จีโอพอลิเมอร์ (Geopolymer) คือ วัสดุประเภทหนึ่งที่อยู่ในกลุ่มวัสดุก่อสร้างชนิดไม่ใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ โดยใช้วัสดุที่มีซิลิกา (SiO2) และอะลูมินา (Al2O3) เป็นองค์ประกอบหลัก ในการผลิตวัสดุจีโอพอลิเมอร์ประกอบด้วยวัสดุที่ใช้เป็นแหล่งซิลิกาและอะลูมินา เช่น เถ้าลอย metakaolin และ slag นำมาทำปฏิกิริยากับสารละลายอัลคาไล (Alkali activators) ซึ่งแบ่งเป็นสองกลุ่ม ตามองค์ประกอบทางเคมี ได้แก่ โซเดียมไฮดรอกไซต์ (NaOH) และสารละลายโซเดียมซิลิเกต (Na2O.nSiO2) เนื่องจากเป็นสารที่สามารถหาได้ง่าย และมีราคาถูก เมื่อเทียบกับเบสไฮดรอกไซต์ และสารละลายลายซิลิเกตชนิดอื่นๆ สารละลายอัคคาไล ทำหน้าที่กระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยา Geopolymerization โดยอัตราส่วนที่ใช้ขึ้น อยู่กับวัตถุดิบตั้งต้นรวมถึงคุณสมบัติของวัสดุจีโอพอลิเมอร์ที่ต้องการสารละลายโซเดียมซิลิเกต ที่นิยมนำมาใช้ในงานจีโอพอลิเมอร์จะมีค่าอัตราส่วนโมลของ SiO2/Na2O อยู่ระหว่าง 1.50-2.50 โดยค่าอัตราส่วนโดยโมลที่สูงขึ้น จะเพิ่มปริมาณซิลิกาในระบบ ส่งผลต่อความหนืด และการเกิดเจลของจีโอพอลิเมอร์ นอกจากนี้ อาจมีการเติม ทรายไฟเบอร์ หรือสารเติมแต่งอื่น ๆ เพื่อเพิ่มคุณสมบัติเฉพาะด้าน
คุณสมบัติเด่นของจีโอพอลิเมอร์ ได้แก่ ทนไฟ ทนสารเคมี ปล่อยคาร์บอนตํ่า แข็งแรง และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม จึงได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น ในหลากหลายอุตสาหกรรม เช่น
1. งานก่อสร้าง: ใช้ทำคอนกรีต อิฐบล็อก หรือพื้นผิวที่ทนเคมี
2. อุตสาหกรรมเคมี: ใช้ทำพื้นโรงงาน ถังเก็บสาร หรือวัสดุป้องกันการรั่วซึม
3. งานทนไฟ: เป็นฉนวนกันไฟในอาคาร หรือยานพาหนะ, ทำอิฐทนไฟ
4. งานซ่อมแซมโครงสร้าง: ใช้ซ่อมพื้น สะพาน หรือท่อ
5. การบินและอวกาศ: ใช้เป็นวัสดุเบาและทนไฟ
6. โครงสร้างพิเศษ: ใช้ในงานใต้ดิน หรือในทะเล
จีโอพอลิเมอร์จึงเป็นวัสดุที่มีศักยภาพสูงในอนาคต ทั้ง ในด้านสิ่งแวดล้อม ความยั่งยืน และการใช้งานเฉพาะทางในอุตสาหกรรมต่าง ๆ
ที่มา:
1. Besarion Meskhi, Alexey N. Beskopylny, Sergey A. Stel’makh, Evgenii M. Shcherban, Levon R. Mailyan, Alexandr A. Shilov,
Diana El’shaeva, Karolina Shilova, Memduh Karalar, Ceyhun Aksoylu and Yasin Onuralp Özkılıç. Analytical Review of
Geopolymer Concrete: Retrospective and Current Issues. Materials 2023, 16, 3792.
2. อุบลลักษณ์ รัตนศักดิ์ (2560). วัสดุจีโอพอลิเมอร์. กรุงเทพฯ : สมาคมคอนกรีตแห่งประเทศไทย