فلزات

 تعریف فلز

فلزها عناصری هستند که در دمای معمولی جامدند (به جز جیوه).بیشتر فلزها جرم مخصوص بالایی دارند و فلزها نورگذاران نیستند، مگرطلا و نقره که ورق نازک آنها نورگذاران است.فلز رسانای خوبی برای برق و حرارت است.بیشتر آنها شکل پذیر و چکش خوارند و می توان آنها را به صورت ورقه و مفتول در آورد.فلزها جلاپذیرند و هرگاه آنها جلا داده شود ، درخشندگی خاصی ، که معروف به جلای فلزی است یافته و به خوبی نور را باز می تابانند.

انواع فلزات

در این بخش فلزها به دو گروه فلزهای آهنی و فلزهای غیر آهنی دسته بندی شده اند.

1. فلزهای آهنی : آهن خالص کاربرد ساختمانی ندارد ، اما انواع فولاد و چدن ، که آمیزه ای است از چند فلز (آلیاژ)، از پر مصرف ترین مصالح فلزی آهنی در ساختمان سازی و صنایع دیگر است.

• چدن : از ذوب مجدد و تصفیه آهن خام به دست می آید.آهن خام محصول احیای سنگ آهن به استفاده از کک و اکسیژن ، در کوره بلند یا احیای مستقیم (آهن اسفنجی) است.کربن چدن حدود 3 تا 4 درصد است.مقاومت فشاری چدن از مقاومت کششی آن بیشتر است.از چدن در ساخت لوله های آب رسانی و فاضلاب و قطعات مربوط ، مانند زانویی ، سه راهه ، چهارراهه ، و شیرآلات صنعتی و همچنین دیگ های حرارت مرکزی ، رادیاتورهای ویژه جاهای نمناک ، مانند حمام ها ، و همچنین در ساخت دریچه های بازدید ، کنتور آب ، قطعات درپوش و پله آدم رو شبکه فاضلاب ها استفاده می شود.به طور کلی ، چدن در شرایطی که زنگ زدگی فولاد محتمل است مصرف می شود.

• فولاد : مشخصات فولاد باید بر اساس ضوابط تعیین شده در این مبحث و مباحث 9 و 10 مقررات ملی ساختمان باشد.

2. فلزهای غیرآهنی : عمده ترین فلزهای غیر آهنی مورد مصرف در ساختمان عبارت است از : آلومینیم ، مس ، سرب ، روی و قلع. از دیگر فلزها ، مانند نیکل و منیزیم ، در ساخت آلیاژها یا به عنوان پوشش استفاده می شود.

   • آلومینیم : فلزی است نقره ای رنگ ،با جلای فلزی ، نرم و سبک و دارای قابلیت شکل پذیری زیاد و ، پس از فولاد پرمصرف ترین فلز صنعتی است.از مزایای آلومینیم و آلیاژهای آن سبکی وزن و ضد زنگ بودن آنهاست.از مزایای آلومینیمی و آلیاژهای آن سبکی وزن و ضد زنگ بودن آنهاست.از معایب آنها مدول ارتجاعی کم (تغییر شکل زیاد آنها زیر بار) و حساسیت در برابر افزایش حرارت (تغییر محسوس در خواص مکانیکی آنها در حرارت بیش از 100 درجه  سیلسیوس) است که مصرف سازه ای این فلز را محدود می سازد.آلیاژهای آلومینیم مصرفی در کارهای ساختمانی به دو گروه تقسیم می شود :

     1. آلیاژهای آلومینیم با مقاومت نسبتا کم ، که بیشتر برای ساخت ورق ساده یا موج دار ، پوشش شیروانی ها ، درزبند و درزپوش ، تزیین ساختمان ، ساخت در و پنجره و ، برخی منابع نگهداری مایعات و جز آنها استفاده می شود.
     2. آلیاژهای آلومینیم با مقاومت زیاد ، که در قطعات باربر اصلی در کارهای ساختمانی و ساخت اسکلت سبک سازه ها به کار می رود.

 از پودر آلومینیم در ساختن رنگ و بتن گازی استفاده می شود.

آلیاژهای آلومینیمی که در کارهای ساختمانی مصرف می شوند ، به صورت نیمرخ های مختلف ، مانند ورق ، میلکرد و ، قوطی تولید می شود.ددر اتصالات ساختمانی آلومینیمی ، از پرچ ، جوش و پیچ استفاده می شود.برای آن دسته از آلیاژهای آلومینیمی که به خوبی قابلیت جوش پذیری ندارند، پرچ کردن مناسب است.

