فولاد و ساختمان

برای بزرگنمایی تصویر بر روی آن کلیک کنید.

 گذر به مرحله صنعتی در همه کشورهای در حال توسعه اقتصادی کاملاً وابسته به توسعه امکانات و امور زیربنایی آن است. هر کشور در حال توسعه‌ای برای تضمین و رسیدن به رشد اقتصادی نیازمند به سرمایه است و برای جذب چنین سرمایه‌گذاری باید زیرساختارهای مهم و اساسی آن به اندازه کافی توسعه‌یافته باشد. صنعت ساختمان این چارچوب را ایجاد می‌کند. 

صنعت ساختمانی یکی از قوی‌ترین ارتباطات را با بخش‌های گوناگون اقتصادی برقرار می‌کند. بنابراین تأثیرات چندگانه‌ای داشته و به عنوان یک عامل اصلی در راستای رشد اقتصادی در یک کشور عمل می‌کند. این نقش حیاتی بخش ساختمانی را به درستی دولت‌ها تشخیص داده و به آن بها داده‌اند. 


فولاد و ساختمان 

فولاد فلزی است مفید با خواصی گسترده و سازگار با محیط زیست که توانسته بیشترین کاربرد در صنایع ساختمان و ساخت‌وساز را به خود اختصاص دهد. شناخت مصرف‌کنندگان نهایی از استحکام فولاد و سازگاری آن با محیط زیست مصرف آن را در بخش ساختمانی افزایش داده است. در حال حاضر بخش ساختمانی در کشورهایی مانند هند 50 درصد کل مصرف فولاد را به خود اختصاص داده است. 


فولاد: یک ماده برگزیده در بخش ساختمانی 

فولاد به عنوان یک فلز برگزیده در صنعت ساختمانی پذیرفته شده است که دلایل اصلی آن به شرح زیر است: 

ـ تولید و نصب سریع و آسان 

ـ ساخت سریع، دوام و زیبایی 

ـ استحکام، چقرمگی و قابلیت چکش‌خواری فوق‌العاده بالا 

انعطاف‌پذیری برتر برای تعمیر و نگهداری، تغییر کاربری و تعویض در صورت نیاز 

ـ نسبت بالاتر استحکام به وزن 

ـ قابلیت دوام بهتر، مقاومت بالاتر در برابر خوردگی، خستگی و آتش‌سوزی 

ـ هزینه چرخه حیات پایین‌تر 

ـ ایمنی بهتر در بخش ساختمانی و سهولت در عملیات در محل کار 

ـ حمل و نقل آسان 


طبقه‌بندی در بخش ساختمانی 

کاربردهای گوناگون فولاد در زمینه‌های مختلف فعالیت‌های ساختمانی می‌تواند به شرح زیر باشد: 

ـ کشاورزی و صنایع وابسته به کشاورزی 

ـ احداث ساختمان‌های مسکونی و اداری و سایر بناها 

ـ فعالیت آموزشی، سالن‌های ورزشی، مراکز تجاری و تفریحی 

ـ صنایع دفاع، جاده‌ها، پل‌ها، اسکله‌های دریایی، مسکن برای نظامیان، بیمارستان‌ها و مراکز درمانی 

ـ نیروگاه‌ها، خطوط انتقال و توزیع برق 

ـ توسعه اجتماعی و شهری 

ـ حمل و نقل ریلی 

ـ حمل و نقل جاده‌ای در مناطق شهری و روستایی 

ـ‌ بنادر و تأسیسات دریایی 

ـ آبیاری، سدسازی برای کنترل سیل 

ـ فرودگاه‌ها و باندپروازی 

ـ ارتباطات 

ـ صنایع نفت و گاز 

ـ نیروگاه‌های هسته‌ای 

ـ ایستگاه‌های ماهواره‌ای 


کاربردهای مختلف محصولات فولادی در بخش ساختمانی 

کاربردهای فولاد در بخش‌های ساختمانی در جدول شماره یک توضیح داده شده است. 


