স্টিল ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট (SFRC) হল একটি নতুন ধরণের কম্পোজিট উপাদান যা সাধারণ কংক্রিটে উপযুক্ত পরিমাণে শর্ট স্টিল ফাইবার যোগ করে ঢেলে এবং স্প্রে করা যায়। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে এটি দেশে এবং বিদেশে দ্রুত বিকশিত হয়েছে। এটি কম প্রসার্য শক্তি, ছোট চূড়ান্ত প্রসারণ এবং কংক্রিটের ভঙ্গুর বৈশিষ্ট্যের ত্রুটিগুলি কাটিয়ে ওঠে। এর প্রসার্য শক্তি, নমন প্রতিরোধ, শিয়ার প্রতিরোধ, ফাটল প্রতিরোধ, ক্লান্তি প্রতিরোধ এবং উচ্চ শক্ততার মতো চমৎকার বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এটি হাইড্রোলিক ইঞ্জিনিয়ারিং, রাস্তা ও সেতু, নির্মাণ এবং অন্যান্য প্রকৌশল ক্ষেত্রে প্রয়োগ করা হয়েছে।

 

一।ইস্পাত ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিটের উন্নয়ন

 

ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট (FRC) হল ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিটের সংক্ষিপ্ত রূপ। এটি সাধারণত সিমেন্ট পেস্ট, মর্টার বা কংক্রিট এবং ধাতব ফাইবার, অজৈব ফাইবার বা জৈব ফাইবার রিইনফোর্সড উপকরণ দিয়ে তৈরি একটি সিমেন্ট-ভিত্তিক কম্পোজিট। এটি একটি নতুন বিল্ডিং উপাদান যা উচ্চ প্রসার্য শক্তি, উচ্চ চূড়ান্ত প্রসারণ এবং কংক্রিট ম্যাট্রিক্সে উচ্চ ক্ষারীয় প্রতিরোধ ক্ষমতা সহ ছোট এবং সূক্ষ্ম তন্তুগুলিকে সমানভাবে ছড়িয়ে দিয়ে তৈরি। কংক্রিটের ফাইবার কংক্রিটে প্রাথমিক ফাটল তৈরি এবং বাহ্যিক বলের প্রভাবে ফাটলগুলির আরও সম্প্রসারণ সীমিত করতে পারে, কম প্রসার্য শক্তি, সহজ ফাটল এবং কংক্রিটের দুর্বল ক্লান্তি প্রতিরোধের মতো অন্তর্নিহিত ত্রুটিগুলিকে কার্যকরভাবে কাটিয়ে উঠতে পারে এবং কংক্রিটের অভেদ্যতা, জলরোধী, তুষার প্রতিরোধ এবং শক্তিবৃদ্ধি সুরক্ষার কার্যকারিতা ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে। ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট, বিশেষ করে ইস্পাত ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট, তার উচ্চতর কর্মক্ষমতার কারণে ব্যবহারিক প্রকৌশলে একাডেমিক এবং ইঞ্জিনিয়ারিং মহলে ক্রমশ মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। 1907 সালে সোভিয়েত বিশেষজ্ঞ বি.পি. হেকপোক্যাব ধাতব ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট ব্যবহার শুরু করেন; 1910 সালে, এইচএফ পোর্টার শর্ট ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিটের উপর একটি গবেষণা প্রতিবেদন প্রকাশ করেন, যেখানে পরামর্শ দেওয়া হয় যে ম্যাট্রিক্স উপকরণগুলিকে শক্তিশালী করার জন্য কংক্রিটে ছোট ইস্পাত তন্তুগুলিকে সমানভাবে ছড়িয়ে দেওয়া উচিত; ১৯১১ সালে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের গ্রাহাম কংক্রিটের শক্তি এবং স্থায়িত্ব উন্নত করার জন্য সাধারণ কংক্রিটে ইস্পাত ফাইবার যুক্ত করেছিলেন; ১৯৪০ এর দশকের মধ্যে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, ব্রিটেন, ফ্রান্স, জার্মানি, জাপান এবং অন্যান্য দেশ কংক্রিটের পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং ফাটল প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করার জন্য ইস্পাত ফাইবার ব্যবহার, ইস্পাত ফাইবার কংক্রিটের উৎপাদন প্রযুক্তি এবং ফাইবার এবং কংক্রিট ম্যাট্রিক্সের মধ্যে বন্ধন শক্তি উন্নত করার জন্য ইস্পাত ফাইবারের আকৃতি উন্নত করার উপর প্রচুর গবেষণা করেছিল; ১৯৬৩ সালে, জেপি রোমুয়াল্ডি এবং জিবি ব্যাটসন ইস্পাত ফাইবার সীমাবদ্ধ কংক্রিটের ফাটল বিকাশ প্রক্রিয়া সম্পর্কে একটি গবেষণাপত্র প্রকাশ করেছিলেন এবং এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছিলেন যে ইস্পাত ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিটের ফাটল শক্তি ইস্পাত ফাইবারের গড় ব্যবধান দ্বারা নির্ধারিত হয় যা প্রসার্য চাপে (ফাইবার স্পেসিং তত্ত্ব) কার্যকর ভূমিকা পালন করে, এইভাবে এই নতুন যৌগিক উপাদানের ব্যবহারিক বিকাশের পর্যায় শুরু করে। এখন পর্যন্ত, কংক্রিটে ফাইবারের বিভিন্ন বন্টনের কারণে, ইস্পাত ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিটের জনপ্রিয়তা এবং প্রয়োগের সাথে, প্রধানত চার প্রকার রয়েছে: ইস্পাত ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট, হাইব্রিড ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট, স্তরযুক্ত ইস্পাত ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট এবং স্তরযুক্ত হাইব্রিড ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট।

