فلز ساختمانی و تعریف آن

فلز ساختمانی : بشر از ديرباز با فلزات گوناگون آشنا بوده و از آن ها براي ساخت نيزه و ديگر ابزارهاي دست ساز استفاده مي كرده است.

به طوري كه اولين نشانه هاي استفاده از فلزات در ابزار سازي، در ميان سومريان و مصريان به سال هاي قبل از ميلاد مسيح باز ميگردد.

اما تنها از اوايل قرن ۱۸ ميلادي با پيشرفت صنعت، استفاده از فلزات وارد صنعت ساختمان سازي شد.

ابتدا از آهن براي تزئينات و كلاف بندي ساختمان ها استفاده مي شد و در اواخر قرن ۱۸ ، اولين بناها با سازه فلزي ساخته شدند.

كريستال پالاس در شيكاگو يكي از اين ساختمان هاست.

به تدريج استفاده از فلزات ديگر نظير چدن، فولاد (اواخر قرن ۱۹ ميلادي)، آلومينيوم، مس و… در ساختمان سازي رواج يافت به طوري كه امروزه فلزات بخش مهمي از صنعت ساختمان را به خود اختصاص دادهاند .

ضرورت استفاده و كاربرد فلزات

فلز ساختمانی : امروزه با مشاهده ساختمان هاي بديع و آسمان خراش هاي عظيم، بازتاب تأثير فلزات در زندگي انسان كاملاً آشكار است.

در واقع اگر فلز نبود، زندگي و تمدن بشري به چنين مرحله اي نمي رسيد.

فلزات گروهي از عناصر هستند كه خواص مشترك معيني دارند.

اين مواد گرما و الكتريسيته را به خوبي هدايت ميكنند، بر همين مبنا ظروف آشپزي و سيم هاي برق از فلز ساخته ميشوند.

فلزات هم چنين بسيار محكم اند لذا از آن ها در ساخت سازه هاي ساختماني استفاده مي كنند.

فلزات به راحتي قابل شكل دادن هستند، بنابراين ميتوان از آنها مفتول هاي ظريف سيمي تا قطعات بزرگ آهن را توليد كرد.

علاوه بر اين ها، ويژگي قابل بازيافت بودن فلزات، مزاياي استفاده از آن ها را دو چندان كرده است.

انواع مختلف فلزات شباهت هاي زيادي با هم دارند ولي در عين حال تفاوت هايي نيز دارند كه مشخص مي كند يك فلز تا چه حد براي يك كاربرد خاص مناسب است.

از ۱۰۹ عنصري كه امروزه شناخته شده است، ۸۷ عنصر فلز است.

از فلزات به ندرت به شكل خالص استفاده مي شود؛ معمولاً با مخلوط كردن يك فلز با فلزات ديگر يا غير فلزات، آلياژي از آن را توليد كرده و مورد استفاده قرار ميدهند.

خواص عمومي فلزات

فلز ساختمانی : همان گونه كه ذكر شد، فلزات گوناگون شباهت هاي زيادي با هم دارند كه از آن جمله مي توان به موارد زير اشاره كرد.

شكل ظاهري فلزات

اين مواد ظاهري درخشنده و براق دارند و ميتوان آنها را صيقل داد.

  • ساختار فلزات: ساختار و شكل واقعي فلزات به اندازه يون و تعداد الكترون هايي كه هر يون در حوزه اشتراكي دارد و نيز انرژي يون ها و الكترون ها بستگي دارد.

هر قدر فلز گرم تر شود، اين انرژي افزايش خواهد يافت.

بنابراين يك فلز ممكن است در حرارت هاي مختلف، شكل هاي متنوعي را اختيار كند.

اما در بيشتر آرايش ها، يون ها كاملاً پهلوي هم قرار دارند و معمولاً تراكم در فلزات بيشتر از مواد ديگر است.

  • تغيير شكل پذيري فلزات: بسياري از فلزات هنگام سرد بودن، به سختي تغيير شكل مي پذيرند. ولي اگر گرم شوند، به راحتي در اثر كوبيدن به صورت ورقه يا مفتنول سيمي در مي آيند.

علت اين امر اين است كه بسياري از فلزات در حرارت خاصي آرايش يون هاي خود را تغيير ميدهند بنابراين قابليت شكل پذيري پيدا ميكنند.

البته ممكن است با تغيير آرايش يون ها، برخي از خصوصيات ديگر فلز نيز دگرگون شود.

  • هدايت الكتريكي: تفاوت عمده فلزات با ديگر مواد، در توانايي هدايت الكتريسيته است.

چون الكترون هاي آن ها براي حركت مانعي ندارند.

  • هدايت گرمايي: هادي خوب گرما جسمي است كه ذرات آن طوري آرايش يافته باشند كه بتوانند آزادانه نوسان يافته و به ذرات مجاور خود نيز امكان نوسان آزاد را بدهند.

گرم شدن، همان نوسانات سريع يون ها و الكترون هاست.

در فلزات چون گروه الكترون هاي غبار مانند يون ها را احاطه می  كنند، حرارت به خوبي هدايت مي شود.

  • مقاومت فلزات: مقصود از مقاومت، ميزان باري است كه فلز مي تواند تحمل كرده و نشكند.

بسياري از فلزات در زير فشار متغير مانند نوسانات، راحت تر از زماني كه باري سنگين را تحمل مي كنند، ميشكنند.

فلزات را بر اساس منبع توليد آنها به دو گروه عمده فلزات آهني و فلزات غيرآهني تقسيم ميكنند.

فلزات آهني ( آهن ، چدن و فولاد) مصرف بيشتري در ساختمان سازي دارند.

در ادامه اين دو گروه از فلزات بررسي خواهند شد.