میلگرد
میلگرد یا آرماتور فولادی است که در بتن برای جبران مقاومت کششی پایین آن مورد استفاده قرار میگیرد. فولادی که به این منظور در سازههای بتن آرمه به کار میرود به شکل سیم یا میلگرد میباشد و فولاد میلگرد نامیده میشود. البته در موارد خاصی از فولاد ساختمانی نظیر نیمرخهای I شکل، ناودانی و یا قوطی نیز برای مسلح کردن بتن استفاده میشود.

خاموت
آرماتورهای عرضی که به دور آرماتورهای طولی و اصلی در شناژها بسته میشوند خاموت نام دارند.
از آرماتور بندی به منظور قوی ساختن ساختمان،پل،سد و... استفاده میشود،آرماتور بند با بستن میلگردها به هم توسط سیم ان هارا به هم متصل میکند...
وظیفه و نقش خاموت
مشخصههای محاسباتی مهم میلگرد
مقاومت تسلیم
مقدار تنشی که در آن بدون افزایش بار تغییر طول نمونه فولادی ازدیاد مییابد تنش تسلیم یا مقاومت تسلیم یا مقاومت جاری شدن مینامند و با f y نمایش میدهند.
اسپیسر میلگرد
اسپیسر میلگردالمانی میباشد که به منظور ایجاد فاصله میلگرد از سطح بیرونی بتن مورد استفاده قرار میگیرد.
مقاومت کششی
از تقسیم حداکثر بار ثبت شده در آزمایش کشش بر سطح مقطع اولیه به دست میآید.
طبقه بندی فولاد میلگرد
در کشورهای مختلف فولاد میلگرد با استانداردهای متفاوتی تولید میشوند و در هر استانداردی طبقه بندی مشخصی در ارتباط با خواص مکانیکی فولادها وجود دارد. در ایران قسمت عمده فولادهای میلگرد که توسط کارخانه ذوب آهن اصفهان تولید میشوند با استاندارد روسی مطابقت دارند. فولادی که در ایران تولید میشود (طبق استاندارد روسی) به سه گروه تقسیم میشود: فولاد نوع A-۱، فولاد نوع A-۲ و فولاد نوع A-۳.
فولاد A-۱ از نوع صاف بوده و مقاومت تسلیم و مقاومت کششی آن به ترتیب 2400 و3600 کیلوگرم بر سانتی متر مربع میباشد. فولاد A-۲ از نوع آجدار با مقاومت تسلیم 3400 و مقاومت کششی ۵۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع است، و فولاد A-۳ نیز از نوع آجدار با مقاومت تسلیم ۴۰۰۰ و مقاومت کششی ۶۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع میباشد.
از نظر تنوع قطر میلگردها نیز استانداردهای تولید کنندگان متفاوت است. در سیستم روسی که در کارخانجات ذوب آهن اصفهان مورد استفادهاست میلگردها تا قطر ۴۰ میلیمتر ساخته میشوند.
تیر
تیرها یکی از اعضاء اصلی در مجموعهٔ المانهای مورد استفاده در سازههای ساختمانی است. در واقع وظیفه اصلی تیرها، تحمل تنشهای حاصل از نیروی برشی و لنگر خمشی است. در طراحی سازه ها، معمولاً تیرها بر اساس لنگر خمشی موجود طراحی گشته و ضابطه برش در آنها کنترل میگردد.
تیر، در معماری و مهندسی سازه، معمولاً عضوی بلند، مستقیم و منشوری است که برای نگهداری بارهای مختلف وارده در طول عضو طراحی میگردد.البته در کار اجرایی عنوان تیر غالباً فقط به اعضای افقی اطلاق گردیده و به اعضای عمودی ستون گویند. معمولترین نوع تیرها عبارتند از: تیر فولادی، تیر بتنی و تیر چوبی
آهن
آهن با نماد شیمیایی Fe، نام یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۲۶ و چگالی ۷٫۸۷g/cm۳ است که در نخستین دورهٔ فلزهای واسطه جای دارد. آهن از نظر جرمی، بزرگترین عنصر سازندهٔ زمین است. این عنصر مهم ترین سازندهٔ هستهٔ بیرونی و درونی زمین و چهارمین عنصر مهم در پوسته است. فراوانی آهن در سیارههای زمینسان مانند کرهٔ زمین، به دلیل همجوشی هستهای در ستارههای بزرگ است.
ویژگیها
آهن دارای سطوح صاف و نقرهای براق مایل به رنگ خاکستریست اما وقتی در هوا با اکسیژن ترکیب میشود به رنگ قرمز یا قهوهای در میآید که به آنها اکسید درای ترکیبات آهن یا زنگ گفته میشود. کریستالهای خالص آهن نرمه (نرم تر از آلمینیوم) و با اضافه کردن مقدار کمی ناخالصی مانند کربن مقدار قابل توجهی تقویت میشود. مقادیر مناسب و کمی (تا چند درصد) از فلزات دیگر و کربن، تولید فولاد میکند که میتواند ۱۰۰۰ بار سخت تر از آهن خالص باشد.
Fe۵۶ سنگینترین ایزوتوپ پایدار (تولید شده توسط فرایند آلفا در نکلئوسنتز استلار) است که با عناصر سنگینتر از آهن و نیکل برای تشکیلشان به سوپر نوا احتیاج دارند. آهن فراوانترین عنصر در غولهای قرمز است، و فراوانترین فلز در شهابسنگها و در هستهٔ فلزی متراکم در سیاراتی مثل زمین است.
