أنواع الحديد وكيفية اختباره

أنواع حديد البناء
اختيار أفضل أنواع الحديد المستخدم في البناء والحديد الممتاز هو أساس التنمية الصناعية وعصب البناء في أي مبنى أو منشأة، فأعمال الحدادة من أخطر أعمال التشييد والبناء التي يجب على مهندسي المعمار أخذها في الاعتبار.

فأي خطأ يمكن أن يؤدي إلى العديد من المتاعب في جودة وسلامة المنشاة، ولذلك سوف نتناول بالتفصيل في مقالنا هذا أهم أنواع حديد البناء وأفضلها من أجل الوصول إلى تشييد بناء عالي الجودة، غاية في الصلابة والمتانة، فتابعونا.

أهمية الحديد للبناء
أنواع الحديد
انواع الحديد التسليح
إن عملية البناء تعتبر من المشروعات عالية التكلفة سواءً على المستوى الفردي أو المستوى القومي.

ولذلك يجب أن تتمتع الأبنية والمنشآت المعمارية بالقوة والصلابة والمتانة، ومقاومة التغيرات المناخية من حرارة أو برودة.

وكذلك التغيرات الجيولوجية كالهزّات الأرضية، ولذلك يستخدم اجود انواع الحديد في الهياكل الخرسانية لعمل خرسانة مسلحة تتميز بتحمل قوة الضغط والشدّ، للتمتع المنشآت المعمارية بعمر افتراضي أطول يتوازى مع التكلفة التي أُنفقت عليها.

أنواع حديد البناء
تتعدد أنواع الحديد المستخدم في البناء، وذلك حسب الخامات المستخدمة في التصنيع والغرض المستخدم من أجله، ومن أبرز هذه الأنواع:

حديد أملس طري: ويسمى هذا النوع من الحديد بحديد 35، أي أن مقاومته للشّد تعادل 35 كغ/ مم2، ويستخدم في الأبنية الخفيفة المعدنية، ويتميز بأنه ذو سطح أملس، كما يمكن إعادة تشكيله أكثر من مرة، وعند استخدامه يتم عمل نهايات طرفية معقوفة عند التكسيح، ويتوافر في الأسواق على شكل لفات سهلة التحميل والنقل.
حديد عالي الصلابة A: ويعد هذا الحديد من أهم و أفضل أنواع الحديد، حيث يتميز بمقاومته العالية للشدّ، فقوّة تحمله تصل إلى 60 كغ/ مم2، كما أن معدل تمدده لا يقل عن 12%، ويطلق عليه Grade 60.
حديد عالى الصلابة B: وهو أيضا ذو صلابة ومتانة عالية، وتصل مقاومته للشد إلى 75 كغ/ مم2 ويطلق عليه Grade 75.
حديد ملوي على البارد: وفي هذا الحديد تكون نسبة المقاومة فيه متوسطة، حيث تصل إلى 44 كغ/ مم2.
حديد مقاوم للزلازل: ويستخدم هذا الحديد في تشييد الأبراج والمباني الشاهقة، ويطلق عليه SEISMIC ، وهو نادر الاستعمال، لارتفاع سعره، حيث يصل سعر الطن إلى ما يقرب من 3700 sr.
حديد تورستيل: وتبلغ مقاومة هذا النوع من الحديد 52 كغ/ مم2، ولا تقل فيه نسبة التمدد عن 63 كغ/ مم2، ولذا يستخدم في الأبنية الثقيلة، ويتواجد في الأسواق على هيئة ألواح طولية، إلا أن من عيوبه أنه لا يمكن تشكيله سوى مرة واحدة.
أسلاك رباط: وهي عبارة عن أسلاك حديدية تستخدم في ربط أسياخ الحديد ببعضها، وتمتاز بالقوة والليونة في نفس الوقت، وتتوافر منه مقاسات متنوعة منها 22، 18، 16 سم، على شكل لفات دائرية، وكلما قلّ سُمكه زادت ليونته والعكس.
أسلاك شبكية ممددة: وهذا النوع يتكون من أسلاك صلبة مسحوبة على البارد، ثم يتم لحمها ببعضها بزاوية قائمة طوليًا وعرضيًا على هيئة شبكة، ويتم تداوله في الأسواق على هيئة لوحات أو لفات بمقاسات وأبعاد مختلفة، وأكثر هذه المقدسات شيوعًا هي 10×20 سم، إلا أنه عند شرائه يجب توخي الحذر والتأكد من خلوه من أي انحناءات.

أهم اختبارات الحديد
هناك نوعان من الاختبارات التي تجري على الحديد، لاكتشاف قوة الشدّ والصلابة، التي من خلالها يتم اختيار نوع الحديد المناسب لعملية البناء، وهما:

اختبار الشدّ: يتم إجراء اختبار الشد لعدد من الأسياخ الحديدية لعينة تزن من طنّ إلى عشرة أطنان، بالطريقة المتعارف عليها لدى الفنيين وذلك لكل مجموعة من الأسياخ ذات القطر الواحد.
اختبار الثني: وفي هذ الاختبار يجري ثني الحديد على البارد، وذلك لعينة أيضًا تزن من طنّ إلى عشرة أطنان لكل مجموعة ذات أقطار متجانسة، من قبل الفنيين المختصين.
علامات جودة الحديد للبناء
توجد بعض العلامات الظاهرية التي يمكن خلالها بالعين المجردة اكتشاف وملاحظة جودة الحديد من عدمه، ومن أهم هذه العلامات:

