अभियांत्रिकी विकासकामात कोणते सामान वापरतात?

 

ठिकठिकाणी म्हणजे आपल्या राहत्या घराजवळ पण, कुठेना कुठेतरी विकासकामांकरिता बांधकाम सुरू असते. मग ती एखादी इमारत असेल, पूल असेल वा एखाद्या जल वा मलजलवाहिनी टाकण्याचे काम असेल किंवा मेट्रो रेल्वेचे काम असेल. या सर्व प्रकारांतील स्थापत्य, विद्युतवाहिनी, मशिनरी बसविण्याच्या कामात सर्वसाधारणपणे सामान एकाच प्रकारचे असते, फक्त त्या सामानाची व्याप्ती कमी-जास्त असते. सरकारी वा खाजगी विकासप्रकल्पांच्या कामांना जो खर्च येतो त्यात सामानाचा खर्च ७० ते ८० टक्क्यापर्यंत असू शकतो. त्यामुळे हे सामान म्हणजेच प्रकल्पाचा मुख्य व महत्त्वाचा खर्च मानायला हवा. प्रकल्पाची गुणवत्ता या सामानाच्या दर्जावर अवलंबून असते. हे सामान काय असते, त्याबद्दल आपण परिचय करून घेऊया.

सर्वात जास्त महाग सामान हे धातूंचे असते. म्हणून आपण धातूसामानाने सुरुवात करूया.

१. लोह : लोह म्हणजे १०० टक्के शुद्ध धातू. पण लोखंड व पोलाद ही त्याची महत्त्वाची संमिश्र रुपे आहेत. लोह अधिक अधातू कार्बन या विशिष्ट मिश्रणातून लोखंड व पोलाद बनवितात. दोन टक्क्यांहून जास्त कार्बन असलेल्या संमिश्र लोहाला लोखंड म्हटले जाते. या मिश्रणाला ‘ओतीव लोखंड’ (cast iron) म्हणतात. संमिश्रणात दोन टक्क्यांहून कमी कार्बन असेल, तर त्याला ‘पोलाद’ म्हणतात. पोलादात काही विशिष्ट गुणधर्मांची वाढ करण्याकरिता टंगस्टन, मॅगनिज, निकेल व क्रोमियम या धातूंचे मिश्रणही असते. हत्यारी पोलाद व उच्च तापमानात टिकणार्‍या पोलादात टंगस्टन धातू वापरतात. लोखंड व पोलाद दमट हवेत सहज व लगेच गंजते, म्हणून त्यावर विविध तर्‍हेच्या प्रक्रिया कराव्या लागतात.

इमारतीच्या कॉन्क्रिटमधील बांधकामांकरिता जे पोलाद वापरतात त्यावर खर्च करण्याची क्षमता असेल, तर फ्युजन एपोक्सीचा रंगकामासारखा थर लावतात. यातून पोलाद लवकर न गंजल्यामुळे कॉन्क्रिटचे आयुष्य वाढते. या पोलादी कामाच्या सळया पिळाच्या (torsteel) केलेल्या असतात. कारण, पिळाच्या सळया कॉन्क्रिटला घट्ट पकडून ठेवू शकतात व त्यातून सलोह कॉन्क्रिटची ताकद वाढते. पोलाद व लोखंड इतर विविध क्षेत्रांतही वापरले जाते. पोलादात क्रोमियम मिसळले असता चांदीसारखा चमकदार व लवचिक धातू बनतो. सुईपासून जहाजापर्यंत व भांड्यांपासून ते विमानापर्यंत त्याचा उपयोग केला जातो. पोलादाची वर्धनीयता (malleability) व तन्यता (ductility) वाढविण्याचे व मजबुती वाढविण्याचे काम मॉलिब्डेनम मिश्रित पोलाद धातू करतात.

