چدن برای قرن ها یکی از مواد اصلی در ساخت ابزارها و بناهای مهم بوده است. از محله سوهو در نیویورک تا بازار سرپوشیده در مالت، بسیاری از آثار معماری چشمگیر با استفاده از چدن ساخته شده اند. حتی کاخ کنگره آمریکا که یک نماد فرهنگی است، با حدود ۹ میلیون پوند چدن ساخته شده است.
اگرچه در قرن بیستم استفاده از چدن کمتر شد و با تمام ویژگی های منحصر به فردش جای خود را به فولاد و آلومینیوم داد، اما این ماده همچنان به خاطر ویژگی های خاصش در ساخت و ساز ارزش زیادی دارد. در حال حاضر چدن در صنعت ساختمان سازی و همچنین برای ساخت تجهیزات قالب بندی چدنی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه با این ماده و کاربردهای آن در صنعت ساختمان سازی بیشتر آشنا خواهید شد.
چدن چیست؟
چدن آلیاژی از آهن و کربن است که میزان کربن آن بیش از ۲.۱۱% (معمولا بین ۲.۵ تا ۴%) است. این ماده عمدتا از آهن، کربن و سیلیکون تشکیل شده و ممکن است عناصر دیگری مانند منگنز، گوگرد و فسفر را به عنوان ناخالصی شامل شود. همچنین، گاهی اوقات عناصر آلیاژی دیگری برای بهبود ویژگی های مکانیکی یا شیمیایی به آن اضافه می شود. به دلیل خواص مهندسی و مقاومت بالا، چدن در مواردی همچون اتصالات بهداشتی، حمل و نقل ریلی و قالب های ریخته گری به کار می رود.
کاربردهای چدن در صنعت سازه
چدن در صنعت سازه در طول تاریخ کاربردهای مختلفی داشته است. از جمله این کاربردها می توان به موارد زیر اشاره کرد.
۱- پل ها
یکی از اولین پروژه‌های مهم استفاده از چدن در پل آهنی در شروپ شر انگلستان بود که در سال ۱۷۸۱ ساخته شد. این پل نه تنها نقطه عطفی در استفاده از چدن در ساخت پل ها بود، بلکه موجب شد استفاده از چدن در پروژه های مشابه دیگر رواج پیدا کند. اما چدن به دلیل شکنندگی و مقاومت پایین در برابر کشش به طور کامل از ساخت پل ها کنار گذاشته شد و جای خود را به آهن نورد شده و بعدها به فولاد داد.
پیشنهاد ناشر
ممکن است این را نیز بپسندید: خرید جک سقفی
۲- ستون ها و سازه‌های داخلی ساختمان‌ها
چدن برای ساخت ستون‌ها و پایه‌های ستون ها در ساختمان ها استفاده می شد. این ستون ها به ویژه برای ساختمان های چند طبقه صنعتی و تجاری در دوران انقلاب صنعتی کاربرد زیادی داشتند. از جمله پروژه های معروف می توان به کارخانه فلکس میل در انگلستان در سال ۱۷۹۵ اشاره کرد که ساختار داخلی آن از چدن ساخته شده بود.
۳- سقف‌ها و قاب ها
چدن در ساخت قاب ها و سقف های فلزی استفاده می شد. برای نمونه، در کلیسای سنت ایزاک در سن پترزبورگ، از قاب های چدنی برای ساخت گنبد استفاده شد. همچنین در کاخ وست مینستر، سقف‌ها توسط قاب‌های چدنی پشتیبانی می‌شدند.
۴- اسکله
چدن به عنوان ماده اصلی برای ساخت اسکله های دریایی استفاده می شد. مهندس یو جنیوس بیرچ اولین اسکله چدنی را در سال ۱۸۵۵ در مارگیت انگلستان ساخت و پس از آن اسکله های زیادی در بریتانیا و اروپا ساخته شد.
انواع تجهیزات قالب بندی چدنی
تجهیزات قالب بندی چدنی برای پروژه های ساختمانی و عمرانی در قالب بندی های پیچیده و مقاوم مورد استفاده قرار می‌گیرند. این تجهیزات قالب بندی شامل انواع مختلفی هستند که هرکدام برای کاربردهای خاص خود طراحی شده اند. از جمله این تجهیزات می توان به انواع مهره بولت، مغزی ها، کلمپس قالب بندی، میان بولت و غیره اشاره کرد. در اینجا به توضیح مختصری از هر یک از این تجهیزات پرداخته می شود.
