الصلب هو أحد أكثر المواد المستخدمة في البناء شيوعًا، تم الإشادة به لتعدد استخداماته وقوة شدته العالية وقيمته ويستخدم على نطاق واسع في كل شيء من البناء السكني إلى ناطحات السحاب في المباني، هناك عدد من أنواع الفولاذ المختلفة المستخدمة في البناء لكل منها خصائصه الفريدة، وبالتالي استخدامات محددة في البناء، كما أن الصلب مادة أساسية في جميع أنواع البناء، حيث سنلقي نظرة على ثلاثة أنواع مختلفة قد تصادفنا في الصناعة.
الفولاذ الإنشائي
الفولاذ الإنشائي هو نوع من المعدن المستخدم في صناعة مواد البناء ويتم تصنيفها إلى أشكال، ولكل منها خصائصها التركيبية الخاصة التي تجعلها مثالية لاستخدامات معينة في البناء وهناك العديد من الأشكال الفولاذية الهيكلية:
- قنوات شفة متوازية: هذه الحزم الموجهة على شكل حرف U بزوايا قائمة تشبه إلى حد ما عصا الدبابيس، تأتي بأحجام مختلفة ومع ذلك، فإن الجانبين دائمًا ما يكونان بنفس الطول ومتوازيان مع بعضهما البعض، كما أنها توفر نسبة عالية من القوة إلى الوزن ولها استخدامات مماثلة للأقسام الزاوية.
- شفة الشعاع: تأتي على شكل أقسام وتتوفر أيضا في مجموعة متنوعة من الأحجام في البناء، غالبًا ما تستخدم هذه للمقاطع العرضية للعوارض، على الرغم من أن لديهم نسب مقاومة عالية جدًا إلا أنه لا ينصح بها عادةً عند وجود ضغط على طولها لأنها ليست مقاومة للالتواء (الالتواء).
- الشعاع العالمي (الحزم العالمية): والمعروفة أيضًا باسم الحزم على شكل حرف I أو الحزم H، تتشكل مثل التي تحمل الاسم نفسه: “I” عند الوقوف منتصبة، و “H” على جانبها، عادة ما تكون الحزم العامة مصنوعة من الفولاذ الهيكلي، وتستخدم في البناء والهندسة المدنية، من بين صناعات أخرى.
- العمود العالمي: الحزم العالمية تستخدم أيضًا على نطاق واسع للأغراض الهيكلية، حيث إنها تشبه الحزم وغالبًا ما تسمى (I-beams أو H-beams)، ومع ذلك، فإن جميع الأقسام الثلاثة متساوية في الطول كما يوحي اسمها فهي تستخدم بشكل أساسي للأعمدة، ولديها قدرات تحميل رائعة.
- المقاطع ذات الزوايا: يمكن أن تكون الأقسام الفولاذية الإنشائية ذات الزوايا متساوية أو غير متساوية كلاهما بزاوية قائمة ومع ذلك، فإن الأقسام غير المتكافئة لها محور مختلف الحجم، مما يجعلها على شكل حرف L هذا النوع من الأقسام أقوى بكثير (حتى 20٪) مع قوة أعلى بكثير من نسب الوزن، يستخدم القسم بزاوية في البناء السكني والبنية التحتية والتعدين والنقل، وهي متوفرة في مجموعة كبيرة من الأطوال والأحجام.
- أقسام مجوفة دائرية: تحتوي الأقسام المجوفة الدائرية على مقاطع عرضية أنبوبية مجوفة ولديها مقاومة أعلى بكثير للالتواء الذي تتسبب فيه عوارض الشفة المستدقة، سماكة الجدران موحدة حول الدائرة بأكملها، مما يجعل هذه الحزم رائعة للاستخدام مع تطبيقات التحميل متعددة المحاور.
- المقاطع المجوفة المستطيلة: تشبه المقاطع المجوفة الدائرية ولكن لها مقاطع عرضية مستطيلة الشكل، تحظى بشعبية كبيرة في العديد من تطبيقات الصلب الميكانيكية والبناء أسطحها المسطحة تجعلها أساسية للاستخدام في الوصل وتصنيع المعادن.
- المقاطع المجوفة المربعة: تتشابه مع الأنواع السابقة ولكن مع المقاطع العرضية المربعة، يتم استخدامها في التطبيقات الأصغر مثل الأعمدة أو المنشورات ومع ذلك فهي غير مناسبة للحزم؛ لأن أشكالها بطبيعتها يصعب تثبيتها في أشكال أخرى تُعرف أيضًا باسم “المقاطع الصندوقية”.
- الأقسام المسطحة: القسم الفولاذي الأكثر تنوعًا، حيث يلزم توصيله بقسم آخر، في بعض الحالات يمكن إرفاقها بقسم آخر كأداة تقوية، غالبًا ما يشار إليها أيضًا باسم “اللوحات”.
الفولاذ الطري
الكربون الصلب هو صلب يحتوي على ما بين 0.12٪ و 2.0٪ كربون وهو المكون الرئيسي للسبائك الخلالي، يستخدم الكربون في صناعة الفولاذ كعامل تصلب حيث كلما زاد مستوى الكربون، كلما كان الفولاذ أقوى وأقوى من خلال المعالجة الحرارية (ومع ذلك، كلما زاد الكربون كلما كان الفولاذ أقل ليونة)، وفي الفولاذ الكربوني، كلما ارتفعت مستويات الكربون انخفضت نقطة الانصهار.
الفولاذ الطري هو الشكل الأكثر شيوعًا للصلب نظرًا لسعره المنخفض وتعدد استخداماته الهائلة عبر عدد من التطبيقات، يحتوي الفولاذ الطري على نسبة صغيرة فقط من الكربون (حوالي 0.05-0.25٪) مما يجعله مرنًا، غالبًا ما يتم استخدامه عند الحاجة إلى كميات كبيرة من الفولاذ.
حديد التسليح
حديد التسليح هو اختصار لتقوية الصلب، يستخدم بشكل شائع كجهاز شد لتقوية الهياكل الخرسانية والبناء الأخرى كتعزيز هيكلي، عادة ما يكون من الصلب الكربوني وله نتوءات “تمسك” بالخرسانة.
