วิธีการเลือกเมมเบรนกันซึมน้ำที่เหมาะสมสำหรับโครงการก่อสร้าง

ประเภทของเมมเบรนกันซึมน้ำ: องค์ประกอบทางเคมี โครงสร้าง และลักษณะสมรรถนะ

ระบบเมมเบรนแบบแผ่นติดตั้ง แบบของเหลวติดตั้ง และแบบเชิงซีเมนต์: หลักการติดตั้งและการรวมเข้ากับโครงสร้าง

โดยพื้นฐานแล้วมีวิธีหลักสามวิธีในการติดตั้งแผ่นกันซึมน้ำ แต่ละวิธีมีคุณสมบัติทางเคมี การยึดเกาะกับพื้นผิว และการติดตั้งในโครงสร้างอาคารที่แตกต่างกัน ตัวเลือกแบบแผ่น เช่น PVC, TPO หรือ EPDM สามารถติดตั้งได้อย่างรวดเร็วบนพื้นที่ราบกว้าง เช่น ลานดาดฟ้า อย่างไรก็ตาม การปิดผนึกตะเข็บให้สนิทถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำซึมเข้ามาได้โดยเด็ดขาด ระบบแบบของเหลวทำงานต่างออกไป ระบบเหล่านี้จะสร้างชั้นกันซึมต่อเนื่องที่สามารถปรับตัวเข้ากับจุดที่ยากต่อการติดตั้ง เช่น ท่อที่ลอดผ่านพื้น จุดระบายน้ำ หรือมุมต่างๆ ที่ยากจะเข้าถึง ซึ่งแผ่นทั่วไปไม่สามารถเข้าไปวางได้ ของเหลวเหล่านี้จะแห้งตัวกลายเป็นฟิล์มยืดหยุ่นที่แทรกซึมเข้าไปในวัสดุพรุนในระดับทางเคมี ส่วนแผ่นกันซึมชนิดผสมปูนซีเมนต์มักมีราคาถูกกว่าและปล่อยให้ไอความชื้นระเหยผ่านได้ตามธรรมชาติ ซึ่งเหมาะสมกับบางสถานการณ์ แต่วัสดุประเภทนี้ค่อนข้างแข็ง ดังนั้นช่างมักใช้กับผนังห้องน้ำภายในอาคารที่ไม่มีการเคลื่อนไหวมากนัก และการระเหยของความชื้นออกมานั้นยอมรับได้

เมื่อพูดถึงการรวมตัวเชิงโครงสร้าง มีหลักการทางฟิสิกส์ที่สำคัญหลายประการที่มีบทบาท สำหรับแผ่นฟิล์มชนิดแผ่น พื้นผิวจำเป็นต้องสะอาด แห้ง และมีความคงตัวทางมิติ เพื่อให้ได้การยึดติดแบบกลไกหรือการเชื่อมความร้อนที่เหมาะสม ระบบแบบของเหลวทำงานต่างออกไป เพราะยึดเกาะได้ดีเนื่องจากการเกิดพันธะข้ามทางเคมีและการแทรกซึมในระดับจุลภาคเล็กๆ เข้าไปในวัสดุ ขณะที่ผลิตภัณฑ์ประเภทปูนซีเมนต์จะยึดเกาะโดยการสร้างผลึกภายในคอนกรีตเองผ่านกระบวนการไฮดรอลิก ส่วนใหญ่ผู้รับเหมาจะไม่เลือกเพียงแค่สิ่งที่ถูกที่สุดในการตัดสินใจเหล่านี้ รูปทรงเรขาคณิตมีความสำคัญมาก เช่นเดียวกับสภาพแวดล้อมที่โครงสร้างจะต้องเผชิญ รวมถึงข้อกำหนดด้านสมรรถนะต่างๆ ที่มาพร้อมกับการใช้งานที่แตกต่างกัน ต้นทุนเป็นเพียงหนึ่งในปัจจัยที่พิจารณา แต่แทบจะไม่ใช่ปัจจัยหลักที่ขับเคลื่อนการตัดสินใจในสนามจริง