مهره بولت قالب بندی
مهره بولت قالب بندی معمولا از جنس چدن نشکن (داکتیل) ساخته می شود و به دلیل ویژگی های خاص این ماده، آن را برای کاربردهای ساخت و ساز مناسب می کند. چدن نشکن به دلیل داشتن خواص مقاومتی بالاتر در برابر فشارهای شدید و توانایی تحمل بار زیاد، گزینه ای مناسب برای استفاده در قالب بندی بتن است.
چدن نشکن در مقایسه با سایر فلزات، مقاومت بالایی در برابر فشار و خوردگی دارد که برای اجزای قالب بندی که در تماس با بتن و مواد دیگر قرار دارند، اهمیت زیادی دارد. همچنین این نوع چدن انعطاف پذیری بیشتری نسبت به چدن های معمولی دارد و در صورت نیاز به تغییر شکل، می تواند بدون شکستن دچار تغییرات جزئی شود. این ویژگی ها باعث می شود تا مهره بولت های قالب بندی از جنس چدن نشکن برای پروژه های ساختمانی با بار و فشار بالا، گزینه‌ای کارآمد و مقرون به صرفه باشند.
مغزی لوله داربست
مغزی لوله داربست در پروژه های ساختمانی مختلف، به ویژه در ساخت داربست های موقت برای دسترسی به ارتفاعات، استفاده می شود. این قطعه به طور داخلی در لوله های داربست قرار می گیرد و اتصال محکم و ایمن میان لوله ها ایجاد می کند. علاوه بر این، در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی برای نگهداری و تعمیر تجهیزات نیز کاربرد دارد.
مغزی لوله داربست معمولا از چدن داکتیل ساخته می شود. چدن داکتیل به دلیل ویژگی هایی مانند مقاومت بالا در برابر فشار و بارهای سنگین و انعطاف پذیری بیشتر نسبت به سایر انواع چدن ها و فولادها، برای این کاربرد انتخاب می شود. این جنس مقاومت خوبی در برابر خوردگی و شرایط سخت آب و هوایی دارد و دوام بالایی را تضمین می‌کند. به علاوه، هزینه ساخت آن مقرون به صرفه است که آن را به گزینه ای اقتصادی برای پروژه‌های ساختمانی و صنعتی تبدیل می‌کند.
پیشنهاد ناشر
ممکن است این را نیز بپسندید: قالب باطری دیوار پیش ساخته
میان بولت
میان بولت یکی از اجزای اصلی قالب بندی بتن است که برای اتصال و ثابت نگه داشتن قالب ها و حفظ فاصله میان آنها به کار می رود. این قطعه در انواع مختلفی تولید می شود که میان بولت های چدنی به دلیل مقاومت بالا در برابر فشار و تنش های مکانیکی، انتخاب رایجی در پروژه های سنگین هستند. چدن معمولا در برابر خوردگی و سایش مقاوم است و توانایی تحمل شرایط سخت کاری را دارد.
میان بولت ها علاوه بر حفظ قالب ها، در برخی موارد برای آب بندی محل اتصال قالب ها نیز استفاده می شوند. برای مثال، در پروژه هایی که نیاز به جلوگیری از نفوذ آب دارند، میان بولت های چدنی گزینه ای مناسب هستند.
کلمپس قالب بندی
کلمپس قالب بندی یکی دیگر از تجهیزات قالب بندی چدنی است که به طور موقت قطعات را در حین نصب و فرآیندهای مختلف ثابت نگه می دارند تا از حرکت یا لغزش آن ها جلوگیری کنند. کلمپس های قالب بندی معمولا از چدن ساخته می شوند که به دلیل ویژگی های خاص خود در صنعت قالب بندی بسیار مورد توجه قرار دارند.
