โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก กับโครงสร้างเหล็ก อะไรเหมาะกับบ้านคุณ

เป็นเวลานานมาแล้วที่เราคุ้นตากับบ้านหรืออาคารสูงที่ใช้คอนกรีตเป็นวัสดุโครงสร้าง จวบจนปัจจุบัน คอนกรีตก็ยังคงได้รับความนิยมไม่เสื่อมคลาย

 

ในขณะที่ในต่างประเทศ เหล็กเป็นวัสดุทางเลือกในงานโครงสร้างที่แพร่หลายมาก โดยเฉพาะที่สหรัฐอเมริกา เราจะเห็นโครงสร้างเหล็กทั้งกับที่พักอาศัย อาคารสูง โกดังเก็บของ เพราะโครงสร้างเหล็กมีจุดแข็งหลายอย่างที่ทั้งสถาปนิก และเจ้าของโครงการชอบ กระแสความนิยมนี้ได้หลั่งไหลเข้าสู่แวดวงสถาปัตยกรรมบ้านเราในเวลาต่อมา วัสดุโครงสร้าง 2 ประเภทนี้ ต่างก็มีจุดดีจุดด้อยของตัว  การจะตัดสินใจใช้โครงสร้างเหล็กหรือโครงสร้างคอนกรีตสำหรับการสร้างบ้านพักอาศัยส่วนตัวอาจจะขึ้นอยู่กับความชอบหรือรสนิยมส่วนตัวของเจ้าของบ้านหรือผู้รับเหมา  แต่ในโครงการใหญ่ๆ บริษัทพัฒนาอสังหาริมทรัพย์ บางครั้งถึงกับจ้างที่ปรึกษาให้ช่วยตัดสินใจว่าควรจะใช้โครงสร้างเหล็กหรือคอนกรีตดี เพราะโครงสร้างมีผลกระทบทั้งเรื่องงบประมาณ ระยะเวลาดำเนินงาน ความสวยงาม การใช้งาน และกฏหมาย 

 

เอกเขนกเองไม่ใช่วิศวกร แต่ก็เห็นว่าโครงสร้างเหล็กเป็นอะไรที่ยังใหม่ในวงการก่อสร้างไทย จึงอยากจะนำจุดเด่น จุดด้อยคร่าวๆ เท่าที่ทราบของทั้งสองโครงสร้างมาคุยกันให้ฟัง

 

หมายเหตุ : ในงานโครงสร้างอาคารทั่วไปนิยมใช้คอนกรีตเสริมแรงแทนคอนกรีตเปลือย เนื่องจาก คุณสมบัติหลักของคอนกรีตคือสามารถรับแรงอัดสูง แต่ให้แรงดึงต่ำ ดังนั้นหากต้องการให้คอนกรีตรับแรงดึงสูงขึ้นจึงมีการเสริมวัสดุอื่นเพิ่มเข้าไปในคอนกรีต โดยเรียกคอนกรีตประเภทนี้ว่า คอนกรีตเสริมแรง ส่วนใหญ่แล้วมักจะเสริมเหล็กเข้าไปจึงเรียกว่า คอนกรีตเสริมเหล็ก คอนกรีตที่จะกล่าวถึงนี้จึงหมายถึงคอนกรีตเสริมเหล็ก (ค.ส.ล.)

 

 

 

หากพูดถึงความคงทนแข็งแรงแล้ว โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก และโครงสร้างเหล็กต่างก็มีจุดแข็งในเรื่องความแข็งแรงทนทานไม่ต่างกันนัก  ยกเว้นในสภาวะอื่นๆ เช่น เกิดเพลิงไหม้ หรือภัยธรรมชาติต่างๆ เช่นแผ่นดินไหว  ในสหรัฐอเมริกา

 

โดยในสหรัฐ  ค่าเบี้ยประกันของอาคารที่สร้างด้วยเหล็กจะสูงกว่าอาคารคอนกรีต เพราะถือว่ามีอัตราเสี่ยงมากกว่าเพราะไม่ทนต่อความร้อน และภัยธรรมชาติ  และถ้าตัวอาคารอยู่ติดกันมาก อาจจะโดนบังคับให้ใช้โครงสร้างคอนกรีตเพราะจะมีผลกระทบต่ออาคารข้างเคียงน้อยกว่า