เทอร์โมพลาสติก (PVC/TPO), อีลาสโตเมอริก (EPDM), บิทูมินัส และแผ่นฟิล์มไฮบริด – พฤติกรรมภายใต้แรงเครียดในโลกความเป็นจริง

องค์ประกอบทางเคมีของวัสดุมีบทบาทสำคัญต่อสมรรถนะของวัสดุเมื่อสัมผัสกับความร้อน แรงดันน้ำ แสงแดด และแรงทางกายภาพ ตัวอย่างเช่น เทอร์โมพลาสติกอย่าง PVC และ TPO วัสดุเหล่านี้มีความทนทานต่อความเสียหายจากแสง UV สามารถเชื่อมต่อกันด้วยการเชื่อมเพื่อให้ได้ข้อต่อแบบไร้รอยต่อ และนำกลับมาใช้ใหม่ได้ทั้งหมด อย่างไรก็ตาม วัสดุเหล่านี้จะเริ่มแตกร้าวและหักง่ายเมื่ออุณหภูมิต่ำกว่าลบ 20 องศาเซลเซียส เมมเบรนยางเอลลาสโตเมอร์ EPDM ยังคงความยืดหยุ่นได้ดีในช่วงอุณหภูมิกว้างขวาง ตั้งแต่ต่ำถึงลบ 45 องศาเซลเซียส ไปจนถึงบวก 120 องศาเซลเซียส แต่ต้องระวังการสัมผัสสารไฮโดรคาร์บอนเป็นเวลานาน เช่น ตัวทำละลายแอสฟัลต์ หรือเชื้อเพลิงที่หกเลอะ ซึ่งจะทำให้วัสดุเสื่อมสภาพในที่สุด เมมเบรนชนิดบิทูมินัสที่ปรับปรุงด้วยพอลิเมอร์ ให้การป้องกันการเจาะทะลุได้ดีเยี่ยม และช่วยกันน้ำเข้าในงานติดตั้งใต้ดิน อย่างไรก็ตาม วัสดุเหล่านี้จำเป็นต้องมีชั้นป้องกันบางอย่างทับด้านบน เพื่อป้องกันไม่ให้วัสดุเปราะกรอบภายใต้รังสี UV เมมเบรนระบบไฮบริดรวมเอาความยืดหยุ่นของพอลิเมอร์เข้ากับความหนาแน่นและการยึดเกาะของบิทูเมน สร้างจุดสมดุลที่ดี ซึ่งทำงานได้ดีในรอบการแช่แข็งและละลายน้ำซ้ำๆ และในสภาพแวดล้อมที่มีปัญหาความเป็นด่าง

การยืนยันจากสภาพจริงมาจากการทดสอบความเครียดตามมาตรฐาน: เทอร์โมพลาสติกสามารถทนต่อรอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้มากกว่า 500 รอบโดยไม่แตกร้าว (ASTM D6878); EPDM รักษายืดตัวได้ถึง 200% ก่อนเกิดการล้มเหลว; เมมเบรนแบบบิทูมินัสสามารถต้านทานแรงดันไฮโดรสแตติกได้ 50 psi (ASTM D5385); และเมมเบรนแบบไฮบริดแสดงอัตราการแตกร้าวจากความเย็นต่ำกว่าเมมเบรนบิทูเมนมาตรฐาน 40% ภายใต้โปรโตคอลการแช่แข็ง-ละลายอย่างเร่งรัด

งานเหนือระดับพื้นดินเทียบกับใต้ระดับพื้นดิน: แสง UV การรับน้ำหนักจากการกลบกลับ และสภาพแวดล้อมด้านลบ มีผลอย่างไรต่อการเลือกเมมเบรนกันซึม

