अगर हम यह कहें कि कंक्रीट दुनिया में सबसे लोकप्रिय और आम निर्माण सामग्री है, तो इस पर कोई विवाद नहीं होगा। पानी के बाद कंक्रीट दुनिया में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली सामग्री है।
फाइबर प्रबलित कंक्रीट उन कई नवाचारों में से एक है जिन्हें कंक्रीट की मजबूती और अन्य गुणों को बेहतर बनाने के लिए विकसित किया गया है।
इस लेख में, हम फाइबर-प्रबलित कंक्रीट की जांच करेंगे, यह कंक्रीट क्या है, इसके विभिन्न प्रकार और लाभ क्या हैं, और यह पता लगाएंगे कि क्या यह कंक्रीट मिश्रण आपके लिए सही है।
क्या है रेशा प्रबलित कंक्रीट?
फाइबर-प्रबलित कंक्रीट (FRC) एक प्रकार का नया कंक्रीट है जिसे रेशेदार पदार्थों से प्रबलित किया जाता है। उदाहरण के लिए, लंबे स्टील फाइबर। सुदृढ़ीकरण की यह विधि सामान्य कंक्रीट के गुणों में सुधार करती है।
फाइबर-प्रबलित कंक्रीट बनाने के लिए कई अलग-अलग रेशेदार सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार की प्रबलित कंक्रीट इतनी लोकप्रिय हो गई है कि अनुप्रयोग आवश्यकताओं के आधार पर फाइबर-प्रबलित कंक्रीट के विभिन्न संस्करणों का उत्पादन किया जाता है।
फाइबर प्रबलित कंक्रीट किससे बना होता है?
फाइबर-प्रबलित कंक्रीट के मुख्य घटक निम्नलिखित हैं:
हाइड्रोलिक सीमेंट
फाइबर-प्रबलित कंक्रीट का मुख्य घटक हाइड्रोलिक सीमेंट है, जो पानी के साथ प्रतिक्रिया करने पर चिपकने वाला बन जाता है। आमतौर पर, फाइबर-प्रबलित कंक्रीट में हाइड्रोलिक सीमेंट के रूप में पोर्टलैंड सीमेंट का उपयोग किया जाता है।
रेशे
लंबे रेशे मिलाने से ताजे कंक्रीट के गुणधर्मों में परिवर्तन आ जाता है, जो उपयोग किए गए रेशेदार पदार्थ के प्रकार पर निर्भर करता है। रेशे-प्रबलित कंक्रीट के उत्पादन में आमतौर पर चार प्रकार के रेशों का उपयोग किया जाता है। ये कंक्रीट रेशे इस प्रकार हैं:
स्टील फाइबर
कांच के रेशे
संश्लेषित रेशम
प्राकृतिक रेशे
समुच्चय
कंक्रीट में सीमेंट की मात्रा कम करते हुए, एग्रीगेट उसे मजबूती प्रदान करता है। कुछ सामान्य एग्रीगेट रेत, कुचला हुआ पत्थर और बजरी हैं।
एफआरसी का संक्षिप्त इतिहास
एफआरसी का उपयोग काफी समय से हो रहा है, लेकिन कंक्रीट फाइबर में सुधार किया गया है। पुराने समय में, जब इमारतों का निर्माण पत्थरों से किया जाता था, तो मोर्टार उन्हें आपस में जोड़ने वाले बंधन कारक के रूप में कार्य करता था। मोर्टार को घोड़े के बालों से प्रबलित किया जाता था।
इसी प्रकार, मिट्टी की ईंटों से बने भवनों में पुआल मुख्य सुदृढ़ीकरण सामग्री थी। जब कंक्रीट सबसे आम निर्माण सामग्री में से एक बन गई, तो सुदृढ़ीकरण के लिए एस्बेस्टस फाइबर का उपयोग किया जाने लगा।
हालांकि, जैसे-जैसे दशक बीतते गए, लोग एस्बेस्टस के स्वास्थ्य संबंधी जोखिमों और इससे होने वाले कैंसर के बारे में अधिक जागरूक होते गए। 1960 के दशक में, एस्बेस्टस के स्थान पर स्टील और कांच जैसे अन्य रेशों की लोकप्रियता बढ़ने लगी।
कंक्रीट पर रेशों का क्या प्रभाव होता है?
