Thép là loại vật tư quan trọng trong ngành xây dựng. Hầu hết các công trình xây dựng đều có sự góp mặt của thép để đảm bảo tính bền vững và chất lượng. Đây là loại vật liệu có độ bền cao, chịu lực tốt và có nhiều công dụng. Hiện nay, ngoài xây dựng thì thép còn được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Cùng Dr. Home tìm hiểu về thép xây dựng nhé!

Các đặc tính cần thiết của thép xây dựng

Xem thêm:

• Các Loại Móng Công Trình Trong Xây Dựng
• Cách Tính Diện Tích Xây Dựng Theo Mét Vuông M2
• Thiết Kế Kết Cấu Kiến Trúc Xây Dựng

Cường độ

Cường độ là đặc tính chung nhất mà nhà thiết kế cần vì nó là cơ sở được sử dụng cho hầu hết các quy tắc được đưa ra trong mã thiết kế. Trong Tiêu chuẩn Châu Âu về thép cacbon kết cấu (bao gồm cả thép chịu thời tiết), ký hiệu chính thường là liên quan đến cường độ chảy, ví dụ: thép S355 là thép kết cấu có cường độ chảy tối thiểu được chỉ định là 355 N/mm².

Độ dai

Bản chất của tất cả các vật liệu đều chứa đựng một số điểm không hoàn hảo. Trong thép, những khuyết tật này có dạng những vết nứt rất nhỏ. Nếu thép không đủ độ cứng, ‘vết nứt’ có thể lan truyền nhanh chóng, không bị biến dạng dẻo và dẫn đến ‘gãy giòn’. Nguy cơ gãy giòn tăng lên khi độ dày, ứng suất kéo, tác nhân gây căng thẳng và ở nhiệt độ lạnh hơn.

Độ dẻo dai của thép và khả năng chống gãy giòn phụ thuộc vào một số yếu tố cần được xem xét ở giai đoạn đặc điểm kỹ thuật. Một phép đo độ bền thuận tiện là thử nghiệm va đập Charpy V-notch. Thử nghiệm này đo năng lượng va đập cần thiết để làm vỡ một mẫu vật có khía nhỏ, ở nhiệt độ xác định, bằng một cú va chạm từ con lắc.

Các tiêu chuẩn sản phẩm khác nhau quy định các giá trị tối thiểu của năng lượng tác động cho các cấp phụ khác nhau của từng cấp độ bền. Đối với thép kết cấu không hợp kim, các ký hiệu chính của các phân lớp là JR, J0, J2 và K2. Đối với thép hạt mịn và thép tôi và thép tôi (thường cứng hơn, với năng lượng va đập cao hơn) các ký hiệu khác nhau được sử dụng.

Độ dẻo

Độ dẻo là thước đo mức độ mà vật liệu có thể biến dạng hoặc kéo dài giữa lúc bắt đầu chảy và cuối cùng bị đứt khi chịu tải trọng kéo như được minh họa trong hình bên dưới. Các nhà thiết kế dựa vào độ dẻo đối với một số khía cạnh của thiết kế, bao gồm cả phân phối lại căng thẳng ở trạng thái giới hạn cuối cùng, thiết kế nhóm bu lông, giảm nguy cơ mệt mỏi tuyên truyền vết nứt và trong quá trình chế tạo của hàn , uốn và làm thẳng.

Các tiêu chuẩn khác nhau cho các cấp thép trong bảng trên nhấn mạnh vào giá trị tối thiểu cho độ dẻo để các giả định thiết kế là hợp lệ và nếu chúng được chỉ định một cách chính xác thì nhà thiết kế có thể yên tâm về tính năng phù hợp của chúng.

Tính hàn

Tất cả các loại thép kết cấu về cơ bản đều có thể hàn được. Tuy nhiên, hàn bao gồm việc làm nóng chảy cục bộ thép, sau đó thép nguội đi. Quá trình làm mát có thể diễn ra khá nhanh vì vật liệu xung quanh, ví dụ như chùm tia, cung cấp sự ‘tản nhiệt’ lớn và mối hàn (và nhiệt lượng đưa vào) thường tương đối nhỏ. Điều này có thể dẫn đến cứng ‘vùng ảnh hưởng nhiệt’ (HAZ) và giảm độ dẻo dai . Vật liệu có độ dày càng lớn thì độ dẻo dai càng giảm.

Tính nhạy cảm đối với sự kết dính cũng phụ thuộc chủ yếu vào các nguyên tố hợp kim, nhưng không chỉ phụ thuộc vào hàm lượng cacbon. Độ nhạy này có thể được biểu thị bằng ‘Giá trị tương đương cacbon’ (CEV), và các tiêu chuẩn sản phẩm khác nhau cho tiêu chuẩn thép cacbon đưa ra các biểu thức để xác định giá trị này.

Độ bền

Một đặc tính quan trọng nữa là chống ăn mòn . Mặc dù có sẵn các loại thép chống ăn mòn đặc biệt nhưng chúng thường không được sử dụng trong xây dựng tòa nhà. Ngoại lệ đối với điều này là thép chịu thời tiết. Phương tiện phổ biến nhất để bảo vệ chống ăn mòn cho thép xây dựng là sơn hoặc mạ kẽm . Loại và mức độ bảo vệ lớp phủ cần thiết phụ thuộc vào mức độ tiếp xúc, vị trí, tuổi thọ thiết kế, v.v.

