કૉંક્રીટ એટલે શું? તેના પ્રકારો, સંરચના, ગુણધર્મો અને ઉપયોગો

કૉંક્રીટ એ બાંધકામ માટે સમગ્ર વિશ્વમાં પાણી બાદ સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી છે અને તેની પાછળ પૂરતા વાજબી કારણો પણ છે. તે મજબૂત, ટકાઉ અને બહુમુખી છે, જે બિલ્ડિંગથી માંડીને પુલ સુધી, રસ્તાઓથી માંડીને બંધ સુધી વિવિધ ઉપયોગો ધરાવે છે. પણ કૉંક્રીટ એટલે શું? આ બ્લૉગમાં આપણે કૉંક્રીટની સર્વવ્યાપી પ્રકૃતિની જાણકારી મેળવીશું અને કૉંક્રીટના વિવિધ પ્રકારો, તેની સંરચના, ગુણધર્મો અને આ અત્યંત આવશ્યક બિલ્ડિંગ મટીરિયલના ઉપયોગોને સમજીશું.

કૉંક્રીટ એટલે શું?

તમે જ્યારે ફૂટપાથ પર ચાલો છો, રસ્તા પર વાહન ચલાવો છો કે બિલ્ડિંગમાં ઊભા રહો છો ત્યારે તમે અચૂક કૉંક્રીટના સંપર્કમાં આવો છો. સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, કૉંક્રીટ એ સીમેન્ટ, પાણી અને એગ્રીગેટ્સ (જેમ કે રેતી અને કાંકરા)નું મિશ્રણ છે, જે સમય જતાં સખત થઇને નક્કર અને મજબૂત પદાર્થ બની જાય છે. બાંધકામના તમામ પ્રકારના પ્રોજેક્ટ્સમાં તેનો ઉપયોગ થાય છે, કારણ કે, તે પરવડે તેવો, ટકાઉ છે અને તેને કોઈ પણ આકારમાં ઢાળી શકાય છે. તે સીમેન્ટ, એગ્રીગેટ્સ અને પાણીને એક ચોક્કસ પ્રમાણમાં મિશ્રિત કરીને બનાવવામાં આવેલી બિલ્ડિંગ સામગ્રી છે.

કૉંક્રીટના પ્રકારો

1) રીએન્ફોર્સ્ડ કૉંક્રીટ

સ્ટીલના સળિયા કે જાળી વડે આ પ્રકારના કૉંક્રીટને મજબૂત બનાવવામાં આવે છે, જેથી કરીને તેની તણાવશક્તિ અને ટકાઉપણું વધે. મુખ્યત્વે તેનો ઉપયોગ બહુમાળી બિલ્ડિંગો, પુલો તથા જેમાં વધારે મજબૂતાઈ અને સ્થિરતાની જરૂર હોય તેવા અન્ય માળખાંઓમાં થાય છે.

2) વજનમાં હલકો કૉંક્રીટ

તેનું નામ સૂચવે છે, તે મુજબ આ કૉંક્રીટ સામાન્ય કૉંક્રીટ કરતાં વજનમાં હલકો હોય છે, જ્યાં વજનનો મુદ્દો મહત્વનો હોય તેવા બાંધકામના પ્રોજેક્ટ માટે આ પ્રકારનો કૉંક્રીટ આદર્શ ગણાય છે. પ્રીકાસ્ટ કૉંક્રીટ એલિમેન્ટ્સ તેમજ પેનલો, છતના સ્લેબ અને પેવિંગ બ્લૉકમાં તેનો સર્વસામાન્ય રીતે ઉપયોગ થાય છે.

3) વધારે મજબૂતાઈ ધરાવતો કૉંક્રીટ

આ પ્રકારનો કૉંક્રીટ 40 Mpaથી વધારેની વ્યાપક મજબૂતાઈ ધરાવે છે અને જ્યાં વધારાની મજબૂતાઈની જરૂર હોય તેવા બાંધકામના માળખાંમાં તેનો ઉપયોગ થાય છે, જેમ કે ઊંચા બિલ્ડિંગો, પુલો અને બંધ.

4) ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા ધરાવતો કૉંક્રીટ

આ એક વિશિષ્ટ પ્રકારનો કૉંક્રીટ છે, જે વધુ ટકાઉપણું, વધારે મજબૂતાઈ અને આત્યંતિક તાપમાન અને પર્યાવરણની સ્થિતિઓ સામે પ્રતિરોધ જેવા વધારાના ગુણધર્મો ધરાવે છે. તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ, દરિયામાં આવેલા માળખાં અને હાઈ-ટૅક પ્રોજેક્ટ્સનું બાંધકામ કરવા માટે થાય છે.

5) પ્રીકાસ્ટ કૉંક્રીટ

આ પ્રકારના કૉંક્રીટને સાઇટ પર બનાવવામાં આવતો નથી અને તેને અન્યત્ર તૈયાર કરીને બાંધકામની સાઇટ પર લાવવામાં આવે છે. તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે પ્રીકાસ્ટ કૉંક્રીટ એલિમેન્ટ્સ જેમ કે વૉલ પેનલ્સ, કૉલમ, બીમ અન સીડીઓને બનાવવા માટે થાય છે. પ્રીકાસ્ટ કૉંક્રીટ પરંપરાગત કાસ્ટ-ઇન-પ્લેસ કૉંક્રીટની સરખામણીએ ઘણાં ફાયદા આપે છે, જેમાં બાંધકામના સમયમાં ઘટાડા અને ગુણવત્તા નિયંત્રણમાં સુધારાનો સમાવેશ થાય છે.

કૉંક્રીટની સંરચના

કૉંક્રીટ મુખ્ય ત્રણ સામગ્રીઓમાંથી બનાવવામાં આવે છે - સીમેન્ટ, એગ્રીગેટ્સ અને પાણી. સીમેન્ટ એ એક બાઇન્ડિંગ એજન્ટ છે, જે કૉંક્રીટને એકસાથે જોડી રાખે છે, જ્યારે રેતી અને કાંકરા જેવા એગ્રીગેટ્સ મજબૂતાઈ અને જથ્થો પૂરો પાડે છે.

સીમેન્ટને પલાળવા અને રાસાયણિક પ્રક્રિયાને સક્રિય કરવા માટે પાણીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે કૉંક્રીટને સખત બનાવી દે છે. આથી જ, કૉંક્રીટની મજબૂતાઈ અને ટકાઉપણાને નિર્ધારિત કરવા માટે સીમેન્ટ અને પાણીનો ગુણોત્તર એક મહત્વનું પરિબળ બની જાય છે. પહેલાં તો પાણી અને સીમેન્ટના આદર્શ ગુણોત્તરની ગણતરી કરવી પડે છે, કારણ કે, પાણીથી સીમેન્ટનો ગુણોત્તર વધારે હશે તો કૉંક્રીટ નબળો અને ઓછો ટકાઉ બની જશે, જેમાં તિરાડો પડી જવાની અને ખવાણ થવાની શક્યતા વધી જાય છે.

આ ત્રણ મુખ્ય સામગ્રીઓ સિવાય કૉંક્રીટમાં એડમિક્સચર્સ જેવા એડિટિવ્સ પણ હોય છે, જે કાર્યક્ષમતા, મજબૂતાઈ અને ટકાઉપણા જેવા કેટલાક ગુણધર્મોને વધારી દે છે. આ એડિટિવ્સમાં ફ્લાય એશ, સિલિકા ફ્યુમ અને પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

કૉંક્રીટના ગુણધર્મો

કૉંક્રીટ કેટલાક એવા ગુણધર્મો ધરાવે છે, જે તેને વ્યાપક ઉપયોગો માટે એક આદર્શ બિલ્ડિંગ મટીરિયલ બનાવી દે છે. અહીં કૉંક્રીટના કેટલાક મહત્વના ગુણધર્મો આપવામાં આવ્યાં છેઃ

1. કાર્યક્ષમતા -

આ બાબત કૉંક્રીટને કેટલી સરળતાથી મિક્સ, પરિવહન અને તેની અંતિમ સ્થિતિમાં પાથરી શકાય છે, તેને સંદર્ભિત કરે છે. કૉંક્રીટના ઇચ્છિત આકાર અને ફિનિશ મેળવવા માટે ઉચ્ચ સ્તરની કાર્યક્ષમતા હોવી જરૂરી બની જાય છે.