कंक्रीट में रेशे मिलाने से कई प्रभाव पड़ते हैं। इनका प्रभाव प्रयुक्त रेशों के प्रकार पर निर्भर करता है। भार वहन क्षमता में सुधार कई कारकों पर निर्भर करता है, जैसे कि कुल आयतन के सापेक्ष सुदृढ़ीकरण रेशों की संख्या (जिसे आयतन अंश कहा जाता है) और पहलू अनुपात (जो रेशे की लंबाई को संबंधित रेशे के व्यास से विभाजित करके प्राप्त किया जाता है)।
फाइबर आमतौर पर कंक्रीट की तन्यता शक्ति को बढ़ाकर उसमें दरारें कम करने का मुख्य कार्य करते हैं। कंक्रीट में दरारें कंक्रीट के संकुचन के कारण होती हैं। कंक्रीट का संकुचन कई कारणों से हो सकता है, जैसे कि सूखने के कारण संकुचन और प्लास्टिक संकुचन।
इसके अलावा, फाइबर कंक्रीट की पारगम्यता को कम करते हैं, जिससे कंक्रीट संरचनाओं के माध्यम से पानी के रिसाव की संभावना समाप्त हो जाती है।
फाइबर प्रबलित कंक्रीट के विभिन्न प्रकार क्या हैं?
फाइबर-प्रबलित कंक्रीट कंपोजिट के कई प्रकार प्रचलित अनुप्रयोग हैं। इनमें से कुछ इस प्रकार हैं:
स्टील फाइबर प्रबलित कंक्रीट
स्टील फाइबर प्रबलित कंक्रीट, एफआरसी के सबसे व्यापक प्रकारों में से एक है। कंक्रीट में प्रबलित स्टील फाइबर मिलाने से, भले ही थोड़ी मात्रा में ही क्यों न हो, कंक्रीट के गुणों में महत्वपूर्ण सुधार होता है।
स्टील फाइबर प्रबलित कंक्रीट का उपयोग उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जिनमें भारी-भरकम कंक्रीट की आवश्यकता होती है, जैसे कि पुल, फर्श, सुरंगें, खनन, प्रीकास्ट आदि।
कंक्रीट को सुदृढ़ करने के लिए कई अलग-अलग प्रकार के स्टील फाइबर का उपयोग किया जाता है, जैसे कि कोल्ड-ड्रॉन वायर (टाइप 1), कट शीट स्टील फाइबर (टाइप 2), मेल्ट एक्सट्रैक्टेड (टाइप 3), मिल कट (टाइप 4), और मॉडिफाइड कोल्ड ड्रॉन वायर (टाइप 5)।
पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर प्रबलित कंक्रीट (पीएफआरसी)
पीएफआरसी में पॉलीप्रोपाइलीन नामक सिंथेटिक फाइबर का उपयोग किया जाता है, जो एक प्रकार का थर्मोप्लास्टिक है। कंक्रीट में पॉलीप्रोपाइलीन मिलाने के कई फायदे हैं, जिनकी चर्चा हम अगले भाग में करेंगे।
पॉलीप्रोपाइलीन में पॉलीथीन के साथ कई समानताएं हैं, जिनमें बेहतर कठोरता गुण, लचीलापन और उच्च ताप प्रतिरोध शामिल हैं।
इसके अतिरिक्त, इस फाइबर में एसिड और कार्बनिक सॉल्वैंट्स जैसे रसायनों के प्रति उच्च प्रतिरोध क्षमता होती है, और यह कंक्रीट को समान गुण प्रदान करता है।
ग्लास फाइबर प्रबलित कंक्रीट (जीएफआरसी)
ग्लास फाइबर से प्रबलित कंक्रीट के मिश्रण में कांच के कई छोटे-छोटे कण होते हैं। ये कण कंक्रीट को अधिक मजबूत कैसे बनाते हैं?
