ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก

สู้ไฟได้จริง! ปูนทนไฟจากขยะ ทนความร้อนสูง 800°C เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

09 ส.ค. 694 นาที09 ส.ค. 69

นักวิจัยเปลี่ยนเศษขยะอุตสาหกรรมและอิฐรื้อถอนให้กลายเป็น “ปูนมอร์ต้าร์จีโอพอลิเมอร์” ที่ทนความร้อนสูงถึง 800 องศาเซลเซียส โดยไม่แตกร้าวและยิ่งคงความแข็งแกร่งมากขึ้นเมื่อโดนความร้อน

ขนาดตัวอักษร

นักวิจัยเปลี่ยนเศษขยะอุตสาหกรรมและอิฐรื้อถอนให้กลายเป็น “ปูนมอร์ต้าร์จีโอพอลิเมอร์” ที่ทนความร้อนสูงถึง 800 องศาเซลเซียส โดยไม่แตกร้าวและยิ่งคงความแข็งแกร่งมากขึ้นเมื่อโดนความร้อน

นักวิจัยประสบความสำเร็จในการคิดค้น “ปูนมอร์ต้าร์ทนไฟ” จากขยะอุตสาหกรรม ที่นำเศษวัสดุเหลือทิ้งมารีไซเคิล 100% ทดแทนการใช้ปูนซีเมนต์แบบเดิม จุดเด่นระดับนวัตกรรมคือความสามารถในการทนความร้อนได้สูงถึง 800 องศาเซลเซียส โดยโครงสร้างพันธะเคมีจะไม่แตกร้าว แต่กลับยิ่งคงความแข็งแกร่งได้ดีเมื่อผ่านอุณหภูมิสูง นวัตกรรมนี้ไม่เพียงแต่ช่วยยกระดับความปลอดภัยขั้นสุดให้กับอุโมงค์และอาคารเสี่ยงภัยไฟไหม้ แต่ยังเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในการช่วยลดการการปล่อยก๊าซคาร์บอน

เมื่อขยะก่อสร้างเปลี่ยนเป็นเกราะกันความร้อน

ในอุตสาหกรรมก่อสร้างยุคปัจจุบัน "คอนกรีตซีเมนต์" คือวัสดุหลักที่ถูกใช้งานอย่างแพร่หลาย แต่กลับมีจุดอ่อนสำคัญเมื่อเกิดเหตุเพลิงไหม้ เนื่องจากน้ำที่ติดอยู่ในโครงสร้างซีเมนต์จะขยายตัวเป็นไอระเหยดันให้เนื้อคอนกรีตเกิดการกะเทาะหลุดร่อน (Spalling) และแตกร้าวอย่างรุนแรง ส่งผลให้โครงสร้างหลักของอาคารพังทลายลงมาได้ง่าย

เพื่อแก้ปัญหานี้ ทีมวิจัยจึงได้คิดค้นวัสดุประสานประเภท "จีโอพอลิเมอร์" (Geopolymer) ซึ่งเป็นนวัตกรรมที่ไม่พึ่งพาปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์แบบดั้งเดิมแม้แต่น้อย แต่ใช้การนำขยะในกระบวนการผลิตอุตสาหกรรม เช่น เศษแก้ว บล็อกคอนกรีตเหลือทิ้ง และกากอิฐดินเผาจากการรื้อถอนอาคาร มาผ่านกระบวนการบดละเอียดและทำปฏิกิริยาเคมีกับสารละลายอัลคาไลน์ จนได้ปูนมอร์ต้าร์เนื้อละเอียดที่มีความเหนียวและทนทานสูง

การทำงานของ “ปูนมอร์ต้าร์ทนไฟ”

งานวิจัยของนักวิทยาศาสตร์ จาก มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเคานาส (Kaunas University of Technology) ประเทศลิทัวเนีย โดยทีมวิจัยนำโดย ดร. Danutė Vaičiukynienė ได้ศึกษาการนำขยะวัสดุก่อสร้างในท้องถิ่นมาแปรรูปเป็นวัสดุทนไฟ