สำหรับงานที่อยู่เหนือระดับพื้นดิน วัสดุจำเป็นต้องทนต่อรังสี UV รับมือกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และยืดหยุ่นได้มากกว่า 200% เพื่อรับมือกับการขยายและหดตัวอย่างมาก นั่นคือเหตุผลที่ผู้คนมักเลือกใช้แผ่นยางที่ผ่านการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM D5385 หรือพลาสติกที่มีความเสถียรต่อแสง UV ส่วนงานใต้ระดับพื้นดินนั้นแตกต่างออกไป การติดตั้งเหล่านี้ต้องเผชิญกับแรงดันต่อเนื่องจากน้ำใต้ดิน การสึกหรอจากอนุภาคดิน และน้ำหนักบรรทุกหนักจากวัสดุถม วัสดุที่ใช้ควรสามารถรองรับแรงอัดได้อย่างน้อย 40 psi และไม่ฉีกขาดง่าย เมื่อนำระบบกันซึมนี้มาใช้กับด้านในที่แห้งของโครงสร้าง ความสามารถในการยึดเกาะจะมีความสำคัญอย่างยิ่ง แผ่นฟิล์มจะไม่สามารถยึดติดได้หากเริ่มลอกออกเมื่อมีน้ำเคลื่อนผ่าน ดังนั้นความแข็งแรงในการยึดติดที่มากกว่า 50 psi ตามมาตรฐาน ASTM D4541 จึงมีความสำคัญมาก อีกทั้งวัสดุจะต้องทำงานได้ดีแม้พื้นผิวที่นำมาใช้จะยังคงมีความชื้นบางส่วน

รากฐานที่ถูกฝัง เช่น มีแรงกระทำจากดินมากกว่าพื้นคอนกรีตของระเบียงได้ถึง 10 เท่า ซึ่งทำให้แผ่นกันซึมแบบเหลวที่ยืดหยุ่นไม่เหมาะสม เว้นแต่จะมีการเสริมความแข็งแรงและป้องกันอย่างเต็มที่ ในกรณีเช่นนี้ แผ่นเทอร์โมพลาสติกที่ยึดติดเต็มพื้นที่หรือแผ่นบิทูมินัสที่ปรับปรุงด้วยโพลิเมอร์พร้อมแผ่นป้องกันในตัวสามารถตอบสนองความต้องการทั้งในด้านโครงสร้างและความทนทาน

เกณฑ์มาตรฐานความทนทานตาม ASTM/ISO และการวิเคราะห์รูปแบบการเสียหายตามประเภทของแผ่นกันซึม

มาตรฐานอุตสาหกรรมกำหนดเกณฑ์วัดประสิทธิภาพในระยะยาวอย่างเป็นกลาง ISO 11600 ใช้วัดการคงไว้ซึ่งแรงยึดเหนี่ยวหลังการเร่งอายุ; ASTM D412 ประเมินการคงไว้ซึ่งแรงดึงและความยืดตัว; ASTM D5721 ประเมินความต้านทานต่อสภาพอากาศ — แผ่นกันซึมคุณภาพสูงจะคงแรงดึงไว้มากกว่า 85% หลังได้รับรังสี UV เป็นเวลา 5,000 ชั่วโมง การวิเคราะห์การเสียหายเผยให้เห็นรูปแบบที่สอดคล้องกันในแต่ละกลุ่มวัสดุ

สิ่งสำคัญคือ 73% ของปัญหารั่วใต้ระดับพื้นเกิดจากขั้นตอนการเตรียมหรือการต่อตะเข็บที่ไม่เพียงพอ ไม่ใช่ความล้มเหลวของวัสดุ (สมาคมกันซึมนานาชาติ, 2023) ซึ่งเน้นย้ำว่าข้อกำหนดควรครอบคลุมไม่เพียงแต่มาตรฐานวัสดุเท่านั้น แต่ยังรวมถึงขั้นตอนการติดตั้งที่ได้รับการตรวจสอบแล้วด้วย

ข้อกำหนดเฉพาะสำหรับเยื่อกันซึมตามการใช้งานในองค์ประกอบของอาคาร

งานหลังคา: ความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ความสมบูรณ์ของตะเข็บ และความคงทนต่อรังสี UV ในระบบเยื่อกันซึม

