فلزات مورد استفاده در صنعت ساختمان

فلزات یکی از اصلی ترین و پرکاربردترین مصالح ساختمانی هستند که از دیرباز تا کنون در صنعت ساخت و ساز به دلیل داشتن مقاومت بالا به عنوان یکی از کلیدی ترین مصالح مورد استفاده قرار می گیرد.

لازم به ذکر است که در زمان حاضر ساخت یک ساختمان بدون کاربرد فلزات امری غیر ممکن خواهد بود چرا که ساختمان مورد نظر در صورت ساخته شدن نیز از مقاومت مناسبی برخوردار نخواهد بود و در نتیجه در کوتاه مدت و در اثر قرارگیری در شرایط محیطی و اقلیمی از بین خواهد رفت.

فلزاتی نظیر آهن و آلیاژهای آن، آلومینیوم، انواع فولاد، مس، استیل ضد زنگ، چدن، روی و برنج از جمله پرکاربردترین فلزاتی هستند که در صنعت ساختمان سازی از آن ها بهره برداری می شود.

با توجه به اهمیت موضوع کاربرد فلزات در ساختمان سازی در این مقاله تلاش شده است تا مطالبی پیرامون این مصالح و ویژگی های آن جمع آوری گردد، که مطالعه آن موجب آگاهی بیشتر کاربران می شود.

فلزات مناسب در ساخت و ساز

امروزه فلزات با توجه به ویژگی هایی خاص نظیر؛ چکش خواری، شکل پذیری، جلا پذیری، نقطه ذوب بالا، چگالی بالا، رسانایی دما و جریان الکتریسیته، ترکیب نشدن با هیدروژن، سطح براق و درخشان، قابلیت تشکیل آلیاژهای با مقاومت و استحکام بالا توانسته اند نقشی گسترده را در تکامل و پیشرفت ساختمان سازی و به دنبال آن شهرسازی و حتی صنایع مختلف ایفا کنند.

افزون بر ویژگی های نام برده در بالا هر یک از فلزات دارای ویژگی هایی خاص به خود هستند که کاربرد آن ها را در صنعت ساخت و ساز ویژه می کند. از جمله این فلزات می توان به آهن، آلومینیوم، مس، استیل ضد زنگ و … اشاره کرد که در ادامه مورد بررسی قرار می گیرند.

آهن

شاید بتوان گفت که آهن شناخته شده ترین و معروف ترین فلز در صنعت ساخت و ساز در مکان های مختلف است. مقاومت و طول عمر بالای این فلز باعث افزایش مقاومت، طول عمر و بقای سازه می شود، از سوی دیگر قابلیت چکش خواری و فراهمی امکان ریخته گری، شکل پذیری و سایر ویژگی ها در کنار قابلیت دسترسی بالا به آن باعث می شود که از آهن در تولید انواع میلگرد، تیر آهن، درب، ناودان، نبشی و … استفاده شود.

کاربرد گسترده آهن باعث شده تا این فلز در زمره فلزات پرکاربرد در ساختمان سازی قرار بگیرد و از آن در نخستین مراحل ساخت ساختمان یعنی فونداسیون تا نازک کاری استفاده شود.

جدای از کاربرد بالا و مزیت های بی نظیر استفاده از آهن باید اشاره کرد که این فلز دارای یک کاستی می باشد که نمی توان از آن چشم پوشی کرد. این کاستی عبارت است از قابلیت زنگ زدن آهن و خوردگی در مجاورت رطوبت، که برای رفع آن می توان پیش از کاربرد آن را با استفاده از ترکیب ضد زنگ رنگ کرد و یا  اینکه از آلیاژهای مقاوم و انواع روکش دار آن استفاده نمود.

آلومینیوم

آلومینیوم از فلزات پر استفاده (پس از آهن) در انواع ساختمان است. در اینجا باید اشاره کرد که آلومینیوم خالص خود فلزی با مقاومت پایین و نرم  است و به همین دلیل استفاده از آن در صنعت ساخت و ساز ممکن نیست و بنابراین از آلیاژهای آن (آلیاژ منیزیم، منگنز، سیلیسیم) آن بهره می گیرند.

از جمله ویژگی های آلومینیوم می توان به سبک وزن بودن، مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ زدگی، طراحی و اتصال ساده، قابلیت بالای شکل پذیری و تغییر خواص در برابر گرما و بار اضافی اشاره کرد. که این ویژگی ها موجب استفاده از این فلز در ساخت قاب درب و پنجره، ساخت پنل های سبک شیروانی، اسکلت بندی های سبک، ساخت سقف های کاذب، استفاده در نمای بیرونی و … می شود.

فولاد

انواع فولاد از ترکیب آهن با سیار فلزات تولید می شود و عنصر اصلی برای تولید آن کربن است که بر ویژگی های آن اثر مستقیم می گذارد. فولاد از جمله فلزاتی است که به فراوانی و به دلیل قابلیت استحکام و شکل پذیری بالایی که دارد در ساختمان سازی و در مواردی نظیر تیر آهن، قوطی، میلگرد، نبشی و … مورد بهره برداری قرار می گیرد.

البته باید اشاره کرد که انواع فولاد بر اساس ترکیب و استانداری که در تولید آن ها به کار می رود دارای خواص، کاربرد و در نتیجه دسته بندی خاص به خود می باشد.

از جمله انواع فولاد مورد استفاده در ساختمان سازی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• فولاد ST37
• فولاد ST52
• فولاد CK45

چنانچه میزان کربن مورد استفاده در ساخت فولاد کم باشد، آن را فولاد کم کربن، اگر کربن زیاد باشد آن را فولاد پر کربن، و اگر مقدار کربن متوسط باشد آن را فولاد متوسط کربن می گویند.

