คอนกรีตผสมสีในตัว Pigmented Concrete
อาคารที่สร้างขึ้นด้วยคอนกรีตผสมสีในตัว เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่ได้รับความนิยม แนวคิดของการนำสีสันมาใช้ในงานสถาปัตยกรรมสามารถเป็นตัวเปลี่ยนแปลงการใช้วัสดุในงานก่อสร้างได้ อย่างไรก็ตามเมื่อพูดถึงงานคอนกรีต คนส่วนมากจะนึกถึงคอนกรีตสีเทา ที่เป็นการผสมคอนกรีตแบบดั้งเดิม แต่การนำนวัตกรรมการผสมผสานเคมีภัณฑ์ร่วมกับชนิดและเม็ดสีที่ใช้ในการผลิตแต่ละขั้นตอน ทำให้ได้เนื้อคอนกรีตผสมสีในตัวมีคุณภาพสูง สามารถอุดรูพรุน หรือลดช่องว่างทำให้น้ำไม่สามารถซึมผ่านได้ คอนกรีตมีคุณสมบัติยืดหยุ่น เมื่ออุณหภูมิมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ช่วยลดการแตกร้าวของคอนกรีต
การใช้คอนกรีตผสมสีในตัวสามารถสร้างคอนทราสต์ สร้างความคมชัดเน้นพื้นหลังของอาคาร หรือแม้แต่ผสมผสานกับรูปแบบของสภาพแวดล้อมโดยรอบ การเลือกสีเป็นเพียงการเพิ่มฟังก์ชันอเนกประสงค์ของคอนกรีต (arch2o.com, 2021)
คอนกรีตผสมสีในตัว (Pigmented Concrete) คืออะไร?
คอนกรีตเป็นสัญลักษณ์ของความแข็งแกร่งที่กระตุ้นความรู้สึกที่รุนแรงและหยาบกร้านเมื่อสัมผัส อย่างไรก็ตามเมื่อเติมสารผสมสีที่เหมาะสมลงในซีเมนต์ กรวด ทราย และน้ำ ทำให้ได้คอนกรีตที่ผสมสีในตัว นอกจากความสวยงามคลาสสิกของผิวคอนกรีต ที่สีจะไม่สม่ำเสมอเหมือนการทาสีเพราะเป็นการผสมสีเข้าไปในเนื้อคอนกรีตแล้ว ยังเพิ่มความรู้สึกของมุมมองที่ชัดเจน โดดเด่นจากสภาพแวดล้อมรอบอาคาร
คอนกรีตเม็ดสี เป็นคอนกรีตสีชนิดหนึ่งที่ทำได้โดยใช้เม็ดสี เม็ดสีคอนกรีตเป็นเม็ดสีเหล็กออกไซด์และมาในรูปแบบของผงแห้งหรือสารของเหลว โดยจะถูกเพิ่มลงในคอนกรีตในระหว่างขั้นตอนการผสมเพื่อสร้างคอนกรีตสีที่สำคัญ วิธีการทำสีคอนกรีตอื่น ๆ รวมถึงสีย้อมและคราบสามารถนำไปใช้กับพื้นผิวคอนกรีตที่แข็งแล้ว แต่จะไม่ส่งผลกระทบต่อองค์ประกอบหลักของคอนกรีต
ปูนซีเมนต์ กรวด ทราย และน้ำ เป็นส่วนผสมดั้งเดิมของคอนกรีต จะทำให้ได้คอนกรีตที่มีเฉดสีขาวเทาถึงสีเทาเข้มตามธรรมชาติ จากสีของซีเมนต์เป็นองค์ประกอบหลักในคอนกรีต แต่ข่าวดีก็คือ มีเฉดสีให้เลือกมากมายเมื่อเลือกใช้คอนกรีตผสมสี ยังสามารถสร้างเฉดสีที่เฉพาะเจาะจงมากเพื่อให้เข้ากับแนวคิดการออกแบบ
สำหรับสีที่นำมาใช้ผสมในคอนกรีตได้มาจากการเติมสารชนิดต่าง ได้แก่ ออกไซด์ของเหล็กส่งผลให้เกิดเฉดสีอบอุ่น รวมทั้งสีเหลือง สีแดง โครเมียมโคบอลต์ออกไซด์ส่งผลให้เกิดเฉดสีที่เย็นกว่า สีเขียวและสีน้ำเงิน คอนกรีตสีดำทั้งหมดสามารถทำได้เช่นกัน โดยใช้เหล็กออกไซด์สีดำและคาร์บอนออกไซด์ร่วมกับปูนซีเมนต์ปอซโซลานิก
คอนกรีตผสมสีในตัวเป็นเพียงวัสดุที่มีสีเท่านั้น เม็ดสีไม่มีผลกับคุณภาพหรือการใช้งาน ดังนั้นคอนกรีตเม็ดสีสามารถใช้กับงานคอนกรีตที่ในทุกส่วนของอาคาร เช่น หน้าอาคาร พื้น งานผนังภายนอกหน้าพื้นการตกแต่ง และอื่น ๆ
