ما هو حديد التسليح؟ تعريفه، أنواعه، واستخداماته

معنى حديد التسليح
يُعدّ حديد التسليح مادة شائعة الاستخدام في البناء، ويُستخدم بشكل رئيسي في الهياكل الخرسانية المسلحة لتعزيز قوة شد الخرسانة. يُمكن اعتباره هيكلًا داخليًا، مما يجعل هيكل الخرسانة أقوى وأكثر متانة، وقادرًا على تحمل قوى الشد ومنع التشققات. ببساطة، يعمل حديد التسليح كهيكل للخرسانة، مما يزيد من ثباته وسلامته.

هل حديد التسليح حديد أم فولاذ؟

إذن، هل حديد التسليح حديد أم فولاذ؟ يبدأ هذا السؤال بالفرق بين الفولاذ والحديد وحديد الصب.

الفرق الرئيسي بينها هو محتواها من الكربون. سواء كان فولاذًا أم حديدًا أم حديد صب، فإن العنصر الأساسي فيها هو الحديد (Fe).

يحتوي الحديد المطاوع على نسبة كربون أقل من 0.02%، بينما يحتوي الفولاذ على نسبة كربون تتراوح بين 0.02% و2.11%، بينما يحتوي الحديد الصب على نسبة كربون تتراوح بين 2.11% و4.3%. لذلك، يُعد حديد الصب المادة الخام الأساسية لصنع الفولاذ وتكرير الحديد النقي. يشير ارتفاع نسبة الكربون إلى حديد أكثر صلابة وهشاشة، بينما يشير ارتفاع نسبة الكربون إلى حديد أكثر ليونة وقابلية للسحب. تشرح موسوعة بايدو مصطلح "حديد التسليح": يشير حديد التسليح إلى الفولاذ المستخدم في الخرسانة المسلحة والخرسانة المسلحة مسبقة الإجهاد. يُحسب وزن حديد التسليح باستخدام الوزن النظري لحديد التسليح. تبلغ كثافة الفولاذ 7.85 غ/سم³، وW = 0.00617 * D² (D هو قطر المقطع العرضي بالملم). يُستخدم مصطلح "حديد التسليح" أيضًا للإشارة إلى أن حديد التسليح هو فولاذ يحتوي على نسبة كربون تتراوح بين 0.02% و2.11%. ومع ذلك، فإن الفولاذ في جوهره هو الحديد، وهو عنصره الأساسي. ويُعرّف بأنه "فولاذ" بدقة. يُوضح هذا التمييز خصائصهما المختلفة.


ما هي أنواع حديد التسليح؟


يُقسم حديد التسليح بشكل رئيسي إلى نوعين: حديد مدرفل على الساخن وحديد مدرفل على البارد. حديد التسليح المدرفل على الساخن هو النوع الأكثر شيوعًا. حديد التسليح المدرفل على الساخن هو منتج نهائي يُسخّن ويُدرفل ويُشكّل ثم يُبرّد طبيعيًا. ومن الأمثلة على ذلك حديد التسليح المضلع المدرفل على الساخن، وحديد التسليح الدائري الأملس المدرفل على الساخن. أما حديد التسليح المدرفل على البارد فهو حديد تسليح مدرفل على الساخن (في الغالب قضبان سلكية دائرية مدرفلة على الساخن) ثم يُشكّل على البارد. ومن الأمثلة على ذلك قضبان التسليح المضلعة المدرفلة على البارد، وأسلاك الفولاذ المجدولة. يمكن تقسيم قضبان الفولاذ المدرفلة على الساخن إلى فئتين بناءً على شكلها المدرفل: قضبان دائرية عادية وقضبان مضلعة. عمليًا، غالبًا ما تُقسّم إلى أربع درجات بناءً على متانتها. تُستخدم قضبان الفولاذ المدرفلة على الساخن من الدرجة الأولى، ودرجة الأساس، والثالثة غالبًا في الخرسانة المسلحة غير المُجهّدة مسبقًا. تُستخدم قضبان الفولاذ من الدرجة الخامسة غالبًا في الخرسانة المسلحة المُجهّدة مسبقًا نظرًا لقوتها العالية وقدرتها المنخفضة على التشوه اللدن مقارنةً بالدرجتين الأولى والثالثة.

