آهن، فرآورده‌های آهنی و مصالح جوشکاری — مبحث ۵ مقررات ملی ساختمان (فصل ۱۹)
خلاصه درسنامه، نکات کلیدی و نمونه سوال «آهن، فرآورده‌های آهنی و مصالح جوشکاری» (بند ۵-۱۹) از مبحث پنجم مقررات ملی ساختمان (مصالح و فرآورده‌های ساختمانی). این فصل در آزمون تعاملی سایت ۱۴ سوال دارد.
فهرست مطالب
- تعریف: آهن، آلیاژهایش و جوشکاری (۵-۱۹-۱)
- چدن و فولاد (۵-۱۹-۲-۱)
- میلگرد: انواع رویه و روش ساخت (۵-۱۹-۲-۱ ادامه)
- مصالح جوشکاری: الکترود، سیم و پودر گدازآور (۵-۱۹-۲-۲)
- استانداردهای محصولات (۵-۱۹-۳-۱)
- ایمنی و سازگاری/خوردگی (۵-۱۹-۴ و ۵-۱۹-۵)
- بسته‌بندی، حمل و نگهداری میلگرد (۵-۱۹-۶)
خلاصه درسنامه
تعریف: آهن، آلیاژهایش و جوشکاری (۵-۱۹-۱)
- آهن خالص کاربرد ساختمانی ندارد، اما آلیاژ آن به‌صورت انواع فولاد و چدن، آمیزه‌ای از چند فلز و غیرفلز است؛ این فرآورده‌ها از پرمصرف‌ترین مصالح فلزی آهنی در ساختمان‌سازی‌اند.
- جوشکاری، فرآیند ایجاد پیوند بین دو قطعه‌ی فلز به کمک حرارت (با یا بدون فشار)، از جمله حرارت حاصل از قوس الکتریکی است؛ روش صحیح آن مستلزم شناخت و انتخاب صحیح مصالح جوشکاری است.
چدن و فولاد (۵-۱۹-۲-۱)
- اگر درصد کربن کمتر از ۲٫۰۶٪ باشد، محصول «فولاد» نامیده می‌شود؛ اگر بین ۲٫۰۶ تا ۴٫۵٪ باشد، «چدن» نامیده می‌شود.
- چدن از ذوب مجدد و تصفیه‌ی آهن خام (کربن حدود ۳ تا ۴٪) به دست می‌آید؛ کاربرد: لوله‌های آب‌رسانی/فاضلاب، زانویی/سه‌راهی/چهارراهی، شیرآلات صنعتی، دیگ حرارت مرکزی، رادیاتور جاهای نمناک (حمام)، دریچه‌ی بازدید، کنتور آب. به‌طور کلی، چدن در شرایطی که زنگ‌زدگی فولاد محتمل است مصرف می‌شود.
- فولادهای کربنی، فولادهایی‌اند که کربن اصلی‌ترین عنصر آن‌هاست (منگنز/سیلیسیم/آلومینیم فقط برای اکسیژن‌زدایی به کار می‌روند)؛ کربن نقش اساسی در استحکام فولاد دارد و بر اساس درصد آن به سه دسته تقسیم می‌شود: کمتر از ۰٫۲٪، بین ۰٫۲ تا ۰٫۵٪، و بیشتر از ۰٫۵٪.
میلگرد: انواع رویه و روش ساخت (۵-۱۹-۲-۱ ادامه)
- میلگردها از نظر شکل رویه سه دسته‌اند: با رویه‌ی صاف/ساده (فقط میلگرد س۲۴۰؛ فقط به‌عنوان میلگرد دورپیچ مجاز است، استفاده به‌عنوان میلگرد سازه‌ای در غیر این مورد ممنوع)؛ با رویه‌ی آجدار (شامل سایر میلگردها؛ آج = برجستگی طولی زاویه‌دار)؛ با رویه‌ی آجدار پیچیده (از پیچانیدن میلگرد آجدار، با خط مارپیچ اضافه).
- آج‌ها از نظر شکل، دوکی (مقطع متغیر) یا یکنواخت (مقطع ثابت)، و از نظر امتداد، مارپیچ یا جناغی‌اند.