ทุกวันนี้ แผ่นมุงหลังคามีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสูงถึง 50 องศาเซลเซียส ซึ่งเร่งความเสื่อมสลาย ส่งผลให้เกิดปัญหาออกซิเดชัน และก่อให้เกิดปัญหารอยต่อที่ยืดตัวตามกาลเวลา ผลิตภัณฑ์คุณภาพดีในท้องตลาดวันนี้มักผสมผสานการป้องกันรังสี UV เข้ากับวัสดุที่ยังคงความยืดหยุ่นได้ดีแม้อุณหภูมิจะสูงหรือต่ำ เช่น TPO และ EPDM โพลิเมอร์เหล่านี้สามารถรักษาทรงตัวและคืนตัวได้หลังเผชิญแรงกดดันไม่ว่าสภาพอากาศจะเป็นอย่างไร ไม่มีใครต้องการน้ำรั่วซึม ดังนั้นการต่อรอยต่อให้ถูกต้องจึงสำคัญมาก การเชื่อมด้วยความร้อน (Heat welding) ได้ผลดีกว่าการใช้กาวมาก โดยงานศึกษาพบว่ามีความแข็งแรงเพิ่มขึ้นประมาณ 60 เปอร์เซ็นต์ ตามมาตรฐาน ASTM D413 การใช้งานบนหลังคาเขียว (Green roof) ต้องพิจารณาเป็นกรณีพิเศษด้วย แผ่นมุงที่ต้านทานการเจริญของราก เช่น EPDM ที่ได้รับการรับรองตามมาตรฐาน FLL รวมถึงแผ่นที่ออกแบบมาพร้อมระบบระบายน้ำ จะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าโดยรวม นอกจากนี้ สารเคลือบที่สะท้อนแสงแดด สามารถลดอุณหภูมิผิวลงได้เกือบ 30 องศาเซลเซียส ซึ่งช่วยชะลอการเสื่อมสภาพของวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผู้ผลิตส่วนใหญ่เคลมว่าระบบของพวกเขาจะมีอายุการใช้งานอย่างน้อย 20 ปี หากติดตั้งอย่างถูกต้องตามแนวทางและแนวปฏิบัติที่ดีที่สุดในอุตสาหกรรม

ฐานราก ระเบียง และพื้นที่เปียก: การยึดเกาะ อินเตอร์เฟซการระบายน้ำ และความเข้ากันได้ของการออกแบบรายละเอียด

สำหรับงานฐานราก เราต้องการแผ่นกันซึมที่สามารถทนต่อแรงดันน้ำได้และยึดเกาะได้อย่างสมบูรณ์ เนื้อผ้าเบนโทไนต์คลาส (bentonite clay sheets) ใช้งานได้ดีในกรณีนี้ หรือระบบกันซึมแบบของเหลวที่มีสารแข็งสูง ซึ่งสามารถปิดผนึกตัวเองรอบๆ ท่อน้ำและสิ่งเจาะทะลุต่างๆ พร้อมทั้งข้ามรอยแตกร้าวเล็กๆ บนพื้นผิวได้ เมื่อพิจารณาถึงงานระเบียง การระบายน้ำอย่างเหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง การทำให้พื้นเอียงร่วมกับการใช้แผ่นระบายน้ำแบบมีตุ่ม (dimpled drainage mats) มีบทบาทสำคัญมาก โดยช่วยลดการขังน้ำลงกว่า 90% ตามผลการทดสอบ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงความเสียหายจากปรากฏการณ์แช่แข็ง-ละลายลงประมาณสามในสี่ในพื้นที่ที่อากาศหนาวเย็น ส่วนพื้นที่เปียก เช่น ห้องอาบน้ำฝักบัวและห้องอบไอน้ำ การเลือกใช้แผ่นกันซึมจึงมีความสำคัญมาก เราขอแนะนำผลิตภัณฑ์ที่ทนต่อสารเคมีได้ดีและมีคุณสมบัติในการยึดเกาะที่ดี เช่น อโรเมติก โพลียูรีเทน (aromatic polyurethanes) ซึ่งสามารถยึดเกาะกับพื้นผิวหยาบได้อย่างมั่นคง แม้หลังจากคอนกรีตหรือปูนฉาบแห้งตัวแล้ว และยังเข้ากันได้ดีกับชั้นรองปูกระเบื้องโดยไม่ก่อให้เกิดปัญหาในอนาคต

