โฟม XPS คืออะไร? เป็นวัสดุที่เหนือกว่า EPS อย่างไร

การเลือกใช้วัสดุฉนวนกันความร้อนหรือวัสดุรองรับน้ำหนักในงานก่อสร้างเป็นขั้นตอนที่ต้องพิจารณาอย่างรอบคอบ เนื่องจากการใช้วัสดุผิดประเภทอาจนำไปสู่ปัญหาโครงสร้าง การรั่วซึม หรือการสูญเสียพลังงานในระยะยาว ปัจจุบันมีวัสดุประเภทโพลิเมอร์หลายชนิดที่ถูกนำมาใช้งาน ซึ่งปัจจุบันวัสดุอย่าง EPS และ PU เป็นวัสดุที่ได้รับความนิยม เนื่องจากต้นทุนที่ต่ำกว่า แต่รู้หรือไม่ว่ายังมีวัสดุอีกหนึ่งชนิดที่วิศวกรและผู้รับเหมาโครงการขนาดใหญ่นิยมระบุไว้ในสเปกงาน นั่นคือ โฟม XPS

บทความนี้ SHD จะพาไปเจาะลึกรายละเอียดทางวิศวกรรมและคุณสมบัติของ โฟม XPS เพื่อทำความเข้าใจว่าวัสดุชนิดนี้มีกระบวนการผลิตอย่างไร มีความแข็งแรงระดับไหน และเมื่อนำไปเทียบกับวัสดุฉนวนยอดนิยมอย่าง EPS จะมีความได้เปรียบเสียเปรียบในแง่มุมใดบ้าง

โฟม XPS คืออะไร?

โฟม XPS คือ วัสดุประเภทเทอร์โมพลาสติกที่มีชื่อเต็มว่า Extruded Polystyrene เป็นวัสดุฉนวนกันความร้อนโพลีเมอร์สังเคราะห์ที่ผลิตจากพลาสติกโพลีสไตรีน (Polystyrene) ด้วยเทคโนโลยีการรีดอัดขึ้นรูปอย่างต่อเนื่อง (Extrusion process) โดยการหลอมละลายเม็ดพลาสติกร่วมกับสารเติมแต่งและก๊าซที่ช่วยในการขยายตัว จากนั้นจึงรีดผ่านแม่พิมพ์ออกมาเป็นแผ่น

กระบวนการรีดอัดอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดโครงสร้างภายในที่เรียกว่า โครงสร้างเซลล์ปิดอย่างสมบูรณ์แบบที่ฟองอากาศขนาดเล็กจิ๋วภายในเนื้อโฟมเรียงตัวอัดแน่นและปิดสนิททุกด้าน ไม่มีช่องว่างเชื่อมต่อถึงกัน ส่งผลให้โมเลกุลของน้ำและความชื้นไม่สามารถแทรกซึมผ่านเข้าไปในเนื้อวัสดุได้ และทำให้ลักษณะทางกายภาพภายนอกของโฟม XPS จะมีผิวเรียบ เนื้อเนียนละเอียด และมีความแข็งแรงสูงมากเมื่อเทียบกับน้ำหนักของตัวมันเอง