 

คอนกรีต: ขอยกตัวอย่างงานก่อสร้าง scale ใหญ่อย่างโปรเจ็ค Ground Zero ที่จะกลับมาผงาดบนเกาะแมนฮัตตันแทน Worldtrade Center เดิม บริษัทที่รับหน้าที่พัฒนาอย่าง Larry Silverstein ยังคงเชื่อมั่นในความมั่งคงแข็งแรงของคอนกรีตด้วยการออกแบบให้แกนกลางของอาคารซึ่งเป็นพื้นที่ของลิฟต์โดยสาร บันไดและห้องควบคุมไฟฟ้าอาคารต้องหล่อคอนกรีตเสริมเหล็กหนา 2 ฟุต เพื่อป้องกันเหตุเพลิงไหม้และภัยจากการก่อการร้ายรูปแบบต่างๆ โดยให้เหตุผลว่าคอนกรีตเป็นวัสดุทนไฟ และหากเกิดเพลิงไหม้จะไม่ส่งผลกระทบต่อตัวโครงสร้างอาคารมากนัก

 

 

สรุป: ฉะนั้น หากตัวโครงสร้างบ้านต้องแบกรับน้ำหนักมากแต่ไม่อยากสิ้นเปลืองกับการใช้คอนกรีตจำนวนมากหรือแต่ถ้ายังเชื่อมั่นในความปลอดภัยโดยเฉพาะเรื่องของฟืนไฟ โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กก็เป็นตัวเลือกที่ดูจะเหมาะสมกว่า

 

ความคงทนแข็งแรง – ใกล้เคียงกัน  โดยแต่ละชนิดมีจุดเด่นเรื่องความคงทนแข็งแรงที่ต่างกัน

ความทนต่อไฟและภัยธรรมชาติ – โครงสร้างคอนกรีตดีกว่า

 

 

เนื่องจากคอนกรีตเป็นวัสดุที่สามารถหาวัตถุดิบได้ภายในประเทศ จึงไม่จำเป็นต้องนำเข้าจากต่างประเทศ ทำให้ต้นทุนการผลิตไม่สูงมากนักหากเปรียบเทียบกับเหล็กที่แม้ว่าจะมีโรงงานผลิตเหล็กในประเทศหลายราย แต่วัตถุดิบในการผลิตยังต้องพึ่งพาจากต่างประเทศเป็นหลัก ประกอบกับความต้องการของตลาดในวงการอุตสาหกรรมและก่อสร้างมีเพิ่มสูงขึ้น จึงทำให้ราคาเหล็กสูงกว่าคอนกรีตราว 10-15 % และด้วยเหตุผลด้านราคานี่เองที่ทำให้คอนกรีตยังคงได้รับความนิยมและครองใจสถาปนิก วิศวกรและผู้รับเหมามาจนถึงทุกวันนี้ แม้ว่าในระยะเวลาไม่กี่ปีที่ผ่านมา ราคาคอนกรีตจะปรับตัวสูงขึ้นตามวัสดุก่อสร้างอื่นๆ แต่ก็ยังถูกกว่าเหล็กซึ่งโดยมากยังต้องพึ่งการนำเข้าอยู่

 

 

เพราะว่าปัจจัยสำคัญในการก่อสร้างคือ เรื่องของราคา ที่มีผลต่องบฯ การก่อสร้างของเจ้าของบ้าน ดังนั้นก่อนที่จะมีการตัดสินใจเลือกใช้วัสดุแบบใดควรเช็คราคาวัสดุชนิดนั้นเสียก่อน ดูแนวโน้มว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงเรื่องของราคาหรือไม่ ถ้าไม่แน่ใจอย่างไร ที่ปรึกษาหรือสถาปนิกจะช่วยหาคำตอบให้คุณได้ในระดับหนึ่ง

 

สรุป: 

 

 

 