คอนกรีตผสมสีในตัวช่วยทำให้เกิดมุมมองด้านสุนทรียศาสตร์ จากการผสมโทนสีของคอนกรีตผสมสีที่สม่ำเสมอเข้าด้วยกัน โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงและเป็นการสร้างเฉดสีพื้นฐาน เพื่อสร้างชั้นสีที่ชัดเจนยิ่งขึ้น
ประโยชน์ของคอนกรีตผสมสีในตัว
- สีคอนกรีตจะไม่ได้รับผลกระทบจากการสึกหรอของพื้นผิว
- การได้รับความร้อนและแสงอัลตราไวโอเลตจะไม่ทำให้สีของคอนกรีตที่เป็นเม็ดสีจางหายไป
เม็ดสีสำหรับคอนกรีต : ประเภท, วัตถุประสงค์ และผลกระทบ
เม็ดสีเป็นผงแห้งละเอียดหรือสารละลายหรือสารแขวนลอยที่เป็นน้ำซึ่งเติมลงในส่วนผสมคอนกรีตเพื่อสร้างสี นอกเหนือไปจากสีเทาปกติ โดยจะถูกเพิ่มระหว่างการผสม
เม็ดสีเป็นทั้งธรรมชาติหรือสังเคราะห์ อินทรีย์หรืออนินทรีย์ เม็ดสีสังเคราะห์มีความเสถียรและให้สีเร็วกว่า ตัวอย่างของเม็ดสี ได้แก่ เหล็กออกไซด์ (สีดำ สีน้ำตาล สีแดง สีเหลืองที่มีขนาดและรูปร่างของอนุภาคต่างกัน) โครมิกซ์ออกไซด์ (สีเขียว) ไททาเนียมไดออกไซด์ (สีขาว) พทาโลไซยานีน (สีน้ำเงิน สีเขียว)
ความชื้นและความเป็นด่างของคอนกรีตสร้างสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนเม็ดสี ด้วยเหตุนี้จึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะใช้เม็ดสีที่ออกแบบมาเพื่อใช้ในคอนกรีต
พลาสติไซเซอร์ (Plasticizers) อาจถูกนำมาใช้กับส่วนผสมคอนกรีตที่ใช้เม็ดสีเพื่อลดความต้องการน้ำและองค์ประกอบอื่น ๆ ที่ลดการเกิดประกายไฟที่พื้นผิวและลดการซีดจางของสีที่เกิดจากแสงยูวี (The Constructor, 2021)
ประเภทของเม็ดสี
- Iron Oxide Pigments เม็ดสีไอรอนออกไซด์มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่มีราคาแพง สีที่แตกต่างกัน ได้แก่ สีน้ำตาล สีแดง สีดำ และสีเหลือง
- Special Metal Oxides ออกไซด์ของโลหะพิเศษรวมถึงออกไซด์ของเหล็กบางชนิดมีสีแดง น้ำเงิน หรือเหลืองเท่านั้น โครเมียมออกไซด์เป็นสีเขียว และไทเทเนียมออกไซด์เป็นสีขาวสว่าง
- Synthetic Pigments เม็ดสีสังเคราะห์มีราคาแพงมากขึ้นกว่าเดิมแต่สามารถให้สีที่ต้องการแต่ให้สีที่ต้องการซึ่งไม่สามารถหาได้จากโลหะออกไซด์ ตัวอย่างเช่น สีม่วงสดใส สีแดงบริสุทธิ์ และสีเหลืองคานารี
- Powdered Pigments ผงสีอาจเป็นแบบหลวมหรือเป็นเม็ดก็ได้ แบบแรกไม่มีฝุ่นเนื่องจากอนุภาคเกาะติดกัน หลังได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้ในรถบรรทุกผสมซึ่งส่วนผสมที่หยาบและส่วนผสมที่เข้มข้นและยาวนานจะแยกอนุภาคออก
- Liquid Pigments เม็ดสีของเหลวเป็นอนุภาคเม็ดสีที่เป็นของแข็งที่แขวนลอยอยู่ในของเหลว ของเหลวช่วยให้เม็ดสีแขวนอยู่ตลอดระยะเวลาของการวัดและการจ่ายยา
ปริมาณของเม็ดสี
ตามมาตรฐาน ASTM C 979–10 ปริมาณเม็ดสีสูงสุดเท่ากับหรือน้อยกว่า 10% ของมวลซีเมนต์ อย่างไรก็ตามช่วงปกติอยู่ระหว่าง 3% ถึง 6% เมื่อผสมเม็ดสีสองประเภทเพื่อให้ได้สีที่แน่นอน ปริมาณสูงสุดของเม็ดสีเดียวสำหรับปริมาณทั้งหมดของเม็ดสีทั้งสองที่ใช้
ผลกระทบต่อตัวคอนกรีต
