เหล็กในการก่อสร้างมีทั้งหมดกี่รูปแบบ และใช้ในงานใดบ้าง?
เหล็กในการก่อสร้างมีทั้งหมดกี่รูปแบบ และใช้ในงานใดบ้าง?
เหล็ก คือ โลหะผสมของธาตุเหล็ก ธาตุคาร์บอน ธาตุแมงการ์นีส และสารเจืออื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย ที่มนุษย์นำเหล็กมาใช้ประโยชน์ในต่างๆ โดยเฉพาะในวงการก่อสร้าง เหล็กนั้นมีหลายประเภทและมีคุณสมบัติแตกต่างกัน โดยสามารถแบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ "เหล็กหล่อ" และ "เหล็กกล้า"
เหล็กหล่อ (Cast Iron)
คือเหล็กที่้เกิดจากการนำแร่ธาตุเหล็กมาผสมกับองค์ประกอบอื่นๆ แล้วหล่อออกมาให้เป็นรูปทรงต่างๆ มีคุณสมบัติทั้งแข็งและยังเปราะได้ในเวลาเดียวกัน แต่ไม่สามารถเปลี่ยนรูปทรงได้ด้วยวิธีการอื่น แบ่งเป็นหลายประเภท เช่น เหล็กหล่อขาว, เหล็กหล่อเทา, เหล็กหล่ออบเหนียว ฯลฯ
คือ เหล็กที่มีความเหนียวและยืดหยุ่นตัวสูง สามารถนำมาแปรรูปร่างได้ตามต้องการ จึงทำให้มีผู้นิยมนำมาใช้ประโยชน์มากกว่าเหล็กหล่อ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมต่างๆ หรือการก่อสร้าง แบ่งเป็น 2 ประเภทคือ “เหล็กกล้าคาร์บอน” และ “เหล็กกล้าผสม”
สำหรับเหล็กกล้าที่นิยมมาแปรรูปเพื่อใช้ในวงการอุตสาหกรรมมีด้วยกัน 3 ประเภทหลักๆ คือ "เหล็กเส้นคอนกรีต", "เหล็กรูปพรรณ" และ "ลวดเหล็ก" โดยในบทความนี้จะกล่าวถึงเพียง 2 ประเภทแรกคือ "เหล็กเส้นคอนกรีต" และ "เหล็กรูปพรรณ"
เหล็กเส้นคอนกรีต คือ เหล็กเส้นที่ใช้เป็นส่วนประกอบของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก ปกติจะเป็นเหล็กกล้าชนิดท่อน ชนิดเส้น หรือชนิดตะแกรง ฝังในลักษณะที่ทำให้เหล็กและคอนกรีตร่วมกันต้านทานต่อแรงต่างๆ ที่เกิดขึ้นกับคอนกรีตได้ โดยแบ่งได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ “เหล็กเส้นกลม” (Round Bar) และ “เหล็กข้ออ้อย” (Deformed Bar)
เหล็กเส้นกลม คือ เหล็กเส้นที่มีพื้นที่ภาคตัดขวางเป็นรูปกลม มีผิวเรียบเกลี้ยง ตามมาตรฐาน มอก. 20-2527 ทำจากเหล็กแท่งเล็ก (billet), เหล็กเส้นใหญ่ (bloom) หรือ เหล็กแท่งหล่อ (ingot) ด้วยกรรมวิธีรีดร้อนโดยไม่ผ่านการแปรรูปใดๆ มาก่อน
เหล็กเส้นกลมมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 6, 9, 12, 15, 19, 22, 25, 28 และ 34 มิลลิเมตร มีความยาว 10 หรือ 12 เมตร มีชั้นคุณภาพเดียว คือ SR 24 ชื่อขนาด ใช้สัญลักษณ์ RB แล้วตามด้วยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กเส้นนั้นๆ