คอนกรีต:  ในกระบวนการผลิตงานโครงสร้างอาคารแบบคอนกรีตหล่อแบบนั้น ต้องใช้เวลาในการหล่อแบบและบ่มคอนกรีตราว 50 % ของเวลาก่อสร้างโครงสร้าง เนื่องจากในการหล่อแบบและบ่มคอนกรีตต้องอาศัยเวลาที่เหมาะสมในการเซ็ตตัวซึ่งการเซ็ตตัวที่ดีของคอนกรีตนั้นจะมีผลต่อความคงทนถาวรของตัวโครงสร้างเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้เจ้าของบ้านต้องเชื่อใจว่า ผู้รับเหมาก่อสร้างจะไม่ลดขั้นตอนในการบ่มและหล่อคอนกรีต นอกจากนั้นการจะหล่อและบ่มคอนกรีตก็ยังไม่สามารถทำได้ในช่วงที่ฝนตก ทำให้การบริหารงานก่อสร้างจะต้องขึ้นอยู่กับลมฟ้าอากาศ และความสามารถของช่างพอสมควร

 

 

เหล็ก:  ส่วนโครงสร้างเหล็กนั้นได้เปรียบในเรื่องการติดตั้งและรื้อถอน เนื่องจากโครงสร้างเหล็กจะทำการประกอบชิ้นส่วนจากโรงงาน ก่อนนำมาติดตั้งหน้างานด้วยการเชื่อมหรือยึดน๊อตภายในเวลาอันรวดเร็ว  ทำให้สามารถควบคุมเวลาการก่อสร้างได้ง่ายกว่า ซึ่งเห็นได้จากการก่อสร้างใหญ่ๆ เช่น สะพานหรือป้ายโฆษณาขนาดใหญ่ จึงช่วยแบ่งเบาภาระค่าใช้จ่ายในการตรวจสอบและควบคุมคุณภาพงาน แต่จุดอ่อนสำคัญกลับเป็นเรื่องของทักษะฝีมือของช่างเหล็กในบ้านเราที่มีความรู้ความสามารถในด้านนี้ยังมีอยู่เป็นจำนวนน้อยเมื่อเทียบกับช่างเหล็กในต่างประเทศที่คุ้ยเคยกับงานเหล็กมาก่อน

 

ทั้งนี้ งานก่อสร้างจะดำเนินไปได้หรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับความสามารถในการบริหารจัดการของผู้ควบคุมงานก่อสร้าง รวมไปถึงทีมช่าง เพราะฉะนั้นหากเลือกใช้โครงสร้างเหล็ก อาจจะต้องมีการสอบถามกับทางผู้ควบคุมว่าเคยผ่านงานเหล็กมาก่อนหรือไม่ ทีมช่างมีความชำนาญในด้านนี้มากน้อยเพียง ป้องกันปัญหารับงานแล้วแต่ไม่สามารถทำงานได้จริง

 

สรุป: 

ความชำนาญงานของช่าง – ขึ้นอยู่กับผู้รับเหมาแต่ละเจ้าว่ามีความถนัดในการทำโครงสร้างแบบไหน

 

 

ในส่วนของการดูแลรักษานั้น วัสดุโครงสร้างทั้งสองประเภทต่างก็ต้องมีการดูแลรักษาเพื่อให้คงอายุใช้งานในระยะยาว ต่างวัสดุ ต่างประเภทจึงต้องมีการดูแลรักษาที่แตกต่างกันไป

 

คอนกรีต : แม้ว่าคอนกรีตได้เปรียบในเรื่องของความคงทนแข็งแรงก็ตาม แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าจะมีปัญหาใดๆ เกิดขึ้น โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กก็สามารถแตกร้าวได้หากไม่ป้องกัน สาเหตุหลักที่ทำให้เกิดการแตกร้าวสามารถเกิดขึ้นได้หลายสาเหต เช่น การขยายและหดตัวจากอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง การทรุดตัวไม่เท่ากันของตัวอาคารและโครงสร้าง การรับน้ำหนักมากเกินไปของตัวโครงสร้าง เกิดสนิมเหล็กเสริมภายใน สำหรับวิธีการซ่อมรอยร้าวที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือ การประสานรอยร้าวด้วยกาว epoxy ซึ่งมีแรงยึดเกาะคอนกรีตสูงเป็นพิเศษ สามารถยึดติดรอยร้าวให้เป็นเนื้อเดียวได้อย่างแนบสนิท โดยช่างจะฉีดกาวชนิดนี้เข้าไปในรอยร้าวคอนกรีต จากนั้นกาวจะเข้าไปยึดเนื้อคอนกรีตที่แตกร้าวประสานเป็นเนื้อเดียวกัน