โดยคุณสมบัติทางวิศวกรรมที่ทำให้คนส่วนใหญ่เลือกใช้ โฟม XPS ได้แก่

• ความต้านทานต่อแรงกดทับ (Compressive Strength) สูงมากเมื่อเทียบกับความหนาแน่น สามารถรับน้ำหนักของโครงสร้างคอนกรีต เครื่องจักร หรือการสัญจรได้โดยไม่ยุบตัวหรือเสียรูปทรง
• ประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนกันความร้อนที่เสถียร เนื่องจากโครงสร้างเซลล์ปิดกักเก็บอากาศหรือก๊าซที่มีค่าการนำความร้อนต่ำไว้ภายในได้อย่างถาวร ทำให้ค่าความต้านทานความร้อนไม่ลดลงแม้จะผ่านการใช้งานไปหลายสิบปี
• น้ำหนักเบาแต่มีความแข็งแรงสูง สะดวกต่อการขนย้าย สามารถใช้เลื่อยหรือคัตเตอร์ตัดขนาดที่ต้องการหน้างานได้ทันทีโดยที่ขอบวัสดุไม่หลุดร่วงเป็นเม็ด
• ความสามารถในการต้านทานความชื้นที่ยอดเยี่ยมและค่าการนำความร้อนที่ต่ำมากและคงที่ตลอดอายุการใช้งาน วัสดุฉนวนหลายชนิดเมื่อเวลาผ่านไปและวัสดุสัมผัสกับความชื้นหรือน้ำ ค่าการกันความร้อนจะลดลงอย่างรวดเร็ว
• ไม่เป็นแหล่งสะสมของเชื้อรา แบคทีเรีย และไม่ย่อยสลายตามธรรมชาติ ทำให้โฟม XPS มีอายุการใช้งานที่ยาวนานเทียบเท่ากับอายุของตัวอาคาร

แผ่นโฟม XPS นิยมนำไปใช้รองพื้นผิว

การรองพื้นด้วย โฟม XPS ดีกว่ายังไง

การเตรียมพื้นผิวก่อนการเทคอนกรีตหรือการทำระบบพื้นในอาคารที่มีข้อกำหนดเฉพาะ เช่น พื้นโรงงาน พื้นห้องเย็น หรือพื้นชั้นล่างสุดของบ้านที่ติดกับดิน จำเป็นต้องใช้วัสดุรองพื้นที่สามารถแก้ปัญหาเรื่องความชื้นและการสูญเสียอุณหภูมิได้ การรองพื้นด้วย โฟม XPS ให้ผลลัพธ์ที่เหนือกว่าในหลายด้าน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเรื่องของกำลังรับแรงอัดและการป้องกันความชื้นจากใต้ดิน

ในด้านกำลังรับแรงอัด แผ่นวัสดุชนิดนี้ถูกออกแบบมาให้ทนทานต่อแรงกดทับได้อย่างมหาศาล (มีหลายเกรดความหนาแน่นให้เลือกใช้ตามการรับน้ำหนัก) เมื่อนำไปวางรองพื้นและทำการเทคอนกรีตทับ ตัวแผ่นจะไม่เกิดการยุบตัวหรือเสียรูปทรง ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยป้องกันไม่ให้พื้นคอนกรีตด้านบนเกิดการแตกร้าวจากการทรุดตัวที่ไม่เท่ากัน แตกต่างจากวัสดุรองพื้นที่มีความหนาแน่นต่ำกว่า ซึ่งอาจเกิดการยุบตัวเมื่อต้องรับน้ำหนักเครื่องจักรหรือโครงสร้างที่กดทับเป็นเวลานาน

ในด้านการจัดการความชื้น พื้นที่ชั้นล่างสุดของอาคารมักจะต้องเผชิญกับความชื้นที่ระเหยขึ้นมาจากผิวดิน ความชื้นเหล่านี้หากปล่อยให้ซึมผ่านเข้ามาในโครงสร้างพื้นจะทำให้เกิดปัญหาเชื้อรา กระเบื้องหลุดร่อน หรือพื้นไม้บวม การปูรองพื้นด้วย โฟม XPS จะทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันความชื้นที่สมบูรณ์แบบ เนื่องจากโครงสร้างเซลล์ปิดไม่ยอมให้น้ำหรือไอน้ำซึมผ่าน ทำให้พื้นผิวภายในอาคารแห้งสนิท

นอกจากนี้ การรองพื้นด้วย XPS Foam ยังช่วยตัดสะพานความร้อนได้อย่างเด็ดขาด ความร้อนหรือความเย็นจากผิวดินจะไม่สามารถถ่ายเทเข้าสู่ตัวอาคารได้ ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับห้องที่ต้องการควบคุมอุณหภูมิ การป้องกันการถ่ายเทอุณหภูมิจากพื้นดินช่วยลดภาระการทำงานของระบบปรับอากาศได้อย่างมีนัยสำคัญ

