फेरोसिमेंटची जडण घडण ( Inert formation of ferrocement)

एक बांधकाम साहित्य म्हणून वापरताना फेरोसिमेंटची जुळणी कशी करतात आणि त्यापासून बांधकाम कसे घडते याचे विवेचन सदर नोंदीत केले आहे.

 फेरोसिमेंटसाठी साहित्याची जडण

फेरोसिमेंटचे बांधकाम म्हणजे कमी जाडीच्या भिंतीतून निर्माण झालेले विश्व. मुळात भिंत बांधण्याचे तंत्र समजले की त्यांची विविध प्रकारे रचना करून इमारत कशी उभारायची हे ठरविणे अवघड नसते. फेरोसिमेंट तीन कच्च्या मालापासून बनते. सांगाडा (Skeleton) बनवण्यासाठी लोखंडी सळया, त्यावर घट्ट ताणून बांधण्यासाठी बारीक तारांच्या जाळ्या आणि त्यात दाबून भरण्यासाठी भरपूर शक्तीचे घट्ट सिमेंट मसाला (Mortar). फेरोसिमेंटसाठी तीन प्रकारचे कुशल कामगार  लागतात.  सांगाड्याचे वितळजोडकाम (Welding) करण्यासाठी संधाता (Welder), जाळ्या बांधण्यासाठी जोडारी (Fitter) आणि सिमेंट मसाला भरण्यासाठी गवंडी. फेरोसिमेंट तीन टप्प्यांत बनते.  बांधकामात पाहिजे त्या आकाराचा लोखंडी गजाचा (Bar) सांगाडा तयार करणे,  या सांगाड्यावर तारांच्या जाळ्या ताणून बांधणे आणि या ताणलेल्या जाळ्यात घट्ट मसाला भरून वर गिलावा (Plaster) करणे. यातील पाहिली दोन कामे कारखान्यातच होतात. जागेवर फक्त मसाला भरणे एवढेच करायचे असते. त्यासाठी फर्मेही लागत नाहीत. त्यामुळे फेरोसिमेंटचे जागेवरच्या कामाचा भरपूर वेळ वाचतो.

प्रचलित बांधकामासाठी अनेक  प्रकारचा कच्चा माल, विविध क्षेत्रातील कुशल कामगार, कामासाठी लागणारी प्राथमिक तयारी. संपूर्ण  बांधकाम जागेवरच करायला लागते. त्यामुळे वेळ खूप लागतो. या गोष्टी खालील तक्त्यावरून लक्षात येतात.

                     पाण्याची टाकी : आरसीसी आणि फेरोसिमेंटचा तुलनात्मक अभ्यास

                       विविध प्रकारच्या बांधकामासाठी लागणारे साहित्य आणि कामगारशक्ती

फेरोसिमेंट बांधकामाचा क्रम : फेरोसिमेंटसाठी लागणारा कच्चा माल म्हणजे लोखंडी गज, तारांच्या जाळ्या, सिमेंट आणि वाळू कुठेही सहज उपलब्ध होऊ शकते कारण या गोष्टी नेहमीच्या बांधकामात लागणाऱ्या आहेत. या सर्व वस्तू आयएस प्रमाणित केलेल्या असाव्यात. फेरोसिमेंट बांधकाम हे सांगाडा बनविणे, त्यावर जाळ्या बांधणे आणि जाळ्यांत मसाला भरणे या क्रमाने केले जाते.

अ) सांगाडा बनवणे : (१) काही ठिकाणी, बऱ्याचदा पाण्याच्या टाक्या बनवताना लोखंडी तारा टाकीच्या आकारात वाकवून घेऊन त्यावर जाळ्या बांधून नंतर त्या जाळ्यात लोखंडी बार घुसवतात. या पद्धतीने केलेल्या टाक्या वेड्यावाकड्या आकाराच्या होतात. मसाला भरताना लपकतात. म्हणूनच वितळजोडकाम केलेल्या गजांच्या सांगाड्यापासून बनवलेल्या टाक्या सुबक आणि व्यवस्थित धारा कोरा काढलेल्या असतात.  (२) लोखंडी गजाचा सांगाडा : साधारणपणे ४ ते १० मिमी. व्यासाचे गज वापरतात. त्यातही ६ किंवा ८ मिमी. व्यासाचे गज वापरले तर सांगाडा लपकत नाही, कडक राहतो. त्याचा आकार बदलत नाही. जास्त व्यासाचे बार वापरल्यास, मुळातच कमी जाडी असलेल्या पडदीमधे लोखंडाचे प्रमाण वाढल्यामुळे तिथे तडे जाण्याची शक्यता असते. गज पाहिजे त्या आकारात वाकवून घेऊन बिंदू वितळजोड (Spot welding) करून सांगाडा बनवला जातो. त्यासाठी साधे एकल प्रावस्था वितळतोड मशीन (Single phase welding machine) वापरतात. सांगाडा जोडल्यामुळे कुठल्याही मापाचे आणि आकाराचे बांधकाम करणे शक्य होते.