- สีของเม็ดสีกลายเป็นส่วนหนึ่งของคอนกรีต
- เม็ดสีลดความแข็งแรงของคอนกรีต แต่อัตราปริมาณการใช้สูงสุดที่อนุญาตจะต้องไม่ทำให้ความแข็งแรงลดลงน้อยกว่า 90% ของความแข็งแรงของคอนกรีตที่ไม่มีสีใน 28 วัน
- เมื่อใช้ปริมาณเม็ดสีสูงสุด 10% ไม่ควรเร่งชุดเริ่มต้นหรือชุดสุดท้ายเกิน 1 ชั่วโมง และไม่หน่วงชุดเริ่มต้นหรือชุดสุดท้ายเกินกว่า 1.5 ชั่วโมง เปรียบเทียบกับส่วนผสมควบคุมคอนกรีตที่ไม่มีสี
- เม็ดสีมีอิทธิพลต่อปริมาณอากาศของคอนกรีต แต่จะต้องไม่เปลี่ยนปริมาณอากาศมากกว่า 1.0% เมื่อเทียบกับส่วนผสมคอนกรีตที่ไม่มีสี เมื่อเติมเม็ดสีสูงสุด 10%
- อัตราปริมาณการใช้ที่สูงขึ้นอาจส่งผลต่ออัตราส่วนน้ำ/ซีเมนต์ของคอนกรีต
- สำหรับโทนสีอ่อนเลือกซีเมนต์สีขาวพื้นฐานเป็นที่ต้องการ
- ความแข็งแรงที่ลดลงมักเป็นผลมาจากการใช้ปริมาณน้ำที่สูงขึ้นสำหรับความสามารถในการทำงานที่กำหนด เนื่องจากเม็ดสีนั้นละเอียดกว่าซีเมนต์ประมาณ 10 เท่า กรณีนี้ เช่น การใช้โกเอไทต์ (เม็ดสีไอรอนออกไซด์สีเหลือง) ตัวอย่างเช่นการใช้เข็มแร่เหล็กออกไซด์สีเหลืองเป็นเม็ดเล็กๆ
จะสามารถใช้เม็ดสีได้ที่ไหน
- งานพื้นเรียบภายนอก พื้น ผนัง และเคาน์เตอร์
- ใช้เพื่อให้ได้โทนสีที่สม่ำเสมอโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง
- นอกจากนี้ยังใช้ได้ดีกับเฉดสีพื้นฐานที่ตัดกันสำหรับสร้างระดับสีที่แตกต่างกัน
- เม็ดสีเป็นตัวเลือกที่ดีในการผสมผสานกับสารเพิ่มความแข็งของสี ลดปัญหาเรื่องการทำความสะอาด
ข้อดีของเม็ดสี
- สีของคอนกรีตผสมสีในตัวแผ่ขยายไปทั่วทั้งคอนกรีต ไม่ได้รับผลกระทบจากการเสียดสีพื้นผิว สีจะไม่จางหายไป
- การสัมผัสกับความร้อนหรือแสงอัลตราไวโอเลตจะไม่ทำให้สีของเม็ดสีจางลง
ข้อเสียของเม็ดสี
มีราคาที่ค่อนข้างแพง
ความเป็นไปได้ของการใช้คอนกรีตผสมสีในตัว : ตัวอย่างอาคารที่ใช้คอนกรีตผสมสี
เมื่อเรานึกถึงคอนกรีต มักจะนึกถึงสีเทา ที่เป็นส่วนผสมดั้งเดิมของคอนกรีต ซึ่งประกอบด้วยซีเมนต์ กรวด ทราย และน้ำ อาจมีสีต่างกันไปขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและส่วนผสม แต่จะแตกต่างกันไปตั้งแต่สีเทาอ่อนไปจนถึงสีเทาเข้ม อย่างไรก็ตาม สารประกอบที่เพิ่มเม็ดสีให้กับส่วนผสมนั้นกำลังเป็นที่แพร่หลายและเป็นที่นิยมมากขึ้น เนื่องจากมีการผสมสีกับคอนกรีตให้มีความเสถียรมากกว่าการทาสี เฉดสีเหล่านี้เกิดจากการเติมออกไซด์: สีเหลือง สีแดง และที่มา (เช่น สีน้ำตาล) ได้มาจากการเติมเหล็กออกไซด์ โครเมียมและโคบอลต์ออกไซด์สร้างสีเขียวและสีน้ำเงินตามลำดับ สำหรับคอนกรีตสีดำจะใช้แบล็กไอรอนออกไซด์และคาร์บอนออกไซด์ร่วมกับปูนซีเมนต์ปอซโซลานิก
นอกจากความสวยงามที่ได้จากใช้คอนกรีตผสมสีในตัวในการก่อสร้าง และงานตกแต่งพื้นผิวแล้ว ยังช่วยให้เกิดมิติในมุมมองต่าง ๆ ตามแนวคิด หรือกรอบการออกแบบอาคารในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ โดยมีความกลมกลืน หรือมีลักษณะที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะอาคาร ตัวอย่าง อาคารที่ใช้คอนกรีตผสมสีในตัว ในการก่อสร้าง (Souza, Eduardo, 2021)
