ในเดือนมิถุนายนที่ผ่านมา มีงานแสดงสินค้าสิ่งทอระดับโลกคือ งาน Techtextil 2009 (International Trade Fair for Technical Textiles and Nonwovens) ครั้งที่ 13 ซึ่งมีผู้เข้าร่วมแสดงสินค้าทั้งหมด 1,201 บริษัท จาก 43 ประเทศ ได้จัดแสดงตั้งแต่วันที่ 16-18 มิถุนายน 2552 ในปีนี้มีผู้เข้าร่วมชมงานมากกว่าเดิม โดยทั้งหมดมีจำนวน 23,300 คน ในงานจัดแสดงสินค้า วัตถุดิบ แนวความคิด รวมถึงผลงานวิจัยผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่เป็นสิ่งทอเทกนิคทั้ง 12 สาขา รวมถึง Nonwovens จากผลการจัดงานที่ผ่านมานั้นปรากฏว่า มีจำนวนบริษัทหรือหน่วยงานต่างๆ เข้าร่วมแสดงสินค้ามากกว่าเดิม ซึ่งแสดงให้เห็นแนวโน้มการเติบโตของตลาดสิ่งทอเทกนิคที่สูงขึ้น
    
สถาบันพัฒนาอุตสาหกรรมสิ่งทอได้เข้าร่วมงานดังกล่าว และยังได้มีโอกาสเยี่ยมชมสถาบันวิจัยชั้นนำทางด้านสิ่งทอเทกนิคในประเทศเยอรมนีสองแห่งคือ The Institute for Textile and Clothing Technology, Dresden University of Technology และ Saxon Textile Research Institute (STFI) ซึ่งทั้งสองสถาบันมีงานวิจัยสิ่งทอเทกนิคมากมายที่น่าสนใจ และสามารถนำมาพัฒนาและประยุกต์ใช้ในประเทศไทย
    
หนึ่งในงานวิจัยที่ผู้เขียนพบว่าน่าสนใจที่ Dresden University of Technology คือ นวัตกรรมผ้าเสริมแรงสำหรับงานก่อสร้าง ทีมนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยดังกล่าวได้วิจัยโครงสร้างสิ่งทอเทกนิคเพื่อใช้ในงานก่อสร้างโดยการยึดติดโครงสร้างด้วยวิธีต่างๆ โดยผ้าเมื่อทอออกมาเป็นโครงสร้างด้วยเส้นใยอารามิด หรือเส้นใยคาร์บอนแล้ว มีการยึดติดของเส้นใยในส่วนที่มีการตัดกันของเส้นใยเพื่อให้โครงสร้างแข็งแรง และไม่เปลี่ยนรูปร่างก่อนนำไปใช้ในงานด้านการก่อสร้าง โดยใช้เทกนิคเช่นการยึดติดด้วยความร้อน การยึดติดด้วยสารเคลือบ และ การยึดติดด้วยการลามิเนต จากการพัฒนาดังกล่าวและถ่ายทอดสู่อุตสาหกรรมก่อสร้าง จึงมีตัวอย่างความสำเร็จที่น่าสนใจมาก คือสะพานคอนกรีตหล่อสำเร็จเสริมแรงด้วยวัสดุสิ่งทอ ซึ่งมีน้ำหนักเบากว่าสะพานคอนกรีตทั่วไปที่เสริมแรงด้วยเหล็ก หากแต่มีความแข็งแรงไม่แพ้กัน

 ในแนวคิดเดียวกัน ความต้องการของวัสดุสิ่งทอเสริมแรงนี้ก็เป็นที่สนใจมากในประเทศไทย ซึ่งในปัจจุบันอุตสาหกรรมการก่อสร้างได้มีการพัฒนาไปมากทั้งในด้านการออกแบบ การก่อสร้าง และ การเลือกใช้วัสดุ อุตสาหกรรมการก่อสร้างโครงการขนาดใหญ่ต่างๆ เช่น โครงการบ้านพักอาศัยของบริษัทชั้นนำ หรือโครงการอาคารชุดหลายโครงการได้นำเอาเทคโนโลยีสมัยใหม่มาใช้ในการก่อสร้างเพื่อลดเวลาและต้นทุน ชิ้นส่วนสำคัญของอาคารที่สามารถออกแบบและก่อสร้างในเชิงอุตสาหกรรมได้แก่ พื้นคอนกรีตหล่อสำเร็จรูป และผนังคอนกรีตหล่อสำเร็จรูป
    
