انواع فلزات ساختمانی

فلزات، ستون فقرات دنیای سازه های مدرن هستند. از اسکلت های عظیم برج ها گرفته تا جزئی ترین اجزای تأسیسات، ردپای آن ها در هر گوشه ساختمان دیده می شود. شناخت انواع فلزات ساختمانی و ویژگی های آن ها، نه تنها برای مهندسان و معماران اهمیت دارد، بلکه برای خریداران مصالح نیز ضروری است. در این مقاله از وب سایت آهن ورک به بررسی کامل فلزات ساختمانی، کاربردها، مزایا و نحوه انتخاب بهترین نوع فلز برای پروژه های ساختمانی می پردازیم.

فلزات ساختمانی چیست و چه کاربردی دارند؟

فلزات ساختمانی به دسته ای از فلزات گفته می شود که در ساخت، تقویت و تزیین ساختمان ها به کار می روند. این فلزات به دلیل استحکام بالا، دوام در برابر فشار و قابلیت شکل دهی، جایگزینی برای مواد سنتی مانند چوب و سنگ شده اند. از اسکلت اصلی و ستون ها گرفته تا لوله کشی، اتصالات و حتی نما، همه جا از فلزات بهره گرفته می شود.

در حقیقت، بدون فلزات، سازه های مدرن امروزی وجود نداشتند. آن ها پایه ای ترین عنصر برای انتقال بار، افزایش ایمنی و ایجاد زیبایی در ساختمان ها هستند.

فلزاتی مانند فولاد و میلگرد در قلب هر سازه حضور دارند، به همین دلیل اطلاع از قیمت میلگرد به صورت روزانه برای پیمانکاران و مهندسان اهمیت ویژه ای دارد.

ویژگی های مشترک فلزات در صنعت ساختمان

فلزات ساختمانی اغلب دارای چگالی بالا، رسانایی حرارتی و الکتریکی مناسب و مقاومت فشاری و کششی چشمگیر هستند. بیشتر آن ها قابلیت جوشکاری، برش و بازیافت دارند. همین ویژگی ها سبب شده تا در تمام مراحل ساخت، از زیرساخت تا تزئینات نهایی، حضوری دائمی داشته باشند.

یکی دیگر از خصوصیات مهم فلزات، انعطاف در طراحی است. مهندسان می توانند با تغییر ترکیبات یا آلیاژها، فلزاتی با ویژگی های متفاوت تولید کنند؛ مثلاً فولادی ضدزنگ یا آلومینیومی سبک و مقاوم.

مزایا و معایب استفاده از فلز در سازه ها

استفاده از فلزات در ساختمان سازی مزایای فراوانی دارد؛ از جمله دوام بالا، مقاومت در برابر زلزله، امکان اجرای سازه های بلندمرتبه و صرفه جویی در فضا. با این حال، فلزات در برابر رطوبت دچار زنگ زدگی می شوند و هزینه اولیه بالاتری نسبت به مصالح سنتی دارند.
اما نکته مهم اینجاست که با اجرای پوشش های ضدزنگ و نگهداری اصولی، می توان این معایب را به حداقل رساند و از مزایای بی نظیر فلزات بهره مند شد.

دسته بندی فلزات ساختمانی

فلزات آهنی

فلزات آهنی شامل آن دسته از فلزاتی هستند که پایه اصلی آن ها آهن است؛ مانند فولاد، چدن و میلگرد. این فلزات به دلیل مقاومت بالا در برابر نیروهای فشاری و کششی، نقش حیاتی در اسکلت و استحکام ساختمان دارند.

فلزات غیرآهنی

فلزات غیرآهنی فاقد آهن در ترکیب خود هستند و معمولاً سبک تر و مقاوم تر در برابر خوردگی می باشند. از جمله آن ها می توان به آلومینیوم، مس، روی و سرب اشاره کرد. این فلزات در بخش های ظریف تر و ظاهری ساختمان مانند نما، تأسیسات و تزئینات کاربرد دارند.

فلزات آلیاژی

آلیاژها ترکیبی از چند فلز (یا فلز و نافلز) هستند که با هدف بهبود خواصی مانند مقاومت به خوردگی، سختی یا زیبایی تولید می شوند. فولاد ضدزنگ، برنج و برنز از مهم ترین آلیاژهای مورد استفاده در صنعت ساختمان هستند.

در پروژه های اسکلت فلزی، انتخاب تیرآهن مناسب از نظر وزن و سایز اهمیت زیادی دارد؛ ازاین رو بررسی دقیق قیمت تیرآهن پیش از خرید، باعث صرفه جویی قابل توجهی در هزینه های ساخت می شود.

فلزات آهنی در ساختمان سازی

فولاد و نقش آن در اسکلت ساختمان

فولاد، قلب تپنده سازه های مدرن است. ترکیب آهن با مقدار کمی کربن، فلزی با استحکام فوق العاده ایجاد می کند که می تواند فشار و کشش را هم زمان تحمل کند. از فولاد در ساخت تیرها، ستون ها، پل ها و سازه های فلزی استفاده می شود.
مزیت بزرگ فولاد، قابلیت بازیافت و مقاومت در برابر زلزله است؛ به همین دلیل در ساختمان های مرتفع، سازه های صنعتی و پروژه های زیربنایی، همیشه نخستین انتخاب مهندسان است.

چدن و کاربردهای محدود آن

چدن با وجود سختی و مقاومت بالا، شکننده است و در برابر ضربه مقاومت کمی دارد. به همین دلیل استفاده از آن در اسکلت اصلی سازه ها محدود است. با این حال، در ساخت لوله های فاضلاب، دریچه ها و قطعات تزئینی هنوز کاربرد دارد.

