पिछले एक दशक में, एफआरपी (फाइबर-प्रबलित पॉलिमर) सरिया, प्रमुख बुनियादी ढाँचा परियोजनाओं में स्टील के एक गंभीर विकल्प के रूप में चुपचाप एक विशिष्ट नवाचार से आगे बढ़ गया है। फ्लोरिडा में तटीय पुल, उच्च आर्द्रता वाले जल-शोधन संयंत्र, भारत में एलिवेटेड मेट्रो लाइनें - अधिक से अधिक इंजीनियर एक ही निष्कर्ष पर पहुँच रहे हैं: पारंपरिक स्टील सरिया बहुत जल्दी जंग खा जाता है और इसका रखरखाव बहुत महंगा होता है।
इसके विपरीत, जीएफआरपी (ग्लास फाइबर प्रबलित पॉलिमर) सरिया स्टील की तुलना में 75% तक हल्का होता है और, पाउंड के हिसाब से, लगभग 2.5 गुना अधिक तन्य शक्ति प्रदान करता है, जबकि यह जंग के प्रति पूरी तरह प्रतिरोधी होता है।
इसमें कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि वैश्विक एफआरपी रीबार बाजार दोहरे अंकों की दर से बढ़ रहा है। मार्केट्सएंडमार्केट्स का अनुमान है कि यह उद्योग 2025 में 0.69 बिलियन अमेरिकी डॉलर से बढ़कर 2030 तक 1.19 बिलियन अमेरिकी डॉलर हो जाएगा, यानी लगभग 11.5% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर (CAGR)।
लेकिन इस कहानी का एक पक्ष ऐसा भी है जिसे आप मार्केटिंग ब्रोशर में शायद ही कभी देखते हैं:
अंतिम सरिया की गुणवत्ता पूरी तरह से उसके पीछे लगी मशीनरी की गुणवत्ता पर निर्भर करती है।
यहीं पर कम्पोजिट-टेक की भूमिका आती है।
फ्लोरिडा और भारत एक ही कहानी क्यों बताते हैं?
पहली नज़र में फ्लोरिडा और भारत दो अलग-अलग दुनियाएं लगती हैं।
- फ्लोरिडा, संयुक्त राज्य अमेरिका: आक्रामक समुद्री वातावरण, सख्त FDOT और ACI आवश्यकताएँ, पुल और समुद्री दीवारें जहाँ कुछ ही वर्षों में स्टील का क्षरण दिखाई दे सकता है। फ्लोरिडा का परिवहन विभाग पुल संरचनाओं में GFRP सुदृढीकरण का सक्रिय रूप से परीक्षण और उपयोग कर रहा है, जिसमें हॉल्स रिवर ब्रिज भी शामिल है - जो राज्य के उन पहले पुलों में से एक है जहाँ GFRP-प्रबलित डेक और उप-संरचना है।
- भारत: देश भर में निर्माणाधीन राजमार्गों, रेल गलियारों, मेट्रो प्रणालियों, बंदरगाहों और औद्योगिक सुविधाओं के साथ एक तेज़ी से बढ़ता बुनियादी ढाँचा बाज़ार। हाल के बाज़ार विश्लेषणों से भारतीय FRP रिबार क्षेत्र के विकास की भविष्यवाणी की गई है। 2024 और 2030 के बीच 17% से अधिक CAGR, बड़े राष्ट्रीय राजमार्ग और एक्सप्रेसवे परियोजनाओं द्वारा संचालित।
हालाँकि, गहराई से देखें तो दोनों क्षेत्रों को एक जैसी चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है:
- ऐसा सुदृढ़ीकरण तैयार करें जो संक्षारित न हो तथा दशकों तक आक्रामक वातावरण में टिक सके।
- दोहराई जाने वाली गुणवत्ता प्रदान करें - बैच दर बैच, संयंत्र दर संयंत्र।
- एसीआई, एएसटीएम और स्थानीय कोड आवश्यकताओं को पूरा करें।
कम्पोजिट-टेक की तकनीक फ्लोरिडा से लेकर भारत तक, तीनों को संबोधित करता है।
पेटेंट प्रक्रिया: माइक्रोस्कोप के नीचे कम्पोजिट-टेक रीबार अलग क्यों दिखता है
ज़्यादातर एफआरपी निर्माता यही कहते हैं: "हम अच्छे ग्लास फाइबर और उच्च-गुणवत्ता वाले रेज़िन का इस्तेमाल करते हैं।" इंजीनियर जानते हैं कि यह काफ़ी नहीं है। असली प्रदर्शन इस बात पर निर्भर करता है कि फाइबर को कैसे तैयार किया जाता है, संसेचित किया जाता है, सुखाया जाता है और ठंडा किया जाता है।