२. तांबे : या धातूचा महत्त्वाचा गुणधर्म उष्णता वाहकता व विद्युत वाहकता. या गुणधर्मात वरचढ आहे तो धातू म्हणजे चांदी पण, ती महाग असल्याने औद्योगिक क्षेत्रात तांबे वापरतात. ही उष्णता व विद्युत वाहकता तांब्यात लोखंडापेक्षा पाचपट, अॅल्युमिनियमपेक्षा दीडपट व टेटॅनियमपेक्षा ३५ पट आहे. म्हणून विद्युत अभियांत्रिकीचा मुख्य आधार तांबे हा आहे. किंमतीच्या बाबतीत अनिवार्य व काही अपवादात्मक उद्योगात सोन्या-चांदीचा वापर केला जातो. सामान्य विद्युतवाहिनीकरिता तांबे व अॅल्युमिनियम धातूचा वापर करतात. अॅल्युमिनियमची वाहकता तांब्यापेक्षा कमी असल्याने समान विद्युतवहन क्षमतेकरिता अॅल्युमिनियमच्या तारांचा छेद ५६ टक्के जास्त असावा लागतो. पर्यावरणामुळे दोन्ही धातूंवर ऑक्साईडरुपी गंज निर्माण झाल्यामुळे तांब्याच्या वाहकतेत जास्त फरक पडत नाही पण, अॅल्युमिनियमच्या वाहकतेत फरक पडतो. पण तांब्याची किंमत तीन ते साडेतीन पट आहे. परंतु, दूरसंचार, विद्युत दूर नियंत्रण व रक्षण पद्धतीमध्ये, घरगुती व व्यावसायिक कामामध्ये कार्यक्षम विद्युतवहनाकरिता, वातानुकूलित यंत्रांकरिता प्लम्बिंग कामात तांब्याच्या तारांचा व वाहिन्यांचा वापर होतो. 

३. अॅल्युमिनियम: या धातूच्या अनेक गुणधर्मांमुळे तो अनेक ठिकाणी बांधकाम उद्योगात वापरला जातो. त्याचा हलकेपणा, विद्युतवाहकता, गंजप्रतिबंधता, तन्यता असल्याने अॅल्युमिनियम विद्युतवहनाकरिता पथदिव्यांकरिता, वातानुकूलित यंत्रांकरिता, खिडक्या, दारे, साईन बोर्डाकरिता, छते, भिंतींकरिता वापरतात.

४. स्टेनलेस स्टील: या धातूच्या विशिष्ट गुणधर्मांमुळे तो बांधकाम क्षेत्रात शतकांहून जास्त काळापासून वापरात आहे. न्यूयॉर्कमधी ल्क्रिसलर व एम्पायर स्टेट इमारतींमध्ये व पॅरिसमधील ला पिरॅमिड डे लोअर अशा जगातील प्रसिद्ध इमारतींमध्ये स्टेनलेस स्टीलचा वापर झाला आहे. हा संमिश्र धातू लोखंड, क्रोमियम, निकेल, कार्बन, सिलीकॉन, मँगनिज, निकेल, मॉलिब्डेनम इत्यादींच्या मिश्रणाने तयार होतो. हा धातू मजबूत, गंजप्रतिबंधक व वेल्डिंग करता येण्याजोगा व तन्यता असल्याने तो अनेक कामांकरिता छते, इमारतीतील संरचित चौकटी करण्याकरिता व औद्योगिक क्षेत्रात मलजलवाहिनी म्हणून वापरतात.

५. लाकूड: लाकडात अनेक गुणधर्म असल्याने हा पदार्थ अनेक मजबुतीच्या शोभिवंत कामांकरिता वापरला जातो. लाकडामध्ये ताण देण्याची शक्ती, हलकेपणा, काही मर्यादेपर्यंत उष्णतारोधक व विद्युतरोधक आहे. टिकाऊ व सुरक्षित पदार्थ आहे. आवाज प्रतिबंध करणारा व अनेकांना आवडणारा पदार्थ, जंगलातल्या झाडांपासून बनलेला आहे. परंतु, आजकाल विकासकामांकरिता जंगलतोड होत असल्याने तो पदार्थ दुर्मिळ व महाग बनत चालला आहे. हा पदार्थ वापरला की त्याचा देखभालीचा खर्चही आजकाल वाढला आहे. हा पदार्थ फर्निचर कामात, बांधकामातील स्कॅफोल्डिंग, फॉर्मवर्ककरिता असंख्य ठिकाणी वापरला जातो. यातील साग झाडाची लाकडे मजबूत व टिकाऊ असतात. इतर खैर, देवदार इत्यादी झाडांची लाकडेही वापरात येतात. हल्ली प्लायवूड व हार्डवूड म्हणून जास्त वापरात येत आहे.

६. प्लास्टिक: हा पदार्थ असंख्य ठिकाणी वापरला जातो. त्याच्यात अनेक उपयोगी गुणधर्म आहेत. तो सहजपणे कापणे, जोडणे वा अनेक आकारांत व रंगांमध्ये तयार होऊ शकतो. हा पदार्थ पाण्याची गळती थोपविणारा असल्याने प्लम्बिंग कामात, जलवाहिनी, मलजलवाहिनीकरिता, विद्युत कामाकरिता वापरतात. घरगुती कामात असंख्य ठिकाणी प्लास्टिकचा वापर होत आहे. हा पदार्थ कमी किंमतीत उपलब्ध होऊ शकतो. परंतु, हा पदार्थ फेकून दिल्यावर आपसूक नष्ट न होणारा असल्याने (biodegradable) पर्यावरणाला प्रदूषित व पर्यावरणाचा ऱ्हास करणारा बनला आहे. अनेक प्लास्टिक पदार्थ हे ज्वालाग्रही असल्याने अग्नीपासून सुरक्षितता पाळावी लागते.

