معرفی انواع مصالح فلزی در ساختمان

فلزات به صورت خالص و یا به صورت ترکیبی از چند فلز در ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند.

در این مقاله ابتدا به بررسی آهن به عنوان مهم ترین فلز مورد استفاده در صنعت ساختمان خواهیم پرداخت.

از جمله مصالح فولادی می توان به میلگرد و تیرآهن اشاره کرد که در ادامه به طور مفصل در خصوص این مصالح بحث خواهد شد.

آهن و آلیاژهای آن:
آهن در ساختمان به صورت چدن و فولاد مصرف می شود. آهنی که چدن و فولاد از آن به عمل می آید ابتدا به صورت آهن خام از گداختن سنگ آهن در کوره های آهنگدازی تهیه می شود.

آهن که وزن مخصوص آن برابر 87/7 گرم بر سانتی متر مکعب است، در طبیعت به صورت خالص موجود نیست و معمولا به صورت اکسید یا کربنات و یا سولفید آهن همراه با مقداری از مواد دیگر در پوسته جامد زمین یافت می شود.

از کانی های معروف آهن می توان به مگنیتت، هماتیت، لیمونیت و پیریت اشاره نمود.

فرآورده های آهن را بر حسب مقدار کربن موجود در آن به سه گروه به شرح زیر تقسیم می کنند:

1 - آهن خام:
آهن خام که مقدار کربن آن در حدود 3 تا 25/4 درصد است و علاوه بر کربن ترکیبات دیگری نظیر سیلیسیم، منگنز، گوگرد و فسفر نیز دارد.

از لحاظ اعمال مکانیکی مانند نوردکاری، چکش کاری، پرس کاری و غیره دارای خواص نامناسبی است. نقطه ذوب آهن خام 1100 تا 1300درجه سانتی گراد است که پائین تر از نقطه ذوب فولاد است.

آهن خام برای انجام اعمال مکانیکی، حتی به صورت گرم نیز نامناسب است و خاصیت جوش پذیری ندارد.

به همین دلیل آهن خام مصرف مستقیمی در صنعت ندارد و فقط برای تهیه چدن و فولاد از آن استفاده می کنند و انواع آن آهن خاکستری، آهن خام سفید و آهن خام نیمه خاکستری است.

2- چدن:
چدن از ذوب مجدد و تصفیه آهن خام به دست می آید.

ویژگی ها:
مقدار کربن آن 3 الی 4 درصد است. چدن ترد و شکننده است. نقطه ذوب چدن 1100 تا 1300 درجه سانتی گراد است.

مقاومت فشاری چدن نسبتا خوب ولی مقاومت کششی آن ناچیز است. چدن کمتر از فولاد زنگ می زند.

در ساختمان های قدیمی چدن را برای ساختن ستون های فشاری و همچنین در پل سازی به کار برده اند.

در حال حاضر در کارهای ساختمانی برای ساختن اجزاء باربر از چدن استفاده نمی کنند ولی در ساخت لوله های فاضلاب، دیگهای حرارت مرکزی، رادیاتورهای ویژه مصرف در جاهای نمناک نظیر حمام ها و غیره و همچنین در ساختن دریچه های بازدید و کنتور آب و مانند آن ها چدن را به کار می گیرند.

3- فولاد و انواع آن:
بیشتر آهن خامی را که از کوره بلند به دست می آید، برای تهیه فولاد به کار می برند.

بدین ترتیب که آهن خام را ذوب و مواد خارجی نظیر کربن، سیلیسیم، منگنز، گوگرد و فسفر را از آن جدا کرده و مقداری معین کربن به آن اضافه می کنند.

امروزه روش های مختلفی برای تهیه فولاد به کار می رود که مهم ترین آن ها روش های بسمه توماس، زیمنس مارتین یا کوره های باز و کوره های الکتریکی است.

با توجه به درجه خلوص بیشتر و خواص مرغوب تر تهیه فولاد به روش کوره های باز، امروزه بیشتر فولاد مصرفی ساختمان را بدین طریق تهیه می کنند.

یکی از مشخصه های فولادهای ساختمانی، حداقل مقاومت نهایی فولاد در آزمایش کشش استاندارد است که آن را بر حسب کیلوگرم بر میلی متر مربع به صورت نمادین، با دو حرف t و s می نویسند.

مانند فولاد st37، st44 و st52 و غیره. به طور کلی خواص فولادهای ساختمانی باید با استاندارد 1600 ایران مطابق باشد.