยิปซั่มหรือฉาบปูนเพื่อความสวยงามและความทนทาน โดยสามารถนำไปใช้ได้ทั้งในส่วนของหลังคา ผนัง พื้น และการฉาบผิว
คุณสมบัติทางกลและทางกายภาพ
เนื่องจากเป็นวัสดุใหม่ Hempcrete จึงยังอยู่ในขั้นตอนการศึกษาอย่างต่อเนื่อง ปัจจัยที่มีผลต่อคุณสมบัติทางกล ได้แก่ ขนาดของวัสดุผสม, ประเภทของตัวประสาน, สัดส่วนการผสม, วิธีการผลิต และพลังงานในการบดอัด
รายละเอียดทางเทคนิค
| คุณสมบัติ | ค่าโดยประมาณ |
|---|---|
| โมดูลัสของยัง (Young's modulus) | 22.5 MPa |
| ความต้านทานแรงกด (Compressive strength) | ประมาณ 0.3 MPa |
| ความหนาแน่น (Density) | ประมาณ 415 kg/m³ |
ด้วยความหนาแน่นที่ต่ำและความสามารถในการทนต่อการแตกร้าวเมื่อมีการเคลื่อนตัว ทำให้ Hempcrete เหมาะสำหรับใช้ในพื้นที่ที่เสี่ยงต่อการเกิดแผ่นดินไหว นอกจากนี้ ผนัง Hempcrete ยังมีคุณสมบัติทนไฟ ระบายความชื้นได้ดี ป้องกันเชื้อรา และมีประสิทธิภาพในการดูดซับเสียงที่ยอดเยี่ยม
คำถามที่พบบ่อย
Hempcrete สามารถใช้สร้างบ้านทั้งหลังโดยไม่ต้องมีโครงสร้างอื่นได้หรือไม่?
ไม่ได้ เนื่องจาก Hempcrete มีความต้านทานแรงกดต่ำ จึงไม่สามารถใช้เป็นโครงสร้างรับน้ำหนัก (load-bearing) ได้ ต้องใช้ร่วมกับโครงสร้างหลัก เช่น โครงไม้ หรือโครงเหล็ก เพื่อรองรับน้ำหนักของอาคาร
Hempcrete มีข้อดีกว่าคอนกรีตทั่วไปอย่างไร?
Hempcrete มีน้ำหนักเบากว่ามาก (ความหนาแน่นเพียง 15% ของคอนกรีตปกติ) เป็นฉนวนกันความร้อนและเสียงที่ดีกว่า ทนไฟ และช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยการกักเก็บคาร์บอน
Hempcrete ใช้เวลานานแค่ไหนในการเซ็ตตัว?
ระยะเวลาการเซ็ตตัวขึ้นอยู่กับชนิดของตัวประสาน หากใช้ปูนขาวไฮเดรตปกติอาจใช้เวลา 2 สัปดาห์ถึง 1 เดือน แต่หากใช้ปูนขาวไฮดรอลิกหรือเติมปูนซีเมนต์เล็กน้อย จะสามารถเร่งเวลาให้เซ็ตตัวเร็วขึ้นได้