ब ) जाळ्या बांधणे : (१) बारीक तारांच्या जाळ्या : या अनेक आकारात आणि प्रकारात मिळतात. त्या चौरस, षट्कोनी, शंकर पाळीच्या आकारात, विविध व्यासाच्या तारा असलेल्या, तारांमध्ये निरनिराळे अंतर असलेल्या असतात. त्यात चौरसाकृती वितळजोडीत तारजाल (Square Welded Wire mesh), चौरसाकृती विणलेले तारजाल (Square Woven Wire mesh), षट्कोनी विणलेले चिकन तारजाल (Hexagonal Woven Chicken Wire mesh), विस्तारित तारजाल (Expanded Wire mesh), त्रिमितीय तारजाल (3D Wire mesh). (२) यापैकी बहुतांशी वितळजोडीत आणि चिकन तारजालाचा वापर मोठ्या प्रमाणात केला जातो. तारांचा व्यास व त्यांमधील अंतर यांनुसार जाळी तयार केली जाते. तारांचा व्यास १० ते १६ गेज आणि तारांमधील अंतर (मिमी. मध्ये) २५X२५, ५०X५०, ७५X७५, १०० X१००, १५० X१५० इतके असते. साधारणत: १००X१०० मिमी. अंतर आणि १२ गेज व्यास असलेल्या तारांची जाळी वापरली जाते. चिकनमेश जस्तलेपित (Galvanized) असते आणि ते १३x१३, १९x१९, २५x२५ मिमी. आकाराच्या षट्कोनात २० ते २६ गेज व्यासाच्या तारा एकमेकांत गुंफून बनवलेले असते. साधारणपणे १३ मिमी x  १३ मिमी x २४ गेजचे चिकनमेश वापरतात. सांगाड्यावर वेल्डमेश बांधून त्यावर चिकनमेशचे कमीत कमी दोन पदर घट्ट ताणून बांधतात. या ताणून बांधलेल्या जाळ्याच फर्म्याचे काम करणार असल्याने त्या ताणून करकचून बांधणे यावरच  फेरोसिमेंटच्या बांधकामाचे यश अवलंबून असते. चिकनमेश ही दोन्ही बाजूंनी ताणता येते म्हणून जास्त उपयोगी आहे. (३) बऱ्याच वेळी चौरसाकृती ताराजाल वापरतात. त्यामध्ये तारा फक्त उभ्या-आडव्या विणलेल्या असतात एकमेकात गुंतवलेल्या नसतात. त्यामुळे एक तार निसटली की सर्व जाळी सुटते. शिवाय ही जाळी ताणता येत नाही.

क)  जाळ्यांत मसाला भरणे : फेरोसिमेंटमध्ये बहुतेक सर्व भाग सिमेंट मसाल्यानेच व्यापलेला असतो. त्यामुळे उच्च दर्जाचा सिमेंट मसाला वापरणे अत्यंत गरजेचे असते. ते सिमेंट, वाळू आणि पाणी यांचे योग्य प्रमाणात आणि पद्धतशीरपणे कालवलेले असावे लागते.

(१) सिमेंट : मसाला तयार करताना ४३ किंवा ५३ ग्रेडचे पोर्टलंड सिमेंट वापरले जाते. सिमेंट ताजे, एकसारखे, त्यात गुठळ्या न झालेले असावे. पोझोलाना सिमेंट (pozzolana cement) सेट होण्यास अधिक वेळ लागतो त्यामुळे ते वापरल्यास एका वेळी चार फूट उंचीचेच बांधकाम करावे लागते.

