פלדה

פלדה (מגרמנית Stahl) – היא סגסוגת של ברזל עם פחמן (ושאר יסודות הטבלה המחזורית). מכילה לפחות 45% ברזל ותכולת הפחמן בה היא בטווח שבין 0.02 ל-2.14%. אם תכולת הפחמן בסגסוגת עולה על 2.14%, אז היא נקראת ברזל יצוק. פלדות בעלות תכונות אלסטיות גבוהות מאוד מצאו שימוש נרחב בייצור מכונות ומכשירים. בהנדסת מכונות הם משמשים לייצור קפיצים, בולמי זעזועים, קפיצי כוח למטרות שונות.

פלדה מוצאת שימוש רחב בבניין. משתמשים בה לבניית מבני פלדה מסוגים שונים, למוטות זיון לבטון, לטפסות בבנייה מתועשת, טרומית ועוד.

פלדה הינה מתכת, אשר נוצרת מברזל שסימנו הכימי (Fe) ופחמן (C). משקל סגולי 7.8 גר' * סמ"ק או 7800 ק"ג * מ"ק.

חומר גלם להפקתה הוא עפרות שמכילות תרכובות הברזל, כלומר מיוצר מחומר מינרלי טבעי, אשר נכרה במכורות ברזל (בארץ אין מכרות ברזל).

בעולם יש כל מיני שיטות לייצורה, אף המשותף ביניהן הוא התכת תרכובות ברזל בתנורים מיוחדים בטמפרטורות גבוהות מאוד, תוך סילוק והפרדה חומרים לא רצויים מחומר הגלם. התאמת אחוז הפחמן הנכון – 0.22% – 0.55%, וכן הוספת מתכות כמו זרחן, גופרית ואחרות לשם הקניית תכונות מיוחדות.

פלדה יוצאת מן התנור בצורה מטילים גדולים. את המטילים מעבדים למוטות בתהליך של ערגול. מחממים חומר לליבנו ואז מעבירים אותו דרך גלילים ( מבנה פנה הגלילים צורתו, מידותו ועוביו של המוצר).

בזמן מעבר החומר בין הגלילים הוא נמעך ומצטופף. על מנת לקבל מוטות דקים וחוטים ממשיכים לעבד את המוטות במשיכה.

היסטוריה של פלדה

הדגימות המוקדמות ביותר הידועות התגלו במהלך חפירות באנטוליה (טורקיה). הם בני כ-3800 שנים ומאורכים לשנת 1800 לפני הספירה. פלדה ההודית נהנתה ממוניטין גבוה בעת העתיקה. פלדת דמשק מימי הביניים, הידועה ביותר במרכז אסיה ומזרח אירופה. את הפלדה למדו לייצר בסוף עידן העת העתיקה ובמערב אירופה. היא אפשרה להתקדם מכלי נשק הנוקב לחותך ולעבור לצבר והחרב. בימי הביניים נעשה שימוש נרחב בה לייצור כלי נשק מחודדים. במזרח התיכון הייתה ידועה פלדת דמשק, ממנה חושלו חרבות. ביפן של ימי הביניים, הקטאנה המפורסמת, הוואקיזאשי והטאנטו היו עשויות מפלדת טמהאגנה. קיימת גרסה לפיה חרבות יפניות של המאות XI-XIII נוצרו מסגסוגת בתערובת של מוליבדן. באירופה, היא אפשרה להאריך חרבות, שהתפתחו לסיף (במאה ה-15).

הטכנולוגיה של פלדה יצוקה הומצאה על ידי המהנדס האנגלי ג'נטסמן. אך היא חדרה ליבשת אירופה רק בתחילת המאה ה-19. ארטילריה רובה משנת 1854 הייתה עשויה מפלדה, לדוגמא אקדח ארמסטרונג. במאה ה-20 החלו להשתמש בה לייצור שריון טנקים. בצבא הקייזר גרמניה במהלך מלחמת העולם הראשונה הופיעו קסדות פלדה (stahlhelm).

סוגי פלדה

פרופילים לקונסטרוקציות

הפרופילים הסטנדרטיים מצויים בצורות ובגדלים שונים. המתכנן יכול אפוא לבחור לו את הפרופיל המתאים ביותר למשימה הדרושה.

פרופילים הנפוצים ביותר בארץ הם: פרופיל I, L, U, Z. כמו כן יש פרופילים חלולים – מלבניים ו ריבויים – ופרופילי C (שרשרת).

הפרופילים נמכרים בגדלים שונים ונתוניהם הגיאומטריים והסטטיים מתוארים בטבלות מפרטות. השימוש בפרופילים נפוץ ביותר, משום שאלה מוצרים תעשייתיים המתוכננים ומיוצרים ביעילות ובאמינות רבה, אין צורך להזמין אותם מראש ומחירם סביר.

טפסות מפלדה – המשמשים כתבנית ליצקת אלמנטים מבטון באתר או מפעל בבנייה תרומית או מתועשת.

מוטות ורשתות לבטון מזוין

מוטות פלדה מסוגים וקטרים שונים, כנ"ל גם רשתות מרותחות משמשים לזיון בטון.

השימוש ברשתות מרותכות מקצר תהליך הבנייה ומשפר איכותה. ברשתות משתמשים בפלדה בעלת חוזק גבוה, בקטרים קטנים. הריתוכים מבוצעים אוטומטית במכונות ממוחשבות. הנחתן של הרשתות באתר הבנניה או במפעל הטרומי פשוטה ומהירה.

שיתוך (קורוזיה) – החלדה

כשהפלדה באה במגע עם החמצן שבאוויר או במים, נוצרת תחמוצת הגורמת להרס הדרגתי של הפלדה לתהליך זה של הרס המתכות קוראים שיתוך. לשיתוך של הברזל קוראים החלדה. חשוב לדעת:

כיסוי בשכבת בטון בעובי של 1 עד 5 ס"מ (תלוי במיקום האלמנט במבנה) מגן עליה מפני חלודה. מגעתה עם סיד מאיץ תהליך ההחלדה. לכן חשוב להקפיד לבטן בבניין אלמנטים מפלדה, כלומר לכסותם בשכבת מלט המכילה צמנט, מים וחול. בעת האחרונה מצויים בשוק חומרים המשמשים להכנת מלט לטיח ולריצוף לבית בלי סיד.

הכנת פלדת הזיון וקביעתה

• המוטות יהיו נקיים מחלודה מתקלפת, משומנים ומכל חומר מזיק.
• יש לשים את המוטות המתאימים במקומות המיועדים לפי התוכנית. יש להבטיח עובי כיסוי המתאים ולחזק אותם כדי למנוע תזוזתם בעת היציקה.
• ת"י 4466 חלק 5 דן בנושא מוטות ורשתות חתוכים ומכופפים. ניתן להזמין ממפעלים מוטות או רשתות חתוכים ומכופפים לפי רשימות הברזל או התוכנית. כמו כן ניתן להזמין חלקים מוכנים (כלובי זיון). כמו בכל מבנה מבטון מוטות פלדה יצוקים בקורות, בעמודים, בכלונסאות וכדומה. שיטה זו חוסכת כוח אדם וזמן באתר הבנייה ומבטיחה ביצוע מדויק וללא פחת בפלדה.