เมื่อ “พอลิเมอร์” เข้ามามีบทบาทในงานก่อสร้างมากขึ้น เหล็กและวัสดุก่อสร้างมีราคาพุ่งสูงขึ้น หลังจาก นักศึกษา มจธ.จึงพัฒนาเครื่องมือทดสอบพอลิเมอร์ในงานโยธา
นักศึกษาภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ให้ความสนใจที่จะศึกษาพฤติกรรมของพอลิเมอร์ (polymer) เมื่อนำมาใช้เป็นวัสดุเสริมแรงในการก่อสร้างกำแพงกันดินหรือลาดคันทางถนนที่มีเสถียรภาพสูงสามารถต้านทานการวิบัติได้ เนื่องจากปัจจุบัน “พอลิเมอร์” (polymer) เข้ามามีบทบาทกับงานวิศวกรรมโยธามากขึ้นภายหลังจากราคาเหล็กและวัสดุก่อสร้างมีราคาพุ่งสูงขึ้น จากการศึกษาวิจัยพบว่าพอลิเมอร์มีความแข็งแรง เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ทนทาน และนำไปใช้ในงานก่อสร้างได้ง่ายกว่า
รศ.ดร.วรัช ก้องกิจกุล อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมโยธา มจธ. เปิดเผยว่า วัสดุเสริมแรงในดินส่วนใหญ่ที่ใช้ในงานก่อสร้างคอสะพานลอยรถข้าม หรือกำแพงกันดินและลาดคันทางที่รองรับโครงสร้างถนนที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันมี 2 ประเภทคือ ที่เป็นโลหะ และที่เป็นวัสดุพอลิเมอร์ ในวงการก่อสร้างในยุคเริ่มต้นมักใช้โลหะ เช่น แถบเหล็ก ซึ่งแม้จะมีความแข็งแรงมาก แต่เมื่อนำเหล็กมาใช้งานกับดินแล้วค่อนข้างมีปัญหา เนื่องจากเหล็กเองมีค่าความแข็งแรงสูงเมื่อเทียบกับดิน เมื่อใช้ไปนานๆ อาจเกิดการเสียรูปกันไปคนละทาง ซึ่งอาจก่อให้เกิดการลื่นไถลที่ผิวสัมผัสได้ จึงไม่เหมาะกับการนำมาใช้งานคู่กัน ต่างจากเหล็กและคอนกรีตที่เข้ากันได้ดีในโครงสร้างคอนกรีตเสริมแรง นอกจากนี้เหล็กยังมีข้อจำกัดเรื่องราคาที่สูงอีกด้วย
“ในยุคหลังๆ จึงเริ่มมีการคิดค้นการนำวัสดุพอลิเมอร์มาใช้เสริมกำลังในดินแทนโลหะ เทคโนโลยีเก่าๆ ก็เริ่มลดบทบาทลง อย่างไรก็ตาม การนำพอลิเมอร์มาใช้ จะต้องคำนึงถึงปัจจัยต่างๆ ที่อาจจะมีการชำรุดระหว่างการติดตั้ง เช่น เวลาปูลงไปบนดินแล้วนำรถลงไปบดอาจเกิดความเสียหาย ทำให้ต้องลดทอนค่ากำลังรับแรงดึงของวัสดุตัวนี้ลง หรือแม้แต่ความกังวลในเรื่องปฏิกิริยาทางเคมี หรือทางชีวภาพเมื่อนำไปใช้ในสถานที่จริง และมีการคาดการณ์เรื่องการคืบของพอลิเมอร์ที่อาจจะทำให้ค่ากำลังรับแรงดึงลดลงกับเวลา เมื่อมีน้ำหนักมากระทำ ซึ่งสามารถทดสอบได้โดยการแขวนน้ำหนัก เช่น หากแขวนน้ำหนัก 100 กิโลกรัมไว้เป็นเวลา 1 ปีมันจะขาด ถ้าแขวนไว้ 98 กิโลกรัมจะขาดใน 3 ปี และ แขวน 96 กิโลกรัมจะขาดในประมาณ 6 ปี ในขณะที่การออกแบบวิศวกรรมโยธาเพื่อการใช้งานอย่างน้อยจะต้องอยู่ได้ 100 ปีหรือขั้นต่ำ 50 ปี”
ประกอบกับการที่ไม่สามารถรอผลการทดสอบเป็นเวลานานได้ ทำให้แล็บเทคนิคธรณี มจธ.จึงสร้างเครื่องที่มีชื่อว่า “เครื่องทดสอบแรงดึงวัสดุเสริมแรงสังเคราะห์” ขึ้น โดยเครื่องมือนี้สามารถเร่งให้เกิดการคืบด้วยการเพิ่มอุณหภูมิในระหว่างการทดสอบแรงดึงของพอลิเมอร์ ซึ่งจะสามารถทำให้ทราบได้ว่าแรงดึงคงเหลือที่อายุการใช้งานที่ออกแบบเหลือเป็นเท่าไรได้ภายในเวลาไม่เกิน 3 วัน เครื่องมือนี้พัฒนาได้สำเร็จด้วยงบประมาณเพียง 1.5 แสนบาท และได้เคยนำมาใช้จริงแล้วในการทดสอบพอลิเมอร์ 3 แบบให้กับกรมทางหลวงในการก่อสร้างกำแพงกันดินเสริมแรงต้นแบบที่จังหวัดพิษณุโลก
“ล่าสุดห้องปฏิบัติการเทคนิคธรณี ภาควิชาวิศวกรรมโยธา มจธ.ยังศึกษาวิจัยเพิ่มเติมในประเด็นเกี่ยวกับอุณหภูมิที่มีผลต่อวัสดุเสริมแรงพอลิเมอร์ เพื่อให้ทราบแน่ชัดว่าอุณหภูมิที่สูงขึ้นหรือลดลงมีผลถาวรต่อแรงดึงของพอลิเมอร์หรือไม่ต่อไป”