कांच का बड़ा पैनल नाजुक होता है, जबकि कांच के रेशे में बहुत अधिक संरचनात्मक मजबूती होती है। इस मजबूती के अलावा, ये रेशे कम लागत वाले योज्य हैं, जिससे अंतिम कंक्रीट मिश्रण स्टील फाइबर प्रबलित कंक्रीट जैसे विकल्पों की तुलना में सस्ता हो जाता है।
इन्हीं रेशों को प्लास्टिक में मिलाने से फाइबरग्लास कंपोजिट सामग्री बनती है जिसमें उत्कृष्ट तन्यता शक्ति गुण होते हैं।
पॉलिएस्टर फाइबर प्रबलित कंक्रीट
फाइबर-प्रबलित कंक्रीट के लिए पॉलिएस्टर फाइबर माइक्रोफाइबर और मैक्रो फाइबर के रूप में उपलब्ध हैं। पॉलिएस्टर फाइबर इस प्रकार के फाइबर-प्रबलित कंक्रीट की दरार प्रतिरोधकता को बेहतर बनाने में योगदान करते हैं।
पॉलिएस्टर फाइबर से प्रबलित कंक्रीट अधिक मजबूत और संरचनात्मक रूप से अधिक टिकाऊ होता है। इसकी बढ़ी हुई मजबूती के कारण यह औद्योगिक फर्श, गोदामों के फर्श, पूर्वनिर्मित संरचनाओं, ऊपरी परत बिछाने और इसी तरह के वाणिज्यिक अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।
कार्बन फाइबर प्रबलित कंक्रीट
क्या आपने कभी कार्बन फाइबर स्टील के बारे में सुना है? कार्बन फाइबर प्रबलित कंक्रीट के लिए भी यही अवधारणा लागू होती है।
कंक्रीट में कार्बन फाइबर मिलाना सीमेंट या कांच मिलाने की तुलना में अधिक जटिल प्रक्रिया है, लेकिन इससे बनने वाली कंक्रीट में उच्च कठोरता और मजबूती होती है। हालांकि, उच्च कठोरता के कारण कंक्रीट अधिक भंगुर हो जाती है (जैसे कार्बन स्टील)।
मैक्रो सिंथेटिक फाइबर प्रबलित कंक्रीट
कंक्रीट में बड़े आकार के सिंथेटिक फाइबर का उपयोग स्टील सुदृढ़ीकरण के विकल्प के रूप में शुरू हुआ। आखिरकार, स्टील सुदृढ़ीकरण कंक्रीट में एक महंगा अतिरिक्त तत्व हो सकता है।
बढ़ते उपयोग के साथ, मैक्रो सिंथेटिक फाइबर महज एक विकल्प से कहीं अधिक बन गए हैं। इन फाइबर के अपने कई अनुप्रयोग हैं, विशेष रूप से जमीन पर टिकी संरचनाओं में।
समुद्री वातावरण जैसे उच्च आर्द्रता वाले क्षेत्रों में स्टील सुदृढीकरण में जंग लग सकता है, और कांच के रेशों के टूटने का खतरा रहता है। मैक्रो सिंथेटिक फाइबर इन कारकों के प्रति उच्च प्रतिरोध प्रदान करते हैं, इसलिए इन वातावरणों में कंक्रीट के लिए ये एक मूल्यवान घटक हैं।
प्राकृतिक फाइबर प्रबलित कंक्रीट
प्राकृतिक रेशे पौधों, जानवरों और प्राकृतिक खनिजों से प्राप्त होते हैं। जैसा कि हमने एफआरसी के इतिहास वाले अनुभाग में बताया है, निर्माण प्रक्रिया में प्राकृतिक रेशों का उपयोग प्राचीन काल से होता आ रहा है।
कंक्रीट का उपयोग कहीं भी किया जाए, उसमें प्राकृतिक रेशों की प्रचुर मात्रा मौजूद होगी। ये रेशे एफआरसी के निर्माण की लागत को कम करने में भी सहायक होते हैं।
कुछ प्राकृतिक रेशों में कपास, भूसा, लकड़ी और अनाज शामिल हैं।
फाइबर प्रबलित कंक्रीट के उपयोग के क्या लाभ हैं?