ظهور محصولات فولادی جدید برای مصرف در بخش ساختمانی 

فولادسازان همواره سعی دارند که با بازسازی و یا بهبود روش‌های تولید و فرآیند محصولات فولادی محصولاتی بسازند که با محیط زیست هماهنگ بوده و بتوان آن را در بخش‌های مختلف ساختمانی به کار گرفت. علاوه بر این هدف فولادسازان کاهش هزینه‌های تولید و ارتقاء توان رقابتی خود با دیگر فولادسازان و یا دیگر فلزات رقیب است. 

برخی از محصولات نوظهور که برای مصرف در بخش‌ ساختمانی ابداع و تولید شده است به شرح زیر هستند: 


فولادهای سازه‌ای ضدحریق 

خواص فولادهای ضد حریق این است که در شرایطی که دمای محیط تا 600 درجه سانتی‌گراد بالا می‌رود، فولاد می‌تواند نقطه تسلیم خود را حفظ کرده و در برابر استرس و بارهای وارده از خود مقاومت و استحکام نشان دهد. به طور کل درجه حرارت در آتش‌سوزی به هزار درجه سانتی‌گراد می‌رسد و این گونه فولادها به گونه‌ای عایق‌بندی می‌شوند که درجه حرارت آن به بیش از 600 درجه سانتی‌گراد تجاوز نمی‌کند. فولادهای ضدحریق نقطه تسلیم خوبی در درجه حرارت‌های بالا دارند، چون از عناصر آلیاژی مخصوصی مانند کروم، مولیبدن و Nb ساخته شده و عملیات حرارتی خوبی روی آن انجام می‌شود. 

ویژگی‌های اصلی فولادهای ضد حریق عبارتند از: 

ـ نقطه تسلیم درجه حرارتی بالاتر از 600 درجه سانتی‌گراد که بیش از دوسوم مقادیر ویژه در درجه حرارت اتاق است. 

ـ میزان کاهش مدول یانگ فولاد ضدحریق در درجه حرارت‌های بالا اندک است، مقاومت خزشی آن بسیار بالاتر است. 

ـ خواص درجه حرارت اتاق فولادهای ضدحریق مطابق مشخصات آن است. 

ـ خواص جوشکاری فولاد ضدحریق مشابه یا بالاتر از فولاد‌های ساختمانی معمولی است. 

ـ هزینه اطفاء حریق برای تیرآهن‌ها و ستون‌ها در سال‌های اخیر از 30 درصد به 12ـ 15 درصد کاهش پیدا کرده است. 


فولادهای ضدفرسایشی 

فولادهای ضدفرسایشی اندودکاری نشده در چند سال اخیر در ساخت پل‌ها استفاده می‌شود. مصرف این نوع فولادها بسیار اقتصادی و مقرون به صرفه است، چون هزینه‌های این نوع فولادها از طریق حذف هزینه‌های اندودکاری اولیه (ضد زنگ) جبران می‌شود. 

موارد مصرف این فولادها معمولاً به شرح زیر است: 

ـ مناطق ساحلی 

ـ نواحی پرباران، رطوبت بالا یا همیشه مه‌آلود و یخبندان 

ـ در نواحی صنعتی که در آنجا گرد و غبار یا دوده‌های شیمیایی کنستانتره شده مستقیماً به شکل یک توده یا جرم درمی‌آید. 


