November 03, 2019

บทบาทของเหล็กกล้าไร้สนิมในการก่อสร้างอาคารสูงในปัจจุบัน

เหล็กกล้าไร้สนิม (Stainless steel) ได้รับการนำไปใช้ในวงการก่อสร้างตั้งแต่ตอนที่มันถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อร้อยกว่าปีที่แล้ว และยังคงยืนหยัดในฐานะวัสดุที่สำคัญในการใช้งานจนถึงทุกวันนี้ เนื่องจากลักษณะที่ดูดีและความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อน ความร้อน หรือความเย็น  เหล็กกล้าไร้สนิมสามารถนำไปรีไซเคิลได้อย่างสมบูรณ์เมื่อหมดอายุการทำงานและยังเป็นวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับการใช้ในสภาพแวดล้อมที่ท้าทายด้วย  ด้วยเหตุนี้เหล็กกล้าไร้สนิมจึงเป็นหนึ่งในวัสดุสำคัญสำหรับวงการวิศวกรรมโยธาในปัจจุบัน เนื่องจากความแข็งแกร่งและทนทานอันเป็นที่ประจักษ์ของมัน  การผลิตวัตถุจำนวนมาก หรือ mass manufacture และการใช้เหล็กกล้าไร้สนิมในศัตวรรษที่ 20 นั้นทำให้การขยายตัวของความเป็นเมืองก้าวหน้าเป็นอย่างมาก  ในปัจจุบันเหล็กกล้าไร้สนิมยังคงได้รับการใช้อย่างหลากหลายในการสร้างหลังคา สายเคเบิ้ลของสะพานแขวน และแผงกั้นน้ำท่วม

ความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนถือเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของเหล็กกล้าไร้สนิม  สำหรับวงการก่อสร้างเหล็กกล้าไร้สนิมสามารถครอบคลุมปัจจัยต่าง ๆ เช่น ความถ่วงเฉพาะ  (specific gravity) สภาพการนำไฟฟ้า (electrical conductivity) สภาพรับไว้ได้เชิงแม่เหล็ก (magnetic susceptibility) และสภาพการนำความร้อน (thermal conductivity)  ดังนั้นเหล็กกล้าไร้สนิมจึงเป็นวัสดุที่มีความสามารถหลากหลายด้าน และเป็นตัวเลือกอันมีเอกลักษณ์สำหรับการใช้ทำเป็นโครงสร้าง หรือสิ่งรับน้ำหนัก  สำหรับด้านการออกแบบ มีการจำหน่ายผลิตภัณฑ์เหล็กกล้าไร้สนิมอย่างกว้างขวางในรูปแบบแผ่น ฐาน และท่อ รวมถึงแบบรีดร้อน หรือส่วนรูปพรรณเชื่อมประกอบ เช่น รูปตัว I รูปฉากต่าง ๆ รางน้ำ รูปตัว T หรือแบบท่อกลวงก็อยู่ในคลังวัสดุเหล็กออสเทนนิติกแบบมาตรฐานเช่นกัน

องค์ประกอบของเหล็กกล้าไร้สนิมนั้นมีมากกว่า 200 ประเภทด้วยกัน ซึ่งสามารถแยกความแตกต่างของแต่ละประเภทได้จากปฏิกิริยาภายใต้กรรมวิธีทางความร้อนและรูปแบบการแปรรูป  เหล็กกล้าไร้สนิมสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่มใหญ่ ๆ นั่นคือ กลุ่มออสเทนนิติก กลุ่มเฟอร์ริติก และกลุ่มมาร์เทนซิติก  เหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มออสเทนิติกเป็นกลุ่มที่ได้รับการใช้อย่างแพร่หลายที่สุดในการก่อสร้าง ทั้งยังได้รับการพิจารณาว่ามีความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนได้ดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มเฟอร์ริติกและมาร์เทนซิติกด้วย  กลุ่มเฟอร์ริติกคือ เหล็กกล้าไร้สนิมที่มีโครงสร้างผลึกและแม่เหล็กดึงดูดจนกระทั่งมันได้รับความร้อนที่สูงกว่า 750°C