آهن خالص فلز است، اما به ندرت در این شکل روی سطح زمین یافت میشود زیرا در حضور اکسیژن و رطوبت یه آسانی اکسیده میشود. به منظور به دست آوردن فلز آهن، اکسیژن باید از سنگ معدنهای طبیعی توسط کاهش شیمیایی حذف شود – به طور عمده از سنگ آهن از سنگ Fe2O۳ توسط کربن در درجه حرارت بالاست. خواص آهن را میتوان با تولید آلیاژهایی از آن با استفاده از فلزات متنوع گوناگون (و بعضی غیر فلزها به ویژه کربن و سیلیکون) اصلاح نمود و فولادها را ایجاد کرد. هستهٔ اتمهای آهن تقریباً دارای بالاترین انرژیهای اتصال در هر نکلئون است و تنها ایزوتوپ Ni۶۲ دارای انرژی بیشتر از آن میباشد. هرچند فراوانترین نوکلیدهای پایدار همان Fe۵۶ میباشد، این آهن از طریق همجوشی هستهای در ستارههای شکل گرفتهاست و اگرچه اندکی انرژی کمتر نیز از طریق سنتز کردن نیکل ۶۲ نیز استخراج میگردد. شرایط در ستارگان برای ایجاد این فرایند مناسب نیست. توزیع عنصر آهن بر روی زمین بسیار بیشتر از نیکل است و احتمالاً در تولید عنصر از طریق سوپر نوا نیز همینطور است. آهن (آهن Fe+۲، یون فروس) عنصر ردیابی لازمیست که تقریباً تمام موجودات زنده از آن استفاده میکنند. تنها استثناهای این موضوع چندین موجود زندهای هستند که در محیطهای فقیر از نظر آهن زندگی میکنند و به گونهای تکامل یافتهاند که عناصر گوناگونی را در فرایندهای متابولیکشان مورد استفاده قرار دهند مثل منگنز به جای آهن برای تجزیه و یا هموسیانین به جای هموگلوبین. آنزیمهای حاوی آهن معمولاً دارای گروههای هموپروستاتیک هستند که در تجزیهٔ واکنشهای اکسیداسیون در زیستشناسی و در انتقال تعدادی از گازهای حل شدنی شرکت میکنند.
خواص مکانیکی
خواص مکانیکی و آلیاژهای آن با استفاده از آزمونهای گوناگون مانند آزمون برنیل و راکول یا آزمایشهای مقاومت کششی ارزیابی میشود، نتایج این قسمتها به گونهای با یکدیگر سازگارند که قسمتهای آهن اغلب برای مرتبط نمودن نتایج یک تست با تست دیگر به کار میرود. اندازه گیریها نشان میدهد که خواص مکانیکی آهن عمدتاً بستگی به خلوص دارد به گونهای که خالصترین کریستالهای تک آهن که برای مقاصد تحقیقاتی تولید شدهاند از آلومینیوم نرم ترند، افزودن تنها ۱۰ قسمت در میلیون کربن مقاومتش را دو برابر میکند. سختی نیز به سرعت با افزایش مقدار کربن تا ۰/۲٪ و اشباع شده تقریباً در ۰/۶٪ به سرعت افزایش مییابد. خالصترین آهن تولید شدهٔ صنعتی (تقریباً ۹۹/۹۹٪ خلوص) دارای سختی ۲۰-۳۰ برنیل است.
شکل مختلف
آهن شاید بهترین مثال شناخته شده از دگروارگی در یک فلز باشد، سه فرم چند شکلی از آهن وجود دارد که به نامهای α، ϒ و δ شناخته میشود.
همانطور که آهن ذوب شده سرد میشود در دمای ۱۵۳۸ درجهٔ سانتی گراد به آلوتروپ δ کریستالیزه میشود که دارای یک ساختمان کریستالی مکعبی مرکزیست، همانطور که بیشتر سرد میشود ساختمان بلوری یا کریستالی در دمای ۱۳۹۴ درجهٔ سانتی گراد به شکل مکعبی وجه مرکزی تغییر مییابد که به نام آهن ϒ یا استنیت شناخته میشود، در دمای ۹۱۲ درجهٔ سانتی گراد ساختمان بلوری یا کریستالی دوباره مکعبی بدنه مرکزی یا آهن α یا فریت میشود و در ۷۷۰ درجهٔ سانتی گراد (نقطهٔ کوری، TC) آهن مغناطیسی میشود، هنگامی که آهن از دمای کوری عبور میکند تغییری در ساختمان کریستالی وجود ندارد اما در ساختمان حوزه تغییری رخ میدهد (هر حوزه شامل اتمهای آهن با یک اسپین الکترونیک خاص میباشد). در آهن غیر مغناطیسی شده همهٔ اسپینهای الکترونیک اتم هادر یک حوزه در یک جهت قرار دارند هرچند در حوزهٔ مجاور آنها جهات متفاوت هستند و گوناگونی دارد و لذا یکدیگر را خنثی میکنند، در آهن مغناطیسی اسپینهای الکترونیک همهٔ حوزهها هم جهت شدهاند لذا اثرات مغناطیسی حوزههای مجاور همدیگر را تقویت میکنند اگر چه هر حوزه، شامل بیلیونها اتم است ولی آنها خیلی کوچک و در حدود ۱۰ میکرون میباشند. آهن وقتی با بعضی فلزات خاص دیگر و کربن مخلوط میشود تا فولاد را ایجاد نماید دارای بیشترین اهمیت خواهد بود، انواع مختلفی از فولاد وجود دارد که درای خواص متفاوتی میباشند و درک خواص آلوتروپهای آهن کلید ساخت فولادهایی با کیفیت خوب میباشد. آهن α یا همان فریت پایدارترین شکل آهن در دمای اتاق است. این آهن فلز نسبتاً نرمیست که دارای مقدار کمی کرین (نه بیش از ۰/۰۲۱٪ از جرم در ۹۱۰ درجهٔ سانتی گراد) میباشد. در دماهای بالای ۹۱۲ درجهٔ سانتی گراد و تا ۱۴۰۰ درجهٔ سانتی گراد آهن α یک انتقال فاز از حالت مکعب بدن مرکزی به حالت مکعب وجه مرکزی یعنی آهن ϒ را که استانیت نیز نامیده میشود تجربه میکند. این آهن نیز نرم است اما میتواند مقدار بسیار بیشتری کربن (به میزان ۲/۴٪ جرمی در دمای ۱۱۴۶ درجهٔ سانتی گراد) داشته باشد، این شکل آهن در فولاد ضد زنگ که برای ساختن کارد و چنگال، تجهیزات بیمارستانها و صنایع غذایی به کار میرود استفاده میشود.