فولادهای مقاوم در برابر زلزله 

بارگیری در زلزله و در طبیعت به شکل نیمه استاتیک بوده و بنابراین فولاد باید به گونه‌ای طراحی شود که بتواند نیروهای به وجود آمده در طی زلزله را تحمل کند. معیارها و استانداردهای طراحی طبق نیروهای تولید شده تغییر پیدا می‌کند. به طور کل مقاومت در برابر زلزله باید بر اساس معیارهای زیر باشد: 

ـ نقطه تسلیم بالا 

ـ تغییرات اندک در نقطه تسلیم 

ـ نسبت پایین نقطه تسلیم به مقاومت کششی فوق‌العاده بالا (YS/UTS) 

ـ راندمان بالای ازدیاد طول رنگ (paint elongation) 


فولادهای مقاوم در درجه حرارت پایین 

این نوع فولادها خواص مطلوبی در ساختمان داشته و حتی در درجه حرارت‌های بسیار پایین قابلیت خاصیت چکش‌خواری خود را حفظ کرده و برای ساخت انبارهای بزرگ جهت نگه‌داری گاز مایع طبیعی، نفت و سایر گازها بسیار مناسب است. 


فولادهای با خاصیت چکش‌خواری بالا 

این نوع فولادها خواصی مانند استحکام بالا، چقرمگی مفصلی بالا،‌ مقاوم در برابر ترک‌خوردگی، قابلیت چکش‌خواری آسان، قابلیت جوشکاری فوق‌العاده داشته و در ساخت‌ سازه‌های عظیم و ساختمانی بلندمرتبه و غیره مناسب است. 


انواع خاص تیرآهن‌های بال پهن 

این نوع فولادها عمق مقطع ثابت و ضخامت متغیر بال دارند. این نوع تیرآهن، برای طرای و اجرا انعطاف‌پذیر بوده و برای ساخت ساختمان‌های بلندمرتبه، سازه‌های صنعتی، شاه‌تیرها و خرپاها بسیار مفید و مناسب هستند. 


پلیت‌های فوق‌العاده سنگین 

این نوع پلیت‌ها با وجود ضخامتشان صحت و کیفیت خوب و بهبود یافته‌ای داشته که برای ساخت سازه‌های دریایی، سازه‌های هسته‌ای و شیمیایی و نیز برای تولید الکترومغناطیسی‌های بسیار بزرگ و غیره بسیار کاربرد دارند. 


ورق‌های ضد ارتعاش 

این ورق‌ها لایه رزین ضد ارتعاشی داشته که دو لایه ورق را به هم می‌چسباند و خواص فوق‌العاده ضد ارتعاشی دارد و بسیار برای کاربرد در ساختمان‌هایی که در آنجا ارتعاش وجود دارد مناسب است. 


ورق‌های فولادی اندودکاری شده لایه‌ای 

این روق‌ها پردوام، ضد فرسایش و نیز ظاهری زیبا دارد. این ورق‌ها ارزان و برای پوشش سقف و پنل‌های دیواری بسیار کاربرد داشته و دکوراسیون داخلی ساختمان‌ها را بسیار زیاد می‌کند. 


ورق های فولادی HSLA (کم‌آلیاژی با استحکام بالا) نورد گرم میکروآلیاژی 

این ورقه‌ها ترکیبی از خواص مهندسی از طریق کنترل ساختاری ریز با استحکام بالا و نسبت هزینه پایین به وزن دارد. این فولادها برای ساخت پل‌ها، ساختمان‌ها، برج‌های خط انتقال، سازه‌های دریایی، سکوهای پرتاب موشک و بخش‌های نفت و گاز و غیره بسیار مفید است. 


میلگردهای با ارزش افزوده 

استفاده از انواع میلگرد آجدار در سال‌های اخیر بسیار تغییر کرده است. 

اگرچه مقررات ساختمانی IS: 1789 تصریح می‌کند که فقط باید گرید Fe-415 با سیمان بتون مسلح (Rcc) مصرف شود، ولی مصرف آن رو به کاهش است چون بازار به سمت گریدهای بالاتر گرایش پیدا کرده است. صنعت ساختمانی اخیراً از گریدهای جدید Fe SooD, FeSSO, Fe Soo استفاده می‌‌کند. از نقطه‌نظر کاربرد نیز مصرف میلگرد ساختمانی در جهت مصرف محصولاتی با ارزش افزوده بالاتر مانند میلگرد ساختمانی ضد زنگ، میلگرد آجدار با پوشش اپوکس، میلگرد آجدار ضدزلزله و انواع میلگرد گالوانیزه و غیره حرکت می‌کند. 


