فولاد ساختمانی چیست؟ انواع فولاد ساختمانی و کاربرد آن

فولاد ساختمانی یکی از مهم‌ترین اجزای صنعت ساخت‌وساز است که با برخورداری از ویژگی‌های منحصربه‌فردی مانند استحکام بالا و قابلیت شکل‌پذیری، برای ساخت پل‌ها، سازه‌ها و بناهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این محصول انواع مختلفی دارد که هر یک دارای کاربردهای خاصی هستند. اگر می‌خواهید در مورد انواع فولاد ساختمانی، ویژگی و کاربردهای آن‌ها اطلاعات بیشتری کسب کنید، پیشنهاد می‌کنیم تا پایان این مطلب با ما همراه باشید.

فولاد ساختمانی چیست؟

فولاد ساختمانی نوعی آلیاژ مهندسی‌شده است که تحت عنوان یکی از مقاطع اصلی در ساخت سازه‌های مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع فولاد توسط کارخانه‌های مختلف به شکل پروفیل‌هایی مانند ناودانی، تیرآهن، نبشی و قوطی تولید می‌شود و از آن در اجرای ستون‌ها، سقف‌ها، اسکلت‌های فلزی و نرده‌کشی استفاده می‌کنند.
فولاد برای نخستین‌بار در قرن نوزدهم میلادی و در ساخت ابزارهای جنگی مورد استفاده قرار گرفت.

 اما به مرور زمان با پیشرفت صنعت و مهندسی، این آلیاژ مقاوم به دنیای ساخت‌وساز راه یافت و طراحی و اجرای پروژه‌های ساختمانی را متحول نمود. امروزه نیز از فولاد ساختمانی به‌طور گسترده در پروژه‌های عمرانی، به‌عنوان ستون فقرات سازه‌ها از خانه‌های مسکونی گرفته تا برج‌های تجاری استفاده می‌کنند.

انواع مقاطع فولادی ساختمانی

مقاطع فولادی یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی محسوب می‌شود، زیرا مقاومت فوق‌العاده و شکل‌پذیری بالایی دارد. از طرفی فراوانی سنگ‌آهن به‌عنوان ماده‌ی اصلی ساخت مقاطع موجب تولید گسترده‌ی آن شده است. 

از این رو مصرف‌کنندگان همیشه می‌توانند به مقاطع فولادی ساختمانی دسترسی داشته باشند. از جمله انواع مقاطع فولاد ساختمانی به همراه استانداردهای ساخت و مشخصات می‌توان به موارد زیر اشاره کرد. همچنین نبشی‌ها در سایزهای استاندارد ۳ الی ۱۰ و ابعاد ۶ متری تولید می‌شوند. 

قیمت نبشی نیز با توجه به مشخصات فنی آن‌ها اعم از جنس، سایز، وزن و کیفیتی که دارند تعیین می‌شود.

• ناودانی

ناودانی از مقاطع فولادی باز است که دارای یک جان با دو بال بوده و جان مابین بال‌ها قرار گرفته است. همچنین زاویه‌ی بال‌ها نسبت به جان نیز به استاندارد مورد استفاده در ساخت ناودانی بستگی دارد. تولید ناودانی بر اساس استانداردهای UPN و UPE انجام می‌شود. 

ناودانی‌هایی که با استاندارد UPE تولید می‌شوند به حرف انگلیسی U شباهت دارند و ناودانی‌هایی که با استاندارد UPN ساخته شده‌اند مشابه C انگلیسی هستند. ناودانی‌ها در دو مدل سبک و سنگین در بازار موجود هستند.

• لوله

لوله از جمله رایج‌ترین مقاطع فولادی است که در ساختمان‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد و دارای ظاهری مشابه به استوانه‌ی توخالی است. با استفاده از این لوله‌ها به‌راحتی می‌توان مواد و مایعات مختلف را نگهداری یا منتقل کرد. 

در صورتی که لوله‌ها ضخامت و کیفیت بالایی داشته باشند، می‌توانند حجم زیادی از مواد را طی مدت زمان کوتاهی انتقال دهند. لوله‌های فولادی در سایزهای مختلف و به‌صورت شاخه‌های ۶ متری تولید می‌شوند. استانداردهایی که در ساخت آن‌ها به کار می‌رود نیز شامل استاندارد JIS ژاپن، ASTM آمریکا و DIN آلمان می‌شود.

• میلگرد

میلگرد نیز یکی دیگر از مقاطع فولاد ساختمانی است که از آن به‌منظور تقویت مقاومت سازه استفاده می‌کنند. این محصول از لحاظ شکل ظاهری و استاندارد تولید به دو گروه میلگرد ساده و میلگرد آجدار تقسیم‌بندی می‌شود. 

