کاربرد و موارد مصرف انواع آهن آلات و مقطع فولادی
دسترسی سریع به محتوای مقاله
امروزه انواع آهن آلات به جزئی جدانشدنی از صنعت، ساختمان‌سازی و تجارت تبدیل شده‌اند. این امر از خواص مطلوب، قیمت مناسب و فراوانی آن‌ها از نظر موجود و در دسترس بودن ناشی می‌شود. کاربرد انواع آهن آلات به شکل‌هایی همچون میلگرد، تیرآهن، ورق، نبشی، ناودانی و... در حوزه‌های مختلف رونق گرفته و با سرعت سرسام‌آوری در حال رشد و شکوفایی است. به‌نحوی‌که مهندسان به استفاده از این مقاطع فولادی به‌صورت کامپوزیت برای بهبود خواص روی آورده‌اند.
مهم ترین کاربرد آهن آلات
شاید بتوان گفت که ساده‌ترین کاربرد که درعین‌حال مهم‌ترین آن هم هست، استفاده از انواع آهن آلات در ساختمان‌سازی است. اما این کاربردها بسیار گسترده‌تر بوده و از ساخت ابزارآلات گرفته تا سازه‌های عظیم همچون آسمان‌خراش‌ها، پل‌ها، ماشین‌آلات صنعتی و... همگی وابسته به استفاده از این مقاطع فولادی هستند.
همچنین، بخش بزرگی از انواع معاملات و تجارت هر کشور هم مربوط به همین آهن آلات می‌شود به‌گونه‌ای که هرروزه شاهد حجم بالایی از معاملات در این زمینه هستیم. بنابراین، نمی‌توان از کاربرد آهن آلات به‌عنوان یک منبع سرمایه‌گذاری چشم‌پوشی کرد. برای اینکه یک سرمایه‌گذاری خوب و ایمن در بخش آهن آلات داشته باشید، اطلاع از پیش بینی قیمت آهن آلات می‌تواند دید روشنی را درباره آینده این بازار در اختیار شما قرار دهد.
کاربرد آهن آلات ساختمانی
آهن آلات ساختمانی آن دسته از مقاطع فولادی هستند که به دلیل وزن سبک، استحکام مناسب و قیمت به‌صرفه به‌طور گسترده در ساختمان‌سازی مورداستفاده قرار می‌گیرند. مهم‌ترین مقاطع فولادی که در ساختمان‌سازی مورداستفاده قرار می‌گیرند شامل انواع میلگرد، تیرآهن، نبشی، ناودانی و قوطی پروفیل می‌شوند.
میلگردها نقش اصلی در افزایش استحکام بتن را ایفا می‌کنند. انواع میلگردهای آجدار در بین لایه‌های بتن قرار گرفته و با افزایش استحکام کششی آن، احتمال وقوع شکست ترد را در بتن کاهش می‌دهند. تیرآهن‌ها نیز اغلب به‌عنوان ستون در ساختمان مورداستفاده قرار می‌گیرند تا بارهای عمودی را به دیواره‌ها منتقل کنند. تیرآهن‌های 12 و 14 و 16 بیشترین کاربرد را در بین تمام سایزهای این مقطع دارند. با مقاومت تیرآهن 12 و 14 و 16 در این لینک آشنا شوید.
نبشی‌ها و ناودانی‌ها در ساختمان‌ها به‌صورت چارچوب در و پنجره، اتصالات و در سیستم کف سازه به کار برده می‌شوند تا نسبت استحکام به وزن را در ساختمان افزایش دهند. انواع قوطی پروفیل نیز به‌منظور افزایش ظرفیت تحمل بار در جهات مختلف، بارگذاری چند محوره، اتصالات، ایجاد ستون‌ها و... مورداستفاده قرار می‌گیرند.
موارد مصرف آهن آلات صنعتی
تفاوت چندانی بین آهن آلات ساختمانی و صنعتی وجود ندارد اما آنچه کاربرد آهن آلات ساختمانی و صنعتی را از یکدیگر متمایز می‌کند، در درجه اول وزن این مقاطع است. آهن آلات صنعتی دارای وزن بیشتر نسبت به مقاطع فولادی ساختمانی هستند. این افزایش وزن، افزایش ابعاد، استحکام و نیز افزایش هزینه را برای آن‌ها به دنبال دارد.
به‌عنوان‌مثال، تیرآهن‌های سایز بزرگ برای ساخت انواع ماشین‌آلات صنعتی، پل‌ها، طبقات اولیه در آسمان‌خراش‌ها و... مورداستفاده قرار می‌گیرند. همچنین، انواع میلگردهای با سایز بالا نیز در قطعه‌سازی کاربرد دارند.
یکی از مهم‌ترین آهن آلات صنعتی، انواع ورق‌ها هستند که در ساخت مخازن ذخیره و تحت‌فشار، انواع لوله‌های انتقال آب و نفت و گاز، ساخت بدنه خودرو و هواپیما و کشتی و غیره کاربرد دارند. این دسته از آهن آلات دارای بیشترین تنوع در بین انواع مقاطع فولادی نیز هستند. ورق‌های فولادی در انواع حالت‌های ورق سیاه، ورق روغنی، ورق رنگی، ورق گالوانیزه، ورق اسید شویی، ورق قلع اندود، ورق هاردوکس و غیره موجود هستند.