میلگردهای Tempcore TMT , Thermax 

در کشورهای زلزله‌خیز تا سال 2006 میلگرد نوع BS: 4449 با نقطه تسلیم Soo N/mm2 برای بخش ساختمانی توصیه می‌شد، فولاد گرید C با قدرت چکش‌خواری جدید خواص زیر را دارد: 

میلگردهای Tempcore TMT , Thermax هر دو نقطه تسلیم 500N/mm2 داشته و اگر با قابلیت چکش‌خواری بسیار خوبی ترکیب شوند ایمنی خوبی ترکیب شوند ایمنی خوبی تضمین می‌‌شود که می‌توان آن را در مناطق زلزله‌خیز به کار گرفت و نیز بین 15 تا 19 درصد از مصرف فولاد کاسته می‌شود. 


میلگرد‌های گالوانیزه 

مزیت‌های استفاده از میلگردهای گالوانیزه به شرح زیر است: 

ـ حفاظت از فولاد قبل از قرار دادن آن در بتون یعنی زمانی که در انبار و محل ساخت انبار می‌شود. 

ـ حفاظت از فولاد قبل از قرار دادن آن در بتون یعنی زمانی که در انبار و محل ساخت انبار می‌شود. 

ـ کاهش اثر تغییرات در کیفیت بتون 

ـ حفظ خواص در برابر مهارت‌های ضعیف خصوصاً در زمان قرار دادن آرمارتو، فشردگی ضعیف و خوب به عمل نیاوردن بتون. 

ـ مقاوم‌ در برابر فرسایش و ترک خوردگی 

ـ افزایش عمر ساختمان بتون بخصوص در جایی که آلودگی کلراید بالا باشد. 


میلگردهای آجدار فولاد ضد زنگ 

ـ کاربردهای کشاورزی 

ـ تمامی واگن‌های ریلی فولدی ضد زنگ 

ـ واگن‌های حمل زغالسنگ 


افزایش مصرف فولاد ضد زنگ در بخش ساختمانی 

خبرگان و اقتصاددانان صنعت فولاد پیشنهاداتی را به شرح زیر برای افزایش کاربرد یا مصرف فولاد ضد زنگ در بخش ساختمانی ارایه می‌دهند: 

ـ تقویت سرمایه‌گذاری توسط بخش‌های خصوصی و دولتی 

ـ تصویب سریع پروژه‌ها، تأمین منابع مالی به موقع پروژه‌ها و اجرای پروژه‌های ساختمانی در زمان مقرر برای جلوگیری از اتلاف زمان و بودجه یا هزینه‌ها 

ـ قبل از اجرای هر پروژه‌ای باید مشکلات خرید زمین (سایت) حل شده و رضایت تمامی سهامداران جلب و مسائل زیست‌محیطی آن برطرف شود. 

ـ شتاب دادن به ساخت پروژه‌های زیربنایی مانند برق، جاده، راه‌آهن، بندر، آبیاری و مسکن خصوصاً در مناطق نیمه‌شهری و روستایی. 

ـ تخصیص منابع مالی بیشتر برای توسعه پروژه‌های ساختمانی برای رشد سریع‌تر صنایع وابسته به کشاورزی 

ـ نظارت دقیق و مرتب پیشرفت پروژه‌ها در سایت توسط مقامات ذیصلاح. 


پتانسیل ساختمان‌های فولادبر 

در کشورهای صنعتی فناوری‌های جدید ساخت مانند ساختمان‌های کمپوزیت، ساخت کف نازک که اقتصادی‌تر است ابداع شده است، علاوه بر این از رنگ‌های نسوز بهتری نیز در ساختمان‌ها استفاده می‌شود. 

