لماذا يستخدم الفولاذ (الحديد) في الخرسانة المسلحة (RC)؟
الخرسانة المسلحة عبارة عن مادة مركبة مكونة من الخرسانة العادية المقواة بقضبان أي أسياخ التسليح. تمتلك الخرسانة العادية قوة ضغط جيدة جدًا ولكنها ضعيفة في مقاومة الشد. نتيجة لذلك ، تفشل الكمره الخرسانة العادية فجأة بمجرد أن تبدأ شروخ الشد في التطور بسبب الحمولة.
لذلك من أجل تجنب فشل أو انهيار الخرسانة العادية، يجب تزويدها بمقاومة شد. هذا ممكن عن طريق إدخال حديد التسليح في الخرسانة العادية. ومن ثم، يتم تسليحها (أي دمجها) بقضبان حديدية. تقوم قضبان التسليح بنقل الحمولة بين الخرسانة وحديد التسليح. يتم نقل الضغط المباشر (الشد / السحب أو الضغط / الدفع) من الخرسانة إلى واجهة حديد التسليح عن طريق الرابطة بينهما، أي بسبب الاحتكاك.
نظرًا لأن حديد التسليح يضفي مقاومة شد للخرسانة، يجب أن تمتلك المعادن المستخدمة في التسليح مقاومة شد جيدة. هذا سوف يتجنب تشقق الخرسانة في الشد. على الرغم من وجود العديد من المعادن مثل الألومنيوم والحديد الزهر والنحاس والمتاحة لتقوية الخرسانة، إلا أن الفولاذ يستخدم على نطاق واسع كمواد تقوية في الخرسانة المسلحة. ذلك لأن المادتين تترابطان معًا جيدًا دون أي انزلاق وبالتالي تعملان معًا كوحدة واحدة في مقاومة الأحمال المطبقة، بصرف النظر عن بعض الخصائص المهمة الأخرى للفولاذ.
قوة الشد للصلب/ الفولاذ تساوي تقريبًا 100 – 140 ضعف قوة الشد لمزيج الخرسانة العادي.
اقرأ: كيف تصنع الخرسانة؟ – مما تتكون الخرسانة؟
لماذا نستخدم الحديد في الخرسانة؟
فيما يلي الأسباب الرئيسية لاستخدام حديد التسليح:
- الصلب مادة مطيلة بدرجة عالية. يمكن أن يتشوه دون أن يفقد صلابته وغير هش أو قصف.
- معامل يونج للصلب متساوي في كل من الشد والضغط (2.0 – 2.1 × 105 نيوتن / مم 2). هذا يعني أن زيادة / نقصان طول القضيب الفولاذي عند السحب / الدفع ستكون هي نفسها.
- معامل التمدد الحراري (زيادة الطول مقابل زيادة درجة الحرارة) للخرسانة والصلب متساوي تقريباً. هذا يضمن قوة الرابطة أثناء التمدد الحراري، وبالتالي يمنع فشل الرابطة (الترابط أو التماسك). علاوة على ذلك، إذا لم يكن المعامل متقارب، فإن السيخ سوف ينكمش / يتوسع أكثر من الخرسانة وسيخلق مشكلة.
- يتعرض الفولاذ لنفس الشد أو التشوه مثل الخرسانة المحيطة من أجل منع الانقطاع أو الانزلاق أو الفصل بين المادتين تحت الحمل.
- يمكن إعاد تدويره بسهولة.
- يمكن لحامه بسهولة.
- متوفر على نطاق واسع وبتكلفة زهيدة مقارنة بمعادن الدكتايل المطيلة الأخرى.
بالنظر إلى المزايا المذكورة أعلاه، يمكن القول أن استخدام الفولاذ في التسليح هو أفضل مادة للخرسانة المسلحة.