پیدایش
آهن ششمین عنصر از لحاظ فراوانی در جهان است که در آخرین کنش نکلئوسنتز در ستارههای بزرگ از طریق سیلیکون فیوزینگ ایجاد میشود در حالی که آهن حدود ۵٪ از پوستهٔ زمین را تشکیل میدهد، اعتقاد بر این است که هستهٔ زمین در حد زیادی از یک آلیاژ آهن-نیکل تشکیل شدهاست که ۳۵٪ جرم کل زمین را تشکیل میدهد، بنابر این آهن فراوانترین عنصر روی زمین است ولی در پوستهٔ زمین چهارمین عنصر از لحاظ فراوانی میباشد. بیشتر آهن پوسته به شکل ترکیبی با اکسیژن به صورت سنگهای معدنی اکسید آهن مثل هماتیت و مگنتیت یافت میشود. حدود یکی از بیست شهاب سنگ تنها از مواد معدنی آهن-نیکل تائنیت (۳۵-۸۰٪ آهن) و کاماسیت (۹۰-۹۵٪ آهن) تشکیل شدهاند. اگر چه تعاد اندکی از شهاب سنگهای آهنی بیشترین شکل آهن فلزی طبیعی در سطح زمین میباشند. تصور بر این است که رنگ قرمز سطح مریخ ناشی از رگولیت غنی اکسید آهن است.
ایزوتوپها
آهن به طور طبیعی متشکل از ۴ ایزوتوپ: ۵/۸۴۸٪ رادیواکتیو Fe۵۴ (نیمه عمر بزرگتر از ۳/۱ × ۲۲ ۱۰سال)، ۹۱/۷۵۴٪ Fe۵۶ پایدار، ۲/۱۱۹٪ از Fe۵۷پایدار و ۰/۲۸۲٪ از Fe۵۸ پایدار میباشد. Fe۶۰ یک رادیونیوکلاید منقرض شده با نیمه عمر طولانی (۱/۵ میلیون سال) میباشد. بیشتر کارهای قبلی در اندازه گیری ترکیب ایزوتوپیک Fe بر تعیین انواع Fe۶۰ تولید شده از فرایندهای همراه با نکلئو سنتز (یعنی مطالعات شهاب سنگ) و تشکیل سنگ معدن متمرکز شدهاست. هرچند در دههٔ اخیر پیشرفت تکنولوژی طیف سنجی جرمی اجازهٔ تشخیص و ارزیابی تغییرات طبیعی در نسبتهای ایزوتوپهای پایدار آهن را دادهاست. بیشتر این کار به وسیلهٔ انجمنهای علوم زمین و سیارهای انجام شدهاست، هرچند کاربردهای آن در سیستمهای بیولوژیک و صنعتی در حال آغاز شدن میباشد. فراوانترین ایزوتوپ آهن Fe۵۶ مورد توجه ویژهٔ دانشمندان هستهای میباشد. تصور غلط رایج این است که این ایزوتوپ پایدارترین هسته ممکن است و لذا انجام شکافت یا همجوشی در Fe۵۶ و آزاد سازی انرژی از آن غیر ممکن است این مطلب درست نیست، چرا که هم Ni۶۲ و هم Fe۵۸ پایدار ترند و پایدارترین هسته میباشند. هرچند چون نیکل Ni۵۶ در واکنشهای هستهای سوپر نوا در فرایند α از هستههای سبکتر به گونهای بسیار آسانتر تولید میشود، نیکل ۵۶ (ذرات آلفای ۱۴)آخرین نقطهٔ زنجیرهٔ همجوشی در ستارههای بسیار عظیم میباشد، و از آنجا که افزودن یک آلفای دیگر روی-۶۰ را تولید میکند که نیاز به مقدار بسیار بیشتری انرژی دارد. این نیکل ۵۶، که دارای نیمه عمر حدود ۶ سال است به مقدار زیاد در این ستارهها ساخته میشود اما به زودی توسط دو انتشار پزیترون پی در پی در درون محصولات تاخیری سوپر نوا در ابر گاز باقیمانده از سوپر نوا به اولین رادیو اکتیو کبالت ۵۶، و سپس آهن ۵۶ پایدار متلاشی میشود. این هستهٔ اخیر بنابر این در همه جای دنیا در مقایسه با دیگر فلزات پایدار با وزن اتمی تقریباً مشابه دارای فراوانی بیشتریست. در فازهای شهاب سنگهای سمارکونا و چرونیکات ارتباطی بین غلظت Na۶۰، محصول دختر Fe۶۰، و فراوانی ایزوتوپهای آهن پایدار قابل مشاهده بود که نشان از وجود Fe۶۰ در زمان تشکیل منظومهٔ شمسی دارد. احتمالاً انرژی رها شده از فروپاشی آهن ۶۰ همراه با انرژی رها شده از فروپاشی رادیونیکلاید Al۲۶ در ذوب دوباره و افتراق سیارات بعد از تشکیل آنها در ۴/۶ بیلیون سال پیش مشارکت داشتهاست. فراوانی Na۶۰ موجود در مواد فرا زمینی نیز ممکن است اطلاعات بیشتری نسبت به منشا منظومهٔ شمسی و تاریخ ابتدایی آن ارائه دهد. از میان ایزوتوپهای پایدار، تنها Fe۵۷ یک اسپین هستهای (-۱/۲) دارد.
شیمی و ترکیبات
ترکیبات معدنی
آهن ترکیباتی را ایجاد میکند که عمدتاً در حالتهای اکسیداسیون +۲ و +۳ هستند. به طور سنتی، ترکیبات آهن II فروس نامیده میشوند و ترکیبات آهن (III) فریک نامیده میشود. ترکیبات زیادی در هر یک از حالات اکسیداسیون وجود دارد که مثالهایی از آن شامل سولفات آهن (II) (FeSo4) و کلرید آهن (III) (FeCl3) میباشد. همچنین مثالهای بیشماری از ترکیباتی که شامل اتمهای آهن در هر دوی این حالات اکسیداسیون وجود دارد مانند مگنتیک و آبی پروسی. آنیون منفی فریت [Fe ۲۴] شامل یک مرکز آهن، (Vi)بالاترین حالت اکسیداسیون شناخته شدهٔ آن میباشد و مثلاً در فریت پتاسیم (کا دو اف ای اُ ۴) وجود دارد. ترکیبات آلی بی شماری (مثل پنتا کربنیل آهن) وجود دارند که دارای آهن زیرو ولنت (یا کمتر) هستند.