คอนกรีตสีดำ (Black Concrete)
Villa Montagnola / Attilio Panzeri & Partners
ในที่พักแห่งนี้ สถาปนิกได้สร้างความแตกต่างที่โดดเด่นระหว่างภายนอกสีเข้ม กรอบไม้ และภายในสีขาวทั้งหมด
คอนกรีตสีแดง (Red Concrete)
Casa das Histórias Paula Rego / Eduardo Souto de Moura
อาคารนี้สามารถจดจำได้ทันทีด้วยหอคอยพีระมิดคู่และคอนกรีตสีแดงที่ใช้ในการก่อสร้าง
คอนกรีตสีฟ้า (Blue concrete)
Bautista House / PRODUCTORA
โดยทั่วไป เม็ดสีฟ้าสำหรับคอนกรีตจะทำจากส่วนผสมของเหล็กออกไซด์ โครเมียม และโคบอลต์ ในบ้านหลังนี้ในเม็กซิโก โครงสร้างอาคารทั้งหมดถูกหล่อด้วยคอนกรีตสีน้ำเงินออร์แกนิก เมื่ออายุการใช้งานนานขึ้นพื้นผิวคอนกรีตของบ้านที่ถูกแสงแดดสาดส่องซ้ำ ๆ ในแต่ละช่วงเวลา ทำให้เกิดโทนเฉดสีที่มีตั้งแต่สีฟ้าน้ำทะเลจนถึงสีชมพูพระอาทิตย์ตก
คอนกรีตสีเหลือง (Yellow Concrete)
Houses in Lerin / azpilicueta arquitectura y paisaje
คอนกรีตเม็ดสีเหลืองผสมผสานกับอาคารท้องถิ่นที่สร้างขึ้นใน adobe
คอนกรีตผสมสีในตัวเป็นอีกหนึ่งที่ทำให้เกิดแรงบันดาลใจในการออกแบบอาคารใหม่ๆ ข้อดีของคอนกรีตที่ผสมสีในตัวคือความสวยงามคลาสสิกของผิวคอนกรีต ที่สีจะไม่สม่ำเสมอเหมือนการทาสีเพราะเป็นการผสมเข้าไปในเนื้อ การบำรุงรักษาต่ำเพียงแค่พ่นน้ำยาเคลือบคอนกรีตทับซ้ำทุก ๆ 7–10 ปี ส่วนข้อเสียคือ การขัดล้างผิว และการติดตั้งต้องใช้แรงงานฝีมือที่ประณีตอย่างมาก และบางสีต้องใช้ซีเมนต์แบบพิเศษทำให้ราคาสูงกว่าผนังคอนกรีตทั่วไป
บทบาทของคอนกรีตในการช่วยให้บรรลุเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนของสหประชาชาติ (SDGs) ได้อย่างไร
คอนกรีต เป็นวัสดุพื้นฐานสำคัญที่ถูกคิดค้นขึ้น ตั้งแต่ปี ค.ศ.1827 และใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก แต่ถูกมองว่าเป็นอุตสาหกรรมหนึ่งที่มีกระบวนการผลิตที่ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม จากประเด็นปัญหาดังกล่าวทำให้องค์กร GCCA หรือ Global Cement and Concrete Association เป็นหน่วยงานกลางที่ได้รวมบริษัทซีเมนต์และคอนกรีตชั้นนำของโลก 14 แห่งที่ดำเนินงานในเกือบทุกประเทศทั่วโลก ให้หันมาร่วมมือดำเนินการด้านสภาพอากาศและความยั่งยืนอย่างในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ โดยมีเป้าหมายในการบรรลุคอนกรีตที่เป็นกลางคาร์บอนภายในปี 2050 และเป็นขั้นตอนพื้นฐานสู่การบรรลุเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน (SDGs) ซึ่งบริษัทในประเทศไทย เช่น บริษัทปูนซีเมนต์ไทย จำกัด (มหาชน) หรือ SCG, บริษัทปูนซีเมนต์นครหลวง จำกัด (มหาชน) เป็นต้น ได้เข้าร่วมเป็นส่วนหนึ่ง รวมถึงมีการประกาศแผนและนโยบายในการดำเนินงานลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ โดยมีเป้าหมายในการบรรลุคอนกรีตที่เป็นกลางคาร์บอนภายในปี 2050 เช่นกัน
