การเตรียมวัสดุธรรมชาติด้วยวัสดุเปลี่ยนสถานะชนิดสารอินทรีย์ ก่อนผสมในคอนกรีตบล็อกเพื่อลดการนำความร้อนเข้าสู่อาคาร

บทคัดย่อ

คอนกรีตบล็อกนิยมนำมาใช้ในการก่อสร้างอาคารอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีราคาถูก ซึ่งการเลือกใช้วัสดุในการก่อสร้างปัจจุบันให้ความสำคัญกับการใช้พลังงาน คอนกรีตบล็อกมีส่วนผสมของปูนซีเมนต์ หิน กรวด ทำให้เป็นตัวนำความร้อนเข้ามาในอาคารและทำให้มีน้ำหนักมาก จึงมีการนำเส้นใยจากวัสดุธรรมชาติต่างๆ ที่มีเส้นใยเซลลูโลสมาเป็นส่วนผสมทดแทนวัสดุเดิม แต่เกิด ปัญหาของเส้นใยเซลลูโลสที่มีคุณสมบัติดูดซึมความชื้นส่งส่งผลให้ค่าการนำความร้อนในคอนกรีตบล็อกสูงขึ้น งานวิจัยนี้ต้องการศึกษา ปัจจัยที่ส่งผลต่อความชื้นและพัฒนาวิธีลดความชื้นที่เกิดขึ้นในคอนกรีตบล็อกโดยใช้วัสดุเปลี่ยนเฟส (PCM) จากธรรมชาติมาประยุกต์ใช้ ในขั้นตอนการเตรียมวัสดุธรรมชาติก่อนนำไปผสมในคอนกรีตบล๊อก

ผลการศึกษาพบว่าวิธีการที่ความชื้นผ่านระบบกรอบอาคารทำให้เกิดความชื้นสะสมในวัสดุคือวิธี Capillary  Suction และ วิธี Vapor  Diffusion ทำให้ให้ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน (Thermal Conductivity) ของวัสดุเพิ่มมากขึ้น ส่งผลให้อุณหภูมิ ภายในอาคารสูงขึ้นต้องใช้พลังงานเป็นจำนวนมากในการปรับอากาศเพื่อให้อยู่ในสภาวะน่าสบาย ซึ่งวิธีการลดความชื้นในคอนกรีตบล็อกที่ไม่ส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุคือการใช้พลังงานในรูปความร้อนแฝงในส่วนผสมของคอนกรีตบล็อก โดยอาศัยหลักการเปลี่ยนเฟส phase change material (PCM) เพื่อป้องกันความชื้นที่จะข้ามาในคอนกรีตบล็อก

ส่วนการศึกษาคุณสมบัติวัสดุธรรมชาติที่เหมาะสมในการนำมาเป็นส่วนผสมในคอนกรีตบล็อกพบว่าพืชใบเลี้ยงเดี่ยวมี ความเหมาะสมในลักษณะของกายภาพ สามารถยึดเกาะกับวัสดุเปลี่ยนเฟส (PCM) เพื่อลด Moisture Content และในการเตรียมวัสดุธรรมชาติต้องมีต้นทุนต่ำจึงได้ศึกษาเปรียบเทียบวัสดุ 2 ชนิด คือ แกลบ และเปลือกกะลากาแฟโดยผ่านกระบวนการทดสอบการดูดซึมน้ำร่วมกับการประยุกต์ใช้วัสดุเปลี่ยนเฟส (PCM)

จากการศึกษาชนิดของวัสดุเปลี่ยนเฟสธรรมชาติที่เหมาะสมในการนำมาประยุกต์ใช้ในงานวิจัยนี้พบว่าสูตรที่มีอัตราส่วนผสม ระหว่างวัสดุเปลี่ยนเฟสจากปาล์มและวัสดุเปลี่ยนเฟสจากถั่วเหลืองในอัตรา 1 : 1 สามารถลดอุณหภูมิจุดหลอมเหลวอยู่ที่ 37 °C - 67.5 °C และใช้เทคนิค Encapsulation phase change material  มาประยุกต์ใช้กับวัสดุธรรมชาติโดยวิธี Coating Mixing ผิววัสดุ[1] ก่อนนำไปทดสอบการดูดซึมน้ำ 24 ชั่วโมง เพื่อเปรียบเทียบอัตราการดูดซึมน้ำน้อยที่สุดและคายน้ำไวที่สุดของแกลบ และเปลือก กะลากาแฟ พบว่าสูตรที่มีอัตราส่วนผสมระหว่างเปลือกกะลากาแฟ 1 กิโลกรัม ต่อวัสดุเปลี่ยนเฟส (PCM) ที่ผสมแล้ว 20 % ต่อน้ำยางพารา 70 % มีอัตราการดูดซึมน้ำน้อยที่สุดและใช้เวลามากที่สุดก่อนถึงจุดอิ่มตัวและหลังจากพักไว้เพื่อให้น้ำหายหยดเป็นเวลา 2 ชั่วโมง จะมีอัตราการคายน้ำเร็วที่สุด ซึ่งถือว่าสูตรการทดสอบนี้ได้ผลที่ดีเหมาะจะนำไปเป็นสูตรต้นแบบปรับสภาพวัสดุธรรมชาติก่อนนำไปผสมในคอนกรีตบล็อกเพื่อลด Moisture Content ที่จะเกิดขึ้นในคอนกรีตบล็อก