ترکیبات آلی
تاریخچه
اولین آهن شکل گرفته که توسط بشر در دورهٔ پیش از تاریخ مصرف شد از شهاب سنگها آمده بود. ذوب آهن در کورهها در هزارهٔ دوم پیش از میلاد شروع شد، آثار مکشوفه از آهن ذوب شده از ۱۲۰۰-۱۸۰۰ پیش از میلاد در هند و در مشرق از حدود ۱۵۰۰ پیش از میلاد بدست آمد (که گمان میرود ناشی از ذوب آهن در آناتولی یا قفقاز بودهاست). چدن برای اولین بار در حدود ۵۵۰ پیش از میلاد در چین تولید شد اما در اروپا تا سالهای قرون وسطا تولید نشد، در طول دوران قرون وسطا ابزاری در اروپا کشف شد که از آهن شکل یافته از چدن (pig Iron) با استفاده از ریخته گری زیور آلات تولید شده بودند، برای تمام این فرایندها از ذغال چوب به عنوان سوخت استفاده شد. فولاد (که با کربن کمتر از pig Iron است اما آهن شکل یافته بیشتری دارد) اولین بار در دوران باستان تولید شد. روشهای تازهٔ تولید آن به وسیلهٔ میلههای کربنیزه کردن آهن در فرایند سیمانی کردن در قرن هفدهم بعد از میلاد ابداع شد. در انقلاب صنعتی روشهای جدید تولید آهن بدون ذغال چوب ابداع شد و این روشها بعداً در تولید فولاد مورد استفاده قرار گرفتند. در اواخر دههٔ ۱۸۵۰، هنری بسمر فرایند جدیدی برای ساخت فولاد اختراع کرد که شامل دمیدن هوا از روی چدن مذاب برای تولید فولاد نرم بود. این فرایند و دیگر فرایندهای ابداع شده در قرن ۱۹ و بعد از آن منجر یه آن شد که دیگر آهن شکل یافته تولید نشود.
کانیها
آهن در اغلب رسها، ماسهسنگها و گرانیتها وجود دارد. در میان کانههای مهم آن میتوان از هماتیت، مگنتیت، پیریت و کالکوپیریت را نام برد.
وظایف آهن در بدن
۱- انتقال o۲ در گلوبولهای قرمز
۲- تولید هموگلوبین خون
۳- مقاومت در برابر استرس و ناخوشی
۴- عملکرد صحیح آنزیمها
۵- تقویت سیستم ایمنی
آلوتروپهای آهن
آهن آلفا (آهن بتا را نیز ببینید)
آهن گاما
آهن دلتا
آهن اپسیلون
فولاد
اصطلاح فولاد یاپولاد برای آلیاژهای آهن که بین ۰٫۰۰۲ درصد تا ۲٫۱ درصد وزن خود کربن دارند بکار میرود. فولادهای آلیاژی غالبا با فلزهای دیگری نیز همراهند. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد.
فولاد پر مصرف ترین فلز صنعتی است و مصرفش پیوشته افزایش مییابد. امروزه تولید فولاد جهان نزدیک به هزار و سیصد میلیون تن در سال است. گفته میشود فولاد سازی از هندوستان به ایران آمده است، زیرا در دوران باستان، فولاد هندی بنام بوده است. فولاد چند جوشی است. برای ساختن فولاد کربن آهن خام سفید را میسوزانند، تا از۵/۳ تا ۶٪ به ۲/۰ تا ۵/۱٪ وزنش کاهش یابد، عنصرهای دیگر را در آن اندازه میکنند تا فولاد خواسته شده ساخته شود .
عنصرهای هم جوش شده با فولاد
عنصرهای همجوش شده با فولاد، به فولاد خاصیتهای گوناگون میدهند، که در زیر نوشته شده است: کربن :با آهن ترکیب میشود و نشان دهنده جنس فولاد میباشد. کربن فولاد را ترد میکند، به تاب کششی آن میافزاید، مرز تناسب میان تنش و انبساط فولاد را بالا میبرد و سختی آن را زیاد میکند. هر چه کربن در فولاد کمتر باشد، جنس آن نرم تر و چکش خوری آن بیشتر است. کربن در گرمای ۱۵۲۰ درجه و فولاد با ۸۵٪ کربن، در ۱۴۶۰ درجه آب میشود. اگر کربن در فولاد از ۳٪ وزن آن کمتر باشد، دیگر نمیتوان آن را آب داد و به کار افزار سازی نمیخورد. منگنز: تاب کششی فولاد را زیاد و آن را سخت میکند، به اندازهای که شکل دادن به آن سخت میشود، به فولاد از ۵/۰ تا ۱٪ وزنش منگنز میزنند. با فولاد منگنزی؛ تکههای فولادی سخت مانند ساچمه فلزی می سازنند. سیلیسیم: تاب کششی فولاد را بالا میبرد و سختی آن را زیاد میکند. فولاد سیلیسیمی ترد و نورد زدنش دشوار است، به فولاد تا ۳۵٪ وزنش سیلیسیم میزنند. گوگرد: فولاد آب شده را کند روان میکند و از تاب ضربهای آن میکاهد، تا آنجا که فولاد گوگرد دار سرخ شده با ضربه پتک میشکند. به فولاد از ۰۶/۰ با ۲/۰٪ وزنش گوگرد میزنند. فسفر :فولاد را ترد میکند، اگر فولاد بیش از اندازه فسفر داشته باشد، شکننده میشود تا جایی که در سرمای زمستان، ریلهای فسفر دار راه آهن زیر ضربهٔ چرخهای قطار راه آهن میشکنند. کرم: به تاب کششی فولاد میافزاید و از زنگ زدن آن جلوگیری میکند. کارد، قاشق، چنگال و ظرفهای فولادی زنگ نزن را از فولاد کرم دار میسازند. مس: برای جلوگیری از زنگ زدن فولاد در آب دریا، به آن مس میافزایند. فولاد مس دار، در ساختن سپرها و شمعهای فولادی سکوها و اسکلههای بندری و ساختمانهای دریایی مصرف میشود
keywords : هتل،پارک،پارک هتل
میلگرد یا آرماتور فولادی است که در بتن برای جبران مقاومت کششی پایین آن مورد استفاده قرار میگیرد. فولادی که به این منظور در سازههای بتن آرمه به کار میرود به شکل سیم یا میلگرد میباشد و فولاد میلگرد نامیده میشود. البته در موارد خاصی از فولاد ساختمانی نظیر نیمرخهای I شکل، ناودانی و یا قوطی نیز برای مسلح کردن بتن استفاده میشود.

