หน้าแรก > บทความ > วัสดุ GFRP คืออะไร? รู้จักกับ “เหล็กเส้นไฟเบอร์กลาส” ทางเลือกใหม่ในงานก่อสร้าง

วัสดุ GFRP คืออะไร? รู้จักกับ “เหล็กเส้นไฟเบอร์กลาส” ทางเลือกใหม่ในงานก่อสร้าง

เบาแต่แข็งแรง GFRP เหล็กเส้นไฟเบอร์กลาส ตัวช่วยซ่อมอาคาร ซ่อมเสา ซ่อมโครงสร้าง

GFRP เหล็กเส้นไฟเบอร์กลาส

ในโลกยุคใหม่ที่เทคโนโลยีก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว วัสดุที่เราใช้ในชีวิตประจำวันก็เปลี่ยนแปลงไปมากเช่นกัน คุณอาจเคยเห็นสะพานคนเดินที่ไม่มีโครงเหล็กหนัก ๆ หรือชิ้นส่วนรถยนต์ที่เบาแต่มือจับแล้วรู้สึกแน่นหนา วัสดุที่อยู่เบื้องหลังนวัตกรรมเหล่านี้อาจเป็น GFRP หรือ เหล็กเส้นไฟเบอร์กลาส วัสดุแห่งอนาคตที่น่าจับตามองอย่างยิ่งในวงการวิศวกรรม


GFRP คืออะไร?

GFRP ย่อมาจาก Glass Fiber Reinforced Polymer หรือภาษาไทยคือ โพลิเมอร์เสริมแรงด้วยใยแก้ว เป็นวัสดุเชิงประกอบ (composite material) ที่เกิดจากการนำเส้นใยแก้ว (glass fiber) มาผสมกับพลาสติกประเภทโพลิเมอร์ เช่น โพลีเอสเตอร์ หรืออีพอกซีเรซิน

เส้นใยแก้วให้ความแข็งแรงทางกล (mechanical strength) ส่วนพลาสติกให้ความยืดหยุ่นและความสามารถในการขึ้นรูป ทำให้ GFRP มีคุณสมบัติที่โดดเด่นและใช้งานได้หลากหลาย

หนึ่งในรูปแบบที่ได้รับความนิยมมากคือ เหล็กเส้นไฟเบอร์กลาสซึ่งก็คือเหล็กเส้นที่ผลิตจากวัสดุ GFRP แทนการใช้เหล็กกล้า เหมาะอย่างยิ่งสำหรับงานก่อสร้างที่ต้องการความทนทานต่อการกัดกร่อน เช่น งานซ่อมอาคาร ซ่อมเสา และซ่อมโครงสร้าง

ลองจินตนาการถึงพลาสติกที่ถูกเสริมด้วยเส้นใยแก้วละเอียด จนกลายเป็นวัสดุที่ทั้งเบาและแข็งแรงพอจะใช้สร้างโครงสร้างขนาดใหญ่ได้อย่างมั่นใจ

คุณสมบัติเด่นของ GFRP

คุณสมบัติรายละเอียด
น้ำหนักเบา ช่วยลดน้ำหนักของโครงสร้างและลดภาระในการขนส่ง
ไม่เป็นสนิม ทนต่อสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น เอื้อต่อการเกิดสนิม หรือสารเคมี เช่น ริมทะเลหรือโรงงานอุตสาหกรรม
แข็งแรงทนแรงดึง เส้นใยแก้วช่วยให้ GFRP ทนต่อแรงดึงได้สูง แม้นจะยืดหยุ่นก็ตาม
ยืดหยุ่นในการออกแบบ สามารถขึ้นรูปเป็นรูปร่างต่าง ๆ ได้ง่าย
ทนต่อการกัดกร่อน ใช้งานได้ดีในพื้นที่ที่มีสารเคมีหรือความเป็นกรด-ด่างสูง

GFRP ใช้ทำอะไรได้บ้าง?

