पारंपरिक मोठमोठ्या पद्धतीचे बांधकाम हे प्रबलित सिमेंट काँक्रीटच्या (Reinforced cement Concrete; RCC) ढाच्यात भरलेल्या विटांच्या किंवा प्रखंड भिंतींच्या (Block walls) स्वरूपात असते. परंतु फेरोसिमेंट याच्या विरुद्ध पद्धतीने कार्य करते. फेरोसिमेंटमध्ये पोकळ भिंतींच्या पोटात स्तंभ (Columns) आणि पोकळ लादीच्या (Slab) पोटात तुळई (Beams) एकाच वेळी भरून असे एकसंध बांधकाम करता येते. फेरोसिमेंटच्या याच गुणवैशिष्ट्यांमुळे विटा, दगडी बांधकाम, आरसीसी, पूर्वप्रतिबलित (Prestressed) काँक्रीट, , तंतूप्रबलित काँक्रीट (Fiber Reinforced Concrete) किंवा ॲस्बेस्टॉस सिमेंट या सर्व प्रकारच्या बांधकाम साहित्याच्या ऐवजी याचा वापर करता येतो. तुलनात्मक दृष्ट्या पाहता त्याचे फायदे सहज लक्षात येतात.
प्रबलित सिमेंट काँक्रीट आणि फेरोसिमेंट : मुळातच फेरोसिमेंट हे प्रबलित सिमेंट मसाला (Reinforced cement mortar) असल्याने त्याची तुलना आरसीसीसोबत होणे स्वाभाविक आहे. व्याख्येमध्येही फेरोसिमेंटला आरसीसी चा एक प्रकार मानले आहे. (पहा : फेरोसिमेंट : व्याख्या व वैशिष्ट्ये)
अ) तुलना करता आरसीसी बहुजिनसी (Heterogeneous) आहे कारण त्यातील प्रत्येक घटक वेगळ्या रीतीने कार्य करतो. पहिला तडा जाताच दोघेही वेगळे होतात. पोलाद ताण घेते आणि काँक्रीट फक्त संपीडन (Compression). याउलट फेरोसिमेंट एकसंध आहे. त्यातील सर्व घटक एकत्रितपणे काम करतात. पहिला तडा पडल्यानंतरही तारा आणि मसाला हे तारांचा शरण बिंदू (Yield Point) येईपर्यंत म्हणजे लोखंड प्रत्यास्थावस्थेतून (Elastic stage) प्लॅस्टिक अवस्थेत जाईपर्यंत एकत्र राहतात आणि येणारे वजन पेलतात.
आ) आरसीसी ठिसूळ (Brittle) असल्याने पहिला तडा जाताच मोडून पडते. जास्त वजन घेऊ शकत नाही. याउलट फेरोसिमेंट तंतुक्षम (Ductile) असल्याने पहिला तडा गेल्यावरही तारा शरण बिंदू येईपर्यंत वजन घेत राहतात. सिमेंट मसाल्याला पहिला तडा पडण्यापासून ते तारा यिल्ड होईपर्यंतच्या प्रक्रियेला फेरोसिमेंटचे बहुभंजनवर्तन (Multiple cracking behaviour) म्हणतात. त्यातील तडे नगण्य रुंदीचे असतात आणि नेहमीच्या बांधकामात चालू शकतात. फेरोसिमेंटचे सर्व अभिकल्प (Designs) या वर्तनावर आधारित असतात.
गुणांचा विचार केला तर फेरोसिमेंट आरसीसी पेक्षा शतपटीने जास्त चांगले आहे. आरसीसी आणि फेरोसिमेंट यातील फरक खालील तक्त्यात दाखवला आहे.
पूर्वप्रतिबलित काँक्रीट आणि फेरोसिमेंट : आरसीसीमधे काँक्रीटचे तन्यता सामर्थ्य खूप कमी असल्याने पोलाद घालतात जे ताण घेते, परंतु तरीही तडे जाणे कमी होत नाही. यावर काँक्रीटमध्ये पूर्वप्रतिबल निर्माण करतात, ज्यामुळे त्याचे तन्यता सामर्थ्य वाढते आणि तडे जाणे बंद होते. फेरोसिमेंटमध्ये मुळातच तन्यता सामर्थ्य भरपूर असते आणि ते आवश्यकतेनुसार वाढवताही येते. याशिवाय तड्यांवर नियंत्रणही ठेवता येते. त्यामुळे पूर्वप्रतिबलाची आवश्यकता भासत नाही.
बहुवारीक काँक्रीट आणि फेरोसिमेंट : बहुवारीक काँक्रीटमध्ये संधायक(Binder) म्हणून वापरण्यात येणारे बहुवारीक हे तापघटीत (Thermosetting) व प्लॅस्टिक असते, तर सिमेंट जलघटीत (Hydrosetting) आणि ठिसूळ आहे. यात मुळातील अंतर्द्रव्य बदलल्याने दोघांची तुलना करणे योग्य होणार नाही.