آلومینیم جهت کاربرد در مصارف زیر تولید و استفاده می شود :

کاربرد ورق آلومینیمی (ساده و موجدار) در نماسازی ، پوشش بام ، درزبند ، درزپوش ، کلاهک دودکش ها ، هواروها ، کرکره ها و پوشش عایق حرارتی و رطوبتی و بازتاب گرماست .از ورق های نازک آلومینیم نیز به منزله محافظ رطوبت در دیوارها و سقف ها و عایق استفاده می شود.

نیمرخ آلومینیمی را در ساخت چارچوب و قاب و در پنجره ، قاب دیوارهای غیر باربر ، چارچوب ، کف پله ها ، نرده ، ریل ها و میله ها می توان به کار برد.آلومینیم و آلیاژهای آن با نیمرخ های مختلف مانند تیرهای I , H شکل ، ناودانی ، نبشی و سپری و مقاطع z  ,  ساخته می شود.

از لوله ها و قوطی های آلومینیمی برای برخی کارهای ساختمانی ، مانند نرده ، شبکه های تزیینی ، جان پنا ه ها ، حفاظ ها و دیوارکوب های روشنایی ، استفاده می شود.

• مس : مس فلزی است سرخ رنگ ، جلاپذیر و نرم.که به خوبی قابلیت چکش خواری دارد و به آسانی شکل می گیرد.در حالت سرد ، به آسانی تا می شود، اما نمی شکند.مس را می توان جوش داد و به آسانی لحیم کرد.پس از آهن و آلومینیم ، مس پر مصرف ترین فلز صنعتی است. از مس و آلیاژهای آن ، که گونه های برنج و مفرغ است ، در آب بندی ، درزبندی ، کارهای تزئیناتی ، ساختن قطعات شیرآلات و یراق آلات و لوله سازی استفاده می شود.

از ورق ها و تسمه های مسی برای پوشاندن بام و آب بندی و همچنین به منزله درزپوش استفاده می شود.

لوله های مسی را برای انتقال آب و بخار آب به کار می برند.جنس لوله مارپیچ آب گرم کن نیز از مس است.

مس برای گرمارسانی و برق رسانی از توانایی بسیار خوبی برخوردار است.

• سرب : فلزی است به رنگ خاکستری مایل به آبی ، به آسانی بریده می شود و خراش بر میدارد.سنگین ترین و نرم ترین فلز صنعتی است.می توان آن را به آسانی شکل داد و اگر سر باشد ، قابلیت برش ، تا خوردن ، نورد و منگنه شدن دارد و می توان آن را لحیم کرد و جوش داد.

از ورق سری برای مغزی عایق های پیش ساخته و آب بندی سرناودان ها ، کنارها و کنج های بام مصرف می شود.در کارخانه های شیشه سازی ، اتاق های عکس برداری پزشکی وهمچنین در محل های کار کردن با پرتوهای رادیواکتیو ، دیوارها ، و کف و سقف را با ورق های سربی می پوشانند.

از ورق سربی برای تراز کردن خرپاها و تیرهای فولادی به عنوان زیر سری استفاده می شود.از سرب به همره کنف برای درزبندی لوله های چدنی فاضلاب استفاده می کنند.

• روی : فلزی است با رنگ متمایل به آبی و جلالدار ، در گرمای 100 درجه سیلسیوس ترد است و در گرمای 100 تا 250 درجه سیلسیوس از تردی آن کاسته می شود و می توان به آن شکل داد، نورد کرد و به شکل سیم در آورد.در گرمای تا 300 درجه سلسیوس به اندازه ای ترد می شود که می توان آن را کوبید و از آن گرد ساخت.گرد روی در ساخت رنگ های ویژه ضد زنگ به کار می رود.از روی برای پوشاندن ورق، لوله و سایر قطعات فولادی و نیز جلوگیری از زنگ زدن آنها استفاده می شود.این قبیل محصولات به آهن سفید شهرت دارند.در جاهای نمناک ، از ورق ، لوله ، پیچ و مهره و میخ فولادی روی اندود استفاده می کنند تا زنگ نزند.

• قلع : قلع فلزی به رنگ سفید نقره ای جلادار ، نرم است و به آسانی شکل می پذیرد.آن را می توان ریخت  و لحیم کرد و بی آن که ، نیاز به گرم کردن داشته باشد، چکش کاری و نورد کرد.از قلع کمتر از روی ، برای پوشش قطعات فولادی ساختمانی استفاده می شود و در تولید انواع آلیاژها ، به خصوص برنز یا مفرغ ، که آلیاژی از مس و قلع است ، کاربرد دارد.

خواص فلزات

ویژگی انواع میلگرد باید مطابق با استاندارد ملی ایران شماره های 3132 و 1797 باشد.