สำหรับโลหะเจริญค้าเหล็กนั้นจัดจำหน่ายเหล็กเส้นกลมที่ได้รับการรับรองมาตรฐานอุตสาหกรรมทั้งของในประเทศและต่างประเทศ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 6 - 25 มิลลิเมตร มีความยาว 10 เมตร
เหล็กข้ออ้อย คือ เหล็กเส้นที่มีพื้นที่ภาคตัดขวางเป็นรูปกลม อาจมีบั้ง (transverse ribs) หรือครีบ (longitudinal ribs) ที่ผิว เพื่อเสริมกำลังยึดระหว่างเหล็กเส้นกับเนื้อคอนกรีต เหล็กข้ออ้อยตามมาตรฐาน มอก. 24-2527 ผลิตด้วยกรรมวิธีและชนิดเหล็กเดียวกับเหล็กเส้นกลม
มีขนาด 10, 12, 16, 20, 22, 25, 28 และ 32 มิลลิเมตร ความยาว 10 และ 12 เมตร มีชั้นคุณภาพ 3 ชั้น ได้แก่ SD 30, SD 40 และ SD 50 ชื่อขนาดใช้สัญลักษณ์ DB แล้วตามด้วยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กเส้นนั้นๆ
เหล็กรูปพรรณ คือเหล็กที่มีการแปรรูปออกมาเป็นวัสดุรูปทรงต่างๆ เพื่อให้เกิดความสะดวกในการใช้งาน ซึ่งการขึ้นรูปเหล็กรูปพรรณนั้นแบ่งได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ ตามลักษณะเหล็กตั้งต้น คือ โลหะแผ่น จะเป็นกลุ่มกระบวนการขึ้นรูปโลหะแผ่น (Sheet Metal Forming Process) และโลหะแบบก้อน (Bulk MetalForming Process) จะเป็นกระบวนการขึ้นรูปโลหะก้อน
เหล็กแผ่นลายมีชื่อเรียกอื่นๆ อีก เช่น เหล็กตีนไก่ เหล็กตีนเป็ด เหล็กลายดอกลาย เป็นเหล็กแผ่นสี่เหลี่ยมผืนผ้า พื้นผิวเป็นลวดลายนูนคล้ายเมล็ดข้าว ช่วยป้องกันการลื่นและน้ำขัง ผลิตจากเหล็กกล้าด้วยวิธีการหล่อหรือรีดร้อนทำให้มีลวดลายสวยงาม มีความแข็งแรงและทนต่อแรงเสียดทานได้ดีกว่าเหล็กแผ่นดำ นิยมนำไปใช้ปูพื้นทางเดิน ทำบันไดต่างๆ หรือพื้นรถบรรทุกเพื่อป้องกันการลื่นล้ม
เหล็กแผ่นลายมีขนาดความหนาตั้งแต่ 2 – 9 มิลลิเมตร ขนาดทีตั้งแต่ 4x8 นิ้ว , 5x10 นิ้ว และ 5x20 นิ้ว
วิธีการขึ้นลายของเหล็กแผ่นลายนั้นมีด้วยกัน 4 วิธี คือ การปั๊ม (Stamping), การหล่อ (Casting), การทุบ (Forging) และการกัดแต่ง (Machining) โดยวิธีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดก็คือ “การปั๊ม”
ข้อดีการปั๊มเพื่อขึ้นลายบนแผ่นเหล็ก
ขนาดของลายที่เกิดขึ้นเท่ากันหมด
ช่วยเพิ่มความแข็งแรง รองรับน้ำหนักได้มากกว่าเหล็กแผ่นเรียบธรรมดา
การปั๊มลายช่วยให้เกิดความฝืดบนแผ่นเหล็ก สะดวกต่อการขนย้าย
นำไปใช้งานได้เลยโดยไม่ต้องตกแต่งเพิ่มเติม
การปั๊มลายเป็นวิธีที่ต้นทุนต่ำกว่าวิธีการอื่นๆ
แต่กระนั้นการปั๊มลายเพื่อขึ้นลายบนเหล็กแผ่นลายนั้นก็มีข้อด้อยตรงที่ไม่สามารถปั๊มลายลงบนแผ่นเหล็กที่หนามาก ซึ่งหากต้องการเพิ่มลายบนแผ่นเหล็กที่หนามาก จะใช้วิธีการหล่อขึ้นมาแทน ซึ่งวิธีการทั้ง 2 แบบนั้นให้ลวดลายบนแผ่นเหล็กต่างกัน