เมื่อพูดถึงปัญหารั่วซึม พื้นที่เฉพาะที่ต้องใส่ใจเป็นพิเศษคือจุดที่ปัญหามักเริ่มต้นขึ้น การศึกษาต่างๆ แสดงให้เห็นว่าประมาณ 90% ของความเสียหายทั้งหมดเกิดขึ้นที่จุดที่ยากต่อการติดตั้ง เช่น มุม ผนังโค้ง และบริเวณที่พื้นผิวต่างชนิดกันมาบรรจบกัน การเลือกผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมเพียงอย่างเดียวจึงไม่เพียงพอ เราจำเป็นต้องใช้เทคนิคเสริมความแข็งแรงที่ถูกต้องด้วย เช่น การทำผนังโค้งหนาเป็นพิเศษ การใช้แถบยึดปลาย (termination bars) และเยื่อกันซึมพิเศษระหว่างวัสดุต่างชนิด สิ่งที่สำคัญไม่แพ้กันคือ การตรวจสอบให้มั่นใจว่าวัสดุทั้งหมดทำงานร่วมกันได้อย่างเหมาะสมกับวัสดุข้างเคียง เช่น ชั้นฉนวน กันชนผนัง หรือกระเบื้อง หากวัสดุเหล่านี้ไม่เข้ากันดี จะเกิดปัญหาในอนาคต เช่น การเคลื่อนตัว ลอก หรือจุดรับแรงที่เกิดขึ้นบริเวณข้อต่อ

คำถามที่พบบ่อย

เยื่อกันซึมมีประเภทหลักใดบ้าง

ประเภทหลักของเยื่อกันซึม ได้แก่ แบบแผ่นติดตั้ง แบบทาเหลว และระบบเชิงซีเมนต์ แต่ละประเภทมีคุณสมบัติทางเคมีและการใช้งานที่แตกต่างกัน

ปัจจัยใดบ้างที่กำหนดการเลือกเยื่อกันซึมสำหรับโครงการ

ปัจจัยต่างๆ ได้แก่ การสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม รูปทรงเรขาคณิตของโครงสร้าง ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ และต้นทุน

แผ่นพลาสติกเทอร์โมพลาสติกมีพฤติกรรมอย่างไรภายใต้แรงเครียด?

แผ่นพลาสติกเทอร์โมพลาสติก เช่น PVC และ TPO ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสูงและรังสี UV ได้ดี แต่อาจแตกได้เมื่ออุณหภูมิต่ำมาก

เหตุใดการเตรียมตะเข็บจึงมีความสำคัญต่อการติดตั้งใต้ระดับพื้นดิน?

ส่วนใหญ่การรั่วซึมใต้ดินเกิดจากขั้นตอนการเตรียมตะเข็บที่ไม่เพียงพอ ไม่ใช่ความล้มเหลวของวัสดุ การเตรียมที่เหมาะสมช่วยให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพในการกันน้ำ

ควรพิจารณาอะไรบ้างสำหรับแผ่นกันซึมหลังคา?

แผ่นกันซึมหลังคาควรมีความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ รักษาความแข็งแรงของตะเข็บ และมีเสถียรภาพต่อรังสี UV เพื่อประสิทธิภาพระยะยาว

รูปแบบความล้มเหลวทั่วไปของแผ่นกันซึมน้ำคืออะไร?

รูปแบบความล้มเหลว ได้แก่ การแยกตัวของตะเข็บ การเสื่อมสภาพจากแสง UV การแตกร้าวจากโอโซน การไฮโดรไลซิส และการแตกร้าวจากการหดตัว