خاموت
آرماتورهای عرضی که به دور آرماتورهای طولی و اصلی در شناژها بسته میشوند خاموت نام دارند.
از آرماتور بندی به منظور قوی ساختن ساختمان،پل،سد و... استفاده میشود،آرماتور بند با بستن میلگردها به هم توسط سیم ان هارا به هم متصل میکند...
وظیفه و نقش خاموت
مشخصههای محاسباتی مهم میلگرد
مقاومت تسلیم
مقدار تنشی که در آن بدون افزایش بار تغییر طول نمونه فولادی ازدیاد مییابد تنش تسلیم یا مقاومت تسلیم یا مقاومت جاری شدن مینامند و با f y نمایش میدهند.
اسپیسر میلگرد
اسپیسر میلگردالمانی میباشد که به منظور ایجاد فاصله میلگرد از سطح بیرونی بتن مورد استفاده قرار میگیرد.
مقاومت کششی
از تقسیم حداکثر بار ثبت شده در آزمایش کشش بر سطح مقطع اولیه به دست میآید.
طبقه بندی فولاد میلگرد
در کشورهای مختلف فولاد میلگرد با استانداردهای متفاوتی تولید میشوند و در هر استانداردی طبقه بندی مشخصی در ارتباط با خواص مکانیکی فولادها وجود دارد. در ایران قسمت عمده فولادهای میلگرد که توسط کارخانه ذوب آهن اصفهان تولید میشوند با استاندارد روسی مطابقت دارند. فولادی که در ایران تولید میشود (طبق استاندارد روسی) به سه گروه تقسیم میشود: فولاد نوع A-۱، فولاد نوع A-۲ و فولاد نوع A-۳.
فولاد A-۱ از نوع صاف بوده و مقاومت تسلیم و مقاومت کششی آن به ترتیب 2400 و3600 کیلوگرم بر سانتی متر مربع میباشد. فولاد A-۲ از نوع آجدار با مقاومت تسلیم 3400 و مقاومت کششی ۵۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع است، و فولاد A-۳ نیز از نوع آجدار با مقاومت تسلیم ۴۰۰۰ و مقاومت کششی ۶۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع میباشد.
از نظر تنوع قطر میلگردها نیز استانداردهای تولید کنندگان متفاوت است. در سیستم روسی که در کارخانجات ذوب آهن اصفهان مورد استفادهاست میلگردها تا قطر ۴۰ میلیمتر ساخته میشوند.
تیر
تیرها یکی از اعضاء اصلی در مجموعهٔ المانهای مورد استفاده در سازههای ساختمانی است. در واقع وظیفه اصلی تیرها، تحمل تنشهای حاصل از نیروی برشی و لنگر خمشی است. در طراحی سازه ها، معمولاً تیرها بر اساس لنگر خمشی موجود طراحی گشته و ضابطه برش در آنها کنترل میگردد.
تیر، در معماری و مهندسی سازه، معمولاً عضوی بلند، مستقیم و منشوری است که برای نگهداری بارهای مختلف وارده در طول عضو طراحی میگردد.البته در کار اجرایی عنوان تیر غالباً فقط به اعضای افقی اطلاق گردیده و به اعضای عمودی ستون گویند. معمولترین نوع تیرها عبارتند از: تیر فولادی، تیر بتنی و تیر چوبی
آهن
آهن با نماد شیمیایی Fe، نام یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۲۶ و چگالی ۷٫۸۷g/cm۳ است که در نخستین دورهٔ فلزهای واسطه جای دارد. آهن از نظر جرمی، بزرگترین عنصر سازندهٔ زمین است. این عنصر مهم ترین سازندهٔ هستهٔ بیرونی و درونی زمین و چهارمین عنصر مهم در پوسته است. فراوانی آهن در سیارههای زمینسان مانند کرهٔ زمین، به دلیل همجوشی هستهای در ستارههای بزرگ است.
ویژگیها
آهن دارای سطوح صاف و نقرهای براق مایل به رنگ خاکستریست اما وقتی در هوا با اکسیژن ترکیب میشود به رنگ قرمز یا قهوهای در میآید که به آنها اکسید درای ترکیبات آهن یا زنگ گفته میشود. کریستالهای خالص آهن نرمه (نرم تر از آلمینیوم) و با اضافه کردن مقدار کمی ناخالصی مانند کربن مقدار قابل توجهی تقویت میشود. مقادیر مناسب و کمی (تا چند درصد) از فلزات دیگر و کربن، تولید فولاد میکند که میتواند ۱۰۰۰ بار سخت تر از آهن خالص باشد.
Fe۵۶ سنگینترین ایزوتوپ پایدار (تولید شده توسط فرایند آلفا در نکلئوسنتز استلار) است که با عناصر سنگینتر از آهن و نیکل برای تشکیلشان به سوپر نوا احتیاج دارند. آهن فراوانترین عنصر در غولهای قرمز است، و فراوانترین فلز در شهابسنگها و در هستهٔ فلزی متراکم در سیاراتی مثل زمین است.