مدل‌های ساده دارای آج یا برآمدگی نیستند، اما نمونه‌های آجدار بر روی بدنه‌ی خود آج‌های مارپیچی، جناغی و مرکب دارند. در صنعت ساختمان‌سازی عمدتا میلگردهای آجدار کاربرد دارند و از جمله آن‌ها می‌توان به میلگرد ST52 اشاره کرد. لازم به ذکر است که میلگردهای آجدار نسبت به ساده دارای قیمت بالاتری هستند.

• ورق

از دیگر مقاطع فولاد ساختمانی می‌توان به ورق اشاره کرد. ورق‌ها با استفاده از آلیاژهای مختلفی تولید می‌شوند و دارای خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی هستند. هر یک از ورق‌ها بر اساس خواص و ترکیب خود در گریدهای مختلفی طبقه‌بندی می‌شوند. ورق‌ها انواع مختلفی دارند که از جمله آن‌ها می‌توان به ورق استیل، فولادی، گالوانیزه، سیاه و ورق آلومینیوم اشاره کرد.

 

• پروفیل

پروفیل‌ها از جمله مقاطع فولادی پرکاربرد در صنعت ساختمان‌سازی هستند که عمدتا برای ساخت درب و پنجره مورد استفاده قرار می‌گیرند. این محصول در اشکال و سایزهای مختلفی و با طول ۶ و ۱۲ متری در بازار موجود است. پروفیل‌ها از لحاظ وزن به دو گروه سبک و سنگین تقسیم می‌شوند. قیمت قوطی پروفیل ساختمانی با توجه به مشخصاتی که دارد و استانداردهایی که در تولید آن رعایت می‌شود تعیین می‌گردد.

انواع فولاد ساختمانی

فولاد یا مقاطع آهنی ساختمانی بر اساس ترکیب شیمیایی و عناصر موجود در آن‌ها دسته‌بندی می‌شوند. همچنین از لحاظ میزان کربن نیز دارای تفاوت‌هایی با یکدیگر هستند. پس از آهن، کربن مهم‌ترین عنصر موجود در فولاد است و میزان شکنندگی و انعطاف‌پذیری فولاد ساختمانی با توجه به میزان کربن آن تعیین می‌شود. 

در واقع هر چقدر فولاد میزان کربن بیشتری داشته باشد، از پایداری و مقاومت بالاتری برخوردار خواهد بود. از جمله انواع فولاد ساختمانی از لحاظ ویژگی‌های شیمیایی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

• فولاد کربنی

کربن عنصر اصلی در ترکیب شیمیایی فولادهای کربنی محسوب می‌شود. از این رو فولاد کربنی را بر اساس درصد کربن موجود به سه دسته فولاد کم‌کربن (حداکثر %۰٫۲۵)، فولاد با کربن متوسط (۰٫۲۵ الی %۰٫۷) و فولاد پرکربن (۰٫۷ الی ۱٪) تقسیم‌بندی می‌کنند. از نمونه‌های کم‌کربن بیشتر در پروژه‌های مهندسی، فولاد با کربن متوسط در اجزای قطعات متحرک و از نوع پرکربن برای ساخت سخت‌افزارها و وسایل مهندسی استفاده می‌کنند.

• فولاد آهنگری

فولاد آهنگری از کربن و آهن تشکیل شده است و از طریق اعمال نیرو به شمش فولادی تولید می‌شود. این محصول بسیار سخت، محکم و یکنواخت است. این نوع فولادها بیش از هزاران سال است که در موارد مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. در گذشته فولادهای آهنگری به‌صورت سنتی و توسط آهنگران تولید می‌شدند، اما در حال حاضر از تجهیزات تخصصی و چکش‌های هیدرولیکی برای ساخت آن‌ها استفاده می‌کنند.

• فولاد آلیاژی

از دیگر انواع فولاد ساختمانی می‌توان به فولادهای آلیاژی اشاره نمود. این محصولات دارای مقداری کربن هستند و سایر ویژگی‌های آن‌ها را عناصر شیمیایی که افزوده می‌شود، تعیین می‌کند. از جمله عناصر موجود در ترکیب فولاد آلیاژی می‌توان به منگنز، مولیبدن، کروم، وانادیم، نیکل و سیلیسیوم اشاره کرد. 