Danutė Vaičiukynienė หัวหน้าทีมวิจัย ปูนมอร์ต้าร์ทนไฟ

เบื้องหลังแนวคิดนี้เกิดจากการที่อุตสาหกรรมปูนซีเมนต์ดั้งเดิมปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูงถึงราว 7-8% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลก ทีมวิจัยจึงตั้งเป้าหมายที่จะสร้างวัสดุก่อสร้างชนิดใหม่ที่ไม่เพียงแต่ช่วยลดปริมาณขยะในหลุมฝังกลบ แต่ต้องกระตุ้นให้เกิดกระบวนการรีไซเคิลแบบหมุนเวียน 100% โดยไม่ต้องใช้พลังงานความร้อนสูงในการเผาวัตถุดิบเหมือนการผลิตซีเมนต์ทั่วไป

กลไกความแกร่ง 800°C ยิ่งเจอความร้อน ยิ่งแข็งแกร่ง

จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการเมื่อนำปูนมอร์ต้าร์จีโอพอลิเมอร์ชนิดนี้ไปผ่านความร้อนสูงถึง 800 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ใกล้เคียงกับใจกลางของเหตุเพลิงไหม้ในอาคารหรืออุโมงค์ ผลลัพธ์กลับพบว่าเนื้อวัสดุไม่มีการแตกร้าวหรือกะเทาะออกเหมือนคอนกรีตทั่วไป

ตัวอย่างการทดลองวัสดุ ปูนทนไฟ

เหตุผลทางวิทยาศาสตร์เนื่องมาจากโครงสร้างพันธะเคมีแบบจีโอพอลิเมอร์มีช่องว่างขนาดเล็กระดับนาโนที่ยินยอมให้ไอน้ำและระเหยออกไปได้โดยไม่สร้างแรงดันภายใน นอกจากนี้ เมื่อผ่านอุณหภูมิสูง สารประกอบอะลูมิโนซิลิเกตในขยะเซรามิกและแก้วจะเกิดการหลอมประสานระดับโมเลกุลซ้ำอีกครั้ง (Sintering) ทำให้โครงสร้างภายในยิ่งผนึกกำลังแน่นและคงความแข็งแรงเชิงกลไว้ได้มากกว่า 70-80% ของความแข็งแรงเดิม ต่างจากซีเมนต์ปกติที่จะสูญเสียความแข็งแรงไปเกือบทั้งหมด

ยกระดับความปลอดภัยของโครงสร้างเมือง

เทคโนโลยีนี้มีจุดเด่นอย่างมากในการนำไปประยุกต์ใช้งานจริงกับโครงสร้างที่มีความเสี่ยงสูง เช่น การฉาบเคลือบผนังอุโมงค์รถไฟฟ้า ผนังอาคารสูง ปล่องไฟโรงงานอุตสาหกรรม หรือแม้กระทั่งการสร้างห้องเก็บเอกสารและอุปกรณ์สำคัญที่ต้องทนต่อเพลิงไหม้

ในมุมมองของผู้ใช้งานและคนทำงาน วิศวกรจะสามารถออกแบบโครงสร้างที่ปลอดภัยต่อชีวิตมนุษย์ได้มากขึ้น เพราะหากเกิดเหตุเพลิงไหม้ ปูนชนิดนี้จะช่วยหน่วงเวลาไม่ให้โครงสร้างหลักพังทลายลงมาทันที เปิดโอกาสให้ผู้ประสบภัยและเจ้าหน้าที่ดับเพลิงมีเวลาในการกู้ภัยมากขึ้น ขณะเดียวกัน ผู้รับเหมาก่อสร้างก็สามารถลดต้นทุนด้านวัสดุลงได้ เนื่องจากใช้วัสดุหลักที่เป็นขยะรีไซเคิลซึ่งหาได้ง่ายในพื้นที่

เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร

ที่มาข้อมูล: ktu, techxplore, eurekalert
ที่มาภาพ: ktu

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

เขียนโดย

นักเขียนอิสระ สนใจเทคโนโลยี เชื่อว่าคอนเทนต์และ Storytelling ที่ดี สามารถเชื่อมโยงผู้คนกับข้อมูลได้

บทความที่เกี่ยวข้อง

นักศึกษาไทยเจ๋ง! บุกเวทีวิจัยโลก ร่วมพัฒนาเทคโนโลยีตรวจจับนิวทริโน เชื่อมโยงความสำเร็จ Nobel Prize in Physics 2026Thai Genius

นักศึกษาไทยเจ๋ง! บุกเวทีวิจัยโลก ร่วมพัฒนาเทคโนโลยีตรวจจับนิวทริโน เชื่อมโยงความสำเร็จ Nobel Prize in Physics 2026

งานวิศวกรรมไม่ได้หยุดอยู่แค่ในห้องเรียน แต่สามารถต่อยอดไปสู่ภารกิจสำรวจจักรวาลระดับโลกได้!