آهن خالص فلز است، اما به ندرت در این شکل روی سطح زمین یافت میشود زیرا در حضور اکسیژن و رطوبت یه آسانی اکسیده میشود. به منظور به دست آوردن فلز آهن، اکسیژن باید از سنگ معدنهای طبیعی توسط کاهش شیمیایی حذف شود – به طور عمده از سنگ آهن از سنگ Fe2O۳ توسط کربن در درجه حرارت بالاست. خواص آهن را میتوان با تولید آلیاژهایی از آن با استفاده از فلزات متنوع گوناگون (و بعضی غیر فلزها به ویژه کربن و سیلیکون) اصلاح نمود و فولادها را ایجاد کرد. هستهٔ اتمهای آهن تقریباً دارای بالاترین انرژیهای اتصال در هر نکلئون است و تنها ایزوتوپ Ni۶۲ دارای انرژی بیشتر از آن میباشد. هرچند فراوانترین نوکلیدهای پایدار همان Fe۵۶ میباشد، این آهن از طریق همجوشی هستهای در ستارههای شکل گرفتهاست و اگرچه اندکی انرژی کمتر نیز از طریق سنتز کردن نیکل ۶۲ نیز استخراج میگردد. شرایط در ستارگان برای ایجاد این فرایند مناسب نیست. توزیع عنصر آهن بر روی زمین بسیار بیشتر از نیکل است و احتمالاً در تولید عنصر از طریق سوپر نوا نیز همینطور است. آهن (آهن Fe+۲، یون فروس) عنصر ردیابی لازمیست که تقریباً تمام موجودات زنده از آن استفاده میکنند. تنها استثناهای این موضوع چندین موجود زندهای هستند که در محیطهای فقیر از نظر آهن زندگی میکنند و به گونهای تکامل یافتهاند که عناصر گوناگونی را در فرایندهای متابولیکشان مورد استفاده قرار دهند مثل منگنز به جای آهن برای تجزیه و یا هموسیانین به جای هموگلوبین. آنزیمهای حاوی آهن معمولاً دارای گروههای هموپروستاتیک هستند که در تجزیهٔ واکنشهای اکسیداسیون در زیستشناسی و در انتقال تعدادی از گازهای حل شدنی شرکت میکنند.
خواص مکانیکی
خواص مکانیکی و آلیاژهای آن با استفاده از آزمونهای گوناگون مانند آزمون برنیل و راکول یا آزمایشهای مقاومت کششی ارزیابی میشود، نتایج این قسمتها به گونهای با یکدیگر سازگارند که قسمتهای آهن اغلب برای مرتبط نمودن نتایج یک تست با تست دیگر به کار میرود. اندازه گیریها نشان میدهد که خواص مکانیکی آهن عمدتاً بستگی به خلوص دارد به گونهای که خالصترین کریستالهای تک آهن که برای مقاصد تحقیقاتی تولید شدهاند از آلومینیوم نرم ترند، افزودن تنها ۱۰ قسمت در میلیون کربن مقاومتش را دو برابر میکند. سختی نیز به سرعت با افزایش مقدار کربن تا ۰/۲٪ و اشباع شده تقریباً در ۰/۶٪ به سرعت افزایش مییابد. خالصترین آهن تولید شدهٔ صنعتی (تقریباً ۹۹/۹۹٪ خلوص) دارای سختی ۲۰-۳۰ برنیل است.
شکل مختلف
آهن شاید بهترین مثال شناخته شده از دگروارگی در یک فلز باشد، سه فرم چند شکلی از آهن وجود دارد که به نامهای α، ϒ و δ شناخته میشود.
همانطور که آهن ذوب شده سرد میشود در دمای ۱۵۳۸ درجهٔ سانتی گراد به آلوتروپ δ کریستالیزه میشود که دارای یک ساختمان کریستالی مکعبی مرکزیست، همانطور که بیشتر سرد میشود ساختمان بلوری یا کریستالی در دمای ۱۳۹۴ درجهٔ سانتی گراد به شکل مکعبی وجه مرکزی تغییر مییابد که به نام آهن ϒ یا استنیت شناخته میشود، در دمای ۹۱۲ درجهٔ سانتی گراد ساختمان بلوری یا کریستالی دوباره مکعبی بدنه مرکزی یا آهن α یا فریت میشود و در ۷۷۰ درجهٔ سانتی گراد (نقطهٔ کوری، TC) آهن مغناطیسی میشود، هنگامی که آهن از دمای کوری عبور میکند تغییری در ساختمان کریستالی وجود ندارد اما در ساختمان حوزه تغییری رخ میدهد (هر حوزه شامل اتمهای آهن با یک اسپین الکترونیک خاص میباشد). در آهن غیر مغناطیسی شده همهٔ اسپینهای الکترونیک اتم هادر یک حوزه در یک جهت قرار دارند هرچند در حوزهٔ مجاور آنها جهات متفاوت هستند و گوناگونی دارد و لذا یکدیگر را خنثی میکنند، در آهن مغناطیسی اسپینهای الکترونیک همهٔ حوزهها هم جهت شدهاند لذا اثرات مغناطیسی حوزههای مجاور همدیگر را تقویت میکنند اگر چه هر حوزه، شامل بیلیونها اتم است ولی آنها خیلی کوچک و در حدود ۱۰ میکرون میباشند. آهن وقتی با بعضی فلزات خاص دیگر و کربن مخلوط میشود تا فولاد را ایجاد نماید دارای بیشترین اهمیت خواهد بود، انواع مختلفی از فولاد وجود دارد که درای خواص متفاوتی میباشند و درک خواص آلوتروپهای آهن کلید ساخت فولادهایی با کیفیت خوب میباشد. آهن α یا همان فریت پایدارترین شکل آهن در دمای اتاق است. این آهن فلز نسبتاً نرمیست که دارای مقدار کمی کرین (نه بیش از ۰/۰۲۱٪ از جرم در ۹۱۰ درجهٔ سانتی گراد) میباشد. در دماهای بالای ۹۱۲ درجهٔ سانتی گراد و تا ۱۴۰۰ درجهٔ سانتی گراد آهن α یک انتقال فاز از حالت مکعب بدن مرکزی به حالت مکعب وجه مرکزی یعنی آهن ϒ را که استانیت نیز نامیده میشود تجربه میکند. این آهن نیز نرم است اما میتواند مقدار بسیار بیشتری کربن (به میزان ۲/۴٪ جرمی در دمای ۱۱۴۶ درجهٔ سانتی گراد) داشته باشد، این شکل آهن در فولاد ضد زنگ که برای ساختن کارد و چنگال، تجهیزات بیمارستانها و صنایع غذایی به کار میرود استفاده میشود.