ผนังคอนกรีตหล่อสำเร็จรูปได้เริ่มเป็นที่นิยมใช้กันมากขึ้น เพราะสามารถหล่อเป็นชิ้นส่วนสำเร็จในโรงงานและทำได้ครั้งละมากๆ ผนังคอนกรีตหล่อสำเร็จรูปสามารถออกแบบให้เป็นโครงสร้างซึ่งใช้รับน้ำหนักได้โดยไม่ต้องมีโครงสร้างหลัก เช่น เสาหรือคาน ผนังคอนกรีตจะรับแรงแบกทานได้อย่างปลอดภัยหรือไม่ขึ้นกับปัจจัยหลายประการ ไม่ว่าจะเป็นความแข็งแรงในการรับแรงอัดของคอนกรีต, การออกแบบจุดยึดของผนัง, การเสริมวัสดุรับแรงในผนัง ฯลฯ

หลักการ
ผนังคอนกรีตหล่อสำเร็จที่ใช้ในโครงการต่างๆ โดยส่วนใหญ่ใช้ในการรับน้ำหนักแบกทานแทนการรับน้ำหนักของเสาหรือคาน และใช้เป็นผนังภายนอกอาคารเพื่อป้องกันสภาพดินฟ้าอากาศ ผนังหล่อสำเร็จในเชิงวิศวกรรมแบ่งหน้าที่สำคัญได้สองประการ
     1. การรับน้ำหนักแบกทานของผนังคอนกรีตหล่อสำเร็จอาศัยความแข็งแรงของคอนกรีตเพียงอย่างเดียว โดยไม่จำเป็นต้องเสริมแรงด้วยวัสดุอื่น
     2. ผนังคอนกรีตหล่อสำเร็จรูปที่ติดตั้งภายนอกอาคารเพื่อป้องกันสภาพดินฟ้าอากาศนั้นจะเกิดแรงขึ้นภายในเนื้อคอนกรีต เนื่องจากการแปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือความชื้นของสภาพดินฟ้าอากาศ ซึ่งจำเป็นต้องอาศัยวัสดุเสริมแรง
    
การออกแบบผนังคอนกรีตต้องคำนึงถึงแรงต่างๆ ที่จะเกิดขึ้นในผนังตามรายละเอียดข้างต้น ส่วนผสมได้แก่ ซีเมนต์ ทราย หิน ในอัตราส่วน 1:2:4 โดยประมาณ และอัตราส่วนผสมระหว่างซีเมนต์ต่อน้ำเท่ากับ 0.4 โดยประมาณ โดยทั่วไปคอนกรีตรับแรงอัดได้ดีแต่รับแรงดึงได้น้อย ประมาณ 10% ของแรงอัด การออกแบบผนังคอนกรีตเพื่อให้รับแรงต่างๆ และใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพจะต้องมีการเสริมแรงด้วยวัสดุอื่นๆ
    
การเสริมแรงเพื่อให้แผ่นผนังคอนกรีตสามารถรับแรงดึงได้มากขึ้นนั้นทำได้โดยการเสริมตระแกรงเหล็กซึ่งเป็นที่นิยมใช้กันโดยทั่วไป ในต่างประเทศมีการประยุกต์ใช้วัสดุอื่นที่มีความสามารถในการรับแรงดึงได้สูงมาใช้ในการเสริมแรงคอนกรีต เช่น  Nylon, Polyester, Polypropylene
    
แนวความคิด
โดยคำนึงถึงคุณสมบัติของสิ่งทอที่มีความสารถในการรับแรงดึงได้ดีโดยเทียบเคียงกำลังรับแรงดึงของเหล็กตามมาตรฐาน ACI* ที่กำหนดไว้ว่าจะต้องมีพื้นที่หน้าตัดของเหล็กสำหรับรับแรงดึงอย่างน้อยร้อยละ 0.2 ของพื้นที่หน้าตัดของผนังคอนกรีต ซึ่งตามข้อกำหนดนี้จะคำนวณแรงดึงที่เหล็กสามารถรับได้ สถาบันพัฒนาอุตสาหกรรมสิ่งทอและมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี โดย ดร. มาโนช รุจิภากร ภาควิชาวิศกรรมโยธา ได้ร่วมกันวิจัยพัฒนาสิ่งทอที่ใช้สำหรับเสริมในผนังคอนกรีตโดยวัสดุที่ใช้เป็นแบบ พอลิเอสเตอร์ (polyester) ถักแบบ Raschel โดยใช้เส้นใยขนาด 1,000 ดีเนียร์ และทอแบบ Leno โดยใช้เส้นใยขนาด 3,000 ดีเนียร์