การปั๊มเพื่อขึ้นลายนั้นจะทำให้ด้านหนึ่งเกิดรอยนูนอีกด้านเกิดเป็นร่องลึกลง แต่การหล่อเพื่อขึ้นลายนั้นจะมีด้านที่เป็นลายนูนแต่อีกด้านจะเรียบ
เหล็กแผ่นดำมีชื่อเรียกอื่นๆ อีก เช่น เหล็กแผ่นเรียบ เหล็กชีท เป็นแผ่นสี่เหลี่ยมผืนผ้า ผิวเรียบ ผลิตจากแผ่นเหล็กม้วนคุณภาพสูง นิยมนำไปใช้สำหรับงานโครงสร้างทั่วไป ปูพื้น การเชื่อมต่อโครงสร้างยานยนต์ งานต่อเรือ สะพานเหล็ก
เหล็กแผ่นดำมีขนาดความหนาตั้งแต่ 1.2 – 100 มิลลิเมตร ขนาดมีตั้งแต่ 4x8 นิ้ว, 5x10 นิ้ว, 5x20 นิ้ว, 6x20 นิ้วและ 8x20 นิ้ว
เหล็กแผ่นแบนมีลักษณะคล้ายกับเหล็กแผ่น แต่แตกต่างกันที่ขนาด มีขนาดความกว้างตั้งแต่ 25 – 100 มิลลิเมตร ความหนามีตั้งแต่ 3-25 มิลลิเมตร สามารถสั่งตัดขนาดได้ตามความต้องการ มีลักษณะเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้ายาว ทนแรงยืดพับได้ดี นิยมนำไปเชื่อมประกอบเป็นรางระบายน้ำ แหนบรถ ฝาตะแกรงหรือฝาท่อ
สำหรับเหล็กแบนที่นิยมใช้กันมีขนาดอยู่ที่ ยาว 6 เมตร หนา 3 มิลลิเมตร และมีหน้ากว้าง 25 มิลลิเมตร
เหล็กโครงสร้างรูปตัวซี คือ เหล็กที่ผลิตด้วยการรีดร้อนให้ได้สัดส่วน มีความยาวตามกฏเกณฑ์คือ 6 เมตร มีขนาดมาตรฐานเริ่มต้นคือ 50x30x10x1.6 มิลลิเมตร นิยมใช้สำหรับงานทำโครงสร้างหลังคา ที่อยู่อาศัย แปหลังคา หรือเสาค้ำยันที่ไม่ต้องรับน้ำหนักมาก
เหล็กรางน้ำมีชื่อเรียกอื่นๆ เช่น รางหล่อ รางหนา รางซี เหล็กรางน้ำเป็นเหล็กรูปพรรณรีดร้อน (Hot rolled structural steel) มีลักษณะคล้ายรูปตัวยู (U) มีหน้าตัดเรียบ ปีกทั้งสองด้านเท่ากัน มีความแข็งแรง ทนทาน รับน้ำหนักมากๆ ได้ดี นิยมนำเหล็กรางน้ำไปใช้สำหรับงานทำโครงสร้าง โครงเหล็กหลังคาโรงงาน โกดัง ทำแปหลังคา คาน เสา งานบันได งานสะพาน เสาตอม่อ ฯลฯ
เหล็กแป๊ปสี่เหลี่ยมมีชื่อเรียกอื่นๆ เช่น เหล็กกล่อง กล่อง แป๊ปโปร่ง เป็นเหล็กรูปพรรณรีดเย็น เป็นเหล็กโครงสร้างรูปพรรณกลวงแบบสี่เหลี่ยมจัตุรัสมีมุมฉากที่เรียบคม เหมาะสำหรับงานโครงสร้างทั่วไปที่ไม่รับน้ำหนักมาก เช่น เสา คาน นั่งร้าน ผนัง ประตู ชั้นวางของ รั้ว
เหล็กฉากหรือเหล็กมุม เป็นเหล็กรูปพรรณรีดร้อน (Hot rolled structural steel) มีรูปทรงตั้งฉากคล้ายตัว L เท่ากันทั้งสองด้าน มีผิวเรียบ แข็งแรง มีความหนาตั้งแต่ 3 – 35 มิลลิเมตร
เหล็กฉากขนาดใหญ่ใช้ทำโครงสร้างหลังคา เสาโกดัง เสาส่งไฟฟ้าและวิทยุ ขณะที่เหล็กฉากขนาดเล็กนิยมใช้ทำโครงสร้างเบาะรถยนต์ ชั้นวางของอเนกประสงค์ รถเข็น เป็นต้น