तंतू प्रबलित काँक्रीट आणि फेरोसिमेंट : काँक्रिटमध्ये फायबर घालून त्याला पडणारे तडे कमी करण्याचा प्रयत्न करतात. पण फायबर फक्त स्वतःभवती असलेल्या अगदी थोड्या मॉर्टरलाच पकडून ठेऊ शकतात. त्यामुळे त्यांचा हवा तेवढा फायदा मिळत नाही. फेरोसिमेंटमध्ये तारांच्या अखंड जाळ्या वापरल्याने आणि त्यात मॉर्टर बांधून घातले गेले असल्याने ते जास्त परिणामकारक ठरते.
बांधकामाची इतर साहित्ये, जशी दगड, मातीच्या विटा, लाकूड ही निसर्गनिर्मित आहेत आणि म्हणून त्यांची फेरोसिमेंटशी तुलना करणे उचित ठरणार नाही.
फेरोसिमेंट तंत्राची वैशिष्ट्ये :
१) भरपूर दाब आणि तन्यता सामर्थ्य : यामुळे इमारतीतील निरनिराळ्या भागांचे ( पाया, स्तंभ, तुळई, लादी) आकारमान कमी होते, ज्यामुळे बांधकाम मितव्ययी होते. या दोन्ही शक्ती जास्त असल्याने फेरोसिमेंटचा उपयोग भूकंपविरोधी बांधकामात चांगला होतो.
२) तडे पडण्यावर नियंत्रण आणि जलअवरोधन : फेरोसिमेंटच्या या उपजत गुणांमुळे त्याचा वापरपाणी साठवण्यासाठी होतो. त्यात सर्व प्रकारच्या आणि आकाराच्या टाक्या, पूतिकुंड, अंत:प्रवाही संस्करण संयंत्र (Influent Treatment Plant), जलसंस्करण संयंत्र (Water Treatment Plant), गोबर गॅससंयंत्र, छोटी धरणे, कोल्हापूर पद्धतीचे बंधारे इत्यादींचा समावेश होतो. पाणी वाहून नेण्यासाठी नलिका, गटर, जलवाहिन्या, अन्वस्त कालवे (Parabolic Canals), अंडाकृती मोठ्या आकाराच्या वाहनलिका (Oval shaped conduits), तसेच गळणारी लादी (Slab), टाक्या, धरणे,कालवे यांच्या जलअवरोधनासाठी, मातीच्या धरणात अवरोधीचर (Cut-off trench) काढण्यासाठी, तसेच त्याच्या अश्मस्तरणामध्ये (Stone pitching) देखील फेरोसिमेंटचा वापर केला जातो.
३) मृदरोधक भिंती, सायलोस, कमानीसदृश प्रतिभिंत (Arch faced Counterfort), प्रबलित मृदा तंत्रात (Reinforced Earth technique) दर्शनी भिंत (Faced Wall) आणि तलस्थिरक (Plate anchor) म्हणून फेरोसिमेंटचा उपयोग केला जातो.
४) घरबांधणीत पायापासून छप्परापर्यंत सर्वत्र फेरोसिमेंटचा वापर आहे. त्यातही कमी जाडी, फर्म्याशिवाय मसालाभरणी, कोणत्याही आकारात बांधकाम करण्याची सुलभता आणि एकसंध, सांधे (Joint) विरहित बांधकाम या गुणांमुळे ते सर्वव्यापी झाले आहे.
घराच्या पायात पारंपरिक पद्धतीहून वेगळे असे पायाचे बांधकाम करता येते जसे शेलच्या आकारात पाया, बहुकंद आंतर छिद्र-तास स्तंभिका (Multi bulb under-reamed piles), व्याफल प्लेट्स वापरून प्लव तलाधार (Raft foundation) वगैरे. भिंती बांधताना एकेरी भिंत वापरून गॅरेजेस, पोलीस चौकी, साईट ऑफिस, टपऱ्या, गोडाउन, जनावरांचे गोठे, बस थांबे, टेलिफोन बूथ्स, सायकल स्टँड्स बांधता येतात.
दुहेरी भिंतीच्या स्वरूपात पोकळ भिंतीच्या मध्येच स्तंभ्‍ (Column) आणि दुहेरी लादीमध्ये (Slab) तुळया (Gridbeam) भरून बांधकामाची एक “ऑल इन वन” नावाची पद्धत वापरली जाते. यात भिंती, स्तंभ , लादी आणि तुळया एकाच वेळी भरले जातात. त्यामुळे एकसंध पेटाऱ्याच्या स्वरूपात इमारत उभी राहते. या पद्धतीने अनेक मजली इमारती तसेच भूकंपरोधक घरेही बांधता येतात. अगदी वेगळ्या प्रकारात फेरोसिमेंटचा उपयोग म्हणजे, आरसीसी बांधकामात लाकडी फर्म्याच्या जागी फेरोसिमेंटचा वापर करून त्यात काँक्रिट भरणे. हे फर्मे नंतर बांधकामाचा एक भाग म्हणून राहतात. त्याचे दोन फायदे म्हणजे नंतर प्लास्टर करायला लागत नाही आणि त्यात काँक्रिट बांधून घातले गेल्याने त्याची शक्ती वाढते.
