সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিং ম্যাটেরিয়ালস্ এর পরিচিতি (পর্ব ২)

সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিং ম্যাটেরিয়ালস্ এর পরিচিতি (Goutom24) পর্ব ২

সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিং ম্যাটেরিয়ালস্

উত্তম নির্মাণসামগ্রীর বৈশিষ্ট্যগুলাে নিচে দেয়া হল :

(i) এগুলাে ডিজাইন বলের বিপরীতে, পারিপার্শ্বিক পরিবেশে ও যুক্তিসঙ্গত সময়কালে আকার, আকৃতি, ঘনত্ব, সচ্ছিদ্রতা,

বুনট, বর্ণ, গন্ধ ইত্যাদি ভৌত ধর্মাবলি অক্ষুন্ন রাখবে।

(ii) এগুলাে শক্তি, স্থিতিস্থাপকতা, নমনীয়তা, অনমনীয়তা, ঘাতসহতা, প্রসার্যতা, ভঙ্গুরতা, কাঠিন্য, বিকৃতি, স্থিতিস্থাপন ক্ষমতা

ইত্যাদি যান্ত্রিক ধর্মাবলি ব্যবহারক্ষেত্র ও কাঠামাের জন্য সন্তোষজনক হবে।

(iii) এগুলাের রাসায়নিক ধর্মাবলি নির্মাণকাঠামাে বা পরিবেশ ও পারিপার্শ্বিকতার জন্য ক্ষতির কারণ হবে না।

(iv) এগুলাের তড়িৎ সঞ্চারণ শক্তি, তড়িৎ পরিবহন ক্ষমতা, তড়িৎ প্রতিরােধ ক্ষমতা ইত্যাদি বৈদ্যুতিক ধর্মাবলি ঈপ্সিত

ব্যবহারক্ষেত্রের জন্য সন্তোষজনক বিবেচিত হবে।

(v) এগুলাের আপেক্ষিক তাপ, তাপীয় প্রসারণ, তাপ পরিবাহিতা ইত্যাদি তাপীয় ধর্মাবলি ব্যবহারক্ষেত্র, পারিপার্শ্বিক পরিবেশ

ও নির্মাণের জন্য বিনষ্টের কারণ হবে না এবং ব্যবহারক্ষেত্রের চাহিদা পূরণেও সন্তোষজনক বিবেচিত হবে।

(vi) এগুলাে ঈপ্সিত ক্ষেত্রে চুম্বকীয় ভেদ্যতা, চুম্বকীয় আবেশ ইত্যাদি চুম্বকীয় ধর্মাবলি সন্তোষজনকভাবে সম্পাদনে সক্ষম হবে।

(vi) ব্যবহারক্ষেত্র অনুযায়ী ঈপ্সিত বৈশিষ্ট্যাদিসহ এগুলাে সাশ্রয়ী, সহজপ্রাপ্ত ও সহজ কার্যোপযােগী হবে।

প্রসঙ্গত উল্লেখ্য, নির্মাণের ধরন, স্থায়িত্বকাল, পারিপার্শ্বিক পরিবেশ, ব্যয়ের পরিমাণ ইত্যাদি বিষয়াদির বিবেচনায় কোন নির্দিষ্ট

নির্মাণের জন্য উত্তম সামগ্রীর বৈশিষ্ট্যাদি নির্ধারণ করা হয় ।

প্রত্যেকটি সামগ্রী অসংখ্য অণুর সমন্বয়ে গঠিত। একই সামগ্রীর সকল অণুর ধর্ম একই রকম কিন্তু ভিন্ন ভিন্ন পদার্থের অণুর ধর্মও

ভিন্ন ভিন্ন। সৃষ্টির নিয়মানুসারে প্রত্যেকটি বস্তু বা সামগ্রীর অণুগুলাের মধ্যে নির্দিষ্ট পরিমাণ ফাঁক (Space) থাকে। ভিন্ন ভিন্ন বস্তুতে এ

ফাকের পরিমাণও ভিন্ন ভিন্ন। এ ফঁাককে আন্তঃআণবিক ফাক (Intermolecular space) বলা হয়। স্বাভাবিক অবস্থায় আন্তঃআণবিক

আকর্ষণের কারণে সামগ্রীর অণুগুলাে পরস্পর হতে বিচ্ছিন্ন হয় না। আবার বিজ্ঞানীদের মতে, প্রত্যেক সামগ্রীর অণুগুলাে সদা দ্রুত

