پرکاربردترین فلزات در ساختمان سازی

فلزات از جمله مصالحی هستند که تاریخچه استفاده از آنها در ساخت بنا به هزاران سال پیش باز می گردد. در گذشته از فلز برای ساخت ابزارهای مختلف استفاده می شد و نشانه های آن در میان آثار به جا مانده از مصریان قبل از میلاد مسیح قابل رویت است. در دنیای مدرن امروز استفاده از فلزات در ساختمان یک امر ضروری است. اگر به آسمان خراش های اطراف خود نگاهی بیندازید متوجه حضور این مصالح در ساخت آنها خواهید شد. فلزات از جمله عناصری هستند که دارای خواص ویژه و بعضاً مشترک می باشند. آنها از مقاومت بسیار بالایی برخوردار هستند و برای ساخت انواع سازه مورد استفاده قرار می گیرند. قابلیت شکل پذیری فلزات آنها را به متریالی ایده آل برای کاربردهای مختلف در ساختمان سازی تبدیل کرده است. اصولاً فلزات به صورت خالص استفاده نمی شوند اما آلیاژهایی که از ترکیب آنها به دست می آید در امور مختلف قابل استفاده هستند.

فلزات از هدایت گرمایی فوق العاده ای برخوردار هستند زیرا یون ها و الکترون های آنها به راحتی نوسان پیدا می کنند و منجر به نوسان یافتن ذرات مجاور خود نیز می شوند. در واقع احاطه شدن یون ها توسط الکترون ها باعث انتقال حرارت در فلزات می شود. شکل فلزات تحت تأثیر تعداد الکترون ها، اندازه یون ها و انرژی یون ها و الکترون ها است به نحوی که اگر فلز گرم تر شود انرژی یون ها و الکترون ها افزایش می یابد، در نتیجه در حرارت های مختلف، فلزات شکل های مختلفی به خود می گیرند. حرارت آرایش یون ها را تغییر می دهد و خاصیت شکل پذیری فلزات را تقویت می کند. اما در بیشتر آرایش ها یون ها در کنار یکدیگر قرار گرفته اند و همین امر باعث شده که فلزات در مقایسه با سایر متریال ها از تراکم بالاتری برخوردار باشد.

فلزاتی که در ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گیرند به دو دسته فلزات آهنی و فلزات غیر آهنی دسته بندی می شوند که از بین آنها آلومینیوم، فولاد و آهن جزء پر مصرف ترین فلزات به شمار می آیند. در حال حاضر آلیاژهایی که از فلزات مختلف تولید می شوند بسیار بادوام هستند و روکش هایی که برای محافظت از آنها به کار برده می شوند نه تنها مقاومت آنها را در برابر عوامل مختلف بالا می برند بلکه به ظاهر آنها نیز تنوع و زیبایی می بخشد. آهن آلات از جمله مصالح ساختمانی بسیار ضروری در صنعت ساختمان هستند که استفاده از آنها از گذشته تا امروز رایج بوده است. ساخت یک بنا بدون استفاده از فلز امکان پذیر نیست زیرا بنا از مقاومت لازم برخوردار نخواهد بود.

آهن از جمله پر مصرف ترین مصالح ساختمانی است که به علت مقاومت بسیار بالا در ساخت سازه های بسیار مقاوم مورد استفاده قرار می گیرد. این متریال از فونداسیون گرفته تا نازک کاری در ساختمان سازی کاربرد دارد. آهن در ساخت انواع میلگرد، تیر آهن، ورق، لوله، نبشی، ناودانی، درب و … به کار می رود و مقاومت ساختمان را تامین کرده و طول عمر آن را بالا می برد. آهن از قابلیت چکش کاری و ریخته گری برخوردار است و می توان آن را به اشکال مختلف درآورد. تنها عیب آهن عدم مقاومت آن در برابر هوازدگی است. این فلز دچار خوردگی و زنگ زدگی می شود به همین دلیل از آلیاژهای آن و روکش های مقاوم برای محافظت از آن در برابر عوامل مختلف استفاده می شود. قابلیت شکل پذیری آهن از قابلیت های منحصر بفرد آن است که کاربرد این متریال را در صنعت ساختمان سازی گسترش داده است. ساخت یک بنا بدون استفاده از آهن امکان پذیر نیست زیرا استفاده از آهن دوام و مقاومت سازه را افزایش می دهد و طول عمر بنا را طولانی می کند.

آلومینیوم خالص فلزی نرم با مقاومت پایین است که از آن به صورت خام استفاده نمی شود از این رو آلیاژهای آن نظیر منیزیم، سیلیسیم و منگنز مورد استفاده قرار می گیرند. آلیاژهای آلومینیوم وزن بسیار سبکی دارند و در برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاوم هستند. قابلیت تغییر شکل آنها بالاست و در برابر گرما و بار اضافی خواص مکانیکی آنها تغییر پیدا می کند. آلومینیوم برای ساخت پانل های سبک شیروانی ها، اسکلت های سبک، قاب درب و پنجره و … مورد استفاده قرار می گیرد.

مس از جمله فلزات غیرآهنی است که به دلیل جلای منحصر بفرد رنگ قرمز خود به فلزی کاربردی هم در نمای ساختمان و هم در دکوراسیون داخلی تبدیل شده است. این فلز مقاومت بالایی در برابر پوسیدگی دارد زیرا سطح آن وقتی در برابر هوا قرار می گیرد اکسید شده و لایه ای ایجاد می کند که مس را در برابر عوامل مختلف محافظت می نماید.

چدن از ترکیب آهن با کربن و سیلیسیم به دست می آید و به دلیل سهولت در قالب گیری در گذشته برای ساخت لوله در ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گرفت. این متریال مقاومت بالایی در برابر ضربه ندارد و دچار شکستگی و ترک خوردگی می شود اما با اعمال عملیات حرارتی می توان آنها را چکش خوار کرده و تا حدی در برابر ضربه مقاوم سازی نمود. علاوه بر آن مقاومت کششی این ماده پایین است.

فولادها دارای انواع مختلفی می باشند و از ترکیب آهن با فلزات مختلف به دست می آید. فولادها دارای خواص مختلفی هستند و برای مصارف مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. فولاد استحکام بسیار بالایی دارد و به دلیل شکل پذیری بالا در مصارف مختلف ساختمان سازی استفاده می شود. برخی از فولادها نرم و شکل پذیر هستند و برخی دیگر از قابلیت سختی بالایی برخوردار می باشند. کربن، اصلی ترین عنصر در تمام فولادها است و تأثیر بسیاری بر ویژگی آنها می گذارد. اگر میزان این عنصر در فولاد کم باشد آن را فولاد کم کربن، اگر زیاد باشد آن را فولاد پر کربن و اگر در حد متوسط باشد آن را فولاد توسط کربن می نامند. ببیشترین مقدار کربن در فولاد حدود 2 درصد است و اگر فولادی بیشتر از 2 درصد کربن داشته باشد آلیاژ چدن نام دارد.