 

二ইস্পাত ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিটের শক্তিশালীকরণ প্রক্রিয়া

 

১. যৌগিক বলবিদ্যা তত্ত্ব। যৌগিক বলবিদ্যা তত্ত্বটি অবিচ্ছিন্ন তন্তু যৌগিক তত্ত্বের উপর ভিত্তি করে তৈরি এবং কংক্রিটে ইস্পাত তন্তুর বন্টন বৈশিষ্ট্যের সাথে মিলিত। এই তত্ত্বে, যৌগিকগুলিকে দ্বি-পর্যায়ের যৌগিক হিসাবে বিবেচনা করা হয় যার একটি পর্যায় হল ফাইবার এবং অন্য পর্যায় হল ম্যাট্রিক্স।

 

ফাইবার স্পেসিং তত্ত্ব। ফাইবার স্পেসিং তত্ত্ব, যা ক্র্যাক রেজিস্ট্যান্স তত্ত্ব নামেও পরিচিত, রৈখিক ইলাস্টিক ফ্র্যাকচার মেকানিক্সের উপর ভিত্তি করে প্রস্তাবিত। এই তত্ত্বটি ধরে নেয় যে ফাইবারগুলির শক্তিবৃদ্ধি প্রভাব কেবলমাত্র সমানভাবে বিতরণ করা ফাইবার স্পেসিং (ন্যূনতম স্পেসিং) এর সাথে সম্পর্কিত।

 

三।ইস্পাত ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিটের উন্নয়নের অবস্থা বিশ্লেষণ

 

1.ইস্পাত ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট।ইস্পাত ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট হল এক ধরণের তুলনামূলকভাবে অভিন্ন এবং বহুমুখী রিইনফোর্সড কংক্রিট যা সাধারণ কংক্রিটে অল্প পরিমাণে কম কার্বন ইস্পাত, স্টেইনলেস স্টিল এবং FRP ফাইবার যোগ করে তৈরি হয়। ইস্পাত ফাইবারের মিশ্রণের পরিমাণ সাধারণত আয়তনের দিক থেকে 1% ~ 2%, যখন ওজন অনুসারে প্রতি ঘনমিটার কংক্রিটে 70 ~ 100 কেজি ইস্পাত ফাইবার মিশ্রিত করা হয়। ইস্পাত ফাইবারের দৈর্ঘ্য 25 ~ 60 মিমি, ব্যাস 0.25 ~ 1.25 মিমি এবং দৈর্ঘ্য এবং ব্যাসের সর্বোত্তম অনুপাত 50 ~ 700 হওয়া উচিত। সাধারণ কংক্রিটের সাথে তুলনা করলে, এটি কেবল প্রসার্য, শিয়ার, বাঁকানো, পরিধান এবং ফাটল প্রতিরোধের উন্নতি করতে পারে না, বরং কংক্রিটের ফ্র্যাকচার শক্ততা এবং প্রভাব প্রতিরোধকেও ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করতে পারে এবং কাঠামোর ক্লান্তি প্রতিরোধ এবং স্থায়িত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে, বিশেষ করে শক্ততা 10 ~ 20 গুণ বৃদ্ধি করা যেতে পারে। ইস্পাত ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট এবং সাধারণ কংক্রিটের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি চীনে তুলনা করা হয়। যখন ইস্পাত ফাইবারের পরিমাণ ১৫% ~ ২০% এবং জল-সিমেন্ট অনুপাত ০.৪৫ হয়, তখন প্রসার্য শক্তি ৫০% ~ ৭০% বৃদ্ধি পায়, নমনীয় শক্তি ১২০% ~ ১৮০% বৃদ্ধি পায়, প্রভাব শক্তি ১০ ~ ২০ গুণ বৃদ্ধি পায়, প্রভাব ক্লান্তি শক্তি ১৫ ~ ২০ গুণ বৃদ্ধি পায়, নমনীয় শক্তি ১৪ ~ ২০ গুণ বৃদ্ধি পায় এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতাও উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়। অতএব, ইস্পাত ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিটের ভৌত এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি প্লেইন কংক্রিটের তুলনায় ভালো।