कई वर्षों में, कम्पोजिट-टेक ने प्रक्रिया समाधानों का एक सेट विकसित और पेटेंट कराया है जो सीधे अंतिम बार की गुणवत्ता निर्धारित करते हैं। इन समाधानों को लागू किया जाता है केवल हमारी तर्ज पर, जो क्यों है कम्पोजिट-टेक उपकरण पर उत्पादित जीएफआरपी रिबार एसीआई और एएसटीएम परीक्षण में लगातार उत्कृष्ट प्रदर्शन दिखाता है।
आइये प्रमुख चरणों पर नजर डालें।
1. रेशों को पहले से गर्म करना: समस्या बनने से पहले सिलेन को हटाना
रोविंग में प्रयुक्त ग्लास फाइबर आमतौर पर लेपित होते हैं सिलेन साइज़िंगये आकार निर्धारण फाइबर विनिर्माण चरण में उपयोगी होते हैं, लेकिन रीबार उत्पादन के दौरान इनका एक दुष्प्रभाव होता है: सिलेन परत गहरी रेजिन पैठ में बाधा डाल सकती है।
यदि इसे हटाया नहीं जाता है, तो परीक्षण के परिणाम अक्सर दिखाते हैं:
- कम कतरनी शक्ति,
- समग्र के भीतर विघटन,
- बैच दर बैच उच्च परिवर्तनशीलता.
कम्पोजिट-टेक इस प्रक्रिया की शुरुआत में ही इसका समाधान करता है:
- प्रत्येक रोविंग एक समर्पित प्री-हीटिंग क्षेत्र से होकर गुजरता है;
- हमारे पेटेंट ओवन में, कांच को नुकसान पहुंचाए बिना सिलेन को वाष्पित करने और तोड़ने के लिए तापमान को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाता है;
- इस चरण के बाद, फाइबर साफ हो जाते हैं और इष्टतम गीलापन के लिए तैयार हो जाते हैं।
यह कोई दिखावटी विशेषता नहीं है, बल्कि एक वास्तविक तकनीकी लाभ है:
इस तरह से उत्पादित जीएफआरपी बार दिखाएं बहुत अधिक स्थिर कतरनी और बंधन शक्ति स्वतंत्र परीक्षण में.
2. ट्रिपल-एक्शन इंप्रेग्नेशन: अल्ट्रासोनिक, मैकेनिकल और माइक्रो-स्क्वीज़
दूसरा महत्वपूर्ण ब्लॉक है संसेचन मॉड्यूलयहीं पर बार का भविष्य तय होता है: क्या यह 100 साल तक चलने वाली संरचनाओं के लिए टिकाऊ सुदृढ़ीकरण बनेगा, या सिर्फ एक सुंदर लेकिन नाजुक मिश्रण होगा?
बाज़ार में उपलब्ध कई मानक उत्पाद केवल रेज़िन बाथ के माध्यम से रोविंग्स को यांत्रिक रूप से बलपूर्वक ढालते हैं। कम्पोजिट-टेक ने एक कदम आगे बढ़कर एक पेटेंट भी प्राप्त किया है। तीन-चरणीय संसेचन अवधारणा:
- अल्ट्रासोनिक सक्रियण
उच्च आवृत्ति कंपन, रेज़िन को कसकर पैक किए गए फाइबर बंडलों में प्रवेश करने में मदद करता है, जिससे तंतुओं के बीच सूक्ष्म वायु की जेबें टूट जाती हैं। - यांत्रिक रेजिन बल
गाइडों और रोलर्स की ज्यामिति को वस्तुतः रेज़िन को फाइबर बंडल में दबाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे बिना किसी सूखे धब्बे के उच्च भरण अनुपात प्राप्त होता है। - अति सूक्ष्म राल निचोड़ना
बाहर निकलते समय, बार सटीक निचोड़ने वाले तत्वों से होकर गुज़रता है। अतिरिक्त रेज़िन को हटाकर बार तक पहुँचा जाता है। इष्टतम राल सामग्री:
- कोई शुष्क क्षेत्र नहीं,
- लेकिन इसमें कोई बेकार, मोटी रेजिन परत भी नहीं है जो ताकत बढ़ाए बिना लागत बढ़ाती है।
यह संयोजन - अल्ट्रासाउंड + नियंत्रित यांत्रिक बल + सूक्ष्म-निचोड़ - वह प्रदान करता है जिसे इंजीनियर कहते हैं उचित फाइबर गीला-आउट.