 

 

เหล็ก :  อย่างที่กล่าวไว้ตอนต้นว่าจุดอ่อนสำคัญของโครงสร้างเหล็กคือเรื่องของความร้อนและสนิม ทำให้ในการดูแลรักษาจึงต้องเน้นหนักไปทีเรื่องของการป้องกันไฟ และป้องกันการกัดกร่อนจากสนิม โดยจะต้องมีการกำหนดเวลาในการตรวจตราและซ่อมแซมอย่างสม่ำเสมอ ในต่างประเทศมีการกำหนดไว้อย่างเข้มงวดว่าเหล็กที่จะนำมาใช้ในโครงสร้างจะต้องมีมาตรการป้องกันไฟและสนิมพิเศษโดยกำหนดให้จะต้องทำการเคลือบสารป้องกันไฟ รวมไปถึงการป้องกันรอยแตกร้าวบริเวณรอยต่อกับผิวปูนฉาบเพื่อไม่ให้ความชื้นเข้าไปยังโครงเหล็กข้างในได้

 

ในประเทศไทย เอกเขนกไม่แน่ใจว่ามีกฏหมายป้องกันหรือรองรับเรื่องนี้โดยเฉพาะหรือเปล่า  แต่เท่าที่ทราบสถาปนิกที่ทราบถึงจุดอ่อนของเหล็กและมีมาตรการป้องกันส่วนนี้เช่นเดียวกับต่างประเทศ

 

นอกจากนี้สำหรับบ้านที่ปลูกสร้างริมทะเลอาจประสบปัญหาไอเค็มกัดกร่อนเนื้อเหล็กได้ หากปล่อยทิ้งไว้เนื้อเหล็กจะค่อยๆ ถูกทำลายซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อโครงสร้างได้ แต่ก็สามารถเลือกโครงสร้างเหล็กได้เช่นกัน หากหาทางป้องกันไว้ล่วงหน้า  เช่น การเคลือบผิวเหล็ก การทาสีป้องกันสนิมปัองกันไม่ให้เนื้อเหล็กสัมผัสน้ำและอากาศโดยตรงซึ่งเป็นปัจจัยที่ทำให้เกิดสนิมได้มากที่สุด แต่ข้อเสียของวิธีการดังกล่าวคือ หลุดล่อนได้ง่าย

 

อีกวิธีหนึ่งในการป้องกันสนิมคือคือการพ่นโฟมหรือฉนวนกันสนิมตั้งแต่เริ่มก่อสร้าง โดยโฟมหรือฉนวนนี้มีสารที่ชื่อว่าโพลียูรีเทน คุณสมบัติเด่นคือ ไม่หลุดล่อนง่าย สามารถยึดติดกับทุกวัสดุยกเว้นพลาสติกเท่านั้น เนื้อโฟมจะประสานเข้ากับผิวเหล็กไปตลอด หนำซ้ำโฟมกันสนิมนี้ยังทำหน้าที่เป็นฉนวนกันความร้อนได้อีกทางหนึ่งด้วย

 

บริษัทริจิดโฟม อินซูเลชั่น จำกัด ซึ่งเป็นบริษัทรับพ่นโฟมกันสนิม กันร้อน กันเสียงให้กับอาคารสิ่งปลูกสร้าง โรงงานต่างๆ ให้ข้อมูลกับเอกเขนกว่า ข้อดีของโฟมกันสนิมนี้อายุการใช้งานตลอดไป ไม่มีการเสื่อมสลายหากมีการพ่นภายในเท่านั้น หากต้องพ่นภายนอก เช่น หลังคาหรือเสาเหล็กเปลือย จะต้องโค้ททับด้วยเซรามิค โค้ททับอีกชั้นหนึ่ง ซึ่งวัสดุปิดทับตัวนี้มีอายุการใช้งานประมาณ 5 ปี จึงจะค่อยๆ เสื่อมคุณภาพลง