घराचे छप्पर आणि दोन मजल्यामधील लादी (floor) या दोन्ही ठिकाणी फेरोसिमेंट वापरता येते, छप्परात सपाट आणि कलत्या लादी, दुपाखी (Gable) किंवा ऊर्ध्वश्रोणित (Hipped) पद्धतीची छप्परे, उष्णता निरोधी छप्पर (Thermally Insulated roof), तसेच निरनिराळ्या आकाराचे शेल्स, घुमट, पिरॅमिड, प्यागोडा, छत्री घुमट, पन्हळीदार रज्जुवक्र (Corrugated Catenary), दुमड पट्ट (Folded plate) यांचा समावेश होतो. तलपृष्ठाकरिता खंड कमान (Jack arch), पूर्वाकारित वळीदार लादी (Precast ribbed slab), वाहिका छेद (Channel Section), पोकळ तलपृष्ठामध्ये (Hollow floor) तुळया असे अनेक प्रकार आहेत. इमारतीचे संलग्न भाग जसे, सर्व प्रकारचे जिने , छज्जा, छावणी (Lintel), जलनिक्षेपी झाक (Weather shades), पाती भिंत (Drop walls), तापरोधक (sun breakers), पक्ष (Fins), वितान (canopy), माळा (loft), कपाटे, दरवाजे खिडक्यांच्या चौकटी, पात्यांच्या खिडक्या (Louvred window), निस्सारण कुंड (Drainage Chambers), त्यांची झडपे, पावसाळी गटारे, कुंड्या, कुंपन, शोभेचे स्तंभ, दर्शनी भाग व भूदृश्याकरिता (Facia and landscaping) लागणारी कृत्रिम झाडे, कारंजी, धबधबे इत्यादी सर्व फेरोसिमेंटमध्ये बनवता येते. गळणाऱ्या स्लॅब्स आणि टाक्यांच्या दुरुस्तीसाठी फेरोसिमेंट शिवाय दुसरा चांगला पर्याय नाही. फेरोसिमेंटची कमी जाडी तरी भरपूर शक्ती, (तीही दोन्ही दिशांना सारखी,) तसेच जास्त ताणशक्ती आणि कमीत कमी तडे यामुळे फेरोसिमेंटचे पूर्वाकार करणे अगदी सोपे आहे. पूर्वाकारित फेरोसिमेंट सर्व ठिकाणी वापरता येते. त्यातही वळीदार लादीखंड (Ribbed Panals) वापरून भिंती किंवा लादी तयार केल्यास त्यांचे सांधेच तुळई आणि स्तंभ बनतात. आणि एकसंध बांधकाम तयार होते.
स्थापत्य अभियांत्रिकीच्या सर्व शाखांत फेरोसिमेंट मोठ्या प्रमाणात वापरता येते. ते सर्वव्यापी आहे.
संदर्भ :
- A. C. I. Committee 549. Two Reports, State of Art Report on Ferrocement and Guide for design, constructiin and repair of ferrocement.
- Divekar, B. N., A Green Revolution in Construction Industry- Ferrocrete Technology, 2009. 74pp.
- Divekar, B. N., Ferrocrete Technology- A Construction Manual, 2012, 244pp.
- Divekar, B. N., Design of Ferrocrete Structures, 2018. 240 pp.
- Ferrocement Society ( India ) Five Proceedings of ‘National Conventions on Ferrocement.’FS 2011, FS 2013, FS 2015, FS 2017 and FS 2019. (Each containing about 30 Research Papers )
- International Ferrocement Society. Bangkok. Proceedings of 12 International Symposia on Ferrocement.
- Naaman, A. E., Ferrocement and Laminated Cementitious Composites, Michigan, U. S. A. 327 pp.
- National Academy of Science, Ferrocement – Applications in Developing Countries, Washington D. C.,Feb 1973.90 pp.
- Nervi, P. L. Ferrocement, Its characteristics and potentialities, Library translation No 60, Cement and Concrete Association, London.July 1956.17 pp.
- Paul, B. K. and Pama, R. P., Ferrocement, Thailand August 1978.
- Shah, S. P. and Balguru, P. N., Ferrocement, Chapter 1, of book, Concrete Technology and Design, Vol 2. Editor Swamy, R. N. Pages 1 to 55.
