بحث عن حديد التسليح

الموسوعة » هندسة معمارية » بحث عن حديد التسليح

لا شك بأنّ حديد التسليح من العناصر الأساسيّة في المشاريع الهندسيّة والذي يحتاج إلى دراسات تفصيليّة دقيقة لاختيار النوع المناسب من حيث الأقطار المستخدمة وأطوال الأسياخ ونوعية الحديد وتوزيع هذه الأسياخ ضمن العناصر الإنشائيّة للمنشأ وغيرها من المعايير الأخرى، فما هو حديد التسليح ولماذا نستخدمه في صناعة البناء، هذا ما سنتعرف عليه وأكثر في مقالنا التالي.

ما هو حديد التسليح

حديد التسليح هو مصطلح هندسي يُطلق على القضبان الفولاذيّة التي يستخدمها المهندسون عند تشييد المنشآت المختلفة، ويُستخدم في جميع العناصر الإنشائيّة ضمن المنشأ مثل الأعمدة والجوائز (الكمرات) والجدران الإنشائيّة على مختلف أنواعها (جدران حاملة – جدران قص – جدران استناديّة) والبلاطات وغيرها، حيث تُضاف القضبان الفولاذيّة إلى الخرسانة وذلك لأغراض إنشائيّة تحقّق النتيجة المطلوبة من العناصر المسلّحة.§

حديد التسليح

حديد التسليح في الخرسانة المسلحة

كما نعلم جميعًا بأنّ الخرسانة هي المادة الأساسيّة المستخدمة في صناعة البناء والتشييد بحيث تشكل المباني الخرسانيّة المسكن لما يزيد عن 70% من السكان حول العالم بالإضافة لكون المنشآت الخرسانيّة هي أساس البنيّة التحتيّة في جميع دول العالم، لذلك نرى الاهتمام المتزايد بجميع المواد والعناصر التي تُستخدم ضمن هذا النوع من المنشآت، ويُعتبر حديد التسليح الشريك الأساسيّ للخرسانة والمادة الملازمة لها في جميع المشاريع، حيث يُضاف حديد التسليح إلى الخرسانة وبذلك نحصل على ما يُدعى بالخرسانة المسلحة.§

الخرسانة المسلحة

لماذا نستخدم حديد التسليح

لابدّ بأنّك تتساءل لماذا يلجأ المهندسون إلى إضافة القضبان الفولاذيّة إلى الخرسانة؟ دعني أجب عن تسائلك بطريقة بسيطة بعيدًا عن التعقيد، تخضع الخرسانة ضمن المنشآت إلى عدة أنواع من القوى والعزوم المختلفة، وكغيرها من المواد فالخرسانة لديها مقدار مختلف من التحمل لكل نوع من هذه القوى، حيث تتميّز الخرسانة بأنها تقاوم قوى الضغط بشكل كبير أي يمكن للعنصر الخرساني تحمل مقدار كبير من إجهادات الضغط (compressive stress) الناتج عن الحمولات دون أن ينهار، ولكن نقطة ضعف العناصر الخرسانيّة هي قوى الشد إذ أنّ الخرسانة لها مقاومة ضعيفة لإجهادات الشد (tensile stress)، وهنا تكمن أهمية حديد التسليح فهو يقاوم قوى الشد التي تخضع لها العناصر الإنشائيّة، وبهذا المزيج السحري نحصل على الخرسانة المسلحة التي تمتلك مقاومة كافية لكل من الشد والضغط.

قد يتساءل البعض أيضًا لماذا الحديد بالتحديد؟ يتمتّع الحديد بمعامل تمدد حراري قريب جدًا لمعامل تمدد الخرسانة وهذا ما يجعل منه مادة مناسبة جدًا لمنع حصول التشققات أو الانهيارات ضمن العناصر.§

صناعة حديد التسليح

تمر عمليّة صناعة القضبان الفولاذيّة بمراحل عديدة ومعقّدة تعتمد على سلسلة من التفاعلات الكيميائيّة التي تحدث ضمن عدة أنواع من الأفران الخاصة المختلفة عن بعضها من ناحية طريقة العمل، وبشكل عام ومختصر تمر عمليّة إنتاج حديد التسليح بالمراحل التالية:

  1. الحصول على المادة الخام

    توضع المادة الخام المكونة للقضبان بعد جمعها خلال التنقيب عن المعادن أو جمع الفضلات المعدنيّة أو غيرها من الطرق ضمن الفرن العالي الذي تصل درجة حرارته إلى 983 درجة مئويّة حيث تُصهر المادة الخام على هيئة لبيد وتصبح سائلة.

  2. صب الفولاذ المصهور

    عمليّة الصب المستمر لمصهور الفولاذ من المراحل الهامة والرئيسيّة التي تهدف إلى إنتاج فولاذ عالي الجودة، حيث يُصب المصهور ضمن مجموعة من الأسطوانات (العجلات) التي تعمل على إعطاء الفولاذ الشكل الأولي له على هيئة صفائح.

  3. الدرفلة

    بعد انتهاء عملية الصب تنتقل صفائح الفولاذ إلى الدرافيل وهي أجسام اسطوانيّة الشكل مصنوعة من معادن ثقيلة تتمتع بصلادة عالية جدًا تعمل على تقليل السماكة الخاصة بالصفائح وإعطاء الفولاذ شكل القضبان بأقطار مختلفة، في العادة تُدرفل الصفائح على عدة مراحل حيث في البداية تُدرفل الصفائح الكبيرة على الساخن (أي بعد تسخينها) ومن ثم تمر بمرحلة نهائيّة لتأخذ القضبان الشكل المطلوب.§

  4. القص

    بعد تشكيل قضبان الفولاذ تبدأ مرحلة القص لإعطائها الطول المناسب وذلك باستخدام آلات خاصة لذلك وتُعتبر عمليّة التبريد بعد القص مهمة جدًا.

معلومات شيقة عن حديد التسليح

  • وفقًا للجنة التجارة الدوليّة الأمريكيّة فإنّ 93% من الحديد المستخدم ضمن الولايات المتحدة الأمريكيّة يُصنع محليًا.
  • حسب إحصائيات عام 2012 قامت الولايات المتحدة الأمريكيّة بإنتاج ما يقارب 6.3 مليون طن من حديد التسليح، الأمر الذي ساهم بتحقيق إيرادات تزيد عن 4 مليار دولار.
  • تحتوي المواد الخام المشكلة لحديد التسليح في وقتنا الحالي على 97% من مواد معاد تدويرها مثل خردة الحديد المختلفة التي تشمل خزانات المياه والسيارات والأجهزة القديمة وغيرها.§
  • تُعتبر تركيا أكبر مصدّر لحديد التسليح على مستوى العالم تليها أوكرانيا ثم اسبانيا.
  • تحتل الصين المركز الأول عالميًا بإنتاج حديد التسليح ووفقًا لإحصائيات علم 2012 قامت الصين بإنتاج أكثر من 175 مليون طن متري.§