माइक्रोस्कोप के तहत, कम्पोजिट-टेक लाइनों पर उत्पादित जीएफआरपी बार में रिक्तियों की लगभग पूर्ण अनुपस्थिति और क्रॉस-सेक्शन में एक बहुत ही समान फाइबर वितरण दिखाई देता है।
3. दो-चरणीय उपचार: अंदर-बाहर बहुलकीकरण से लेकर एक आदर्श सतह तक
तीसरा महत्वपूर्ण क्षेत्र है इलाज.
आसान तरीका बस इतना है कि "इसे लंबे समय तक और गर्म रखें, बस सुरक्षा के लिए।" लेकिन ज़रूरत से ज़्यादा पकाने से सतह जल जाती है, आंतरिक तनाव पैदा होता है और यांत्रिक गुण असंगत हो जाते हैं।
कम्पोजिट-टेक एक का उपयोग करता है दो-चरण ओवन प्रणाली:
- लघु-तरंग अवरक्त ओवन
लघु-तरंग अवरक्त विकिरण (IR) बहुलकीकरण को अंदर से शुरू करने की अनुमति देता है, जिससे बार केवल सतह के बजाय उसके पूरे अनुप्रस्थ काट में गर्म होता है। इससे आंतरिक प्रवणता कम हो जाती है और अधिक समरूप मापांक प्राप्त होता है। - द्वितीयक परिष्करण ओवन
दूसरे चरण में सतह को जलाए बिना बहुलकीकरण को धीरे-धीरे पूरा करने के लिए एक अलग तापन व्यवस्था का उपयोग किया जाता है। परिणाम:
– स्थिर यांत्रिक गुण,
- एक साफ, चिकनी सतह जिस पर कोई सूक्ष्म जलन या दोष न हो जो कंक्रीट के साथ जुड़ाव को प्रभावित करे।
यह दृष्टिकोण विशेष रूप से उन उत्पादकों के लिए महत्वपूर्ण है जो एसीआई 440.11-22 और एएसटीएम डी7957-22 परियोजनाएं, जहां सामग्री की सूक्ष्म संरचना में कोई भी असंगतता औपचारिक परीक्षण द्वारा शीघ्र ही उजागर हो जाती है।
4. समायोज्य रिब कोण: विभिन्न बाजारों के लिए ट्यूनिंग बॉन्ड
जीएफआरपी रिबार और कंक्रीट के बीच का बंधन जितना दिखता है, उससे कहीं अधिक जटिल है।
विभिन्न बाज़ारों — अमेरिका, यूरोप, भारत — में अलग-अलग कंक्रीट मिश्रण, मिश्रण और बिछाने के तरीके इस्तेमाल किए जाते हैं। कुछ अनुप्रयोगों में ज़्यादा आक्रामक सतह प्रोफ़ाइल से फ़ायदा होता है; जबकि अन्य में तनाव के जमाव से बचने के लिए ज़्यादा चिकनी सतह प्रोफ़ाइल की ज़रूरत होती है।
कम्पोजिट-टेक लाइनें उत्पादकों को रिब कोण और सतह पैटर्न को समायोजित करने की अनुमति देता है। इसका मतलब है कि निर्माता:
- किसी विशिष्ट कोड या परियोजना की आवश्यकता को पूरा करने के लिए प्रोफ़ाइल को ट्यून करें,
- लाइन उत्पादकता का त्याग किए बिना बॉन्ड प्रदर्शन को अनुकूलित करें,
- एक ही आधार उपकरण पर विभिन्न उत्पाद श्रेणियां (पुलों, स्लैब, सुरंग लाइनिंग, औद्योगिक फर्श के लिए) चलाना।
व्यवहार में, इससे उत्पादकों को मशीनरी में बदलाव किए बिना अमेरिकी, यूरोपीय और स्थानीय भारतीय विनिर्देशों के अनुरूप उत्पाद तैयार करने की सुविधा मिलती है।
5. पेटेंटेड दो-चरणीय शीतलन: 200 °C पर सूक्ष्म-दरार से बचाव
जीएफआरपी निर्माण में सबसे कम आंका गया चरण है ठंडा.