สิ่งทอดังกล่าวได้ถูกนำไปทดสอบกำลังรับแรงสูงสุดที่สถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเชีย (AIT) โดยการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM D4595 ชิ้นทดสอบกว้าง 100 มม.
จากผลการทดสอบแรงดึงพบว่า ผ้าตาข่ายชนิด Raschel type 1 รับแรงดึงได้ประมาณ 1,170 กก./ความกว้าง 1 ม. ผ้าตาข่ายชนิด Raschel type 2 รับแรงดึงได้ประมาณ 860 กก./ความกว้าง 1 ม. และ ผ้าตาข่ายแบบ Leno รับแรงดึงได้ประมาณ 1,120 กก./ความกว้าง 1 ม. เมื่อเปรียบเทียบกำลังรับแรงดึงที่ต้องการระหว่าง เหล็ก (2,400 กก/ความกว้าง 1 ม.) กับ ผ้าตาข่ายใยสังเคราะห์พอลิเอสเตอร์นั้นพบว่า จะต้องเสริมผ้าตาข่าย 2 ชั้นในผนังคอนกรีตหนา 10 ซ.ม.

การหล่อผนังคอนกรีต
ทีมวิจัยได้ทำการหล่อผนังคอนกรีตเสริมสิ่งทอจากใยสังเคราะห์ทั้งสามชนิด ชนิดละสามตัวอย่าง ขนาดความกว้าง 1.0 ม. ยาว 3.0 ม. หนา 10 ซ.ม. โดยแบ่งการเทคอนกรีตเป็นสามชั้น ชั้นละ 3.3 ซ.ม. โดยประมาณสำหรับผ้าตาข่าย และแบ่งการเทคอนกรีตออกเป็นสองชั้น ชั้นละ 5 ซ.ม. สำหรับการหล่อผนังเสริมตระแกรงเหล็ก รวมทั้งหล่อแผ่นผนังคอนกรีตเสริมตระแกรงเหล็กตามมาตรฐานของ ACI* 3 ตัวอย่าง และ ผนังเสริมผ้าตาข่าย 9 ตัวอย่าง รวมเป็นจำนวน 12 ตัวอย่าง
    
การทดสอบแรงแบกทาน
การวิจัยนี้เพื่อที่จะศึกษาคุณสมบัติของแผ่นผนังคอนกรีตเสริมสิ่งทอจากใยสังเคราะห์เชิงกลในส่วนของการรับกำลังแบกทาน ซึ่งการทดสอบทำได้โดยการสร้างเครื่องทดสอบเฉพาะ รวมทั้งการตรวจสอบด้านกายภาพของผนังคอนกรีตทั้ง 12 ตัวอย่างที่จำลองในสภาพใช้งานเหมือนจริง เนื่องจากการการเปรียบเทียบคุณสมบัติทางด้านกายภาพต้องใช้ระยะเวลานานประมาณ 12 เดือน ซึ่งทีมวิจัยจะได้ติดตามผลและรายงานในโอกาสต่อไป

สรุป
การประยุกต์ใช้วัสดุใยสังเคราะห์เพื่อเสริมแรงในคอนกรีตสามารถทำได้ในหลายรูปแบบ ไม่เฉพาะแต่การใช้วัสดุสิ่งทอในรูปแบบที่เป็นผ้าตาข่ายเสริมในผนังเท่านั้น แต่ยังนิยมใช้วัสดุเส้นใยผสมในคอนกรีตโดยตรงเพื่อเพิ่มกำลังรับแรงดึงในคอนกรีตสำหรับงานพื้นหรือถนน หรือนิยมถักทอเป็นผ้าเส้นใยโดยใช้ร่วมกับวัสดุยึดผิว (Epoxy) ในงานซ่อมแซมต่างๆ นอกจากนั้น วัสดุเส้นใยยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมก่อสร้างต่างๆ เพื่อทดแทนการใช้เหล็กในส่วนของพื้นที่ที่มีความไวต่อสนามแม่เหล็ก เช่น พื้นที่ตรวจวัตถุโลหะในสนามบิน, บริเวณห้อง MRI ในโรงพยาบาล หรือ สถานีรับส่งสัญญานต่างๆ รวมถึงอุตสาหกรรมก่อสร้างบริเวณชายทะเล โดยการใช้วัสดุเสริมแรงในคอนกรีตแทนการใช้เหล็กเสริมซึ่งไม่ตัดปัญหาการผุกร่อนของเหล็ก และมีอายุการใช้งานได้นานมากขึ้น

* American Concrete Institute, ACI Education Bulletin E2-00,"Reinforcement for concrete material and application", 2000