- میلگردها از نظر روش ساخت سه گروه‌اند: فولاد گرم‌نوردشده؛ فولاد سرداصلاح‌شده (با پیچاندن/کشیدن/نورد بر روی میلگرد گرم‌نوردشده در حالت سرد)؛ فولاد گرم‌اصلاح‌شده (فولاد ویژه، با گرمایش و آب‌دادن).
- تفکیک میلگردها بر اساس قطر اسمی است؛ طول استاندارد میلگرد شاخه‌ای معمولا ۱۲ متر است. الزامات هندسی طبق استاندارد ۳۱۳۲.
مصالح جوشکاری: الکترود، سیم و پودر گدازآور (۵-۱۹-۲-۲)
- الکترود جوشکاری: فلز پرکننده‌ی درز جوش، به‌شکل مفتول یا میلگرد نازک (با/بدون روکش)؛ روکش (اکسیدکننده، اسیدی، سلولزی یا قلیایی) ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی فلز جوش را کنترل می‌کند. انواع: الکترود فولادهای ساختمانی، فولادهای کم‌آلیاژ، و فولادهای مخصوص (مقاوم در برابر حرارت/پرمقاومت).
- سیم جوشکاری: در جوشکاری گازی به کار می‌رود؛ باید تمیز، بدون آلودگی، عاری از زنگ‌زدگی و روغن باشد.
- پودر گدازآور جوشکاری: در جوش قوس الکتریکی با الکترود بدون روکش استفاده می‌شود؛ باید خاصیت قلیایی داشته باشد و رطوبت آن پیش از مصرف نباید از ۰٫۱٪ تجاوز کند.
استانداردهای محصولات (۵-۱۹-۳-۱)
- میلگرد طبق استانداردهای ۱۷۹۷، ۳۱۱۳ و ۱۱۵۵۸؛ میلگرد پوشش اپوکسی طبق ۱۸۳۵۸؛ لوله‌های چدنی و متعلقات طبق ۴۲۶؛ ورق و تسمه طبق ۴۴۰/۳۶۹۳/۳۶۹۴؛ نیم‌رخ نوردیده طبق چند استاندارد (۱۶۰۰، ۱۷۹۱، ۱-۱۳۹۶۸، ۲-۱۳۹۶۸، ۱۴۴۸۴، ۱۶۳۴۸، ۳۲۷۷)؛ لوله‌ی فولادی طبق ۳۹۶/۴۲۲/۴۲۱؛ پیچ‌ومهره طبق ۲۸۷۴؛ الیاف فولادی بتن طبق ۱۴۴۹۱؛ فولاد پیش‌تنیدگی طبق ۱۳۲۵۰.
- ورق فولادی سردنوردشده‌ی قاب سبک: ضخامت ۰٫۶ تا ۲٫۵ میلی‌متر؛ حد جاری‌شدن ۲۴۰ تا ۳۴۰ مگاپاسکال؛ نسبت تنش گسیختگی به تسلیم ۱٫۰۸؛ پوشش‌های حفاظتی رایج: گالوانیزه، گالفان و گالوالوم؛ پروفیل سردشکل‌داده‌شده طبق ۷۳۳۷؛ پروفیل توخالی در/پنجره طبق ۷۳۳۶.
- الکترودهای روپوش‌دار طبق استاندارد ۸۷۱؛ مصالح خرپای تیرچه‌ی سقف تیرچه‌بلوک طبق ۱-۲۹۰۹. میلگردهای آجدار باید حداقل دو ردیف آج عرضی با توزیع یکنواخت در دو طرف آج‌های طولی داشته باشند.
ایمنی و سازگاری/خوردگی (۵-۱۹-۴ و ۵-۱۹-۵)
- هنگام برشکاری/آهنگری، کارگران باید به عینک و نقاب حفاظتی استاندارد متناسب با نوع کار مجهز باشند؛ به‌سبب احتمال مواد مضر یا آزبست در روپوش الکترود، باید از تماس مستقیم پوست با روپوش خودداری شود.
- همه‌ی قطعات فولادی باید نوعی حفاظت در برابر خوردگی داشته باشند؛ سطوح ماشین‌کاری‌شده باید با لایه‌ی مصالح ضدزنگ یا مصالح مخصوص (بدون نیاز به زدودن) محافظت شوند.