สำหรับคอนกรีตผสมสี / คอนกรีตผสมสีในตัว มีคุณลักษณะเฉพาะดังที่ได้กล่าวไปแล้วข้างต้นนั้น ยังมีคุณลักษณะที่สำคัญอีกประการที่คือ เม็ดสี ที่นำมาใช้เป็นองค์ประกอบผสมผสานในคอนกรีตเป็นเม็ดสีที่ผลิตมาจากสารอินทรีย์ที่มีความเป็นพิษน้อย มีความคงตัวต่อแสง และราคาถูก ส่วนเม็ดสีอนินทรีย์ที่มีการนำมาใช้ปัจจุบัน คือ เหล็กออกไซด์สังเคราะห์ (คิดเป็น 73% ของตลาดโลก) มีกระบวนการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและเน้นการผลิตที่ลดการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สุทธิให้เป็นศูนย์ (Carbon Neutral) เนื่องจากวัตถุดิบที่ใช้นำมาจากเศษเหล็ก และใช้กากอ้อยเป็นเชื้อเพลิง ทำให้วัสดุคอนกรีตผสมสี เป็นวัสดุหลักที่สถาปนิกนิยมเลือกใช้ รวมถึงผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมก่อสร้างที่ใช้เม็ดสีในคอนกรีตต่างๆ เป็นส่วนประกอบ หล่อเบ้า หล่อสำเร็จ วัสดุปูผิวทาง และหลังคาคอนกรีต เป็นต้น จะเห็นได้ว่า จากความพยายามในทุกภาคส่วนที่เกี่ยวข้องกับการก่อสร้างตั้งแต่อุตสาหกรรมสี คอนกรีต ซีเมนต์ วัสดุการก่อสร้าง การออกแบบ ฯลฯ หันมาร่วมมือกัน และให้ความสำคัญปรับเปลี่ยนกระบวนการในการผลิตในขั้นตอนต่าง ๆ ร่วมเป็นส่วนหนึ่งของกันและกัน เพื่อช่วยให้บรรลุเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน (SDGs) ต่อไป
บรรณานุกรม
ARCH20 Magazine, 2021. Integrating Color Into Architecture: 6 Projects Made of Pigmented Concrete. [Online], Available: https://www.arch2o.com/the-advantages-of-pigmented-concrete-in-architecture/ [5 เมษายน 2565]
Global Cement and Concrete Association, 2020. Concrete’s role in helping to achieve the United Nations Sustainable Development Goals (SDGs). [Online], Available: https://gccassociation.org/news/concretes-role-in-helping-to-achieve-the-united-nations-sustainable-development-goals-sdgs/ [18 เมษายน 2565]
Sadana, Nishtha, 2021, 10- Innovative construction materials used around the world. [Online], Available: https://www.re-thinkingthefuture.com/rtf-fresh-perspectives/a1072-10-innovative-construction-materials-used-around-the-world/ [April 5, 2022]
Souza, Eduardo, 2021. The Possibilities of Pigmented Concrete: 20 Buildings Infused With Color. [Online], Available: https://www.archdaily.com/910825/the-possibilities-of-pigmented-concrete-18-buildings-infused-with-color [17 เมษายน 2565]
The Constructor : Building Idea, 2021. Pigments for concrete : Types, Purposes, and Influences. [Online], Available: https://theconstructor.org/concrete/pigments-concrete/38297/ [17 เมษายน 2565]
เรียบเรียงโดย สุพักตรา ยุทธภัณฑ์บริภาร