(२) वाळू : ज्यात मसाला भरायचे ती जाळी १३ मिमी x १३ मिमी आकारची असल्यास वाळूच्या कणाचा जास्तीत जास्त आकार ३२५ मिमी. (जाळीच्या एक चतुर्थांश) असावा लागतो. त्यामुळे जाळ्यांत मसाला भरणे सोपे जाते. मोठ्या आकाराचे कण जाळीतून आत जाऊ शकत नाहीत. वाळू नदीतील असल्यास ती  स्वच्छ धुवून चाळून वापरतात. नदीतील वाळू नसल्यास विशिष्ट पद्धतीने बारीक केलेला दगडाचा चुरा वापरतात त्याला क्रश्ड वाळू (Crushed sand) असे म्हणतात. त्यातील वाळूच्या कणाचा आकार ४.७५ मिमी. ते १५० मायक्रॉन एवढा असतो. निरनिराळ्या आकाराचे वाळूकण विशिष्ट प्रमाणात मिसळून त्यापासून उत्तम दर्जाचा सिमेंट मसाला बनवता येतो. त्यासाठी IS 383-1970 मध्ये इष्टतम श्रेणीकरण वक्र (optimum gradation curve) दिला आहे. तो वापरल्यास योग्य शक्तीचा सिमेंट मसाला तयार करता येतो.

फेरोसिमेंटच्या मिश्रणात नैसर्गिक वाळूपेक्षा क्रश्ड वाळूचा वापर अधिक प्रमाणात केला जाण्‍याची कारणे : i) ७५ मायक्रॉन चाळणीतून चाळले जाणारे लहान कण कमी असतात. ii) नदीतील वाळूत सर्व प्रकारचे क्षार नसतात. iii) नदीतील वाळू गोलाकार असते, तर क्रश्ड वाळूचे कण घनाकार असतात त्यामुळे त्याचे मॉर्टर बनविताना सिमेंट जास्त लागते. iv) वेगवेगळ्या आकारमानाचे वाळूचे कण चाळून क्रश्ड वाळूत मिसळता येतात आणि त्यांचे योग्य प्रमाणात मिश्रण करून पाहिजे त्या प्रकारचे वाळूची प्रतवारी मिळवता येते. मिश्र अभिकल्पांमध्ये त्याचा वापर करून घेता येतो.

३) पाणी : ताजे, स्वच्छ आणि पिण्याचे पाणी वापरतात. खारे पाणी चालत नाही. पाण्याचा सामू ७ (pH) असावा. म्हणजे ते अम्लीय किंवा अल्कीय नसावे.

४) अधिमिश्रण (Admixture) : अधिमिश्रण म्हणून उत्कृष्ट सु-आकारक, जलरोधन कारके तर,  जस्ती क्रिया कमी करण्यासाठी क्रोमियम ट्रायऑक्साइड वापरतात.

सिमेंट मसाला  :

i) मिश्रण : फेरोसिमेंटसाठी भरपूर शक्तीचा आणि उत्तम दर्जाचा मसाला लागतो. त्यासाठी सिमेंट आणि वाळूचे प्रमाणआकारमानाप्रमाणे (Volume Measure) १:१.५ ते १:४.० असे घेतात. पाणी आणि सिमेंटचे वजनाप्रमाणे प्रमाण ०.३५ ते ०.४५ असते. जशी वाळू वाढते तसे पाणी जास्त लागते. कालवलेले मिश्रण अशा सुसंगतीचे (Consistancy) असावे, की जे तारांच्या जाळ्यांत दाबून भरल्यावर तिथे पक्के धरले गेले पाहिजे, खाली पडता कामा नये.कोरडे किंवा पातळही नसावे, जाळ्या ते पकडू शकणार नाहीत. मसाला खाली वाहून जाईल. जास्त पाणी किंवा वाळू तसेच कमी सिमेंट वापरून बांधकाम होणारच नाही.