13 ต.ค. 69|15 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
“ราดำ” ภัยเงียบที่มากับบ้านหลังน้ำท่วมวิทยาศาสตร์

“ราดำ” ภัยเงียบที่มากับบ้านหลังน้ำท่วม

สถานการณ์น้ำท่วมกรุงเทพมหานครในปลายเดือนกันยายน 2026 ถือเป็นหนึ่งในเหตุการณ์น้ำท่วมที่รุนแรงที่สุดในรอบหลายปี กรุงเทพมหานครประกาศเป็นพื้นที่ภัยพิบัติทั้ง 50 เขต หลังฝนตกหนักต่อเนื่องนาน 48 ชั่วโมง

13 ต.ค. 69|17 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
ราวม่านโซลาร์เซลล์! เปิด-ปิดเองตามแสงแดด คุมผ่านมือถือ-เสียง ไม่ต้องเดินสายไฟเทคโนโลยี

ราวม่านโซลาร์เซลล์! เปิด-ปิดเองตามแสงแดด คุมผ่านมือถือ-เสียง ไม่ต้องเดินสายไฟ

อุปกรณ์ราวม่านอัจฉริยะพลังงานแสงอาทิตย์ ปรับเปลี่ยนแสงในบ้านอัตโนมัติตามการโคจรของดวงอาทิตย์ ควบคุมผ่านสมาร์ตโฟนและคำสั่งเสียง โดยไม่ต้องเจาะผนังหรือเดินสายไฟให้ยุ่งยาก

13 ต.ค. 69|18 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
ใช้ร่างกายเป็นเครือข่าย! เซนเซอร์ขนาด 3 มม. เชื่อมอุปกรณ์ ช่วยตรวจ-รักษาเฉพาะจุดวิทยาศาสตร์

ใช้ร่างกายเป็นเครือข่าย! เซนเซอร์ขนาด 3 มม. เชื่อมอุปกรณ์ ช่วยตรวจ-รักษาเฉพาะจุด

13 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศวิทยาศาสตร์

กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศ

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2!วิทยาศาสตร์

เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2!

11 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
Francis Halzen คว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ 2026 จากการบุกเบิกการตรวจจับนิวทริโนพลังงานสูงจากเอกภพวิทยาศาสตร์

Francis Halzen คว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ 2026 จากการบุกเบิกการตรวจจับนิวทริโนพลังงานสูงจากเอกภพ

08 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
รู้จัก “กาฬโรค” เพื่อรู้เท่าทันโรค พร้อมรับมือ-ป้องกันอันตรายที่อาจจะเกิดขึ้นวิทยาศาสตร์

รู้จัก “กาฬโรค” เพื่อรู้เท่าทันโรค พร้อมรับมือ-ป้องกันอันตรายที่อาจจะเกิดขึ้น

06 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
“ลูกเห็บหลงฤดู” เหตุการณ์ลูกเห็บตกกลางกรุง เมื่อ 1 ต.ค. 69วิทยาศาสตร์

“ลูกเห็บหลงฤดู” เหตุการณ์ลูกเห็บตกกลางกรุง เมื่อ 1 ต.ค. 69

02 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
สาเหตุการสูญพันธุ์ใหญ่ที่สุด : ผลวิจัยใหม่วิทยาศาสตร์

สาเหตุการสูญพันธุ์ใหญ่ที่สุด : ผลวิจัยใหม่

27 ก.ย. 69
อ่านต่อ →
“พยากรณ์อากาศ” รู้ได้อย่างไร? ฝนจะตก แดดจะออก พายุจะเข้าวิทยาศาสตร์

“พยากรณ์อากาศ” รู้ได้อย่างไร? ฝนจะตก แดดจะออก พายุจะเข้า

23 ก.ย. 69
อ่านต่อ →