आजच्या जमान्यात स्थापत्य अभियांत्रिकी क्षेत्रात जगभर प्रचंड प्रमाणावर बांधकाम सतत चालू असते. घरे, सदनिका, कार्यालये किंवा पूल, रस्ते, बंदरे, विमानतळ, कारखाने यासारखे पायाभूत प्रकल्प उभारले जात असतात. सगळीकडे सिमेंटची प्रचंड गरज असते. सिमेंट हे आजच्या बांधकाम क्षेत्रांतील एक अत्यंत उपयोगी व अपरिहार्य असे साहित्य बनलेले आहे आणि जगाच्या कानाकोपऱ्यात त्याचा मोठ्या प्रमाणावर उपयोग केला जातो.

अमेरिकेसारख्या थोड्या देशात सिमेंटचा उपयोग एकदम किमान तत्त्वावर केला जातो. तिकडे छोटी घरे बांधण्यासाठी लाकूड तर उंच इमारती बांधण्यासाठी लोखंड वापरले जाते. पण एरवी जगाच्या कानाकोपऱ्यात सिमेंट हा एक बांधकामाचा अविभाज्य घटक आहे व त्याला सहजसुलभ पर्याय नसल्याने त्याचा उपयोग अपरिहार्यही आहे.

साधारण पोर्टलँड सिमेंट हे चुनखडीपासून बनवले जाते. जेव्हा हे सिमेंट पाण्याबरोबर मिसळते तेव्हा त्याच्यात एक विलक्षणीय अशी रासायनिक प्रक्रिया होऊन त्याला एक प्रचंड चिकटपणाची शक्ती लाभते व भार घेण्याची क्षमता प्राप्त होते, जेणेकरून त्याच्यावर टोलेजंग इमारती किंवा लांबलचक पूल उभे राहू शकतात. ह्या क्षेत्रांत दिवसेंदिवस प्रगती होत असल्याकारणाने तीन दशकाआधी जेथे M20 हा एक चांगल्या काँक्रिटचा मानक होता तो आज M170 च्या आसपास पोचलेला आहे. त्यामुळे असल्या काँक्रीटच्या भार पेलण्याच्या शक्तीत व अपेक्षित आयुष्यमानात विलक्षण सुधारणा आलेली आहे.

जरी सिमेंट बांधकामक्षेत्रांत एकदम अग्रगण्य व उपयोगी साहित्य असले तरी त्याचे उत्पादन पर्यावरणदृष्ट्या एकदम घातक व बाधक असते. सिमेंट उत्पादनाची पर्यावरण बाबतीची जी हानिकारक तीव्रता कमी करण्यासाठी पुष्कळ संशोधन केले गेले व ते सफल झाले. त्यानुसार असे नवे पुष्कळ पदार्थ जे पूर्वी माहीत होते, पण त्यांचे सिमेंटवर्धक गुणधर्म माहीत नव्हते, त्यांचा शोध नव्याने लावण्यात आला.

त्यातील मुख्य म्हणजे FLY ASH व SLAG, जे त्या त्या क्षेत्रांतील पूर्णतया टाकाऊ पदार्थ आहेत. जरी हे पदार्थ जवळपास सिमेंट गुणधर्माचे असले तरी ते रासायनिकदृष्ट्या स्वतःच्या ताकदीवर काम करायला सक्षम नव्हते. त्यामुळे हे पदार्थ सिमेंटबरोबरच मिश्रित करून वापरण्याची क्लृप्ती लढविण्यात आली व ती अतिशय यशस्वी झाली.

FLY ASH म्हणजे कोळशाची राख. औष्णिक वीजनिर्मिती प्रकल्पामध्ये जेव्हा कोळसा जळतो तेव्हा पाठीमागे फक्त उरते ती राख. तिचे प्रमाण प्रचंड असते. त्यामुळे, ती ठेवायची कुठे, तिची विल्हेवाट कशी लावायची हा एक मोठा ज्वलंत भेडसावणारा प्रश्न होऊन जातो. ती वाऱ्यावर उडून प्रचंड प्रदूषण होते. हीच राख जर मूळ सिमेंट बरोबर मिश्रित केली तर होणाऱ्या पदार्थाच्या जोड-गुणधर्मात पुष्कळ फायदा होतो व त्याचे प्रत्यक्ष, तसेच अप्रत्यक्ष फायदे मिळून जातात.

त्याप्रमाणे दुहेरी रासायनिक प्रक्रिया होऊन, घातलेल्या काँक्रीटचा पोकळपणा कमी होतो व आत पाणी किंवा प्राणवायू जायची वाट बंद होऊन लोखंडाला जी गंज येण्याची प्रक्रिया होते तिच्यामध्ये खंड पडून ती एकदम अत्यल्प होते व त्यामुळे घराचे आयुष्यमान बऱ्यापैकी वाढते. भारतीय मानद संस्थेने ही राख 35% पर्यंत सिमेंटमध्ये मिश्रित करायची परवानगी दिली. ह्याला बाजारामध्ये पोर्टलँड पोझोलाना सिमेंट असे म्हणतात.

SLAG म्हणजे लोखंडाच्या उत्पादनानंतर भट्टीत राहिलेला टाकाऊ माल. एरवी ह्याचा त्यांना काहीही उपयोग नसतो. पण संशोधनाच्या अंती कळून आले की ह्या पदार्थाला पण सिमेंटसारखा गुणधर्म असतो व त्यामुळे हा पदार्थ सिमेंटबरोबर मिश्रित करून वापरला जाऊ शकतो. ह्याला पण भारतीय मानक संस्थेने मान्यता दिली असून, 65% पर्यंत तो मिश्रित करण्याची परवानगी दिलेली आहे. ह्याला पोर्टलँड स्लॅग सिमेंट म्हणतात.