پیدایش
آهن ششمین عنصر از لحاظ فراوانی در جهان است که در آخرین کنش نکلئوسنتز در ستارههای بزرگ از طریق سیلیکون فیوزینگ ایجاد میشود در حالی که آهن حدود ۵٪ از پوستهٔ زمین را تشکیل میدهد، اعتقاد بر این است که هستهٔ زمین در حد زیادی از یک آلیاژ آهن-نیکل تشکیل شدهاست که ۳۵٪ جرم کل زمین را تشکیل میدهد، بنابر این آهن فراوانترین عنصر روی زمین است ولی در پوستهٔ زمین چهارمین عنصر از لحاظ فراوانی میباشد. بیشتر آهن پوسته به شکل ترکیبی با اکسیژن به صورت سنگهای معدنی اکسید آهن مثل هماتیت و مگنتیت یافت میشود. حدود یکی از بیست شهاب سنگ تنها از مواد معدنی آهن-نیکل تائنیت (۳۵-۸۰٪ آهن) و کاماسیت (۹۰-۹۵٪ آهن) تشکیل شدهاند. اگر چه تعاد اندکی از شهاب سنگهای آهنی بیشترین شکل آهن فلزی طبیعی در سطح زمین میباشند. تصور بر این است که رنگ قرمز سطح مریخ ناشی از رگولیت غنی اکسید آهن است.
ایزوتوپها
آهن به طور طبیعی متشکل از ۴ ایزوتوپ: ۵/۸۴۸٪ رادیواکتیو Fe۵۴ (نیمه عمر بزرگتر از ۳/۱ × ۲۲ ۱۰سال)، ۹۱/۷۵۴٪ Fe۵۶ پایدار، ۲/۱۱۹٪ از Fe۵۷پایدار و ۰/۲۸۲٪ از Fe۵۸ پایدار میباشد. Fe۶۰ یک رادیونیوکلاید منقرض شده با نیمه عمر طولانی (۱/۵ میلیون سال) میباشد. بیشتر کارهای قبلی در اندازه گیری ترکیب ایزوتوپیک Fe بر تعیین انواع Fe۶۰ تولید شده از فرایندهای همراه با نکلئو سنتز (یعنی مطالعات شهاب سنگ) و تشکیل سنگ معدن متمرکز شدهاست. هرچند در دههٔ اخیر پیشرفت تکنولوژی طیف سنجی جرمی اجازهٔ تشخیص و ارزیابی تغییرات طبیعی در نسبتهای ایزوتوپهای پایدار آهن را دادهاست. بیشتر این کار به وسیلهٔ انجمنهای علوم زمین و سیارهای انجام شدهاست، هرچند کاربردهای آن در سیستمهای بیولوژیک و صنعتی در حال آغاز شدن میباشد. فراوانترین ایزوتوپ آهن Fe۵۶ مورد توجه ویژهٔ دانشمندان هستهای میباشد. تصور غلط رایج این است که این ایزوتوپ پایدارترین هسته ممکن است و لذا انجام شکافت یا همجوشی در Fe۵۶ و آزاد سازی انرژی از آن غیر ممکن است این مطلب درست نیست، چرا که هم Ni۶۲ و هم Fe۵۸ پایدار ترند و پایدارترین هسته میباشند. هرچند چون نیکل Ni۵۶ در واکنشهای هستهای سوپر نوا در فرایند α از هستههای سبکتر به گونهای بسیار آسانتر تولید میشود، نیکل ۵۶ (ذرات آلفای ۱۴)آخرین نقطهٔ زنجیرهٔ همجوشی در ستارههای بسیار عظیم میباشد، و از آنجا که افزودن یک آلفای دیگر روی-۶۰ را تولید میکند که نیاز به مقدار بسیار بیشتری انرژی دارد. این نیکل ۵۶، که دارای نیمه عمر حدود ۶ سال است به مقدار زیاد در این ستارهها ساخته میشود اما به زودی توسط دو انتشار پزیترون پی در پی در درون محصولات تاخیری سوپر نوا در ابر گاز باقیمانده از سوپر نوا به اولین رادیو اکتیو کبالت ۵۶، و سپس آهن ۵۶ پایدار متلاشی میشود. این هستهٔ اخیر بنابر این در همه جای دنیا در مقایسه با دیگر فلزات پایدار با وزن اتمی تقریباً مشابه دارای فراوانی بیشتریست. در فازهای شهاب سنگهای سمارکونا و چرونیکات ارتباطی بین غلظت Na۶۰، محصول دختر Fe۶۰، و فراوانی ایزوتوپهای آهن پایدار قابل مشاهده بود که نشان از وجود Fe۶۰ در زمان تشکیل منظومهٔ شمسی دارد. احتمالاً انرژی رها شده از فروپاشی آهن ۶۰ همراه با انرژی رها شده از فروپاشی رادیونیکلاید Al۲۶ در ذوب دوباره و افتراق سیارات بعد از تشکیل آنها در ۴/۶ بیلیون سال پیش مشارکت داشتهاست. فراوانی Na۶۰ موجود در مواد فرا زمینی نیز ممکن است اطلاعات بیشتری نسبت به منشا منظومهٔ شمسی و تاریخ ابتدایی آن ارائه دهد. از میان ایزوتوپهای پایدار، تنها Fe۵۷ یک اسپین هستهای (-۱/۲) دارد.
شیمی و ترکیبات
ترکیبات معدنی
آهن ترکیباتی را ایجاد میکند که عمدتاً در حالتهای اکسیداسیون +۲ و +۳ هستند. به طور سنتی، ترکیبات آهن II فروس نامیده میشوند و ترکیبات آهن (III) فریک نامیده میشود. ترکیبات زیادی در هر یک از حالات اکسیداسیون وجود دارد که مثالهایی از آن شامل سولفات آهن (II) (FeSo4) و کلرید آهن (III) (FeCl3) میباشد. همچنین مثالهای بیشماری از ترکیباتی که شامل اتمهای آهن در هر دوی این حالات اکسیداسیون وجود دارد مانند مگنتیک و آبی پروسی. آنیون منفی فریت [Fe ۲۴] شامل یک مرکز آهن، (Vi)بالاترین حالت اکسیداسیون شناخته شدهٔ آن میباشد و مثلاً در فریت پتاسیم (کا دو اف ای اُ ۴) وجود دارد. ترکیبات آلی بی شماری (مثل پنتا کربنیل آهن) وجود دارند که دارای آهن زیرو ولنت (یا کمتر) هستند.