বলে এদের মধ্যে বিকর্ষণ ক্ষমতাও বিদ্যমান। ফলে অণুগুলাে পরস্পরের খুব কাছাকাছিও আসে না বিধায় আন্তঃআণবিক।

(iii) এগুলাের রাসায়নিক ধর্মাবলি নির্মাণকাঠামাে বা পরিবেশ ও পারিপার্শ্বিকতার জন্য ক্ষতির কারণ হবে না।

(iv) এগুলাের তড়িৎ সঞ্চারণ শক্তি, তড়িৎ পরিবহন ক্ষমতা, তড়িৎ প্রতিরােধ ক্ষমতা ইত্যাদি বৈদ্যুতিক ধর্মাবলি ঈপ্সিত

ব্যবহারক্ষেত্রের জন্য সন্তোষজনক বিবেচিত হবে।

(v) এগুলাের আপেক্ষিক তাপ, তাপীয় প্রসারণ, তাপ পরিবাহিতা ইত্যাদি তাপীয় ধর্মাবলি ব্যবহারক্ষেত্র, পারিপার্শ্বিক পরিবেশ

ও নির্মাণের জন্য বিনষ্টের কারণ হবে না এবং ব্যবহারক্ষেত্রের চাহিদা পূরণেও সন্তোষজনক বিবেচিত হবে।

(vi) এগুলাে ঈপ্সিত ক্ষেত্রে চুম্বকীয় ভেদ্যতা, চুম্বকীয় আবেশ ইত্যাদি চুম্বকীয় ধর্মাবলি সন্তোষজনকভাবে সম্পাদনে সক্ষম হবে।

(vii) ব্যবহারক্ষেত্র অনুযায়ী ঈপ্সিত বৈশিষ্ট্যাদিসহ এগুলাে সাশ্রয়ী, সহজপ্রাপ্ত ও সহজ কার্যোপযােগী হবে।

প্রসঙ্গত উল্লেখ্য, নির্মাণের ধরন, স্থায়িত্বকাল, পারিপার্শ্বিক পরিবেশ, ব্যয়ের পরিমাণ ইত্যাদি বিষয়াদির বিবেচনায় কোন নির্দিষ্ট

নির্মাণের জন্য উত্তম সামগ্রীর বৈশিষ্ট্যাদি নির্ধারণ করা হয় ।

প্রত্যেকটি সামগ্রী অসংখ্য অণুর সমন্বয়ে গঠিত। একই সামগ্রীর সকল অণুর ধর্ম একই রকম কিন্তু ভিন্ন ভিন্ন পদার্থের অণুর ধর্মও

ভিন্ন ভিন্ন। সৃষ্টির নিয়মানুসারে প্রত্যেকটি বস্তু বা সামগ্রীর অণুগুলাের মধ্যে নির্দিষ্ট পরিমাণ ফাঁক (Space) থাকে। ভিন্ন ভিন্ন বস্তুতে এ

ফাকের পরিমাণও ভিন্ন ভিন্ন। এ ফাঁককে আন্তঃআণবিক ফাক (Intermolecular space) বলা হয়। স্বাভাবিক অবস্থায় আন্তঃআণবিক

আকর্ষণের কারণে সামগ্রীর অণুগুলাে পরস্পর হতে বিচ্ছিন্ন হয় না। আবার বিজ্ঞানীদের মতে, প্রত্যেক সামগ্রীর অণুগুলাে সদা দ্রুত

কম্পনশীল বলে এদের মধ্যে বিকর্ষণ ক্ষমতাও বিদ্যমান। ফলে অণুগুলাে পরস্পরের খুব কাছাকাছিও আসে না বিধায় আন্তঃআণবিক

যাকও সর্বদা নির্দিষ্ট থাকে। থাৎ অণুগুলাে পরস্পরকে কাছেও আসতে দেয় না আবার পরস্পরকে দূরেও নিক্ষেপ করে না। কোন

সামগ্রীর উপর চাপ প্রয়ােগ করলে অণুগুলাে ঘনসন্নিবিষ্ট হতে চায় কিন্তু বিকর্ষণ শক্তি তা প্রতিহত করে। যদি প্রযুক্ত চাপ বিকর্ষণ শক্তি

হতে অধিক হয় তাহলে এদের মধ্যকার নির্দিষ্ট সম্পর্ক ভেঙে যায় এবং সামগ্রীও ভেঙে গুঁড়িয়ে যায়। আবার সামগ্রীর উপর টান বল