งานแบบไหนควรเลือกใช้โฟม XPS

ด้วยคุณสมบัติที่ทนต่อแรงกดทับ ทนต่อน้ำ และกันความร้อนได้ดี โฟม XPS จึงถูกนำไปใช้งานในโครงสร้างที่ต้องเผชิญกับสภาวะแวดล้อมที่รุนแรงและต้องการความเสถียรสูง ได้แก่

งานพื้นห้องเย็นและห้องแช่แข็ง อุณหภูมิภายในห้องเย็นมักจะติดลบ ในขณะที่อุณหภูมิใต้ผิวดินมีความร้อนชื้น หากไม่มีฉนวนที่ดีพอ ความแตกต่างของอุณหภูมิจะทำให้เกิดการควบแน่นของไอน้ำจนกลายเป็นน้ำแข็งดันพื้นคอนกรีตให้แตกร้าวได้ การใช้โฟม XPS ปูรองพื้นห้องเย็นจะช่วยรักษาอุณหภูมิภายใน ป้องกันการควบแน่น และรับน้ำหนักของชั้นวางสินค้าขนาดใหญ่หรือรถโฟล์คลิฟต์ได้อย่างมั่นคง

งานหลังคาดาดฟ้าคอนกรีต ดาดฟ้าคอนกรีตเป็นจุดที่รับความร้อนจากแสงแดดโดยตรงและต้องสัมผัสกับน้ำฝน การทำระบบหลังคาแบบกลับหัวโดยการวางแผ่น โฟม XPS ทับลงบนชั้นวัสดุกันซึม จะช่วยปกป้องแผ่นกันซึมจากรังสี UV และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่รุนแรง ยืดอายุการใช้งานของระบบกันซึมบนดาดฟ้า ในขณะเดียวกันก็ทำหน้าที่เป็นฉนวนกันความร้อนไม่ให้ทะลุผ่านฝ้าเพดานลงสู่ห้องด้านล่าง และเนื่องจากตัววัสดุไม่ดูดซับน้ำ จึงไม่ต้องกังวลเรื่องน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นเมื่อฝนตก

งานโครงสร้างชั้นใต้ดินและผนังกันดิน ที่ต้องสัมผัสกับดินที่เปียกชื้นตลอดเวลา การติดตั้งแผ่นวัสดุชนิดนี้ไว้ที่ด้านนอกของผนังชั้นใต้ดินก่อนทำการกลบดิน จะช่วยป้องกันความชื้นไม่ให้ซึมผ่านคอนกรีตเข้าสู่ภายในตัวอาคาร และยังช่วยรับแรงกระแทกจากดินที่มาถมกลับได้ดี

โฟม XPS และ โฟม EPS ต่างกันอย่างไร?

เพื่อให้เห็นภาพที่ชัดเจนยิ่งขึ้นในการเลือกใช้วัสดุ เราจำเป็นต้องเปรียบเทียบ โฟม XPS กับวัสดุที่นิยมใช้อย่าง EPS (Expanded Polystyrene) และ PU (Polyurethane) โดยพิจารณาจากคุณสมบัติทางวิศวกรรมที่สำคัญต่อการก่อสร้าง

โฟม EPS (Expanded Polystyrene) เป็นวัสดุที่ผลิตจากการนำเม็ดพลาสติกโพลิสไตรีนขนาดเล็กมาผ่านความร้อนด้วยไอน้ำเพื่อให้เม็ดพลาสติกขยายตัว จากนั้นนำมาอัดขึ้นรูปในแม่พิมพ์ โครงสร้างของ EPS จึงเป็นเม็ดโฟมทรงกลมที่มาเกาะติดกัน ทำให้มีช่องว่างขนาดเล็กระหว่างเม็ดโฟมแต่ละเม็ด ช่องว่างเหล่านี้ทำให้ EPS มีน้ำหนักเบาและราคาถูกกว่า เหมาะสำหรับงานบรรจุภัณฑ์ งานตกแต่ง งานผนังที่รับน้ำหนักไม่มาก หรืองานฉนวนกันความร้อนในบริเวณที่ไม่มีความเสี่ยงเรื่องน้ำและความชื้น