เหล็กฉากพับเป็นเหล็กโครงสร้างรูปพรรณรีดเย็น (Cold formed structural steel) ที่นำมาดัด พับเป็นฉากเพื่อเสริมแรงของโครงสร้างโดยรวม ขนาดความหนามาตรฐาน 3.2 มม. และมีความยาวมาตรฐาน 6 เมตร นิยมนำไปใช้กับโครงสร้างหลังคา โรงงาน งานแป งานก่อสร้างต่างๆ
เหล็กเอชบีมมีชื่อเรียกอื่นๆ เช่น เหล็กตัวเอช เสาเอช เหล็กปีกไอ เสาบีม เป็นเหล็กโครงสร้างรูปพรรณรีดร้อน (Hot rolled structural steel) ที่มีลักษณะหน้าตัดเป็นรูปตัวเอช (H) ขนาดความสูง และความกว้างแต่ละด้านเท่ากัน มีความยาวให้เลือกตั้งแต่ 6 เมตร, 9 เมตร, 12 เมตร ขนาดมักเป็นแบบด้านเท่า เช่น 100x100, 125x125, 150x150 ไปจนถึง 400x400
เหล็กเอชบีมมีความแข็งแรงมากๆ เหมาะกับการรับน้ำหนักมากๆ ได้ เหล็กเอชบีมเหมาะสำหรับงานก่อสร้างโครงสร้างขนาดใหญ่ ใช้ทำเสา คาน โครงหลังคา
เหล็กไอบีมเป็นเหล็กรูปพรรณรีดร้อน (Hot rolled structural steel) เป็นเหล็กที่บริเวณปีกจะเป็นมุมลบเหลี่ยม แผ่นเอียง ความกว้างและความสูงแต่ละด้านไม่เท่ากัน โคนเหล็กมีปีกหนา ทำให้การรับน้ำหนักการสั่นสะเทือนดี มีความยาวตั้งแต่ 6 เมตร, 9 เมตร และ 12 เมตร
เหล็กไอบีมเหมาะสำหรับใช้ทำรางเครนในโรงงานอุตสาหกรรม งานเครื่องจักร ทำเสา คาน ฯลฯ
เหล็กไวด์แฟรงค์เป็นเหล็กโครงสร้างรูปพรรณรีดร้อน (Hot rolled structural steel) มีรูปทรงคล้ายเหล็กเอชบีมและเหล็กไอบีม แต่มีความกว้างของแผ่นตรงกลางมากกว่าปีกทั้ง 2 ข้าง และมีขนาดบางกว่า แต่ยังแข็งแรงรองรับน้ำหนักได้ดี มีความยาวให้เลือกตั้งแต่ 6 เมตร, 9 เมตร และ 12 เมตร เหล็กไวด์แฟรงค์เหมาะสำหรับงานโครงสร้าง ก่อสร้างอาคาร โรงงานขนาดใหญ่และงานเชื่อม
เหล็กเพลาขาว เป็นเหล็กเส้นกลมหรือเหล็กเพลาดำที่นำไปผ่านกรรมวิธีการดึงเย็นจนเปลี่ยนเป็นสีเงินๆ มีคุณลักษณะเฉพาะตัวที่แตกต่างจากเหล็กทั่วไป ทั้งความละเอียดของขนาด ความเรียบและคุณสมบัติทางกลภาพ ทำให้เหล็กเพลาขาวใช้งานได้หลากหลายกว่าเหล็กประเภทอื่น
เหล็กเพลาขาว นิยมนำไปใช้เป็นวัตถุดิบในงานอุตสาหกรรม การก่อสร้าง ที่ต้องเน้นในเรื่องความกลมและความสวยงามเป็นพิเศษ เหมาะสำหรับงานเฟอร์นิเจอร์ งานอุตสาหกรรมยานยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้า ฯลฯ
มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า เพลาเหลี่ยม เป็นเหล็กรูปทรงสี่เหลี่ยมจัสตุรัส เนื้อผิวค่อนข้างตรง มีค่าทนทาน เสียดสีสูง ถ่ายเทน้ำหนักได้ดี มีขนาดความหนาให้เลือกตั้งแต่ 10 – 100 มิลลิเมตร