این آلیاژها و عناصر شیمیایی موجب می‌شود که مقاومت فولاد به مقدار قابل‌توجهی افزایش یابد. لازم به ذکر است که فولاد آلیاژی دسته‌بندی شامل فولاد آلیاژی کروم‌دار، فولاد آلیاژی منگنز‌دار، فولاد آلیاژی کروم–مولیبدن و فولاد آلیاژی نیکل–کروم–مولیبدن دارد.

ویژگی‌های فولاد ساختمانی

فولاد ساختمانی دارای ویژگی‌هایی به شرح زیر است:

• وزن مناسب
• عمر طولانی
• مقاومت بالا در برابر حرارت
• مقاومت در برابر زنگ‌زدگی
• مقاومت در برابر فشار و کشش
• نسبت استحکام به وزن بالا
• قابلیت انعطاف‌پذیری و جوش‌پذیری مناسب
• قابلیت برش‌کاری، خم‌کاری و سوراخ‌کاری به‌منظور اتصال سریع‌تر

فرآیند تولید انواع فولاد ساختمانی

برای تولید انواع فولاد ساختمانی ابتدا باید فولاد خالص تولید شود. بدین منظور آهک، سنگ‌آهن و کمک را وارد چرخه‌ی تولید می‌کنند تا به آهن تبدیل شود. البته این پروسه خیلی طولانی است. به‌طور کلی مواد اولیه‌ای همانند سنگ‌آهن را در کوره‌ی بلند ذوب می‌کنند تا آهن مذاب تولید شود. البته این آهن ناخالصی‌های بسیاری دارد که از طریق تزریق ضایعات فولادی و اکسیژن به کوره این ناخالصی‌ها را خارج می‌کنند.
در مراحل بعدی نیز آلیاژهای فولاد را با توجه به اهداف مصرف کم یا زیاد می‌کنند.

 پس از اتمام این فرآیند، ریخته‌گری شروع می‌شود. در این مرحله فولاد را به‌صورت مذاب داخل قالب‌های خنک‌کننده می‌ریزند تا به سختی لازم برسد. در پایان نیز فولاد را حالتی که همچنان داغ است از قالب خارج کرده و در طول‌های مورد نظر برش می‌زنند. لازم به ذکر است که فولاد در اشکالی مانند شمش و دال برش زده می‌شود و پس از آنکه به‌طور کامل خنک شدند، به‌عنوان ماده‌ی اولیه ساخت مقاطع فولاد ساختمانی مورد استفاده قرار می‌دهند.

نورد سرد و گرم

فرآیند نورد در پروسه‌ تولید انواع فولاد ساختمانی از لحاظ دمای انجام کار شامل نورد گرم و سرد می‌شود. در نورد گرم تمامی مراحل شکل‌دهی مقاطع فولادی و کاهش ضخامت آن‌ها باید در دمای بالا و بیش از ۱۷۰۰ درجه‌ی فارنهایت انجام شود. به عبارتی دمای ایده‌آل در نورد گرم بالاتر از دمای تبلور مجدد است.

 لازم به ذکر است که از عملیات نورد گرم برای قطعات بزرگ استفاده می‌شود و به دلیل تغییر سایز محصولات پس از سرد شدن، دقت ابعادی کمی دارد. این در حالی است که فرآیند نورد سرد بدون افزایش دما و از طریق اعمال فشار انجام می‌شود و فشار غلتک‌ها ضخامت قطعات را کاهش می‌دهد. به‌طور کلی از نورد سرد پس از نورد گرم با هدف تقویت خواص و کاهش بیشتر ضخامت فولاد استفاده می‌کنند.

راهنمای انتخاب و خرید مصالح ساختمانی

هنگام خرید و انتخاب مصالح ساختمانی باید به نیازهای پروژه‌ی خود و متناسب بودن این مصالح با آن‌ها توجه داشته باشید. مقاطع فولاد ساختمانی مانند میلگرد A105 قبل از هر چیزی باید کیفیت بالایی داشته باشند تا بتوانند به بهترین شکل ممکن وظایف خود را انجام دهند. به همین دلیل باید فولاد ساختمانی مورد نیاز خود را از برندهای معتبر خریداری کنید. 

علاوه بر این دقت کنید جنس، مدل، سایز، وزن و سایر مشخصات فنی مصالح در سطح استانداردهای ملی و بین‌المللی باشد. برای اطمینان از این موضوع کافی‌ست از کارشناسان فنی و افراد باتجربه در این حوزه مشاوره دریافت کنید تا در نهایت بتوانید بهترین محصول را با قیمت مناسب برای پروژه‌های خود تهیه کنید.

 

این مطلب توسط جهان صنعت نوشته نشده و انتشار آن به منزله تایید محتوا نیست

خواندنی