ترکیبات آلی
تاریخچه
اولین آهن شکل گرفته که توسط بشر در دورهٔ پیش از تاریخ مصرف شد از شهاب سنگها آمده بود. ذوب آهن در کورهها در هزارهٔ دوم پیش از میلاد شروع شد، آثار مکشوفه از آهن ذوب شده از ۱۲۰۰-۱۸۰۰ پیش از میلاد در هند و در مشرق از حدود ۱۵۰۰ پیش از میلاد بدست آمد (که گمان میرود ناشی از ذوب آهن در آناتولی یا قفقاز بودهاست). چدن برای اولین بار در حدود ۵۵۰ پیش از میلاد در چین تولید شد اما در اروپا تا سالهای قرون وسطا تولید نشد، در طول دوران قرون وسطا ابزاری در اروپا کشف شد که از آهن شکل یافته از چدن (pig Iron) با استفاده از ریخته گری زیور آلات تولید شده بودند، برای تمام این فرایندها از ذغال چوب به عنوان سوخت استفاده شد. فولاد (که با کربن کمتر از pig Iron است اما آهن شکل یافته بیشتری دارد) اولین بار در دوران باستان تولید شد. روشهای تازهٔ تولید آن به وسیلهٔ میلههای کربنیزه کردن آهن در فرایند سیمانی کردن در قرن هفدهم بعد از میلاد ابداع شد. در انقلاب صنعتی روشهای جدید تولید آهن بدون ذغال چوب ابداع شد و این روشها بعداً در تولید فولاد مورد استفاده قرار گرفتند. در اواخر دههٔ ۱۸۵۰، هنری بسمر فرایند جدیدی برای ساخت فولاد اختراع کرد که شامل دمیدن هوا از روی چدن مذاب برای تولید فولاد نرم بود. این فرایند و دیگر فرایندهای ابداع شده در قرن ۱۹ و بعد از آن منجر یه آن شد که دیگر آهن شکل یافته تولید نشود.
کانیها
آهن در اغلب رسها، ماسهسنگها و گرانیتها وجود دارد. در میان کانههای مهم آن میتوان از هماتیت، مگنتیت، پیریت و کالکوپیریت را نام برد.
وظایف آهن در بدن
۱- انتقال o۲ در گلوبولهای قرمز
۲- تولید هموگلوبین خون
۳- مقاومت در برابر استرس و ناخوشی
۴- عملکرد صحیح آنزیمها
۵- تقویت سیستم ایمنی
آلوتروپهای آهن
آهن آلفا (آهن بتا را نیز ببینید)
آهن گاما
آهن دلتا
آهن اپسیلون
فولاد
اصطلاح فولاد یاپولاد برای آلیاژهای آهن که بین ۰٫۰۰۲ درصد تا ۲٫۱ درصد وزن خود کربن دارند بکار میرود. فولادهای آلیاژی غالبا با فلزهای دیگری نیز همراهند. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد.
فولاد پر مصرف ترین فلز صنعتی است و مصرفش پیوشته افزایش مییابد. امروزه تولید فولاد جهان نزدیک به هزار و سیصد میلیون تن در سال است. گفته میشود فولاد سازی از هندوستان به ایران آمده است، زیرا در دوران باستان، فولاد هندی بنام بوده است. فولاد چند جوشی است. برای ساختن فولاد کربن آهن خام سفید را میسوزانند، تا از۵/۳ تا ۶٪ به ۲/۰ تا ۵/۱٪ وزنش کاهش یابد، عنصرهای دیگر را در آن اندازه میکنند تا فولاد خواسته شده ساخته شود .
عنصرهای هم جوش شده با فولاد
عنصرهای همجوش شده با فولاد، به فولاد خاصیتهای گوناگون میدهند، که در زیر نوشته شده است: کربن :با آهن ترکیب میشود و نشان دهنده جنس فولاد میباشد. کربن فولاد را ترد میکند، به تاب کششی آن میافزاید، مرز تناسب میان تنش و انبساط فولاد را بالا میبرد و سختی آن را زیاد میکند. هر چه کربن در فولاد کمتر باشد، جنس آن نرم تر و چکش خوری آن بیشتر است. کربن در گرمای ۱۵۲۰ درجه و فولاد با ۸۵٪ کربن، در ۱۴۶۰ درجه آب میشود. اگر کربن در فولاد از ۳٪ وزن آن کمتر باشد، دیگر نمیتوان آن را آب داد و به کار افزار سازی نمیخورد. منگنز: تاب کششی فولاد را زیاد و آن را سخت میکند، به اندازهای که شکل دادن به آن سخت میشود، به فولاد از ۵/۰ تا ۱٪ وزنش منگنز میزنند. با فولاد منگنزی؛ تکههای فولادی سخت مانند ساچمه فلزی می سازنند. سیلیسیم: تاب کششی فولاد را بالا میبرد و سختی آن را زیاد میکند. فولاد سیلیسیمی ترد و نورد زدنش دشوار است، به فولاد تا ۳۵٪ وزنش سیلیسیم میزنند. گوگرد: فولاد آب شده را کند روان میکند و از تاب ضربهای آن میکاهد، تا آنجا که فولاد گوگرد دار سرخ شده با ضربه پتک میشکند. به فولاد از ۰۶/۰ با ۲/۰٪ وزنش گوگرد میزنند. فسفر :فولاد را ترد میکند، اگر فولاد بیش از اندازه فسفر داشته باشد، شکننده میشود تا جایی که در سرمای زمستان، ریلهای فسفر دار راه آهن زیر ضربهٔ چرخهای قطار راه آهن میشکنند. کرم: به تاب کششی فولاد میافزاید و از زنگ زدن آن جلوگیری میکند. کارد، قاشق، چنگال و ظرفهای فولادی زنگ نزن را از فولاد کرم دار میسازند. مس: برای جلوگیری از زنگ زدن فولاد در آب دریا، به آن مس میافزایند. فولاد مس دار، در ساختن سپرها و شمعهای فولادی سکوها و اسکلههای بندری و ساختمانهای دریایی مصرف میشود
keywords : هتل،پارک،پارک هتل