مس

مس یکی از فلزات غیر آهنی در صنعت ساخت و ساز است که به دلیل داشتن ویژگی های منحصر به فرد در تولید قطعات ساختمانی و همچنین در دکوراسیون داخلی و نمای خارجی مورد استفاده قرار می گیرد.

از جمله ویژگی های مس می توان به مواردی نظیر جلای خاص قرمز رنگ، رسانایی خوب، تشکیل لایه محافظ اکسیدی در اثر هوازدگی جهت جلوگیری از خوردگی فلز، عملکرد حرارتی خوب، شکل پذیری بالا و همچنین خاصیت ضد میکروبی آن اشاره کرد.

به دلیل این ویژگی ها از مس در نمای خارجی و داخلی ساختمان، ساخت سیم های انتقال برق در قطرهای مختلف، ساخت میله و صفحات ارت، ساخت لوله های ساختمانی (در سیستم تهویه، سیستم گرمایشی – سرمایشی) و لوله های خطوط انتقال آب (خاصیت ضد میکروبی و عدم تشکیل لجن) استفاده می شود.

چدن

آلیاژ چدن از ترکیب فلزات آهن، سیلیسیم و کربن ساخته می شود که از جمله ویژگی های آن می توان به سهولت در قالب گیری اشاره کرد. نسبت به دیگر فلزات پرکاربرد در ساختمان سازی چدن در برابر ضربه مقاومت بالایی ندارد و در نتیجه دچار ترک و یا شکستگی می شود، همچنین مقاومت کششی آن نیز پایین است. البته با اعمال عملیات حرارتی می توان تا حدودی خواص چکش پذیری آن را بهبود بخشید تا در برابر ضربات مقاوم شود.

از چدن پیش تر ها به دلیل قالب پذیری ساده برای تولید لوله ساختمان استفاده می شد، امروزه نیز برای ساخت پل، ساخت درپوش چاه های خیابانی، خطوط گاز، خرپای سقف و پنجره ها، ماشین آلات و ظروف از چدن استفاده می شود.

استیل ضد زنگ

استیل ضد زنگ (استنلس) ترکیبی از فولاد و کروم حداقل ۱۰ درصد است که در واقع می توان آن را نوعی فولاد دانست که نخستین کاربرد آن به ساخت قاشق و چنگال بر می گردد. افزون بر کروم برای تقویت ساختار و خاصیت شکل پذیری در ترکیب استیل ضد زنگ از مواردی دیگر نظیر مس، نیکل، مولیبدن، کربن، نیتروژن و تیتانیوم نیز استفاده می شود.

استیل ضد زنگ از جمله فلزاتی است که می توان از آن در نما، ساخت نرده استیل، حفاظ استیل، ساخت کابین آسانسور، ساخت تجهیزات استخر، میز کار آشپزخانه، سقف فلزی، کف شور و … ساختمان استفاده نمود.

برنج

برنج آلیاژی فلزی و حاصل از ترکیب مس و روی است. در این آلیاژ سهم مس می تواند به اندازه  ۵۵ تا ۹۵ درصد باشد، اما به طور معمول برنج شامل ۶۷ درصد مس و ۳۳درصد روی است که به مس آن در حدود ۲ درصد سرب (جهت سهولت ماشین کاری برنج) اضافه می کنند.

از جمله ویژگی های برنج می توان به انعطاف پذیری بالا و آکوستیک مطلوب، پایین بودن نقطه ذوب و اصطکاک، انتقال گرمای خوب، مقاومت در برابر خوردگی در اثر مجاورت با مایعاتی نظیر آب نمک و … اشاره کرد. این ویژگی ها باعث می شود که بتوان از برنج در ساخت رادیاتورها و تجهیزات مختلف ساختمانی، لوله ها و اتصالات مربوط به آن، وسایل دکوراتیو و … در صنعت ساخت و ساز استفاده کرد.

روی

روی با دارا بودن ویژگی هایی نظیر سختی بالا، براق بودن ، مقاومت نسبی در برابر خوردگی در دسته فلزات پرکاربرد در صنایع قرار می گیرد.

از جمله موارد کاربردی استفاده از روی در صنعت ساخت و ساز می توان به ساخت آلیاژ برنج و برنز، گالوانیزه کردن فولاد، ساخت سیمان، لحیم کاری و … اشاره کرد.

قلع

قلع فلزی است که با ویژگی هایی مانند درجه انبساط بالا، مقاوم در برابر پوسیدگی و اسیدها، ضد آب بودن، سهولت در خم کاری و به طور کلی ماده ای نرم شناخته می شود.

از جمله موارد استفاده از قلع می توان به لحیم کاری جهت اتصال قطعات فلزی به یکدیگر، پوشاندن فلزات، تولید آلیاژهای برنج و برنز، ساخت اجزای دکوراتیو در قسمت های داخلی و خارجی ساختمان در مواردی مانند ساخت کاشی از ورق قلع برای ساخت دیوار و سقف های لوکس و ویژه، ساخت کاغذ دیواری یا کاشی در آشپزخانه و … اشاره کرد.

فلزات دیگر

افزون بر موارد نام برده در بالا از فلزاتی دیگر نظیر برنز، سرب، نیکل، تیتانیوم و … نیز در صنعت ساختمان سازی به صورت مستقیم و یا در ترکیب با سایر فلزات استفاده می شود.

در پایان باید اشاره کرد که مهم ترین مسئله در مورد خرید و انتخاب فلزات مورد استفاده در ساختمان سازی، کیفیت این فلزات می باشد بنابراین مهم است که برای تهیه انواع فلز و تجهیزات فلزی مورد نیاز ساختمان به مراکز معتبر عرضه آن مراجعه شود.