เนื่องจาก GFRP มีคุณสมบัติที่เหนือกว่าวัสดุหลายชนิดในบางด้าน จึงถูกนำไปใช้งานในหลากหลายอุตสาหกรรม เช่น งานก่อสร้าง ยานยนต์ พลังงาน การเดินเรือ และระบบท่อส่งน้ำ/ของเหลว โดยเฉพาะในงาน ซ่อมอาคาร ซ่อมเสา และซ่อมโครงสร้าง ที่ต้องการความแข็งแรง ทนทาน และน้ำหนักเบา

  1. การใช้ GFRP ในงานถนน และงานก่อสร้างสะพาน : มักใช้ GFRP ในรูปแบบของเหล็กเสริม (rebar) ที่ฝังในแผ่นพื้นคอนกรีต ข้อดี คือ ไม่เป็นสนิมจากการสัมผัสน้ำหรือเกลือ น้ำหนักเบา ลดภาระงานในการขนย้าย และอายุการใช้งานยาวนาน ลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุง

    กรณีศึกษา: ในแคนาดาและญี่ปุ่นมีการใช้ GFRP เป็นเหล็กเสริมในถนนคอนกรีตที่สัมผัสกับเกลือละลายน้ำแข็ง
    และพบว่าอายุการใช้งานเพิ่มขึ้นกว่า 30% เทียบกับเหล็กเสริมธรรมดา


    ที่มา : https://www.google.com/maps/place/Nipigon+River+Bridge/@49.0197723,-88.2506672,3a,75y,90t


  2. การใช้ GFRP เสริมกำลังโครงสร้างเก่า : อาคารสะพานหรือเสาเข็มที่เสื่อมสภาพ เป็นอีกหนึ่งการใช้งานหลักของ GFRP โดยมักใช้ในรูปแบบของ GFRP sheets หรือ wraps พันรอบโครงสร้างเดิม ข้อดี คือ เพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักของโครงสร้างเก่าโดยไม่เพิ่มน้ำหนักมาก และสามารถติดตั้งได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องหยุดใช้งานโครงสร้าง อาทิ
    • การติดตั้งระบบ GFRP แบบขึ้นรูปเปียก (Wet Lay-Up System) : ใช้ในการพันเส้นใย GFRP รอบเสา หรือคาน (มยผ.1508-51)
    • การติดตั้งระบบ GFRP แบบฝังใกล้ผิว (Near-Surface Mounted ; NSM): ฝัง GFRP bars ลงในรอยเจาะของคอนกรีต/ ชิ้นส่วนโครงสร้างที่อยู่ติดกัน (มยผ.1508-51)

      เสริมกำลังโครงสร้างเสาตอม่อ ที่มา: NSPLUS Engineering

  3. การใช้ GFRP ในแนวกั้นคลื่นทะเล (Sea Wall / Coastal Barrier) : แนวกั้นคลื่นและโครงสร้างทางชายฝั่งเป็นพื้นที่ที่เสี่ยงต่อการกัดกร่อนสูงจากน้ำเค็ม และการเกิดสนิมซึ่งเป็นจุดเด่นของ GFRP เนื่องจากสามารถทนต่อสภาวะแวดล้อมเหล่านี้ได้ดี
    กรณีศึกษา: ในเมืองไมอามี รัฐฟลอริดา มีการใช้ GFRP เสริมในโครงสร้างกันคลื่น โดยลดการซ่อมแซมจากสนิมได้กว่า 50% ภายใน 10 ปี


    ที่มา : www.maxiswood.com/MAXIS_Und_FIBRE_Und_REBAR/


GFRP กับเหล็ก: ต่างกันอย่างไร?

แม้ว่าเหล็กจะเป็นวัสดุมาตรฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานก่อสร้าง แต่ GFRP ก็เริ่มเข้ามาเป็นทางเลือกที่น่าสนใจในหลายกรณี โดยเฉพาะเมื่อความเบาและความทนทานต่อการกัดกร่อนเป็นเรื่องสำคัญ

ข้อเปรียบเทียบGFRPเหล็ก
น้ำหนัก เบากว่ามาก
(ความหนาแน่น 1.25-2.10 g/cm³)		 หนักกว่า
(ความหนาแน่น 7.65 g/cm³)
ความทนต่อสนิม ไม่เป็นสนิม เป็นสนิมได้ง่าย
ความสามารถในการนำไฟฟ้า/การเหนี่ยวนำ ไม่เป็นสื่อนำไฟฟ้า
ทนไฟและความร้อนได้ดีกว่า		 เป็นสื่อนำไฟฟ้า
ทนไฟและความร้อนได้ต่ำกว่า
ความแข็งแรง มีความแข็งแรง และสามารถรับแรงดึง (Tensile Stress) ได้ดี มีความแข็งแรง
แต่รับแรงยึดเหนี่ยว (Bonding Stress) ได้ต่ำ
อายุการใช้งาน อายุงานในสภาพแวดล้อมรุนแรงสูง อายุสั้น หากมีการกัดกร่อน ความชื้น หรือสารเคมี
ความปลอดภัยในการใช้งาน ผู้ผลิตผลิตได้ง่ายตามสภาพที่ต้องการ
ไม่มีเศษแหลมคมเมื่อตัดหรือแตกหัก ระยะหดตัวต่ำ		 มีโอกาสเกิดเศษแหลมคม และบาดเจ็บได้ง่าย ระยะหดตัวสูง
การนำไฟฟ้าและความร้อน ไม่เป็นสื่อนำไฟฟ้าและความร้อน เป็นสื่อนำไฟฟ้าและความร้อน
คุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่มีคุณสมบัติแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่รบกวนระบบอิเล็กทรอนิกส์ เช่น สนามบิน โรงพยาบาล และสถานีฐานโทรศัพท์ มีคุณสมบัติแม่เหล็กไฟฟ้า (ferromagnetic) รบกวนระบบอิเล็กทรอนิกส์ได้
ค่าความเป็นฉนวน GFRP เป็นฉนวนไฟฟ้าได้ดี ต้องมีการเคลือบเพื่อเป็นฉนวน
คาร์บอนฟุตพรินต์ ใช้พลังงานการผลิตน้อยลงและลดการปลดปล่อยคาร์บอน มีอุตสาหกรรมการถลุงเหล็กและปล่อยคาร์บอนสูง
การรีไซเคิล ยาก ง่าย