میلگردهای مصرفی از نظر شکل رویه به سه دسته طبقه بندی می شوند :

1. میلگردهای با رویه صاف ، یا میلگردهای ساده .این نوع رویه فقط در میلگرد س 240 به کار برده می شود.این میلگردها فقط می توانند به عنوان میلگرد دور پیچ در اعضای سازه ای بتن مسلح یا در ساختمان های بتن مسلح به کار روند و استفاده از آنها به عنوان میلگرد سازه ای غیراز مورد فوق ، در تمامی انواع ساختمان ها ممنوع است.
2. میلگردهای با رویه آجدار، که سایر میلگرد ها را شامل می شود.آج عبارت است از برجستگی هایی به شکل های متفاوت که به صورت طولی زاویه دار در هنگام نورد بر روی آن ایجاد می شود.
3. میلگردهای با رویه آجدار پیچیده ، که از پیچانیدن میلگردهای آجدار به دست می آید.در این میلگرد ها ، علاوه بر آج اولیه میلگرد ، یک خط مارپیچ بر روی میلگرد نیز به چشم می خورد که هر چه میزان تابانیدن میلگرد بیشتر باشد گام این خط کمتر خواهد بود.
4. آج ها از نظر شکل به صورت دوکی شکل (آج با مقطع متغیر) یا به صورت یکنواخت (آج با مقطع ثابت) و از نظر امتداد به صورت مارپیچ یا جناقی می باشند.
5. میلگردهای آج دار باید دارای آج عرضی و طولی باشند، بگونه ای که به جز در محل های نشانه گذاری ، حداقل دو ردیف آج عرضی با توزیع یکنواخت در دو طرف آج های طولی قرار داشته باشد.
6. آج های عرضی در میلگردهای آج 340 باید به صورت یکنواخت با زاویه حداقل 45 درجه نسبت به محور طولی یا دوکی شکل در دو طرف آج طولی و به صورت دو نیم مارپیچ غیر هم جهت در دو نیمه طولی میلگرد طبق ضوابط مشخص شده در استاندارد ملی ایران شماره 3132 باشند.
7. میلگردهای آج 500 باید دارای آج های عرضی دوکی شکل در دو طرف آج طولی و به صورت چهارنیم مارپیچ به شکل هفت – هشت
8. میلگردها از نظر روش ساخت در سه گروه فولاد گرم نورد شده ، فولاد سرد اصلاح شده و فولادگرم اصلاح شده تقسیم می شوند.فولاد سرد نورد شده بر اثر انجام عملیات مکانیکی نظیر پیچاندن ، کشیدن ، نورد کردن یا گذرانیدن از حدیده ، بر روی میلگردهای گرم نورد شده در حالت سرد به دست می آید و فولاد گرم اصلاح شده یا فولاد ویژه ، بر اثر انجام عملیات مکانیکی نظیر گرمایش و آب دادن ، بر روی میلگردهای گرم نورد شده در حالت گرم حاصل می شود.
9. تفکیک میلگردها از یکدیگر ، به لحاظ هندسی ، بر اساس قطر اسمی آنها صورت می گیرد.

تحقیق فلزات

1. میلگردهای گرم نوردیده : تعیین ترکیب شیمیایی ، بازرسی ظاهری ، اندازه گیری ابعاد ، جرم و تعیین مقاومت کششی و خمشی.
2. تیرآهن گرم نوردیده با کیفیت معمولی و کششی : تعیین درصد عناصر متشکله ، تعیین مقاومت کششی و خمشی

نکات ایمنی در هنگام کاربرد فلزات

هنگام برش کاری ، آهنگری و به طور کلی کارهایی که باعث ایجاد خطر برای صورت و چشم کارگران محسوب می شود، باید آنها به عینک و نقاب حفاظتی استاندارد متناسب با نوع کار و خطرهای آن ، مجهز باشند.

سازگاری فلزات

1. همه قطعات فولادی باید دارای نوعی حفاظت در برابر خوردگی باشند.
2. سطوح فولادی که با ماشین کردن آماده می شود ، باید در مقابل خوردگی محافظت شود .بدین منظور ، از یک لایه مصالح ضد زنگ ، که بتوان آن را پیش از نصب به آسانی زدود ، یا مصالح مخصوص که احتیاج به زدودن ندارند ، می توان استفاده کرد.
3. در مواردی که زنگ زدگی فولاد محتمل است ، مانند لوله های آب رسانی ، فاضلاب و قطعاتی مانند زانویی ، سه راهه ، و شیر آلات صنعتی ، از چدن استفاده می شود.
4. در جاهای نمناک، برای جلوگیری از زنگ زدگی ورق ، لوله ، پیچ و مهره و میخ فولادی ، از اندود روی استفاده می شود.