প্রয়ােগ করলে আন্তঃআণবিক আকর্ষণের কারণে অণুগুলাে বিচ্ছিন্ন হতে চায় না। কিন্তু প্রযুক্ত টানের পরিমাণ অণুগুলাের আন্তঃআণবিক

আকর্ষণের চেয়ে অধিক হলে সামগ্রীটি ছিড়ে যায়। সামগ্রীর অণুগুলাের আকর্ষণ-বিকর্ষণের ফলশ্রুতিতে বাহির হতে প্রযুক্ত বলকে

প্রতিহত করে নিজের ভৌত ধর্মাবলি (আকার, আকৃতি, বুনট ইত্যাদি) অবিকৃত রাখার ক্ষমতাকে আমরা সামগ্রীর শক্তি (Strength of

materials) বলে থাকি। সকল সামগ্রীর অণুগুলাের আকর্ষণ ও বিকর্ষণ শক্তি সমান হয় না। যেমন, কংক্রিট যথেষ্ট পরিমাণ চাপ সহ্য

করতে পারে কিন্তু চাপের তুলনায় টান নেয়ার সক্ষমতা খুবই নগণ্য, আবার ইস্পাত দণ্ড পর্যাপ্ত টান ও চাপ সহ্য করতে পারে।

কাজেই প্রকৌশল কাজে কোন কাঠামাে বা যন্ত্রাংশ ডিজাইন করতে হলে সামগ্রীর ধর্মাবলি সম্পর্কে জেনে সামগ্রী ব্যবহার করতে হয়।

প্রকৌশলীগণ বিভিন্ন ধরনের ধাতু, ধাতু সংকর, কাঠ, কংক্রিট, ইট, মৃৎজাতীয় সামগ্রী, পাথর, কাচ, প্লাস্টিক, রাবার ইত্যাদি

সামগ্রী প্রকৌশল কাজে ব্যবহার করে থাকে। আর এগুলাের ভৌত, রাসায়নিক, যান্ত্রিক ও অন্যান্য ধর্মগুলাে ভিন্ন ভিন্ন। কাজেই

সুনির্দিষ্ট কাজের উপযােগী উপযুক্ত সামগ্রী নির্বাচনের জন্য সামগ্রীগুলাের ধর্মাবলি সম্পর্কে প্রকৌশলীর যথাযথ জ্ঞান থাকা আবশ্যক।

প্রকৌশল সামগ্রীর প্রায় সকল ধর্মাবলিই সম্পূর্ণরূপে পরীক্ষানিরীক্ষার (experiment) মাধ্যমে সুনির্দিষ্ট অবস্থার প্রেক্ষিতে পরিমাপ করে

1্যাবলির পরিমাপ নির্ণয়ের পরীক্ষানিরীক্ষাকে (experiment) সাধারণভাবে টেস্ট (Test) নামে

গ্যাদি টেস্ট প্রদান করে থাকে।

ফাকের পরিমাণও ভিন্ন ভিন্ন। এ ফাঁককে আন্তঃআণবিক ফাক (Intermolecular space) বলা হয়। স্বাভাবিক অবস্থায় অন্তঃআণবিক

আকর্ষণের কারণে সামগ্রীর অণুগুলাে পরস্পর হতে বিচ্ছিন্ন হয় না। আবার বিজ্ঞানীদের মতে, প্রত্যেক সামগ্রীর অণুগুলাে সদা দ্রুত

কম্পনশীল বলে এদের মধ্যে বিকর্ষণ ক্ষমতাও বিদ্যমান। ফলে অণুগুলাে পরস্পরের খুব কাছাকাছিও আসে না বিধায় আন্তঃআণবিক

ফাঁকও সর্বদা নির্দিষ্ট থাকে। অর্থাৎ অণুগুলাে পরস্পরকে কাছেও আসতে দেয় না আবার পরস্পরকে দূরেও নিক্ষেপ করে না। কোন

সামগ্রীর উপর চাপ প্রয়ােগ করলে অণুগুলাে ঘনসন্নিবিষ্ট হতে চায় কিন্তু বিকর্ষণ শক্তি তা প্রতিহত করে। যদি প্রযুক্ত চাপ বিকর্ষণ শক্তি

হতে অধিক হয় তাহলে এদের মধ্যকার নির্দিষ্ট সম্পর্ক ভেঙে যায় এবং সামগ্রীও ভেঙে গুড়িয়ে যায়। আবার সামগ্রীর উপর টান বল