 

ในส่วนของค่าใช้จ่ายในการพ่นโฟมนั้นอยู่ในราคา 250 บาท/ต.ร.เมตร ทั้งนี้ราคาจะยืดหยุ่นตามความยากง่ายของหน้างานด้วย เช่น ถ้าเป็นบ้านที่กำลังก่อสร้างอยู่จะคิดในราคา 250 บาท/ต.ร.เมตร แต่หากเป็นบ้านที่มีการเข้าอยู่อาศัยแล้วจะคิดในราคา 280-300 ต.ร.เมตรเนื่องจากมีค่าใช้จ่ายในการป้องกันละอองโฟมที่จะลอยไปติดสิ่งของต่างๆ ภายในบ้าน ส่วนเซรามิค โค้ทจะคิดราคา 190 บาท/ต.ร.เมตร แต่หากพื้นผิวที่ทำการพ่นทับสกปรกเช่น หลังคาที่ตะไคร่น้ำ จะต้องทำการขัดล้างทำความสะอาดเสียก่อนซึ่งจะมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมในส่วนนี้เข้ามา แต่หากเป็นพื้นผิวเหล็กเพียงปัดเช็คทั่วไปก็สามารถทำการพ่นและโค้ททับได้เลยทันที

 

สุดท้ายทางริจิดโฟมฯ แนะนำให้เจ้าของบ้านที่คิดจะสร้างบ้านและกำลังเป็นกังวลกับปัญหาสนิมเหล็กที่อาจเกิดขึ้นได้ในอนาคตหากเลือกใช้โครงสร้างเหล็ก ควรทำการพ่นโฟมกันสนิมหลังจากงานโครงสร้างเสร็จแล้วก่อนที่จะทำดำเนินการในส่วนอื่นๆ ต่อไป

 

สรุป:

 

 

คอนกรีต:  ในมุมมองด้านงานออกแบบ แม้ว่าคอนกรีตจะเป็นวัสดุโครงสร้างที่มีมานานแล้ว แต่ก็ยังคงตอบสนองการใช้งานได้เป็นอย่างดี เนื่องจากคอนกรีตนั้นมีความยืดหยุ่นในเรื่องของรูปทรงได้มากกว่าเหล็ก อีกทั้งสามารถหล่อแบบได้ตามต้องการ ไม่ว่าจะเป็นรูปทรงลักษณะใด 

 

แต่ปัญหาสำคัญที่ทำให้สถาปนิกบางรายไม่เลือกคอนกรีตมาใส่ในงานดีไซน์เพราะด้วยขนาดรูปทรงที่ใหญ่เทอะทะ ของโครงสร้างคอนกรีต (เสา คาน) ขัดกับคอนเซ็ปต์งานดีไซน์  และตัวเสาหรือคานเหล่านี้ จะมีผลกระทบต่อการจัดวางพื้นที่ภายในบ้านหรือคาร โดยเฉพาะกับบ้านสไตล์ modern หรือแนว industrial ที่มักจะเน้นความโปร่ง โล่งของพื้นที่

 

แต่ข้อดีคืองานโครงสร้างประเภทคอนกรีตเหมาะกับงาน  post tension ( ระบบ post tension คือ งานพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรง ที่ดึงเหล็กเส้นที่อยู่ในคอนกรีตออกมาหลังเทคอนกรีต เพื่อให้ตัวโครงสร้างสามารถรับแรงได้มากกว่าปกติ ทำให้พื้นคอนกรีตบางลง ( 20-28 ซม. ) และไม่จำเป็นต้องมีคานมารับตามช่วงเสา อีกทั้งยังก่อสร้างได้ง่ายกว่าระบบคาน และช่วยลดค่าใช้จ่ายในส่วนของงานโค