เหล็กสี่เหลี่ยมตันเหมาะสำหรับงานโครงสร้างทั่วๆ ไป เช่น เหล็กดัดหน้าต่าง เหล็กดัดกันขโมย ระเบียงเหล็ก ทำศรเเหลม ทำรั้ว รวมถึงการนำไปใช้ทำรางเครน รางรถไฟ หรืองานเครื่องจักรต่างๆ
เหล็กรางรถไฟหรือ เหล็กรางเดินเครน เป็นเหล็กเหนี่ยวที่มีความทนทานต่อการรับน้ำหนัก แรงเสียดทานสูงและแรงกระแทกได้เป็นอย่างดี หากเป็นเหล็กที่มีหน้าเล็กนิยมนำมาใช้สำหรับงานรางเครนหน้างานก่อสร้าง เพื่อให้ใช้ขนย้าย แต่หากเป็นเหล็กหน้าใหญ่ สามารถใช้ทำรางรถไฟ หรือใช้ในการขนย้ายอิฐเข้าเตาเผาขนาดใหญ่
มีชื่อเรียกอื่นๆ ว่า ท่อเหล็กดำ,เหล็กท่อกลมดำ, แป๊บดำ หรือ ท่อดำ ผลิตจากเหล็กกล้าแผ่นคุณภาพสูง เป็นเหล็กโครงสร้างรูปพรรณกลวงแบบกลม มีความทนทานสูง รับแรงดันได้ดี แต่น้ำหนักเบาตะเข็บเรียบ สะดวกในการเชื่อมต่อ OD
เหล็กท่อดำนิยมนำมาใช้เป็นท่อลำเลียง,ท่อการประปา,ท่อชลประทานและงานโครงสร้างทั่วไป
มีชื่อเรียกอื่นๆ ว่า ท่อประปา, ท่อเหล็กอาบสังกะสี, แป๊บน้ำหรือแป๊บประปา เป็นเหล็กที่เกิดจากการนำเหล็กท่อดำไปชุบกัลป์วาไนซ์และสังกะสีเพื่อป้องกันสนิม แบ่งความหนาโดยคาดสีต่างๆ ไว้ คือขนาดหนาสุด คาดสีเขียว และขนาดบางสุด คาดสีแดง, คาดสีน้ำเงิน, คาดสีเหลือง
เหล็กท่อสังกะสีใช้สำหรับงานที่ต้องการความทนทานต่อการกัดกร่อน เช่น กลางแจ้งหรือใกล้ทะเล ใช้ในการเดินท่อลำเลียง ท่อประปา ท่อชลประทาน งานเดินสายไฟนอกอาคาร และงานขึ้นรูปโครงสร้างต่างๆ
เป็นเหล็กที่ถูกไปชุบกัลป์วาไนซ์และสังกะสีเพื่อป้องกันสนิม ก่อนนำมาตัดแต่งรูปทรงเป็นแบบกลม แบบเหลี่ยมตามความต้องการแล้วพ่นซิงค์หรือสังกะสีกลบแนวเชื่อมด้านนอก แต่การทนทานสนิมและการกัดกร่อนนั้นน้อยกว่าเหล็กอาบสังกะสี (Galvanized Pipe)
จะเห็นได้ว่าเหล็กแต่ละประเภทก็มีลักษณะการใช้งานที่แตกต่างกันไป แต่การจะเลือกเหล็กที่ดีนั้นต้องเป็นเหล็กที่ผ่านการรับรองมาตรฐานเหล็กในงานอุตสาหกรรมอย่างใดอย่างหนึ่ง เพื่อให้มั่นใจว่าเหล็กเส้นนั้นๆมีคุณภาพได้มาตรฐานจริง
ดังเช่นเหล็กของ โลหะเจริญค้าเหล็ก นั้นผ่านการรับรองมาตรฐานอุตสาหกรรมญี่ปุ่น (JIS) หรือมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (TIS) จากสำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมของประเทศไทย การันตีคุณภาพด้วยประวัติยาวนานกว่า 50 ปี
ที่มา
https://www.innovx.com/ประเภทของเหล็กแบ่งได้ด/
https://www.home.co.th/hometips/detail/76053-คอนกรีต-เหล็ก-วัสดุก่อสร้างหลักที่ต้องรู้
http://eng.sut.ac.th/me/2014/document/LabManuIndAuto/C.pdf