ताणून बांधलेल्या जाळ्यातच, ज्या उघड्या फर्म्यासारखे काम करतात,  आपल्या डोळ्यादेखत मॉर्टर दाबून भरले जात असल्याने भोंगीर निघणे किंवा कामात भुसभुशीतपणा येणे यांसारखे प्रश्न उरत नाही. म्हणजेच  फेरोसिमेंट हे स्वतःच “दर्जा टिकवणारे साहित्य” (Quality Conscious Material) आहे हे सिद्ध करते. मसाल्याची सुसंगतता योग्य आहे की नाही हे बांधकामाच्या जागेवर पहाण्याची एक सोपी पद्धत म्हणजे मसाल्याचा गोळा करून तो वर उडवून पहावा. जर तो बरोबर एकजीव झालेला असेल तर गोळ्याचा आकार बदलणार नाही. तो फुटल्यास मिश्रणाचे प्रमाण बदलावे लागते.

 ii) मसाला कालवण्याची पद्धत : छोट्या कामासाठी गवंडी फावड्याने मसाला कालवून वापरू शकतो. मात्र मोठ्या कामावर पसरट भांडे असलेले मसाला मिश्रण यंत्र (Pan type mortar mixer) वापरतात. संपूर्ण मसाला एकाच वेळी कालवून ठेवला जात नाही. जसजसे लागेल तेव्हढाच मसाला कालवून वापरतात.

फेरोसिमेंट बांधकामाची घडण

फेरोसिमेंट बांधकामात जाळ्यांचा सांगाडा बनवून त्यात मसाला भरण्याच्या अनेक पद्धतीपैकी विश्वासार्ह व मजबूत बांधकाम होण्यासाठी प्रमाणित करण्यात आलेल्या पद्धतीचे टप्पे पुढीलप्रमाणे :  i) आवश्यक त्या आकाराचा सांगाडा पक्का वितळजोड करणे, ii) त्यावर जाळ्या ताणून बांधणे (Streched membrane पद्धतीने) आणि iii) त्यात “प्रेसफील” पद्धतीने मसाला भरणे.

1) सांगाडा वितळजोड करणे : प्रथम जे बांधकाम करायचे त्याचे योग्य ते आराखडे बनविले जातात. ते बांधकाम जर भूमितीय आकाराचे असेल तर त्याची भूमिती समजावून घेऊन तोजमिनीवर आखून घेऊन, त्या आकारात सांगाडा वितळजोडीत केला जातो. बांधकाम जर असममित आकाराचे असेल, तर त्या आकाराची प्रतिकृती बनवून घेऊन त्याप्रमाणे सांगाडा जोडतात. एकमिती सरळ लोखंडी गजांच्या साहाय्याने दंडगोलाकृती किंवा शंक्वाकृती शेल, नलिका, अर्धगोलाकृती किंवा अन्वस्तीय गटारे, वर्तुळे, घुमट, अन्वस्तज, अपास्तीय शेल, बोटी इ. विविध त्रिमिती आकाराचे सांगाडे तयार केले जातात. सांगाडा बनवताना बारची चौकट ७५ मिमी. X ७५ मिमी. पासून ३०० मिमी. X ३०० मिमी. आकाराची असू शकते. लोखंडी गज ६ किंवा ८ मिमी. व्यासाचे असावेत. ते कर्तन यंत्राने कापावेत. छिन्नी हातोडीने तोडू नयेत. गज हातोडीने ठोकून किंवा बारबेंडर वापरून पाहिजे त्या आकारात वाकवून घेतात. लोखंडी गजांचा हा बनवलेला सांगाडा पक्का वितळजोड झाला आहे याची खात्री करून घ्यावी. तो कुठे लपकत नाही ना?  आणि नीट उभा राहतो आहे ना?  हे तपासून पाहावे.

2) जाळ्या बांधणे : तयार केलेल्या सांगाड्यावर आतून व बाहेरून जाळ्या व्यवस्थित बांधणे यावर फेरोसिमेंट बांधकामाचे यश अवलंबून असते. जाळ्या सैल बांधल्या तर त्यात मसाला धरून ठेवला जात नाही. ताणून बांधलेल्या तारा तसाला बांधून ठेवतात, त्यासाठी “स्ट्रेच्ड् मेम्ब्रेन” ही पद्धत वापरली जाते. वितळजोड केलेली जाळी (weldmesh) मुळातच सरळ ताठ आकारात असते. त्यामुळे ती ताणण्याची आवश्यकता नसते. मात्र ही जाळी सांगाड्यावर बांधताना सांगाड्याच्या आकारात बदल होत नाही ना हे पाहावे लागते. जाळी ठोकून वाकवून घ्यावे लागते, मात्र जाळीला आकार देताना सांध्यावर ठोकू नये, कारण सांधा सुटण्याची शक्यता असते. दोन्ही दिशात वक्रता असलेल्या सांगाड्यावर ते त्या आकारात सांधून करून घ्यावे लागते. वेल्डमेश सांगाड्यावर बांधणी तारेने (Binding wire) टाचून बांधतात. चिकनमेशच्या जाळीत तारा षट्कोनी आकारात गुंफलेल्या असतात. त्या नुसत्या पसरून बांधल्या तर लवचिक होतील आणि मसाला पकडून ठेवू शकणार नाहीत. म्हणून जाळी वेल्डमेशवर अंथरली की दोन्ही दिशांनी ताणून घेऊन ताठ झाल्यावरच बांधली जाते. दोन्ही दिशांत ताणण्यासाठी हूकचा वापर केला जातो. अशी घट्ट ताणलेली जाळीची तार छेडली तर टण् असा आवाज यायला हवा. या दोन्ही बाजूंनी ताणून जाळ्या योग्य आकारात बांधणे यालाच “स्ट्रेच्ड मेम्ब्रेन टेक्निक” म्हणतात.