تُدرفل قضبان الفولاذ من الدرجة الأولى (قضبان دائرية عادية) من الفولاذ الكربوني العادي. تتميز هذه القضبان بقوة منخفضة، لكنها تتمتع بمرونة واستطالة جيدتين، مما يجعلها سهلة الثني واللحام. تُستخدم عادةً في قضبان الشد، والركاب، وقضبان الربط في الهياكل الخرسانية الصغيرة.

تتميز قضبان الفولاذ من الدرجة الثانية (HRB335، حديد التسليح) بقوة وصلابة عاليتين، وهي أكثر قضبان الفولاذ استخدامًا في الصين، حيث تُمثل أكثر من 60% من إجمالي الإنتاج، وتُستخدم بشكل رئيسي في هياكل البناء العامة.

تُصنع قضبان الفولاذ من الدرجة الثالثة (HRB400، حديد التسليح) بإضافة سبائك مثل الفاناديوم والنيوبيوم والتيتانيوم إلى الفولاذ، أو باستخدام عملية تبريد مُتحكم بها لتحسين القوة والمتانة ومقاومة الزلازل. مقارنةً بالدرجة الثانية، يُمكن لحديد التسليح من الدرجة الرابعة توفير ما بين 30% و40% من الفولاذ، ويُستخدم بشكل رئيسي في المشاريع الكبيرة مثل الجسور والسدود والمباني الشاهقة.

حديد التسليح من الدرجة الرابعة (HRB500)

حديد تسليح عالي القوة، منخفض السبائك، غالبًا ما يحتوي على الفاناديوم أو التيتانيوم. يتطلب السحب على البارد لزيادة نقطة الخضوع، ويُستخدم بشكل شائع في الهياكل الخرسانية المُجهدة مسبقًا والأجزاء الكبيرة.

استخدامات حديد التسليح
يعمل حديد التسليح كهيكل أساسي للخرسانة، مما يقلل من احتمالية التشقق والكسر، ويعزز قوتها ومتانتها. ويُستخدم على نطاق واسع في المباني والجسور والأنفاق والطرق والسدود والمباني الشاهقة وغيرها من المشاريع. ببساطة، بدون حديد التسليح، تكون الخرسانة أشبه بقطعة من الحجر سهلة الكسر. مع إضافة حديد التسليح، تصبح "خرسانة مسلحة" قوية ومتينة، قادرة على تحمل وزن أكبر وقوى خارجية مختلفة، مما يجعل المباني أكثر أمانًا وعمرًا أطول.

ما هي معايير حديد التسليح؟

1. المعايير شائعة الاستخدام في الصين

يحدد المعيار GB 1499.2-2018، "فولاذ الخرسانة المسلحة - الجزء 2: قضبان مضلعة مدرفلة على الساخن"، المتطلبات الفنية لقضبان مضلعة مدرفلة على الساخن مثل HRB335 وHRB400 وHRB500.

GB 1499.1-2017، "فولاذ الخرسانة المسلحة - الجزء 1: قضبان دائرية عادية مدرفلة على الساخن"، يتوافق بشكل أساسي مع قضبان دائرية عادية من الدرجة الأولى.
GB/T 13788-2017، "قضبان مضلعة مدرفلة على البارد"، ينطبق على قضبان التسليح المدرفلة على البارد.
JGJ 107-2016 "المواصفات الفنية العامة للتوصيل الميكانيكي لقضبان فولاذ التسليح"
لوائح توصيلات قضبان الفولاذ.

2. المعايير الدولية شائعة الاستخدام

ISO 6935 "فولاذ تسليح الخرسانة"
ASTM A615/A615M (الولايات المتحدة): قضبان مشوهة مدرفلة على الساخن من الفولاذ الكربوني.
ASTM A706/A706M (الولايات المتحدة): قضبان مشوهة منخفضة السبائك، مناسبة للهياكل الملحومة والمقاومة للزلازل.
BS 4449 (المملكة المتحدة): فولاذ كربوني لتسليح الخرسانة.
EN 10080 (الاتحاد الأوروبي) المتطلبات العامة للصلب المستخدم في تسليح الخرسانة.
JIS G3112 (اليابان) فولاذ المستخدم في تسليح الخرسانة.