- در جاهایی که زنگ‌زدگی فولاد محتمل است (لوله‌های آب‌رسانی/فاضلاب، زانویی/سه‌راهی، شیرآلات)، از چدن استفاده می‌شود؛ در جاهای نمناک، از اندود روی برای جلوگیری از زنگ‌زدگی ورق/لوله/پیچ‌ومهره/میخ استفاده می‌شود.
بسته‌بندی، حمل و نگهداری میلگرد (۵-۱۹-۶)
- مصالح فلزی ترجیحا باید در انبار مسقف تهویه‌دار و کف‌سازی‌شده نگهداری شوند؛ میلگردهای بریده‌نشده باید طوری انبار شوند که برچسب کارخانه قابل‌رویت باشد.
- میلگردهای س۲۴۰، آج۳۴۰ و آج۴۰۰ با قطر کوچک‌تر یا مساوی ۱۲ میلی‌متر می‌توانند به‌صورت کلاف بسته‌بندی شوند (قطر کلاف حداقل ۲۰۰ برابر قطر میلگرد)؛ میلگردهای با قطر بزرگ‌تر یا مساوی ۱۴ میلی‌متر و همه‌ی آج۵۰۰ فقط به‌صورت شاخه‌ی مستقیم بسته‌بندی می‌شوند.
- بر روی شاخه‌های میلگرد آجدار باید علامت مشخصه با فاصله‌ی حداکثر ۲ متر حک شود؛ هر بسته‌ی میلگرد باید حداقل دو پلاک فلزی داشته باشد با: شماره‌ی بسته، نوع میلگرد، نمره‌ی میلگرد، وزن بسته، شماره‌ی ذوب، تأییدیه‌ی کیفیت، نام سازنده و علامت استاندارد.
- میلگردهای پوسته‌شده باید ماسه‌پاشی شوند (رفع پوسته با برس سیمی مجاز نیست)؛ از صدمه‌ی مکانیکی و خمیدگی بیش از حد باید جلوگیری شود؛ میلگردها بر اساس قطر و رده باید مجزا انبار شوند.
- الکترودهای روپوش‌دار باید در لفافه‌ی نایلونی ضدرطوبت (بدون سوراخ‌شدن آسان) عرضه و در انبار مسقف خشک و دور از رطوبت نگهداری شوند؛ هنگام بارگیری نباید ضربه‌ی شدید یا پرتاب صورت گیرد.
اعداد و ضوابط کلیدی این فصل
| موضوع | مقدار / ضابطه |
|---|---|
| مرز درصد کربن فولاد/چدن | فولاد: <۲٫۰۶٪؛ چدن: ۲٫۰۶ تا ۴٫۵٪ |
| درصد کربن چدن | حدود ۳ تا ۴٪ |
| سه دسته‌ی فولاد کربنی | کمتر از ۰٫۲٪، ۰٫۲ تا ۰٫۵٪، بیشتر از ۰٫۵٪ کربن |
| تنها کاربرد مجاز میلگرد رویه‌ی صاف (س۲۴۰) | فقط به‌عنوان میلگرد دورپیچ؛ استفاده‌ی سازه‌ای در غیر این مورد ممنوع |
| طول استاندارد میلگرد شاخه‌ای | معمولا ۱۲ متر |
| حداکثر رطوبت پودر گدازآور پیش از مصرف | ۰٫۱٪ |
| ضخامت ورق فولادی سردنوردشده‌ی قاب سبک | ۰٫۶ تا ۲٫۵ میلی‌متر؛ حد جاری‌شدن ۲۴۰-۳۴۰ مگاپاسکال |
| پوشش‌های حفاظتی ورق سردنوردشده | گالوانیزه، گالفان، گالوالوم |
| قطر کلاف میلگرد | حداقل ۲۰۰ برابر قطر میلگرد |
| فاصله‌ی حک علامت مشخصه روی شاخه‌های میلگرد | حداکثر ۲ متر |
| تعداد پلاک فلزی هر بسته‌ی میلگرد | حداقل دو پلاک |
نمونه سوال با پاسخ تشریحی
سوال ۱: طبق بند ۵-۱۹-۲-۱، اگر درصد کربن آلیاژ آهن کمتر از ۲٫۰۶٪ باشد، محصول چه نام دارد؟
الف) چدن
ب) فولاد
ج) آهن خالص
د) مس آلیاژی
پاسخ صحیح: گزینه ب — فولاد
طبق بند ۵-۱۹-۲-۱، اگر مقدار درصد کربن از ۲٫۰۶ درصد کمتر باشد، محصول را فولاد می‌نامند؛ اگر بین ۲٫۰۶ تا ۴٫۵ درصد باشد، چدن نامیده می‌شود.