कंक्रीट में विभिन्न प्रकार के रेशे मिलाने से अनेक लाभ प्राप्त होते हैं। रेशे-प्रबलित कंक्रीट को उसमें मिलाए गए रेशे के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। एफआरसी के विशिष्ट लाभ उपयोग किए गए एफआरसी के प्रकार पर निर्भर करते हैं।
सामान्य तौर पर, फाइबर-प्रबलित कंक्रीट के कुछ सामान्य प्रकारों से जुड़े लाभ इस प्रकार हैं:
ग्लास फाइबर सुदृढीकरण
ग्लास फाइबर सुदृढ़ीकरण से लागत में उल्लेखनीय वृद्धि किए बिना कंक्रीट की संरचनात्मक मजबूती बढ़ जाती है। ग्लास सबसे सस्ते फाइबर पदार्थों में से एक है।
इस प्रकार के सुदृढ़ीकरण का उपयोग कंक्रीट संरचना की सौंदर्यता बढ़ाने के लिए किया जाता है। कंक्रीट के सूखने के बाद उसमें छोटे-छोटे रेशे दिखाई देते हैं।
इस सुदृढ़ीकरण विधि से सभी क्षेत्रों में तन्यता शक्ति बढ़ जाती है, जबकि स्टील की छड़ों का उपयोग करके की जाने वाली पारंपरिक सुदृढ़ीकरण विधि में तन्यता शक्ति छड़ों की दिशा तक ही सीमित रहती है।
स्टील फाइबर सुदृढीकरण
फाइबर प्रबलित कंक्रीट में स्टील सबसे अधिक संरचनात्मक मजबूती प्रदान करता है।
स्टील फाइबर मिलाने से कंक्रीट में स्टील बार की कम मात्रा में सुदृढ़ीकरण की आवश्यकता होती है।
फाइबर, झटके और घिसाव के प्रति अधिक प्रतिरोध क्षमता प्रदान करते हैं।
भवन की पिघलने की प्रतिरोधक क्षमता और अन्य तापमान संबंधी विशेषताओं में सुधार।
दरारों की चौड़ाई कम करके दरार पड़ने के जोखिम को कम करता है।
पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर और नायलॉन कंक्रीट सुदृढ़ीकरण
यह संसंजन गुणों को बढ़ाकर कंक्रीट को लंबी दूरी तक पंप करने की क्षमता प्रदान करता है।
तापमान संबंधी विशेषताओं (जैसे, पिघलने के प्रतिरोध) में सुधार करता है।
यह कंक्रीट की तन्यता को बढ़ाता है और इसके भंगुर स्वभाव को कम करता है।
आग लगने की स्थिति में, पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर और नायलॉन फाइबर से बनी कंक्रीट संरचनाएं विस्फोटक रूप से टूटने के प्रति प्रतिरोधी होती हैं।
इसके परिणामस्वरूप उच्च प्रभाव प्रतिरोध और घर्षण प्रतिरोध प्राप्त होता है।
फाइबर प्रबलित कंक्रीट के अनुप्रयोग क्या हैं?
निर्माण परियोजना के अनुसार उपयोग किए जाने वाले एफआरसी का प्रकार भिन्न हो सकता है। सामान्यतः, अधिकांश सिविल इंजीनियरिंग परियोजनाओं में एफआरसी का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए:
दीवारों
फर्श
बांधों
रनवे
सड़कें
कंक्रीट पाइप
पुलों
गोदाम के फर्श
मैनहोल
सुरंगों
फुटपाथ
फाइबर प्रबलित कंक्रीट कैसे प्राप्त करें?
जैसा कि आप अब तक जानते हैं, फाइबर-प्रबलित कंक्रीट केवल एक उत्पाद नहीं है। विभिन्न सुदृढ़ीकरण तकनीकों से तैयार की गई कई प्रकार की कंक्रीट होती हैं, जिनके परिणामस्वरूप विशिष्ट रूप से बेहतर गुण प्राप्त होते हैं।
उच्च शक्ति वाले स्टील फाइबर कंक्रीट की संरचनात्मक अखंडता को कई गुना बढ़ा देते हैं। इसके अलावा, कांच और सिंथेटिक रेशेदार सामग्री मध्यम शक्ति प्रदान करती हैं, लेकिन कम लागत पर।
डैनियल आर्किन द्वारा
पोस्ट करने का समय: 7 अप्रैल 2023