จะเห็นว่าข้อแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่าง โฟม XPS กับ โฟม EPS คือความสามารถในการทนน้ำและรับแรงอัด เมื่อ EPS ต้องสัมผัสกับน้ำหรือความชื้นเป็นเวลานาน น้ำสามารถซึมเข้าไปตามช่องว่างระหว่างเม็ดโฟมได้ เมื่อน้ำเข้าไปแทนที่อากาศ ค่าการกันความร้อนจะลดลงอย่างมาก และน้ำหนักของแผ่นจะเพิ่มขึ้น ในขณะที่ โฟม XPS มีโครงสร้างเซลล์ปิดเนื้อเดียวที่ไม่มีช่องว่างระหว่างเม็ด น้ำจึงไม่สามารถซึมผ่านได้เลย นอกจากนี้ ผิวที่เรียบแน่นและเป็นเนื้อเดียวกันจากการฉีดขึ้นรูป ทำให้มีความแข็งแรงและทนต่อแรงกดทับได้สูงกว่า EPS อย่างชัดเจน เมื่อใช้นิ้วกดลงบน EPS จะเกิดรอยบุบได้ง่าย แต่การกดลงบนแผ่น Extruded Polystyrene จะทำได้ยากกว่ามาก

เพื่อให้เห็นความแตกต่างอย่างชัดเจน สามารถสรุปเปรียบเทียบคุณสมบัติได้ดังตารางด้านล่างนี้

ด้วยคุณสมบัติที่แตกต่างกัน การตัดสินใจเลือกใช้วัสดุแต่ละประเภทจึงขึ้นอยู่กับบริบทของงานเป็นหลัก หากเป็นงานผนังทั่วไปที่ต้องการประหยัดงบประมาณและไม่สัมผัสความชื้น EPS ถือเป็นทางเลือกที่คุ้มค่า

แต่ถ้าหากเป็นงานวิศวกรรมที่ต้องการวัสดุรองพื้นหรือฉนวนกันความร้อนที่ต้องเผชิญกับน้ำ ความชื้นใต้ดิน และต้องรับแรงกดทับอย่างต่อเนื่องยาวนาน โฟม XPS คือวัสดุที่ตอบโจทย์และคุ้มค่าที่สุดในการป้องกันปัญหาโครงสร้างเสื่อมสภาพในระยะยาว

แผ่น XPS สำเร็จรูปพร้อมใช้งาน (XPS Backer Board)

นอกจากแผ่นโฟมเปล่าแบบมาตรฐานแล้ว ปัจจุบันมี แผ่น XPS สำเร็จรูป หรือ XPS Backer Board ซึ่งออกแบบมาเพื่อลดขั้นตอนและระยะเวลาในการทำงาน วัสดุประเภทนี้คือการนำแผ่นโฟม XPS มาเคลือบผิวหน้าทั้งสองด้านด้วยซีเมนต์มอร์ตาร์ชนิดพิเศษ พร้อมกับฝังตาข่ายไฟเบอร์กลาส (Fiberglass Mesh) เสริมความแข็งแรงไว้ด้านใน ทำให้ได้แผ่นบอร์ดที่มีความแกร่ง ทนทานต่อการบิดตัว และไม่แตกหักง่าย

XPS Backer Board หรือ แผ่น XPS สำเร็จรูปเคลือบตาข่ายไฟเบอร์

จุดเด่นสำคัญของแผ่นสำเร็จรูปชนิดนี้คือผิวหน้าที่พร้อมสำหรับการตกแต่งขั้นต่อไป ช่างสามารถนำแผ่นไปติดตั้งเป็นผนังหรือพื้น จากนั้นปูกระเบื้องทับ ทาสี หรือฉาบปูนต่อได้ทันทีโดยไม่ต้องเสียเวลาเตรียมผิวโฟมใหม่ให้ยุ่งยาก ด้วยความสะดวกรวดเร็วนี้จึงนิยมนำไปใช้ทำผนังเบาในห้องน้ำ เคาน์เตอร์ครัว หรือพื้นที่เปียกชื้น เนื่องจากตัวแกนกลางที่เป็นโฟม XPS มีคุณสมบัติกันน้ำและตัดปัญหาเรื่องเชื้อราได้อย่างเด็ดขาดอยู่แล้ว