**คาร์บอนเครดิต (Carbon Credit) คือ เครื่องมือทางเศรษฐกิจ ที่ช่วยในการจัดการและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (GHG: Greenhouse Gases) โดยให้ “มูลค่า” กับการลดหรือดูดซับคาร์บอน เพื่อกระตุ้นให้เกิดการลดการปล่อยคาร์บอนในภาคเศรษฐกิจต่าง ๆ โดยวัสดุ GFRP เป็นวัสดุที่ปล่อยคาร์บอนจากกระบวนการผลิตน้อย และยังมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน หากมีการประเมินผลกระทบตลอดวงจรชีวิต (Life Cycle Assessment) 

การเสื่อมสภาพของ GFRP

  • รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ทำให้เรซิ่นของพอลิเมอร์และเส้นใยเสียหายได้ง่ายหากสัมผัสเป็นเวลานาน
  • ความชื้น ส่งผลให้ความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของ GFRP ลดลง ทำให้ความทนทานลดลงไปด้วย
  • อุณหภูมิ ที่สูงเกินกว่าจุดเปลี่ยนสถานะเป็นแก้ว (glass transition temperature, Tg) ของพอลิเมอร์จะทำให้วัสดุสูญเสียความแข็งแรง
  • สภาพแวดล้อมเป็นด่าง ทำให้เส้นใยแก้วบางชนิดถูกกัดกร่อนได้ ส่งผลให้ความทนทานลดลง


GFRP ทางเลือกใหม่ของการซ่อมโครงสร้างยุคใหม่

GFRP หรือ เหล็กเส้นไฟเบอร์กลาส เป็นนวัตกรรมวัสดุที่รวมเอาข้อดีของใยแก้วและพลาสติก เข้าไว้ด้วยกัน จนกลายเป็นวัสดุที่ทั้งเบา แข็งแรง และทนทานต่อสภาพแวดล้อมได้อย่างยอดเยี่ยมเหมาะกับทั้งงานก่อสร้างใหม่และการซ่อมแซมโครงสร้างอาคารที่ใช้งานมาอย่างยาวนาน
แม้ GFRP จะยังไม่สามารถแทนที่วัสดุแบบเดิมอย่างเหล็กหรือปูนซีเมนต์ได้ทั้งหมด แต่ก็เข้ามา เติมเต็มในจุดที่วัสดุทั่วไปมีข้อจำกัด โดยเฉพาะในงาน ซ่อมโครงสร้าง, ซ่อมอาคาร, และ ซ่อมเสา ที่ต้องการความแข็งแรง ทนต่อสนิม ติดตั้งง่าย และน้ำหนักเบา

NS Plus Engineering คือผู้เชี่ยวชาญด้านการตรวจโครงสร้างและตรวจสอบอาคาร ด้วยทีมวิศวกรผู้มากประสบการณ์ พร้อมให้บริการทั้งการประเมินความเสียหาย ทดสอบวัสดุ และวางแผนซ่อมโครงสร้างหรือเสริมกำลัง ด้วยวัสดุอย่าง GFRP ที่เหมาะสมและได้มาตรฐาน เราพร้อมให้คำปรึกษาและแนวทางแก้ไขอย่างมืออาชีพ เพื่อให้อาคารของคุณกลับมา แข็งแรง ปลอดภัย และใช้งานได้อย่างมั่นใจอีกครั้ง

Visitors: 324,876