Trong nhiều trường hợp, trong điều kiện khô bên trong, không cần lớp phủ chống ăn mòn nào khác ngoài lớp chống cháy thích hợp . Thông tin chi tiết về bảo vệ chống ăn mòn của kết cấu thép có sẵn.

Nguồn: https://www.steelconstruction.info/Steel_material_properties

Các tính chất cơ học khác của thép

Các tính chất cơ học khác của thép kết cấu quan trọng đối với nhà thiết kế bao gồm:

• Mô đun đàn hồi, E = 210,000 N / mm²
• Mô đun cắt, G = E / [2 (1 + ν )] N / mm², thường được lấy là 81.000 N / mm²
• Tỷ lệ Poisson, ν = 0,3
• Hệ số giãn nở nhiệt, α = 12 x 10 -6 / ° C (trong khoảng nhiệt độ môi trường).

Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính cơ học

Thép hình thành đặc tính cơ học từ sự kết hợp của các thành phần hoá học khác nhau, quá trình xử lý nhiệt và quá trình sản xuất. Thành phần chính của thép chính là sắt với cacbon (C), từ 0,02 – 2,14% theo trọng lượng kết hợp với một số thành phần hoá học khác.Và việc bổ sung một lượng rất nhỏ các nguyên tố khác sẽ ảnh hưởng rõ rệt đến các đặc tính vốn có của thép.

• Bổ sung thêm hợp kim như mangan, niobi và vanadi có thể làm tăng độ bền của thép.
• Giảm lượng lưu huỳnh có thể tăng cường độ dẻo của thép.
• Bổ sung thêm niken có thể làm độ dai của thép.

Các loại thép phổ biến

Khi phân loại theo phương pháp luyện thép. Có 2 cách luyện thép:

• Luyện bằng lò quay: thời gian luyện tương đối ngắn (30 phút/ lần). Cách luyện này có ưu điểm là năng suất cao. Tuy nhiên, sản phẩm thép của phương pháp này có chất lượng không tốt do khi luyện thì nitơ của không khí hòa vào trong thép tạo thành bọt khí, làm thép bị giòn. Hiện nay, lò luyện được sử dụng phổ biến là là lò thổi oxy.
• Luyện bằng lò bằng: phương pháp này có năng suất hơi thấp, thời gian luyện kéo dài (8 – 12h/ lần). Nhưng ưu điểm là sản phẩm đầu ra có chất lượng tốt, nên giá bán ra khá cao. Thép có cấu trúc thuần nhất, trong quá trình luyện cũng có thể điều chỉnh thành phần của thép để thép đạt được những đặc tính mong muốn.

Phân loại theo phương pháp để lắng thép: lắng thép là thép lỏng được rót ra khuôn chờ nguội và cho kết tinh lại. Có nhiều cách lắng nguội khác nhau như:

• Thép sôi: sau khi nguội, thép sẽ bốc ra bọt khí nên làm cho cấu trúc thép không đồng nhất, ảnh hưởng đến chất lượng thép như có thể dễ bị lão hóa hoặc bị giòn.
• Thép tĩnh: được bổ sung một số chất khác như: Si, Al… do đó thép này không có nhiều hơi bốc ra trong quá trình nguội như thép sôi. Những chất được thêm vào có tác dụng khử hết oxy và các tạp chất làm kém chất lượng trong thép.
• Thép nửa tĩnh: là loại thép trung gian giữa thép sôi và thép tĩnh. Về chất lượng và giá cả thì thép nửa tĩnh cũng ở mức giữa giữa của thép sôi và thép tĩnh.
• Thép cacbon: là loại thép mà trong đó có chứa hàm lượng cacbon nhỏ hơn 1.7% và hoàn toàn không chứa các thành phần hợp kim khác. Thép cacbon được chia ra làm 3 loại dựa vào hàm lượng cacbon trong đó: cacbon cao, cacbon vừa, cacbon thấp. Loại thép cacbon cao có độ cứng nên thường được dùng để làm dụng cụ đo, dao cắt, khuông đập. Thép cacbon vừa thì dùng làm các chi tiết máy chịu tải trọng tĩnh và va đập cao . Thép cacbon thấp (%C ≤ 0,25%) thì có độ dẻo, dai nhưng độ bền & độ cứng tương đối thấp, nó được sử dụng như là vật liệu xây dựng trong ngành xây dựng.
• Thép hợp kim: là loại thép có pha thêm những thành phần khác với mục đích là tăng độ bền và khả năng chống gỉ cho thép. Thành phần bao gồm: Cr, Ni, Mn…

Nguồn tham khảo: giatheppomina.com/co-bao-nhieu-loai-thep.html

Liên hệ công ty cải tạo xây dựng uy tín

Trên đây là các thông tin cơ bản về thép xây dựng mà Doctor Home giới thiệu. Nếu cần một công ty cải tạo nhà hay xây dựng uy tín, vui lòng liên hệ để được khảo sát, báo giá nhé!