3) जाळ्यात मसाला भरणे : काँक्रिट किंवा आर सी सी चे बांधकाम करताना फर्म्याचा वापर करून त्यात काँक्रिट ओतून भरतात. फेरोसिमेंटची पद्धत वेगळी असते. तिच्यात फर्मे लागतच नाहीत. ताणून घट्ट बांधलेल्या जाळ्याच फर्म्याचे काम करतात. त्यात दाबून मसाला भरण्याच्या पद्धतीला “प्रेसफील पद्धत” म्हणतात.

प्रेसफील पद्धत : या पद्धतीत पुढीलप्रमाणे कार्य केले जाते – (१) जाळीच्या एका बाजूस फळी धरून दुसऱ्या बाजूने मसाला जाळ्यात दाबणे आणि नंतर दुसऱ्या बाजूने तसेच दाबून भरणे. परंतु याप्रकारात आतील व बाहेरील दोन थरात हवा अडकून राहण्याची शक्यता असते. (२) एकाच वेळी दोन्ही बाजूनी दोन गवंड्यांनी पॉलीश पत्र्यावर मसाला घेऊन तो दाबून जाळ्यात भरणे. यात दोन्ही गवंड्यांनी एकमेकांचा मेळ साधून मसाला भरणे महत्त्वाचे असते. या पद्धतीत एकाचवेळी दोन्ही बाजूनी मसाला आत दाबला गेल्याने आत हवा अडकून राहत नाही आणि तो जाळ्यांशी एकजीव  होऊन जातो.

ज्यावेळी खूप मोठ्या प्रमाणावर फेरोसिमेंटच्या भिंती भरायच्या असतात त्यावेळी मसाला फवारणी पंप (Mortar impinger) वापरतात. त्यात एका बाजूस तात्पुरता फर्मा  उभा करून  दुसऱ्या बाजूने मिश्रण फवारणी पंपामधून हवेच्या दाबाखाली जाळ्यात घुसवले जाते व नंतर रंध्याने एकसारखे केले जाते. शेल किंवा पिरॅमिड सारखी अंतराळ रचना (space structure) भरताना एका बाजूस तात्पुरता फर्मा धरून मसाला दाबून भरला जातो. जाळ्या अगदी घट्ट बांधल्या असतील तर हा भरलेला मसला जाळ्यांना घट्ट धरून राहतो. “लेयर्ड फेरोसिमेंट” या पद्धतीत मसाल्याच्या थरात जाळ्या घुसवून फेरोसिमेंटच्या वस्तू बनवतात. मुख्यता बोटी बांधण्यासाठी ही पद्धत वापरली जाते. पूर्वनिर्मित फेरोसिमेंटच्या वस्तू बनवताना वेगवेगळ्या पद्धती वापरतात. नलिका बनवण्यासाठी नलिका कताई यंत्र, पत्रे बनवण्यासाठी निर्वात ओतकाम पद्धती, पडद्या बनवण्यासाठी कंपन टेबल किंवा साचा वापरतात. फेरोसिमेंटची अशा रीतीने जडण घडण होऊन त्यातून विविध प्रकारची बांधकामे उभी राहतात.

पहा : फेरोसिमेंट : व्याख्या व वैशिष्ट्ये; फेरोसिमेंट : इतिहास व विकास; फेरोसिमेंट : एक बहुगुणी बांधकाम साहित्य.