कोळसा राख किंवा स्लॅग ह्यांच्याशिवाय आणखी पुष्कळ अशा गुणधर्माचे पदार्थ उपलब्ध आहेत; सिलिका फ्युम, तांदळाचे सालपट, मेटाकाऊलीन, रेडमड वगैरे. पण हे पदार्थ तसे सहज व भरपूर प्रमाणावर उपलब्ध नसल्याने तेवढे वापरले जात नाहीत. त्यांच्यावर झालेले संशोधन थोडे अपुरे आहे. हे टाकाऊ पदार्थ सिमेंटमध्ये मिश्रित केल्याने कसे प्रत्यक्ष व अप्रत्यक्ष फायदे होतात ते समजून घेऊ.

* प्रत्यक्ष फायदे

1) असले पदार्थ वापरून केलेले काँक्रिट कमी पोकळ (impermeable) बनते. त्यामुळे काँक्रिटच्या आत पावसाचे पाणी, दमट हवा किंवा प्राणवायू शिरू शकत नाही व लोखंडाला गंज लागण्याची जी प्रक्रिया असते ती अत्यंत अत्यल्प होते व काँक्रिटचे आयुष्यमान बऱ्यापैकी वाढते. क्लोराईड व सल्फेटसारखे काँक्रिट विघटक असतात ते पण आत शिरू शकत नाही.

गोव्यासारख्या समुद्री किनाऱ्यावर असलेल्या प्रदेशांत हवा एकदम खारट व दमट असते व त्याशिवाय वर्षाकाठी 100-150 इंच पाऊस. त्यामुळे ही एकूण परिस्थिती लोखंड गंजायला एकदम अनुकूल बनते. 10 ते 15 वर्षांत काँक्रिटला गंज लागणे व तुकडे पडणे चालू होते व ज्या घराचे आयुष्यमान 70 वर्षाच्यावर असायला पाहिजे, तेथे ही घरे 15 वर्षाच्या आत एकदम पडीक दिसू लागतात व ती दुरुस्त करायला अतोनात खर्च होतो. मिश्रित सिमेंट वापरल्याने ही समस्या पुष्कळ प्रमाणात कमी होते. पण लक्षात घेण्याची गोष्ट म्हणजे लोखंडसुध्दा चांगल्या दर्जाचे असायला पाहिजे.

2) मिश्रित सिमेंट हे टाकाऊ पदार्थापासून बनवल्यामुळे ते बनवणाऱ्या कंपनीला पुष्कळ अतिरिक्त नफा मिळून जातो.

* अप्रत्यक्ष फायदे

अप्रत्यक्ष फायदे हे पर्यावरण संबंधित आहेत.

1) चुनखडी हा नैसर्गिक दगड असल्याकारणाने तो मर्यादित पद्धतीने उपलब्ध आहे. त्याऐवजी टाकाऊ पदार्थ वापरले जातात तेव्हा चुनखडीचे संवर्धन होते व पुढल्या पिढीला पण ते वापरायला वाव मिळतो.

2) शुद्ध सिमेंट उत्पादनाच्या वेळी भरपूर कार्बन डायऑक्साइड तयार होतो जो जागतिक तापमानवाढीला पुष्कळ जबाबदार असतो. त्यामुळे जेवढे साधारण सिमेंट उत्पादन कमी तेवढा कार्बन डायऑक्साइड उत्पादन कमी व तेवढी पर्यावरणाला उसंत व विश्रांती मिळते.

3) साधारण सिमेंटपेक्षा मिश्रित सिमेंट तयार करायला पुष्कळ कमी वीज लागते. त्यामुळे विजेची बचत होऊन जाते.

4) कोळसा राख किंवा स्लॅग हे त्या त्या प्रक्रियेचे टाकाऊ पदार्थ असतात. त्यामुळे त्यांना ह्यांचा काही एक उपयोग नसतो.

मिश्रित सिमेंटमध्ये फक्त दोन दोष असतात. एक म्हणजे त्याचा घट्ट होण्याचा दर थोडा कमी असतो. साधारण सिमेंटला जिकडे 28 दिवस लागतात, मिश्रित सिमेंटची प्रक्रिया 90 दिवससुद्धा चालते. त्यामुळे पाणी (curing) 14 दिवस मारावे लागते. त्याचप्रमाणे दुहेरी रासायनिक प्रक्रिया झाल्यानंतर हे काँक्रिट थोडे अम्लीय होऊन जाते, जे अल्कधर्मी असायला पाहिजे.

हल्ली पृथ्वीला जागतिक तापमानवाढ ह्या भयंकर रोगाने ग्रासलेले आहे. ह्याचा दुष्परिणाम दिवसेंदिवस पुढे येत आहेत. त्यासाठी पर्यावरणप्रेमी नागरिकांनी यावर उपाययोजना व नियोजन करणे एकदम गरजेचे आहे. ह्याला हातभार म्हणजे सगळ्या शक्य असलेल्या बांधकामात मिश्रित सिमेंट म्हणजे blended cement वापरणे हे आहे. त्याचप्रमाणे तयार काँक्रिट (Ready Mixed Concrete)विकत घेत असल्यास मिश्रित सिमेंट वापरून केलेले काँक्रिट घेण्यात कटाक्ष असावा. चर्चा केलेल्या दोन्ही सिमेंटपैकी स्लॅग सिमेंट पसंत करावे.