২. হাইব্রিড ফাইবার কংক্রিট। প্রাসঙ্গিক গবেষণা তথ্য দেখায় যে ইস্পাত ফাইবার কংক্রিটের সংকোচন শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে না, এমনকি এটি হ্রাসও করে না; সাধারণ কংক্রিটের তুলনায়, ইস্পাত ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিটের অভেদ্যতা, পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা, প্রভাব এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং কংক্রিটের প্রাথমিক প্লাস্টিক সংকোচন প্রতিরোধের বিষয়ে ইতিবাচক এবং নেতিবাচক (বৃদ্ধি এবং হ্রাস) বা এমনকি মধ্যবর্তী দৃষ্টিভঙ্গি রয়েছে। এছাড়াও, ইস্পাত ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিটের কিছু সমস্যা রয়েছে, যেমন বড় ডোজ, উচ্চ মূল্য, মরিচা এবং আগুনের ফলে বিস্ফোরণের প্রায় কোনও প্রতিরোধ ক্ষমতা নেই, যা এর প্রয়োগকে বিভিন্ন মাত্রায় প্রভাবিত করেছে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, কিছু দেশী এবং বিদেশী পণ্ডিত হাইব্রিড ফাইবার কংক্রিট (HFRC) এর দিকে মনোযোগ দিতে শুরু করেছেন, বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য এবং সুবিধার সাথে ফাইবারগুলিকে মিশ্রিত করার চেষ্টা করছেন, একে অপরের কাছ থেকে শিখছেন এবং বিভিন্ন স্তরে এবং লোডিং পর্যায়ে "ইতিবাচক হাইব্রিড প্রভাব" কে খেলা দেওয়ার চেষ্টা করছেন যাতে কংক্রিটের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য বৃদ্ধি করা যায়, যাতে বিভিন্ন প্রকল্পের চাহিদা মেটানো যায়। তবে, এর বিভিন্ন যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, বিশেষ করে এর ক্লান্তি বিকৃতি এবং ক্লান্তি ক্ষতি, বিকৃতি বিকাশ আইন এবং স্থির এবং গতিশীল লোড এবং ধ্রুবক প্রশস্ততা বা পরিবর্তনশীল প্রশস্ততা চক্রীয় লোডের অধীনে ক্ষতির বৈশিষ্ট্য, ফাইবারের সর্বোত্তম মিশ্রণের পরিমাণ এবং মিশ্রণের অনুপাত, যৌগিক পদার্থের উপাদানগুলির মধ্যে সম্পর্ক, শক্তিশালীকরণ প্রভাব এবং শক্তিশালীকরণ প্রক্রিয়া, ক্লান্তি বিরোধী কর্মক্ষমতা, ব্যর্থতা প্রক্রিয়া এবং নির্মাণ প্রযুক্তি সম্পর্কে, মিশ্রণ অনুপাত নকশার সমস্যাগুলি আরও অধ্যয়ন করা প্রয়োজন।