المظهر البراق أو اللامع للحديد.
خلوه من الصدأ وعدم تعرضه للرطوبة العالية.
عدم وجود مسام من خلال النظر إلى الحديد عند قصّه.
عدم وجود تنميلات على السطح عند ثنيه.
احتفاظ الحديد بتشكيله ثابتًا بعد إجراء عملية التشكيل.
الحصول على الحديد من مخازن جيدة التخزين فلا يوجد به أي دهانات أو زيوت.
الحصول على الحديد من مصادر موثوقة ذات علامات تجارية مميزة.
مطابقة الحديد المستخدم للمواصفات القياسية، من حيث القطر(اللّنية)، ووزن الوحدة الطولية.
أفضل أنواع الحديد للبناء
ليس هناك نوع من الحديد مفضل بذاته، وإنما يرجع ذلك إلى الغرض المستخدم فيه، وهو الذي يحدد نوعية الحديد الواجب استخدامه دون غيره، من حيث الصلابة وقوة الشدّ والثني والقطر وهكذا، فهناك أنواع من المباني أو الجسور تتطلب نوعية معينة من الحديد بصفة خاصة للحصول على الغرض المستخدمة من أجله.

فعلى سبيل المثال بالنسبة لمنشآت الكباري والأبراج الشاهقة، فإنها تحتاج إلى حديد عالي القساوة.

وقد تتطلب كل مرحلة من مراحل البناء نوعية معينة من الحديد مختلفة عن الأخرى مثل:

الحديد المستخدم في فرشة الأساسات، والكمرات، والأعمدة، والأسطح، فلكل مرحلة من تلك المراحل نوعية من الحديد مناسبة.

سعر الحديد
يعتبر الحديد من المدخلات باهظة الثمن بالنسبة لتكلفة البناء ذاته، ولكن لا يمكن الاستغناء عنه، أو التقليل من كميته المطلوبة فنيًا لخفض التكلفة؛ لأن ذلك يكون على حساب المبنى كلّيةً.

ويرتفع سعر الحديد أو ينخفض طبقًا لعملية العرض والطلب، والرخاء أو الانكماش الاقتصادي للدولة.

اسعار الحديد اليوم فى مصر تشهد ارتفاعا بين 500 و 1000 في سعر الطن بالاسواق المصرية نتيجة تداعيات الغزو الروسي لأوكرانيا توافقا مع قول رئيس شعبة مواد البناء “احمد الزيني”.

و الخلاصة فقد اتضحت أهمية وضرورة استخدام الحديد في عملية البناء، لاكساب المبنى أو المنشأة صفات مقاومة عالية ما كان لها أن تتمتع بها بدون استخدام الحديد كمكوّن أساسي من مكوناتها تصليح مضخات بانواعها مختلفة باستخدام فريق عمل محترف


فائدة حديد التسليح
يستخدم في الأعمدة و الخرسانية بطريقتين، أحدهما عمودي، والآخر أفقي، لذلك سوف نقوم بتفصيل فائدة استخدام الحديد في كلتا الطريقتين على النحو التالي:

عند استخدام أسياخ الحديد بشكل رأسي في أعمدة التسليح، فإنه يعمل على تخفيف الحمل والوزن الواقع على الأسياخ المتواجدة في العمود.

بينما يعمل استخدام حديد التسليح في الأعمدة بشكل أفقي علي الاستفادة من التصرف المرن في داخل العمود الخرساني بسبب القوي المعروفة يقوي القصّ.

مواصفاته
يتم استخدام داخل الصبة الخرسانية حتى يعمل على حمايتها من التعرض لقوي الشد، حيث أن مقاومة الخرسانة لعملية الشد ضعيفة جدًا مقابل الحديد، لذلك يتم وضع أسياخ الحديد داخل الصبّة الخرسانية، وفي عملية التسليح من أجل حماية البناء من التعرض للانهيار والهدم السريع.

اختباراته
هناك العديد من الاختبارات التي يتم إجراؤها على حديد التسليح، من أجل التأكد من مدى سلامة وصحة هذا الحديد، حتى يتم الاطمئنان على كونه صالح من أجل الدخول في عملية البناء، وهذه الاختبارات هي:

اختبار خاص بعملية مقاومة الشدّ: وهو ذلك الاختبار الذي يتم فيه وضع كمية من الحديد كنوع من العينة، حتي يتم تعريضها لحمل زائد وثقيل من الشدّ.

ويتم وضع مقدار من الحديد يصل إلى عشرة طن، حتى ينفذ عليه هذا الإختبار، ويعد هذا الإختبار هو أفضل وأكثر اختبارات الحديد نجاحًا، حيث يتم من خلاله التعرف على مدى مرونة وصلابة الحديد، والتعرف على إجهاد الفشل وأيضًا الانفعال، والعلاقة المتواجدة بينهما.

اختبار ثني الحديد البارد: يمكن التعرف على درجة الممطولية الخاصة بالحديد من خلال هذا الاختبار، حيث يتم رفض استخدام الحديد الذي يفشل في هذا الاختبار،فهو يكون قابل للشرخ أو الكسر قبل عملية التوازي بين طرفي الحديد.

اختبار التماسك والتعلق بين الحديد والخرسانة: وهو الذي يتم من خلاله تحديد مدى تعلق وتماسك الصبة الخرسانية بأسياخ الحديد، حتي لا تنزلق وتنجرف بعيدًا عن أسياخ حديد التسليح.

م