طبق بند ۵-۱۹-۲-۱، اگر مقدار درصد کربن از ۲٫۰۶ درصد کمتر باشد، محصول را فولاد می‌نامند؛ اگر بین ۲٫۰۶ تا ۴٫۵ درصد باشد، چدن نامیده می‌شود.
سوال ۲: طبق بند ۵-۱۹-۲-۱، میلگردهای با رویه‌ی صاف (س۲۴۰) فقط در چه کاربردی مجازند؟
الف) فقط به‌عنوان میلگرد دورپیچ در اعضای سازه‌ای بتن مسلح
ب) به‌عنوان میلگرد اصلی باربر تمامی ساختمان‌ها
ج) فقط در پی ساختمان
د) هیچ محدودیتی ندارد
پاسخ صحیح: گزینه الف — فقط به‌عنوان میلگرد دورپیچ در اعضای سازه‌ای بتن مسلح
طبق بند ۵-۱۹-۲-۱ (الف-۱)، میلگردهای با رویه‌ی صاف فقط می‌توانند به‌عنوان میلگرد دورپیچ در اعضای سازه‌ای بتن مسلح به کار روند؛ استفاده از آن‌ها به‌عنوان میلگرد سازه‌ای در غیر این مورد، در تمامی انواع ساختمان‌ها ممنوع است.
طبق بند ۵-۱۹-۲-۱ (الف-۱)، میلگردهای با رویه‌ی صاف فقط می‌توانند به‌عنوان میلگرد دورپیچ در اعضای سازه‌ای بتن مسلح به کار روند؛ استفاده از آن‌ها به‌عنوان میلگرد سازه‌ای در غیر این مورد، در تمامی انواع ساختمان‌ها ممنوع است.
سوال ۳: الکترود جوشکاری، طبق بند ۵-۱۹-۲-۲-۱، به چه چیزی گفته می‌شود و روکش آن چه نقشی دارد؟
الف) فلز پرکننده‌ی درز جوش؛ روکش ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی فلز جوش را کنترل می‌کند
ب) ابزاری برای اندازه‌گیری دما؛ بدون نقش کنترلی
ج) نوعی سیمان مقاوم در برابر آتش
د) پودر رنگی تزئینی
پاسخ صحیح: گزینه الف — فلز پرکننده‌ی درز جوش؛ روکش ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی فلز جوش را کنترل می‌کند
طبق بند ۵-۱۹-۲-۲-۱، الکترود به فلز پرکننده‌ی درز جوش گفته می‌شود و روکش آن ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی فلز جوش را کنترل و تنظیم می‌کند.
طبق بند ۵-۱۹-۲-۲-۱، الکترود به فلز پرکننده‌ی درز جوش گفته می‌شود و روکش آن ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی فلز جوش را کنترل و تنظیم می‌کند.
سوال ۴: طبق بند ۵-۱۹-۳-۱-۱۱، ورق‌های فولادی سردنوردشده‌ی مورد مصرف در قاب سبک، معمولا چه ضخامت و حد جاری‌شدنی دارند؟
الف) ضخامت ۰٫۶ تا ۲٫۵ میلی‌متر؛ حد جاری‌شدن ۲۴۰ تا ۳۴۰ مگاپاسکال
ب) ضخامت ۱۰ تا ۲۰ میلی‌متر؛ حد جاری‌شدن ۱۰۰۰ مگاپاسکال
ج) ضخامت ثابت ۱ میلی‌متر؛ بدون حد جاری‌شدن مشخص
د) ضخامت بیش از ۵۰ میلی‌متر
پاسخ صحیح: گزینه الف — ضخامت ۰٫۶ تا ۲٫۵ میلی‌متر؛ حد جاری‌شدن ۲۴۰ تا ۳۴۰ مگاپاسکال
طبق بند ۵-۱۹-۳-۱-۱۱، این ورق‌ها معمولا دارای ضخامت ۰٫۶ تا ۲٫۵ میلی‌متر هستند و حد جاری‌شدن آن‌ها ۲۴۰ الی ۳۴۰ مگاپاسکال است.
