การใช้ไม้ไผ่เสริมคอนกรีตแทนเหล็กเส้น สามารถรับแรงได้มากเพียงใด อายุการใช้งานนานแค่ไหน เหมาะกับงานประเภทใด จะหาข้อมูลเหล่านี้ได้จากที่ไหน

ตอบ

ก่อนอื่นต้องขอกล่าวถึงพฤติกรรมของคอนกรีตกับเหล็กเสริมก่อนนะครับ คอนกรีตมีกำลังต้านทานแรงดึงต่ำมาก เฉลี่ยประมาณ 10% ของกำลังต้านทานแรงอัดเท่านั้น นั่นคือคอนกรีตมีคุณสมบัติเปราะง่ายเมื่อรับแรงดึง ดังนั้นหากนำคอนกรีตอย่างเดียวมาใช้เป็นส่วนโครงสร้างก็จะรับน้ำหนักได้ไม่มากนัก คอนกรีตจะแตกร้าวเสียก่อนเนื่องจากคอนกรีตไม่สามารถรับแรงดึงได้สูงนั่นเอง

แต่โดยเหตุที่เหล็กเสริมเป็นวัสดุที่สามารถต้านทานต่อแรงดึงและแรงอัดได้ดีเท่ากัน และพบว่าเหล็กเสริมมีค่าสัมประสิทธิ์ของการยีดหดตัวเท่าๆ กันกับของคอนกรีต ทำให้ไม่เกิดปัญหาเมื่อคอนกรีตมีการยืดตัว ดังนั้นการนำเหล็กเส้นหรือเหล็กตะแกรงมาใช้ร่วมกับคอนกรีตโดยหล่ออยู่ในเนื้อคอนกรีตในลักษณะที่กำหนดให้คอนกรีตทำหน้าที่รับแรงอัด และเหล็กเสริมทำหน้าที่รับแรงดึงจึงได้ผลดี สามารถลดขนาดและน้ำหนักของส่วนโครงสร้างลงได้มาก การใช้เหล็กเสริมร่วมกับคอนกรีตในลักษณะดังกล่าว เรียกว่า คอนกรีตเสริมเหล็ก (Reinforced Concrete) มีหน่วยน้ำหนักประมาณ 2400 กก./ลบ.ม.

อนึ่งเมื่อเหล็กเสริมมีคอนกรีตห่อหุ้มจะช่วยให้เหล็กเสริมนั้นทนทานต่อเพลิงไหม้และการเป็นสนิมผุกร่อนได้ดี ทำให้เหล็กเสริมมีกำลังรับแรงดึงได้เต็มที่ ดังนั้นคอนกรีตเสริมเหล็กจึงมีกำลังต้านทานแรงกระทำต่างๆ ได้ดีกว่าคอนกรีตล้วน (Plain Concrete) เพียงอย่างเดียว (ศ.ดร.วินิต ช่อวิเชียร : การออกแบบโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กโดยวิธีกำลัง)

เมื่อเข้าใจการการรับน้ำหนักในโครงสร้างและคุณลักษณะของเหล็ก คอนกรีตแล้วจะขอเข้าเรื่องที่สงสัยเลยนะครับ อันดับแรกจะขอเปรียบเทียบคุณลักษณะเหล็กกับไม้ไผ่ก่อน เหล็กเส้นที่ใส่ในคอนกรีตผลิตในโรงงานที่มีการควบคุมคุณภาพดังนั้นเราก็มั่นใจได้ว่าในหนึ่งเส้นความยาว 10 เมตร คุณภาพมีความสม่ำเสมอ มีความต้านทานแรงดึงอย่างต่ำ 2,400 กก./ตร.ซม.แต่ไม้ไผ่มีลักษณะเป็นเส้นใยเหนียวสามารถรับแรงดึงได้แต่ไม่มาก (ต้องขอโทษที่ไม่สามารถระบุค่าตัวเลขของไม้ไผ่ได้)ประกอบกับความไม่สม่ำเสมอในด้านคุณภาพเนื่องจากเราไม่สามารถควบคุมให้ความยาวของไม้ไผ่หนึ่งลำมีคุณภาพเท่ากันหมด(ยังไม่รวมตัวมอดที่กินอยู่ในไม้ไผ่นะครับ) ในด้านความทนทานผมว่าลองนึกดูเอาเองก็ได้ถ้าเราเอาไม้ไผ่มามัดรวมกับเหล็กเส้นแล้วไปปักทิ้งไว้ในแอ่งน้ำคงเดาออกนะครับว่าอะไรจะผุพังก่อน ดังนั้นไม้ไผ่จึงไม่ที่จะไช้ในโครงสร้างหลักๆของอาคารได้ ประการที่สองไม้ไผ่สามารถใช้งานกับพื้นลานในบ้านได้ดีครับแต่มีข้อพิจารณาอยู่ 2 ข้อ

- ก่อนเทคอนกรีตจะต้องมีการบดอัดพื้นดินเดิมให้แน่นเพียงพอที่จะใช้รับน้ำหนักที่เราจะใช้งานเพราะคอนกรีตที่เทมีหน้าที่ถ่ายน้ำหนักที่ได้รับลงสู่พื้นดิน

- ในกรณีทีเราเทลานคอนกรีตเป็นบริเวณกว้างๆเมื่อคอนกรีตได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์ในเวลากลางวันหรือได้รับความเย็นในเวลากลางคืนคอนกรีตจะมีการหดตัวและขยายตัวซึ่งถ้าเกินความสามารถของคอนกรีตที่จะรับได้เราก็จะเห็นรอยแตกร้าวเกิดขึ้นบนพื้นคอนกรีตครับดังนั้นวิธีแก้ไม่ให้เกิดรอยแตกร้าวเราก็ต้องใส่วัสดุที่รับแรงดึงได้ เช่น เหล็กเส้นหรือไม้ไผ่ จะเห็นว่าในชนบทใช้ไม้ไผ่ใส่ในพื้นลานคอนกรีตมานานซึ่งผมเกิดมาเป็นเด็กจำความได้ก็เห็นแล้วนับว่าเป็นภูมิปัญญาไทยแท้ๆ ครับ สำหรับโครงสร้างอื่นๆ ไม่แนะนำให้ใช้ไม้ไผ่แทนเหล็กเสริมครับ

ศูนย์วิชาการคอนกรีต