ในปัจจุบันเหล็กกล้าไร้สนิมยังคงมีบทบาทสำคัญในการก่อสร้างอาคารสูง โครงสร้างพื้นฐาน และโครงร่างอุตสาหกรรม  การใช้เหล็กกล้าไร้สนิมในเชิงโครงร่างสำหรับอาคารต่าง ๆ สามารถพบเห็นได้ชัดเจนที่สุดในชีวิตประจำวันของเรา  ยกตัวอย่างเช่น อาคารเชิงพาณิชย์และโครงร่างภายนอกในสมัยปัจจุบันมักเลือกใช้ส่วนประกอบโครงร่างแบบเหล็กกล้าไร้สนิมในการรองรับผนังม่านกระจก หลังคาทางเข้า รวมถึงการใช้งานด้านอื่นที่ต้องอาศัยการต้านทานการกัดกร่อนและความแข็งแกร่ง เพื่อลดความจำเป็นในการดูแลรักษา  เหล็กกล้าไร้สนิมยังเป็นวัสดุที่ยอดเยี่ยมสำหรับการยึดไม้ หิน อิฐ ระบบฝังยึด และฉากรับน้ำหนักต่าง ๆ ด้วย

นอกจากนี้เหล็กกล้าไร้สนิมยังได้รับการนำไปใช้สำหรับโครงสร้างกันการระเบิดและการต่อต้านแรงกระทบ เช่น ผนังหรือแผงกั้นนิรภัย เนื่องจากมันสามารถรับแรงกระทบได้พอสมควรโดยที่ไม่แตกร้าว ซึ่งเป็นผลพวงมาจากความเหนียวชั้นยอดของมันนั่นเอง  ดังนั้นความเหนียวขั้นสูงดังกล่าวจึงเป็นคุณสมบัติที่มีประโยชน์สำหรับการป้องกันแผ่นดินไหวสำหรับอาคารสูงนั่นเอง

การใช้งานเหล็กกล้าไร้สนิมที่ได้รับความนิยมอีกวิธีหนึ่งคือ การมุงหลังคา ซึ่งเหล็กกล้าไร้สนิมถือเป็นวัสดุมุงโครงสร้างหลังคาที่มีราคาย่อมเยาว์  นอกจากนี้มันยังเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมสำหรับการตกแต่งภายในอาคารด้วย เช่น ตามราวบันได ขั้นบันได และเหล็กบางชนิดก็สามารถนำไปติดกับพื้นและขั้นบันไดเก่า ๆ เพื่อเป็นการปรับปรุงใหม่ได้ด้วย  

ดังนั้น เหล็กกล้าไร้สนิมจึงได้รับการนำไปใช้ทั้งในเชิงสุนทรียภาพและเชิงการใช้งาน ทางเราก็ยังใช้เหล็ก stainless steel 304 นำเข้ามาใช้งานอีกด้วย หากวงการก่อสร้างขาดเหล็กกล้าไร้สนิมไป เราคงจะต้องเผชิญกับค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างที่สูงขึ้น เพราะตัวเลือกที่นำมาทดแทนได้นั้นล้วนมีราคาแพงกว่าทั้งสิ้น  นอกจากนี้อาคารต่าง ๆ ก็จะดูไม่ถูกสุทรียภาพและไม่มีการต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเท่านี้ด้วย

‍Sources
https://www.bsstainless.com/how-is-stainless-steel-used-in-the
https://www.designingbuildings.co.uk/wiki/Stainless_steel_in_construction
https://www.nickelinstitute.org/about-nickel/architecture-building-and-construction/stainless-steel-in-structural-applications-the-role-of-nickel
‍
01-inoxmetalart_com-Nunt