जैसे ही बार ओवन से बाहर निकलता है, इसका आंतरिक तापमान आसानी से बढ़ सकता है 200° सेल्सियसयदि इसे उसी समय सीधे ठंडे पानी में डुबो दिया जाए, तो क्लासिक थर्मल शॉक होता है:
- सतह तुरन्त ठंडी हो जाती है,
- कोर गर्म रहता है,
- आंतरिक तनाव बढ़ता है और माइक्रो दरारें रूप।
ये दरारें नंगी आंखों से दिखाई नहीं देतीं, लेकिन बाद में थकान परीक्षणों और दीर्घकालिक स्थायित्व अध्ययनों में ये दिखाई देती हैं।
कम्पोजिट-टेक लाइनें एक पेटेंट का उपयोग करती हैं दो-चरणीय शीतलन प्रणाली:
- चरण एक - वायु शीतलन
बार एक गहन वायु-शीतलन क्षेत्र से होकर गुज़रता है। तापमान धीरे-धीरे उस स्तर तक गिरता है जहाँ पानी का स्नान भी खतरनाक ढाल नहीं बनाता। - चरण दो - जल शीतलन
अधिकतम ताप हटा दिए जाने के बाद ही बार को अंतिम शीतलन और आयामी स्थिरीकरण के लिए जल स्नान में प्रवेश कराया जाता है।
परीक्षण से पता चलता है कि इस तरह से ठंडा किए गए बार में आवर्धन के तहत जांच करने पर बेहतर थकान प्रतिरोध और कम सतही दोष दिखाई देते हैं।
फ्लोरिडा, भारत और इन दोनों जगहों पर ये विवरण क्यों महत्वपूर्ण हैं?
फ्लोरिडा: अत्यधिक संक्षारण और सख्त विनिर्देश
फ्लोरिडा प्रबलित कंक्रीट के लिए सबसे कठिन वातावरणों में से एक है:
- नमक, आर्द्रता और यूवी जोखिम,
- सख्त FDOT स्थायित्व आवश्यकताएँ,
- पुलों और तटीय संरचनाओं में जीएफआरपी का बढ़ता उपयोग।
ऐसी स्थिति में, शरीर में कोई भी कमजोरी विनिर्माण प्रक्रिया - अवशिष्ट सिलेन, खराब संसेचन, तापीय-झटके से सूक्ष्म दरारें - जल्दी ही वास्तविक दुनिया की समस्याओं में बदल जाती हैं: वियोजन, कम कतरनी शक्ति, समय से पहले क्षरण।
फ्लोरिडा में कम्पोजिट-टेक लाइन चलाने वाले उत्पादकों को निम्नलिखित लाभ मिलते हैं:
- ASTM D7957 के विरुद्ध आसान योग्यता,
- ACI 440.11-22-आधारित डिज़ाइनों में विश्वसनीय प्रदर्शन,
- समुद्री और तटीय परियोजनाओं में पूर्वानुमानित व्यवहार।
भारत: तेज़ विकास और दीर्घकालिक स्थायित्व
भारत में चुनौती अलग है: पैमाने और गति.