طبق بند ۵-۱۹-۳-۱-۱۱، این ورق‌ها معمولا دارای ضخامت ۰٫۶ تا ۲٫۵ میلی‌متر هستند و حد جاری‌شدن آن‌ها ۲۴۰ الی ۳۴۰ مگاپاسکال است.
سوال ۵: طبق بند ۵-۱۹-۴-۲، چرا کارگران باید از تماس مستقیم پوست با پوشش روکش الکترودها خودداری کنند؟
الف) به‌دلیل احتمال وجود مواد مضر یا آزبست در روپوش
ب) چون روکش بسیار سرد است
ج) چون روکش باعث لغزندگی دست می‌شود
د) هیچ دلیل ایمنی‌ای ندارد
پاسخ صحیح: گزینه الف — به‌دلیل احتمال وجود مواد مضر یا آزبست در روپوش
طبق بند ۵-۱۹-۴-۲، به‌دلیل احتمال وجود برخی مواد مضر در روپوش یا وجود آزبست، کارگران باید از تماس مستقیم پوست دست و بدن خود با پوشش روی الکترودها خودداری کنند.
طبق بند ۵-۱۹-۴-۲، به‌دلیل احتمال وجود برخی مواد مضر در روپوش یا وجود آزبست، کارگران باید از تماس مستقیم پوست دست و بدن خود با پوشش روی الکترودها خودداری کنند.
سوال ۶: طبق بند ۵-۱۹-۶-۶، رفع پوسته از میلگردهای پوسته‌شده باید با چه روشی انجام شود و کدام روش ممنوع است؟
الف) با ماسه‌پاشی؛ استفاده از برس سیمی و روش‌های مشابه مجاز نیست
ب) با برس سیمی؛ ماسه‌پاشی ممنوع است
ج) با شستشوی ساده با آب؛ هر دو روش مجاز است
د) هیچ رفع پوسته‌ای لازم نیست
پاسخ صحیح: گزینه الف — با ماسه‌پاشی؛ استفاده از برس سیمی و روش‌های مشابه مجاز نیست
طبق بند ۵-۱۹-۶-۶، میلگردهای پوسته‌شده باید ماسه‌پاشی و پس از برآورده‌کردن ضوابط مبحث نهم مصرف شوند؛ رفع پوسته‌ها با استفاده از برس سیمی و سایر روش‌های مشابه مجاز نیست.
طبق بند ۵-۱۹-۶-۶، میلگردهای پوسته‌شده باید ماسه‌پاشی و پس از برآورده‌کردن ضوابط مبحث نهم مصرف شوند؛ رفع پوسته‌ها با استفاده از برس سیمی و سایر روش‌های مشابه مجاز نیست.
سایر فصل‌های مبحث ۵
فصل ۱: کلیاتفصل ۲: سیمان هیدرولیکیفصل ۳: آهک و فرآورده‌های آنفصل ۴: گچ و فرآورده‌های آنفصل ۵: ملات‌های ساختمانیفصل ۶: سنگ‌های ساختمانیفصل ۷: سنگدانه‌هافصل ۸: کاشی سرامیکیفصل ۹: فرآورده‌های سفالی و آجرهافصل ۱۰: فرآورده‌های سیمانیفصل ۱۱: قیر و قطرانفصل ۱۲: عایق‌های رطوبتیفصل ۱۳: عایق‌های حرارتیفصل ۱۴: شیشهفصل ۱۵: یراق‌آلات ساختمانیفصل ۱۶: رنگ و پوشش‌های ساختمانیفصل ۱۷: پلیمرهای ساختمانیفصل ۱۸: چوب و فرآورده‌های آنفصل ۲۰: فلزات غیرآهنیفصل ۲۱: نانومواد
مباحث مرتبط
مبحث ۵: مصالح و فرآورده‌های ساختمانیهمه مباحث ۲۴گانهآزمون آنلاینابزارهای محاسباتی