چدن به دلیل مقاومت بالا در برابر فشار و خوردگی و همچنین قابلیت ریخته گری دقیق، انتخاب مناسبی برای ساخت این ابزارها می باشد. علاوه بر این، دوام و طول عمر بالای چدن باعث می شود که کلمپس ها در شرایط سخت و تحت فشارهای مکرر، عملکرد مطلوبی داشته باشند. همچنین، استفاده از چدن در ساخت کلمپس به دلیل هزینه تولید پایین و مقاومت در برابر سایش، گزینه ای مقرون به صرفه است.
مزایای چدن در ساخت تجهیزات قالب بندی
در این بخش، به مزایای استفاده از تجهیزات قالب بندی چدنی خواهیم پرداخت. ویژگی های خاص چدن، آن را به گزینه ای مناسب برای این صنعت تبدیل کرده است که از جمله این ویژگی ها می توان به قابلیت ریخته گری عالی، مقاومت سایشی بالا و استحکام فشاری اشاره کرد. در ادامه، به این مزایا به طور دقیق تر خواهیم پرداخت.
ریخته گری دقیق: چدن پس از ذوب شدن دارای سیالیت بالایی است که اجازه می‌دهد قطعات پیچیده با جزئیات دقیق ریخته گری شوند. این ویژگی برای تولید قطعات قالب بندی پیچیده و دقیق ضروری است.
مقاومت بالا در برابر سایش: چدن سفید، به ویژه، مقاومت بالایی در برابر سایش دارد که باعث افزایش عمر مفید قطعات قالب بندی می شود و آنها را برای استفاده در شرایط سخت مناسب می سازد.
قابلیت ماشین کاری عالی: گرافیت موجود در چدن مانند یک روان ساز طبیعی عمل کرده و باعث کاهش سایش و تسهیل عملیات ماشین کاری می‌شود. چدن خاکستری، به دلیل ورقه‌های گرافیت خود، ماشین کاری بهتری نسبت به دیگر انواع چدن دارد.
مقاومت فشاری: چدن، مشابه فولاد ریخته گری، مقاومت خوبی در برابر فشار دارد که آن را برای استفاده در ساخت و سازها و سازه هایی که به استحکام فشاری نیاز دارند، ایده آل می سازد.
هزینه پایین: به طور کلی، ریخته گری چدن نسبت به فولاد یا آلومینیوم ارزان تر است، که آن را به یک گزینه اقتصادی برای بسیاری از کاربردها تبدیل می کند.
پیشنهاد ناشر
ممکن است این را نیز بپسندید: قیمت اسکافلد مثلثی
معایب چدن در ساخت تجهیزات قالب بندی
استفاده از چدن و ساخت تجهیزات قالب بندی چدنی، در کنار تمام مزایای قابل توجهی که عنوان شد، معایبی نیز دارد که در ادامه به آن ها اشاره خواهیم کرد.
- شکنندگی: اگرچه چدن مقاومت خوبی دارد، اما به طور نسبی شکننده است و ممکن است تحت فشار یا ضربه شکسته شود، بنابراین برای کاربردهایی که نیاز به استحکام و انعطاف پذیری بالا دارند، مناسب نیست.
- مستعد زنگ زدگی: چدن به دلیل مقادیر بالای آهنی که دارد، به راحتی زنگ می زند. بنابراین معمولا برای محافظت در برابر زنگ زدگی، روی سطح آن رنگ یا پوشش دهی صورت می گیرد.
- وزن بالا: چدن نسبتا سنگین است، بنابراین در شرایطی که وزن مهم باشد، ممکن است آلومینیوم ریخته گری به عنوان جایگزین مناسب تر باشد.
کلام آخر
استفاده از چدن در ساخت تجهیزات قالب بندی به نیازهای پروژه و شرایط محیطی آن بستگی دارد. تجهیزات قالب بندی چدنی با ویژگی‌هایی چون مقاومت بالا در برابر فشار و قابلیت ریخته گری دقیق، گزینه ای ایده آل برای قطعات پیچیده و مقاوم محسوب می شود. با این حال، در مواردی که وزن سبک تر و انعطاف پذیری بیشتری نیاز است، ممکن است انتخاب های دیگری مانند فولاد یا آلومینیوم مناسب تر باشند. انتخاب درست بین این مواد به ارزیابی دقیق نیازهای پروژه و مزایا و معایب هر گزینه بستگی دارد.
بدون دیدگاه