در کشورهای در حال توسعه نیز چنین ابداعاتی در به کارگیری فولاد در ساختمان‌ها به کار گرفته می‌شود که باید موارد زیر مدنظر قرار گیرد: 

ـ انتخاب غلط فولاد، عدم نگهداری و مراقبت ناکافی و طراحی ناقص از دلایل اصلی بالا رفتن هزینه‌های سازه‌های فولادی است. 

ـ طراحی دقیق بسیار مهم است و سازه‌های فولادی باید به درستی در برابر بار زیاد، فرسایش و آتش‌سوزی مراقبت شود. 

ـ افزایش استحکام فولاد از طریق اصلاح‌های مکانیسم ساختاری نسبت به افزایش میزان کربن در فولاد گزینه بهتری است چون اصلاح ساختار خاصیت قابلیت چکش‌خواری و چقرمگی و استحکام بهتری را به فولاد می‌دهد. 

ـ سازه‌هایی که در مناطق تحت بار سیکلی و ارتعاش احداث می‌شوند باید به گونه‌ای طراحی شوند که مسأله مقاومت در برابر خستگی مورد توجه قرار گیرد. 

ـ باید براساس نیاز گریدهای خاص مانند مقاومت در برابر زنگ‌زدگی یا فرسایش، زلزله و نیز عملکرد بالای کیفی فولاد مورد توجه قرار گیرد. 

ـ استفاده از تیرآهن‌های موازی رواج پیدا می‌کند. این نوع سازه‌ها استحکام برتر و ظرفیت بالاتر تحمل بار و محوری دارند. 

ـ میلگردهای آجدار بتون مسلح باید قابلیت چکش‌خواری و خمشی بهتری داشته باشد تا بتواند در برابر شکنندگی از خود مقاومت نشان دهد. 


زیرساختارها 

امکانات زیربنایی مجموعه دارایی‌هایی است که جامعه و فعالیت‌های اقتصادی آن را تقویت می‌کند، از اهم تسهیلات زیربنایی می‌توان به راه‌آهن، جاده، پل، نیروگاه و شبکه توزیع برق، واحدهای تصفیه آب، مراکز آموزشی، مسکن، بیمارستان و سایر امکانات اشاره کرد. 

اقتصاددان معروف روزنشتاین رودان نقش امکانات زیربنایی را در یک کشور همانند چتری می‌داند که تمامی فعالیت‌های اقتصادی را در بر می‌گیرد و از آن به عنوان «سرمایه‌ بالاسری اجتماعی نام می‌برد. 

انجمن جهانی فولاد (WSA) معتقد است که عدم امکانات و تسهیلات ناکافی زیربنایی در یک کشور مانع رشد اقتصادی آن شد و به عنوان یک بازدارنده توان رقابتی صنعتی محسوب شده و بر کیفیت زندگی اثر مخربی می‌گذارد. 

آن گروه از کشورهایی که توسعه زیربنایی را نادیده گرفته‌اند در جبهه رقابت عقب مانده‌اند. توان زیربنایی نه‌تنها فرآیند تولید را تقویت می‌کند بلکه در راستای رفاه عموم نیز است. 

علاوه بر این داشتن امکانات زیربنایی کافی برای اقتصاد یک کشور مطلوب بوده و تقاضا برای فولاد را افزایش می‌دهد. منافع صنعت فولاد هم سو با منافع ملی است. 

بنابراین منافع صنعت فولاد در منافع ضرورت افزایش هزینه‌های توسعه امور زیربنایی گره خورده است. 


رابطه تنگاتنگ صنعت ساختمانی و امور زیربنایی 

فعالیت ساختمانی ستون فقرات رشد امکانات زیربنایی محسوب می‌شود. در حقیقت بخش ساختمانی بسیار مهم و حیاتی در توسعه اقتصادی یک کشور دارد. 



منبع: متال بولتن