2. મજબૂતાઈ -

કૉંક્રીટ તેની મજબૂતાઈ માટે જાણીતો છે અને તે ભારે વજન અને તણાવને સહન કરી શકે છે. કૉંક્રીટનું દાબકબળ તેની સંરચના અને ક્યોરિંગ માટે લેવામાં આવેલા સમય પર આધાર રાખીને અલગ-અલગ હોય છે.

3. ટકાઉપણું -

કૉંક્રીટ ખૂબ જ ટકાઉ હોય છે અને તે પાણી, પવન અને આત્યંતિક તાપમાન જેવા પરિબળોના સંપર્કમાં આવવા છતાં તેમનો સામનો કરી શકે છે. યોગ્ય રીતે ક્યોરિંગ અને જાળવણી કરવાથી કૉંક્રીટમાંથી બનેલા માળખાંની આવરદા વધારી શકાય છે.

4. ક્રીપ -

તે લાંબા સમય સુધી વજન સહન કરવાને લીધે કૉંક્રીટ સમયાંતરે ખરાબ થઈ જવાને સંદર્ભિત કરે છે. જો ડીઝાઇન અને બાંધકામની પ્રક્રિયા દરમિયાન ધ્યાન આપવામાં ન આવ્યું તો આ પરિસ્થિતિ માળખાંને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે.

5. સંકોચન -

કૉંક્રીટ જેમ-જેમ સૂકાતો જાય છે, તેમ-તેમ તેમાં સંકોચન આવે છે, જેના પરિણામે તિરાડો પડે છે અને અન્ય નુકસાન થાય છે. યોગ્ય રીતે રીએન્ફોર્સમેન્ટ અને ક્યોરિંગ કરવાથી સંકોચનની અસરોને શક્ય એટલી ઘટાડવામાં મદદ મળી રહે છે.

6. યુનિટનું વજન -

કૉંક્રીટનું યુનિટ વજન તેની ઘનતાને સંદર્ભિત કરે છે તથા તેની સંરચના અને મજબૂતાઈ પર આધાર રાખીને તે અલગ-અલગ હોઈ શકે છે. વધારે યુનિટ વજન વધારે મજબૂત, વધારે ટકાઉ કૉંક્રીટમાં પરિણમી શકે છે.

7. મોડ્યુલર ગુણોત્તર -

તે કૉંક્રીટના ઇલાસ્ટિક મોડ્યુલી અને તેને મજબૂત બનાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાયેલા સ્ટીલના રીએન્ફોર્સમેન્ટની વચ્ચેના સંબંધને સંદર્ભિત કરે છે. ઊંચા મોડ્યુલર ગુણોત્તરને પરિણામે વધારે મજબૂત અને વધારે ટકાઉ માળખું પ્રાપ્ત થાય છે.

8. પોઇઝનનો ગુણોત્તર -

જ્યારે કોઈ મટીરિયલને ખેંચવામાં કે દબાવવામાં આવે છે, ત્યારે તે લેટરલ સ્ટ્રેઇન (પાર્શ્વીય તણાવ) અને એક્ઝિયલ સ્ટ્રેઇન (અક્ષીય તણાવ)ના ગુણોત્તરનું માપ છે. પોઇઝનનો ગુણોત્તર કૉંક્રીટના માળખાંની એકંદર મજબૂતાઈ અને સ્થિરતાને પ્રભાવિત કરી શકે છે.

કૉંક્રીટના ઉપયોગો

1. રસ્તાઓ અને આંગણા -

ટકાઉપણું, ઓછો ખર્ચાળ અને બહુમુખીતા જેવા ગુણધર્મોને કારણે કૉંક્રીટ રસ્તાઓ અને આંગણાનું નિર્માણ કરવા માટે આદર્શ સામગ્રી ગણાય છે. આસપાસના વિસ્તારની સુંદરતા મુજબ કૉંક્રીટને સ્ટેમ્પ કે રંગ કરી શકાતો હોવાથી તે ઘરના માલિકો માટે ખૂબ જ આકર્ષક વિકલ્પ બની જાય છે. વધુમાં, કૉંક્રીટ ભારે વજન પણ ખમી શકે છે અને તે તિરાડો પડી જવા સામે પ્રતિરોધ પણ ધરાવે છે, જેના લીધે તે લાંબા સમય સુધી ટકી રહે છે અને એક વિશ્વસનીય વિકલ્પ છે.