देश राजमार्गों, मेट्रो प्रणालियों और औद्योगिक गलियारों में भारी निवेश कर रहा है।
कम्पोजिट-टेक भारतीय निर्माताओं की निम्नलिखित तरीकों से मदद करता है:
- उच्च-थ्रूपुट लाइनें प्रदान करना जो बड़ी निविदाओं के साथ चल सकें,
- विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए लचीली प्रोफ़ाइल और प्रक्रिया सेटिंग्स की पेशकश,
- एक पेटेंट प्रक्रिया प्रदान करना जो सुनिश्चित करता है निरंतर गुणवत्ता - घरेलू और निर्यात दोनों अनुबंधों के लिए महत्वपूर्ण।
जो उत्पादक 100 वर्ष की डिजाइन-लाइफ संरचनाओं के लिए एफआरपी की आपूर्ति करना चाहते हैं या एसीआई और यूरोपीय कोड द्वारा शासित बाजारों में निर्यात करना चाहते हैं, उनके लिए प्रक्रिया नियंत्रण का यह स्तर एक विलासिता नहीं है; यह एक आवश्यकता है।
विशिष्ट तकनीक, विशिष्ट परिणाम
ऊपर वर्णित सभी समाधान - फाइबर प्री-हीटिंग, ट्रिपल-एक्शन इंप्रेग्नेशन, टू-स्टेज क्योरिंग, एडजस्टेबल रिब एंगल और टू-स्टेज कूलिंग - कम्पोजिट-टेक पेटेंट द्वारा संरक्षित हैं और केवल हमारी मशीनों पर ही लागू किए जाते हैं।
इसका मत:
- कम्पोजिट-टेक ग्राहकों को प्राप्त होता है सिर्फ़ एक मशीन से ज़्यादा; उन्हें स्वामित्व प्रक्रिया प्रौद्योगिकियों का एक पैकेज प्राप्त होता है।
- सरल योजनाओं (एकल रेजिन बाथ, एकल ओवन, तत्काल जल शमन) पर निर्भर प्रतिस्पर्धी, बार की गुणवत्ता के समान स्तर को दोहरा नहीं सकते।
- गंभीर परियोजनाओं के लिए लक्ष्य रखने वाले निर्माताओं - जो ACI 440.11-22, FDOT मानकों या प्रमुख भारतीय अवसंरचना कार्यक्रमों द्वारा शासित होते हैं - को उन आवश्यकताओं के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया उपकरण आधार मिलता है।
वैश्विक एफआरपी नेता अपने उपकरण सावधानी से चुनते हैं
आज, FRP सरिया कोई प्रयोग नहीं रह गया है। यह एक ऐसी सामग्री है जो:
- पुलों में प्रयोग किया जाता है 100 साल का डिज़ाइन जीवन,
- राष्ट्रीय "हरित बुनियादी ढांचे" और कम कार्बन पहल का समर्थन करता है,
- पेशेवर संघों और औपचारिक संहिताओं द्वारा समर्थित है जैसे एसीआई 440.11-22.
यही कारण है कि फ्लोरिडा से लेकर भारत तक के सबसे महत्वाकांक्षी उत्पादक, बाजार में अग्रणी बनने की अपनी यात्रा एक ही निर्णय से शुरू करते हैं:
ऐसे उपकरण चुनें जो लगातार "कोड-प्लस" बार का उत्पादन कर सकें, न कि केवल ऐसे उत्पाद जो न्यूनतम मानकों को पूरा करते हों।
उनमें से कई लोगों के लिए, यह विकल्प Composite-Tech.
निष्कर्ष: मशीनें जो महत्वाकांक्षी योजनाओं को वास्तविक कारखानों में बदल देती हैं
फ्लोरिडा और भारत में हमारे ग्राहकों की कहानियाँ जलवायु, नियमों और बाज़ार संरचना के संदर्भ में बहुत भिन्न हैं। लेकिन उनका मूल एक ही है:
- वे ऐसा उत्पाद चाहते थे जो न केवल "काम" करे, बल्कि सबसे कठिन परीक्षणों को भी पास कर ले;
- उन्हें ऐसे उपकरण की आवश्यकता थी जो उस गुणवत्ता को प्रति घंटे, किलोमीटर प्रति किलोमीटर सरिया के रूप में पुन: उत्पन्न कर सके;
- वे एक ऐसे साझेदार की तलाश में थे जो न केवल मशीन डिजाइन बल्कि एसीआई, एएसटीएम, डीओटी आवश्यकताओं और वास्तविक दुनिया के निर्माण अभ्यास को भी समझता हो।
कम्पोजिट-टेक की यही भूमिका है।
सरिया के पहले किलोमीटर से लेकर पूर्ण पैमाने के कारखानों तक, खाड़ी तट से लेकर भारतीय एक्सप्रेसवे तक, हमारी पेटेंट लाइनें उत्पादकों को वास्तविक एफआरपी नेता बनने में मदद करती हैं - न कि बाजार में सिर्फ एक और आपूर्तिकर्ता बनने में।
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