প্রয়ােগ করলে আন্তঃআণবিক আকর্ষণের কারণে অণুগুলাে বিচ্ছিন্ন হতে চায় না। কিন্তু প্রযুক্ত টানের পরিমাণ অণুগুলাের আন্তঃআণবিক

আকর্ষণের চেয়ে অধিক হলে সামগ্রীটি ছিড়ে যায়। সামগ্রীর অণুগুলাের আকর্ষণ-বিকর্ষণের ফলশ্রুতিতে বাহির হতে প্রযুক্ত বলকে

প্রতিহত করে নিজের ভৌত ধর্মাবলি (আকার, আকৃতি, বুনট ইত্যাদি) অবিকৃত রাখার ক্ষমতাকে আমরা সামগ্রীর শক্তি (Strength of

materials) বলে থাকি। সকল সামগ্রীর অণুগুলাের আকর্ষণ ও বিকর্ষণ শক্তি সমান হয় না। যেমন, কংক্রিট যথেষ্ট পরিমাণ চাপ সহ্য

করতে পারে কিন্তু চাপের তুলনায় টান নেয়ার সক্ষমতা খুবই নগণ্য, আবার ইস্পাত দণ্ড পর্যাপ্ত টান ও চাপ সহ্য করতে পারে ।

কাজেই প্রকৌশল কাজে কোন কাঠামাে বা যন্ত্রাংশ ডিজাইন করতে হলে সামগ্রীর ধর্মাবলি সম্পর্কে জেনে সামগ্রী ব্যবহার করতে হয়।

প্রকৌশলীগণ বিভিন্ন ধরনের ধাতু, ধাতু সংকর, কাঠ, কংক্রিট, ইট, মৃৎজাতীয় সামগ্রী, পাথর, কাচ, প্লাস্টিক, রাবার ইত্যাদি

সামগ্রী প্রকৌশল কাজে ব্যবহার করে থাকে। আর এগুলাের ভৌত, রাসায়নিক, যান্ত্রিক ও অন্যান্য ধর্মগুলাে ভিন্ন ভিন্ন। কাজেই

সুনির্দিষ্ট কাজের উপযােগী উপযুক্ত সামগ্রী নির্বাচনের জন্য সামগ্রীগুলাের ধর্মাবলি সম্পর্কে প্রকৌশলীর যথাযথ জ্ঞান থাকা আবশ্যক।

প্রকৌশল সামগ্রীর প্রায় সকল ধর্মাবলিই সম্পূর্ণরূপে পরীক্ষানিরীক্ষার (experiment) মাধ্যমে সুনির্দিষ্ট অবস্থার প্রেক্ষিতে পরিমাপ করে

নির্ণয় করা হয়। প্রকৌশল সামগ্রীর ধর্মাবলির পরিমাপ নির্ণয়ের পরীক্ষানিরীক্ষাকে (experiment) সাধারণভাবে টেস্ট (Test) নামে

আখ্যায়িত করা হয়। প্রকৌশল কাঠামাে ডিজাইনে ব্যবহারের জন্য ধর্মাবলি ও সামগ্রীর গুণগত তথ্যাদি টেস্ট প্রদান করে থাকে।

‘টেস্ট' এর প্রক্রিয়া পদ্ধতি ও প্রয়ােজনীয় নিয়মাবলি বিশেষ সংস্থা কর্তৃক আদর্শায়িত করা থাকে। ফলে কোন সামগ্রী সম্পর্কিত সঠিক

তথ্যাদি আহরণ করা সহজতর হয় এবং টেস্টসমূহের ফলাফল সহজেই তুলনা করা যায়। সাধারণত দেশের কোন জাতীয় সংস্থা

টেস্টের আদর্শায়ন (Standardization) করে থাকে। এতে প্রকৌশল নির্মাণে ও শিল্পে ব্যবহারক্ষেত্রে সামগ্রীর উন্নয়ন সম্ভব হয় । BSI

(British Standard Institute), ASTM (American Society of Testing & Materials), AASHO ( American Association of

State Highway Official),

(Massachusettes Institute of Technology), IRC (Indian Road Congress), API (American Petroleum Institution), SAE (Society of Automotive Engineers) to

প্রতিষ্ঠানগুলাে বিভিন্ন ধরনের সামগ্রী টেস্টের প্রক্রিয়া, পদ্ধতি ও নিয়মাবলির আদর্শায়ন এবং বিনির্দেশাদি প্রণয়ন ও বিভিন্ন পরিভাষার করে থাকে।