2. ફૂટપાથ -

કૉંક્રીટ મજબૂત, પરવડે તેવો હોવાથી અને તેનું ઇન્સ્ટોલેશન કરવાનું સરળ હોવાથી તે ફૂટપાથ બનાવવા માટે એક લોકપ્રિય વિકલ્પ છે. કૉંક્રીટમાંથી બનાવવામાં આવેલી ફૂટપાથ વધારે લોકોને અવરજવરને પણ સહન કરી શકે છે અને જો તેને નુકસાન પહોંચે તો તેને સરળતાથી રીપેર પણ કરી શકાય છે. તેની જાળવણી કરવાની ખાસ જરૂરી પડતી નથી અને તે હવામાન અને ખવાણ સામે પ્રતિરોધ પણ ધરાવે છે.

3. પાર્કિંગ -

મજબૂતાઈ અને ટકાઉપણાં જેવા કૉંક્રીટના ગુણોને લીધે તે પાર્કિંગ લોટ માટે ઉપયોગમાં લેવાતી સર્વસામાન્ય સામગ્રી છે. કૉંક્રીટમાંથી બનાવવામાં આવેલા પાર્કિંગ લોટ ભારે ટ્રાફિકને સહન કરી શકે છે અને તેની યોગ્ય જાળવણી લેવામાં ના આવે તો પણ તે ઘણાં વર્ષો સુધી ટકી રહે છે. વધુમાં, કૉંક્રીટની સપાટી પર લપસી પડાતું નથી અને સુરક્ષા માટે તેની પર સ્પષ્ટપણે જોઈ શકાય તેવા ચિહ્નો પણ રંગી શકાય છે.

4. સ્ટ્રીટ્સ -

ટકાઉપણા, લપસી ના પડાય તેવી સપાટી અને ભારે વજન સહન કરવાની ક્ષમતા જેવા ગુણોને લીધે કૉંક્રીટ શેરીના પેવિંગ માટે પસંદગીની સામગ્રી છે. કૉંક્રીટની સ્ટ્રીટની ખાસ જાળવણી કરવી પડતી નથી અને તેની યોગ્ય કાળજી ના લેવામાં આવે તો પણ તે વર્ષો સુધી ટકી રહે છે. તે તેલ અને ઇંધણ ઢોળાવા પ્રત્યે પણ પ્રતિરોધ ધરાવે છે, જે તેને વધારે ટ્રાફિક ધરાવતા વિસ્તારો માટે આદર્શ વિકલ્પ બનાવે છે.

5. ફૂટિંગ્સ/ફાઉન્ડેશન -

કૉંક્રીટની મજબૂતાઈ, ટકાઉપણા અને પાણીનો પ્રતિકાર કરવાની તેની ક્ષમતાને કારણે તે બિલ્ડિંગના પાયાઓ અને ફૂટિંગ્સમાં સર્વસામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે. કૉંક્રીટમાંથી બનાવવામાં આવેલું ફાઉન્ડેશન બિલ્ડિંગના વજનને સપોર્ટ પૂરો પાડે છે તથા ભેજ અને પાણીથી થતાં નુકસાન સામે તેનું રક્ષણ કરે છે. વધુમાં, માળખાંની મજબૂતાઈ અને ટકાઉપણાને વધારવા માટે કૉંક્રીટને સ્ટીલના સળિયા વડે વધારે મજબૂત બનાવી શકાય છે.

6. મધ્યમ ઊંચાઈ ધરાવતી અને બહુમાળી ઇમારતો -

મજબૂતાઈ, ટકાઉપણું તથા ભૂકંપ અને ચક્રવાત જેવી કુદરતી હોનારતોનો પ્રતિકાર કરવાની તેની ક્ષમતાઓને લીધે કૉંક્રીટ એ મધ્યમ ઊંચાઈની અને બહુમાળી ઇમારતો બનાવવા માટે એક આદર્શ સામગ્રી છે. મજબૂત બનાવવામાં આવેલા કૉંક્રીટના માળખાં ભારે પવન અને ભૂકંપના બળો સામે ટકી શકે છે, જે તેને ઊંચા બિલ્ડિંગો માટે વિશ્વસનીય વિકલ્પ બનાવે છે. વધુમાં, કૉંક્રીટના બિલ્ડિંગોને ઊર્જા-કાર્યક્ષમ બનાવી શકાય છે અને યોગ્ય જાળવણી કર્યા વગર પણ તેની આવરદા ઘણી લાંબી હોય છે.