৩.স্তরযুক্ত ইস্পাত ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট।মনোলিথিক ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট সমানভাবে মিশ্রিত করা সহজ নয়, ফাইবার সহজেই জমাট বাঁধে, ফাইবারের পরিমাণ বেশি এবং খরচ তুলনামূলকভাবে বেশি, যা এর ব্যাপক প্রয়োগকে প্রভাবিত করে। বিপুল সংখ্যক ইঞ্জিনিয়ারিং অনুশীলন এবং তাত্ত্বিক গবেষণার মাধ্যমে, একটি নতুন ধরণের ইস্পাত ফাইবার কাঠামো, লেয়ার স্টিল ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট (LSFRC) প্রস্তাব করা হয়েছে। রাস্তার স্ল্যাবের উপরের এবং নীচের পৃষ্ঠে অল্প পরিমাণে ইস্পাত ফাইবার সমানভাবে বিতরণ করা হয় এবং মাঝখানে এখনও একটি সরল কংক্রিট স্তর থাকে। LSFRC-তে ইস্পাত ফাইবার সাধারণত ম্যানুয়ালি বা যান্ত্রিকভাবে বিতরণ করা হয়। ইস্পাত ফাইবার দীর্ঘ, এবং দৈর্ঘ্য ব্যাসের অনুপাত সাধারণত 70 ~ 120 এর মধ্যে, যা দ্বি-মাত্রিক বন্টন দেখায়। যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত না করে, এই উপাদানটি কেবল ইস্পাত ফাইবারের পরিমাণকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে না, বরং ইন্টিগ্রাল ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিটের মিশ্রণে ফাইবার জমা হওয়ার ঘটনাটিও এড়ায়। এছাড়াও, কংক্রিটে ইস্পাত ফাইবার স্তরের অবস্থান কংক্রিটের নমনীয় শক্তির উপর দুর্দান্ত প্রভাব ফেলে। কংক্রিটের নীচে ইস্পাত ফাইবার স্তরের রিইনফোর্সড প্রভাব সবচেয়ে ভাল। ইস্পাত ফাইবার স্তরের অবস্থান উপরে উঠার সাথে সাথে, শক্তিবৃদ্ধির প্রভাব উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। LSFRC এর নমনীয় শক্তি একই মিশ্রণ অনুপাত সহ প্লেইন কংক্রিটের তুলনায় 35% এরও বেশি বেশি, যা ইন্টিগ্রাল স্টিল ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিটের তুলনায় সামান্য কম। তবে, LSFRC অনেক উপাদান খরচ বাঁচাতে পারে এবং কঠিন মিশ্রণের কোনও সমস্যা নেই। অতএব, LSFRC হল একটি নতুন উপাদান যার সামাজিক ও অর্থনৈতিক সুবিধা এবং বিস্তৃত প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে, যা ফুটপাথ নির্মাণে জনপ্রিয়তা এবং প্রয়োগের যোগ্য।

 

4.স্তরযুক্ত হাইব্রিড ফাইবার কংক্রিট।লেয়ার হাইব্রিড ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট (LHFRC) হল একটি যৌগিক উপাদান যা LSFRC এর ভিত্তিতে 0.1% পলিপ্রোপিলিন ফাইবার যোগ করে তৈরি করা হয় এবং উচ্চ প্রসার্য শক্তি এবং উচ্চ চূড়ান্ত প্রসারণ সহ সূক্ষ্ম এবং ছোট পলিপ্রোপিলিন ফাইবারগুলিকে সমানভাবে বিতরণ করা হয় উপরের এবং নীচের ইস্পাত ফাইবার কংক্রিট এবং মধ্যম স্তরের প্লেইন কংক্রিটে। এটি LSFRC মধ্যবর্তী প্লেইন কংক্রিট স্তরের দুর্বলতা কাটিয়ে উঠতে পারে এবং পৃষ্ঠের ইস্পাত ফাইবার জীর্ণ হওয়ার পরে সম্ভাব্য সুরক্ষা ঝুঁকি প্রতিরোধ করতে পারে। LHFRC কংক্রিটের নমনীয় শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে। প্লেইন কংক্রিটের সাথে তুলনা করলে, প্লেইন কংক্রিটের নমনীয় শক্তি প্রায় 20% বৃদ্ধি পায় এবং LSFRC এর সাথে তুলনা করলে, এর নমনীয় শক্তি 2.6% বৃদ্ধি পায়, তবে কংক্রিটের নমনীয় ইলাস্টিক মডুলাসের উপর এর খুব কম প্রভাব পড়ে। LHFRC এর নমনীয় ইলাস্টিক মডুলাস প্লেইন কংক্রিটের তুলনায় 1.3% বেশি এবং LSFRC এর তুলনায় 0.3% কম। LHFRC কংক্রিটের নমনীয় দৃঢ়তা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে এবং এর নমনীয় দৃঢ়তা সূচক প্লেইন কংক্রিটের প্রায় 8 গুণ এবং LSFRC এর 1.3 গুণ। তাছাড়া, কংক্রিটে LHFRC-তে দুই বা ততোধিক তন্তুর ভিন্ন কর্মক্ষমতার কারণে, ইঞ্জিনিয়ারিং চাহিদা অনুসারে, কংক্রিটে সিন্থেটিক ফাইবার এবং ইস্পাত ফাইবারের ইতিবাচক হাইব্রিড প্রভাব উপাদানের নমনীয়তা, স্থায়িত্ব, দৃঢ়তা, ফাটল শক্তি, নমনীয় শক্তি এবং প্রসার্য শক্তি ব্যাপকভাবে উন্নত করতে, উপাদানের গুণমান উন্নত করতে এবং উপাদানের পরিষেবা জীবন দীর্ঘায়িত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

——বিমূর্ত (শানসি স্থাপত্য, ভলিউম 38, নং 11, চেন হুইকিং)