عوامل مؤثر بر کاربرد آهن آلات
استحکام
توانایی قالب‌گیری و خم کردن فولاد به شکل‌های مختلف به این معنی است که فولاد یکی از کارآمدترین مصالح مورداستفاده در ساخت‌وساز است. خواص مکانیکی فولاد از مجموعه‌ای از ترکیبات شامل ترکیب شیمیایی و فرآیند ساخت و عملیات حرارتی آن ناشی می‌شود.
عنصر اصلی در ترکیب فولاد ساختمانی آهن است. بااین‌حال، استحکام فولاد را می‌توان با افزودن آلیاژهای مختلف مانند منگنز و نیوبیم به‌طور قابل‌توجهی افزایش داد. درحالی‌که این عناصر ممکن است درنهایت فولاد را تقویت کنند، می‌توانند اثرات منفی بر سایر خواص مانند شکل‌پذیری و جوش‌پذیری نیز داشته باشند.
کار مکانیکی فولاد نیز در استحکام کلی آن نقش دارد. به‌طورکلی، هرچه فولاد بیشتر نورد شود، مستحکم‌تر می‌شود. فولاد همچنین دارای نسبت استحکام به وزن بسیار بالایی است، به این معنی که از نظر ساختاری سبک‌تر است. این ویژگی تأثیر زیادی بر هزینه‌های کلی ساختمان دارد.
هزینه
در بیشتر موارد، فولاد سازه‌ای مقرون به‌صرفه‌ترین گزینه در ساخت‌وساز است. در 30 سال گذشته، پیشرفت در فرآیندهای تولید فولاد، نرخ بهره‌وری را به‌طور تصاعدی افزایش داده است. زمان تولید یک تن فولاد به میزان قابل‌توجهی کمتر است، به این معنی که به‌عنوان ماده پایه، بسیار ارزان‌تر است.
تطبیق پذیری
به دلیل تطبیق‌پذیری فولاد، معماران و طراحان در حال حاضر آزادی عمل بیشتری برای به کار بستن خلاقیت در پروژه‌ها دارند، بدون اینکه هیچ‌گونه نیاز کاربردی را قربانی کنند. کاربردهای مدرن فولاد باعث شده است که نه‌فقط در ساختار، بلکه جایگاه برجسته‌تری در جنبه‌های زیبایی‌شناسی ساختمان هم داشته باشد. برخلاف چوب و بتن، فولاد را می‌توان به‌راحتی به روش‌های مختلف خم کرد و شکل داد. بدین ترتیب، طرح‌ها و نماهای غیرخطی از استفاده از فولاد سازه‌ای سود زیادی خواهند برد.
پایداری
اگرچه ممکن است این عامل چندان جلب‌توجه نکند اما فولاد یکی از پایدارترین مصالح مورداستفاده در ساختمان و ساخت‌وساز است. فولاد یک ماده قابل بازیافت است و حدود 90 درصد فولاد ساختاری از محصول بازیافتی تشکیل شده است.
فولاد 100 درصد قابل بازیافت است به‌گونه‌ای که حداقل ضایعات مصرف نشدنی را در پی دارد که بر قابلیت استفاده مجدد آن تأثیر می‌گذارد و می‌توان این کار را با حداقل پردازش انجام داد. تقریباً 50 درصد مصرف انرژی در تولید فولاد نیز در 30 سال گذشته به میزان قابل‌توجهی کاهش یافته و هنوزِ هم به‌طور مداوم در حال کاهش است.
مقاوم در برابر آتش
به‌طورکلی، فولاد یک ماده غیرقابل‌احتراق است. بااین‌حال، هنگامی‌که به‌اندازه کافی گرم شود، یکپارچگی خود را از دست می‌دهد. دمایی که در آن یک فولاد می‌تواند بیشترین بار را تحمل کند بدون اینکه یکپارچگی آن برهم بخورد، معمولاً به‌عنوان دمای بحرانی شناخته می‌شود.
مقاوم به خوردگی
از نظر خوردگی، این احتمال وجود دارد که آب بر یکپارچگی فولاد تأثیر بگذارد. بااین‌حال، اقدامات پیشگیرانه‌ای وجود دارد که می‌تواند برای جلوگیری از تخریب فولاد در برابر خوردگی انجام شود. رنگ‌های محافظ ویژه و اسپری‌ها ازجمله این موارد هستند. این کار اغلب به‌عنوان عملیات سطحی شناخته می‌شود. فولاد معمولاً با مواد مقاوم در برابر آتش پوشانده می‌شود که محافظت در برابر خوردگی آن را دوچندان می‌کند.
جمع بندی
کاربرد آهن آلات در حوزه‌های صنعتی، ساختمانی و تجاری وابسته به خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی آن‌هاست. پرکاربردترین مقاطع فولادی نیز میلگردها، تیرآهن، ورق، نبشی، ناودانی و پروفیل‌ها هستند که مقاطع سبک‌تر در دسته آهن آلات ساختمانی و مقاطع سنگین‌تر در دسته آهن آلات صنعتی قرار می‌گیرند. قیمت مناسب، استحکام بالا، مقاومت به خوردگی خوب، پایداری و تطبیق‌پذیری ازجمله مهم‌ترین دلایل کاربرد فراوان آهن آلات هستند.