میلگرد و اهمیت آن در بتن مسلح

میلگردها (Rebars) از مهم ترین مصالح برای تقویت بتن محسوب می شوند. بتن در برابر فشار مقاوم است، اما در برابر کشش ضعیف عمل می کند؛ میلگرد با خاصیت کشسانی خود این ضعف را جبران کرده و سازه را در برابر ترک و شکست مقاوم می سازد.
در ایران، استاندارد میلگردها از نظر قطر و مقاومت کششی بسیار دقیق است و انتخاب نوع مناسب آن برای هر پروژه، نقشی تعیین کننده در ایمنی ساختمان دارد.

فلزات غیرآهنی در ساختمان

آلومینیوم و کاربرد آن در نما و درب  و پنجره

آلومینیوم، فلزی سبک، مقاوم به خوردگی و قابل بازیافت است. از آن در ساخت فریم پنجره ها، درب ها، سقف های کاذب و نمای مدرن استفاده می شود. ظاهر براق و وزن کم آن باعث محبوبیت گسترده اش در پروژه های معماری معاصر شده است.

مس و استفاده آن در تأسیسات برق و لوله کشی

مس، بهترین رسانای الکتریکی در بین فلزات صنعتی است. از این رو، سیم کشی برق، کابل های صنعتی و حتی سیستم های گرمایشی از مس ساخته می شوند. همچنین به دلیل مقاومت بالا در برابر دما و زنگ زدگی، در لوله کشی آب گرم نیز کاربرد دارد.

روی، سرب و فلزات محافظ در سازه ها

روی معمولاً برای پوشش دهی سایر فلزات استفاده می شود تا از زنگ زدگی آن ها جلوگیری کند (فرآیند گالوانیزه). سرب نیز به دلیل چگالی بالا و خاصیت عایق صوتی، در سقف ها و دیوارهای خاص کاربرد دارد. این دو فلز، نقش حفاظتی و مکمل در سازه دارند.

نبشی ها یکی از مقاطع پرکاربرد در سازه های فلزی هستند که برای اتصالات و قاب بندی به کار می روند، بنابراین بررسی روزانه ی قیمت نبشی به تصمیم گیری اقتصادی تر کمک می کند.

آلیاژهای پرکاربرد در ساختمان سازی

فولاد ضدزنگ (استنلس استیل)

استنلس استیل ترکیبی از آهن، کروم و نیکل است که در برابر زنگ زدگی و حرارت بسیار مقاوم است. از آن در ساخت نرده ها، آسانسورها، تجهیزات آشپزخانه صنعتی و نماهای شیشه ای استفاده می شود. دوام بالا و ظاهر درخشانش، آن را به گزینه ای محبوب برای فضاهای داخلی و خارجی تبدیل کرده است.

برنج و برنز در تزئینات و قطعات مکانیکی

برنج (ترکیب مس و روی) و برنز (ترکیب مس و قلع) هر دو در ساخت لوازم تزئینی، اتصالات، دستگیره ها و قطعات مکانیکی مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر جلوه زیبا، این آلیاژها خاصیت ضدخوردگی خوبی دارند و در فضاهای مرطوب عملکردی عالی ارائه می دهند.

در پروژه‌ های ساختمانی که بر پایه فلزات استوارند، آگاهی از قیمت آهن نقش تعیین‌ کننده‌ ای در برآورد دقیق هزینه‌ ها و انتخاب اقتصادی‌ ترین مصالح دارد.

مقایسه و انتخاب بهترین فلز ساختمانی

معیارهای انتخاب فلز (استحکام، وزن، مقاومت به خوردگی و قیمت)

انتخاب فلز مناسب به عوامل متعددی بستگی دارد. استحکام و وزن، تعیین کننده توان باربری سازه هستند. مقاومت در برابر خوردگی، طول عمر را افزایش می دهد و در نهایت قیمت، تناسب اقتصادی پروژه را مشخص می کند. مهندس باید با توجه به شرایط اقلیمی، نوع سازه و بودجه، بهترین ترکیب فلزات را برگزیند.

بررسی دوام و هزینه نگهداری فلزات مختلف

هرچند فلزات دوام بالایی دارند، اما هزینه نگهداری آن ها متفاوت است. فولاد گالوانیزه نیاز به رنگ آمیزی دوره ای دارد، در حالی که استیل ضدزنگ تقریباً بدون نیاز به نگهداری است. انتخاب درست در این مرحله، از هزینه های بلندمدت جلوگیری می کند.

نکات مهم در نگهداری و محافظت از فلزات ساختمانی

روش های ضدزنگ و رنگ آمیزی فلزات

پوشش دهی با رنگ، گالوانیزه کردن، و استفاده از مواد اپوکسی از روش های متداول جلوگیری از زنگ زدگی فلزات است. اجرای این مراحل در زمان مناسب، عمر مفید سازه را چندین برابر افزایش می دهد.

تأثیر شرایط اقلیمی بر عمر مفید فلز

رطوبت، دما و آلودگی هوا تأثیر مستقیمی بر خوردگی فلزات دارند. در مناطق ساحلی باید از فلزات ضدزنگ یا پوشش های محافظ ضخیم تر استفاده شود، در حالی که در مناطق خشک، نگهداری آسان تر و هزینه ها کمتر است.

در ساخت درب ها، پنجره ها و سازه های سبک، پروفیل ها نقشی کلیدی دارند؛ اطلاع از قیمت پروفیل به شما کمک می کند بهترین گزینه را متناسب با بودجه و نیاز پروژه انتخاب کنید.

سوالات متداول