७. काच: नागरी क्षेत्रामध्ये त्याच्या पारदर्शकतेकरिता व शोभा निर्माण करणारा असल्याने काच हा पदार्थ फार बोकाळला आहे. खिडक्यांमध्ये काच वापरल्याने घराघरांमध्ये सूर्यप्रकाश सहजपणे पोहोचतो व प्रकाशऊर्जेकरिता किंमत मोजावी लागत नाही. काच हा पदार्थ अतिनील किरणांना प्रतिबंध करणारा असल्याने सुरक्षितता वाढवतो व नील किरणांचा धोका टळतो. कायम स्वच्छता ठेवावी लागते. अनेक व्यावसायिक व थोड्या निवासी इमारतींच्या बाहेरील अंगावर हल्ली काचेच्या भिंती बसविण्याचा प्रघात पडत चालला आहे. इमारती शोभिवंत दिसतात पण, अग्निशमनदलांनी यावर आक्षेप घेऊन आग लागल्यानंतर धूर बाहेर जाण्याकरिता जास्ती खिडक्या आवश्यक असल्याचे सांगितले आहे. म्हणून बांधकाम नियमावलीमध्ये बदल केला आहे. हा पदार्थ ठिसूळ असल्याने अपघातांची शक्यता निर्माण करतो. आजकाल टफन्ड काच वापरली, तर धोका कमी होऊ शकतो. काचेची शोभा वाढविण्यासाठी खर्च फार येतो व देखभालीचा खर्च पण जास्त आहे.

८. कॉन्क्रिट: हा पदार्थ हल्ली सर्व विकासकामात अत्यावश्यक झाला आहे. पूर्वीच्या काळी घरे मातीची उभारत. ती कमी खर्चात असली तरी टिकाऊ स्वरूपात राहत नाहीत. कॉन्क्रिटच्या कामांकरिता रेती, खडी व सिमेंट विशिष्ट प्रमाणात चांगले मिसळायला लागते व ते स्लॅब, बीम, पिलर इत्यादी ठिकाणी इमारत बांधण्याकरिता टाकले तर ते काही वेळात घट्ट होते पण, कॉन्क्रिटची मजबुती वाढविण्याकरिता त्यावर सात दिवसांपर्यंत पाण्याचा मारा (curing) करावा लागतो. हवेत जास्त उष्णता असली, तर सिमेंट, कॉन्क्रिटकरिता १४ दिवसांचे क्युअरिंग करावे लागते. कॉन्क्रिटच्या संरचनेतून व यशस्वी कसोट्या झाल्यानंतर सिमेंट, रेती व खडी यांच्या मिश्रणाचे प्रमाण ठरते. बहुतेक ठिकाणी सिमेंट, रेती, खडी १ व खडी २ यांचे प्रमाण १ : २ : २ : २ असे असू शकते. मिसळण्याच्या यंत्रात ते चांगले मिसळावे लागते व नंतर ते ज्या ठिकाणी टाकावयाचे आहे तेथे त्वरित न्यावे लागते. कारण, ते लगेच घट्ट होऊ लागते. हल्ली रेडीमिक्स कॉन्क्रिटचे (RMC) टँकर साईटवर पाठविले जातात. आरएमसी टँकरचे कॉन्क्रिट हे चांगल्या दर्जाचे असण्याची शक्यता आहे. कारण, ते प्रयोगशाळा असलेल्या वेगळ्या जागी व्यवस्थित देखभालीतून तयार केलेले असते.

सिमेंट : हे चांगल्या कंपनीचे असावे लागते एसीसी, एल अॅण्ड टी इत्यादी कंपन्या आहेत, त्यांचे सिमेंट वापरावे.

रेती : ही नदीतील स्वच्छ करून वापरावी लागते. समुद्रकाठची रेती चालत नाही.

खडी : १ नंबर १० मिमी व २ नंबरची २० मिमीच्या खडीचा दुसरा ढिगारा लागतो. फर्म्याच्या मापात अर्धी खडी १ नंबर व अर्धी २ नंबरची वापरावी लागते.

विकासकामाकरिता वापरल्या जाणाऱ्या सामानाचा दर्जा विविध चाचण्या घेऊन उत्तम आहे का, त्याची खात्री करावी लागते. म्हणजे तो ठरलेला विकास प्रकल्प जास्ती चांगला व मजबूत होऊ शकतो.