หากจะบอกว่าส้อมต้องคู่กับช้อน กลางวันกับกลางคืน หรือปลาแห้งกับแตงโม ในงานก่อสร้างนั้นเองก็มีคู่สร้างคู่สมเช่นเดียวกัน นั่นก็คือคอนกรีตและเหล็ก! แต่ไม่ใช่ว่าเหล็กทุกชนิดจะสามารถนำมาใช้เสริมความแข็งแรงให้กับคอนกรีตได้ วันนี้เราจะมาพูดถึงเหล็กหล่อ และเหล็กเหนียว

เหล็กหล่อ แกร่งตัวพ่อ!

     เหล็กหล่อ (Iron Cast) มีที่มาจากการขึ้นรูปด้วยการเทเหล็กร้อนเหลวลงในแบบหล่อ (Cast) เมื่อเย็นตัวลงจึงจะได้เหล็กที่มีรูปร่างตามแบบหล่อ โดยเหล็กชนิดนี้ถูกผลิตขึ้นมาทดแทนเหล็กกล้า (Steel) ที่มีราคาสูงกว่า แม้จะมีคุณสมบัติคล้ายเหล็กกล้า แต่เพราะมีการผสมธาตุชนิดอื่น ๆ ทำให้มีราคาถูกกว่า

     โดยธาตุหลักที่ถูกผสมเข้าไปในการผลิตเหล็กหล่อก็คือคาร์บอน (Carbon) โดยส่วนมากจะนิยมใส่คาร์บอนที่ปริมาณ 2 - 6% จึงทำให้เหล็กหล่อมีความแข็ง (Hardness)[1] แต่ก็เปราะง่าย (Brittleness)[2] ปกติแล้วมักถูกนำมาใช้งานกับชิ้นส่วนของรถยนต์ เครื่องมือการเกษตร แท่นฐานเครื่องจักร ท่อส่งของเหลว เป็นต้น
‍

‍ใครไม่เหนียว เหล็กเหนียว!

     ในที่นี่ไม่ได้หมายถึงเหล็กที่จับแล้วเหนียวเหนอะหนะ หรือบะบ๋ายะหยาแต่อย่างใด[3] แต่หมายถึงเหล็กกล้า (Steel) ที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า 2% ทำให้เหล็กชนิดนี้มีความเหนียวมากกว่าเหล็กหล่อ

 (จะสังเกตได้ว่าคาร์บอนเป็นธาตุผสมสำคัญที่กำหนดความแข็งและเปราะของเหล็ก) เพราะความเหนียวที่มากกว่า หรือจะเรียกว่าเหล็กเหนียวนั้นมาจากการแปรรูปเหล็กหล่อ(ที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำ) ด้วยการรีด พับ กระแทก เชื่อม กดรูป หรือวิธีการอื่น ๆ เพื่อที่จะได้เหล็กที่เหมาะสมกับการใช้งานนั่นเอง

‍แล้ว ‘เหล็กข้ออ้อย’ กับ ‘เหล็กกลม’ ล่ะ?

     หนึ่งในชนิดของเหล็กเหนียวที่นิยมใช้ในงานก่อสร้างเสริมความแข็งแรงให้คอนกรีต คือ ‘เหล็กเส้น’ นั่นเอง ทั้งแบบที่เป็นเหล็กกลม (Round Bar) และเหล็กข้ออ้อย (Deformed Bar) 

เนื่องจากความเหนียวของเหล็กที่รับแรงดัดได้ดี จึงเป็นส่วนเสริมให้คอนกรีตสามารถรับแรงดึงและโมเมนต์ดัดได้มากขึ้น เพราะโดยพื้นฐานแล้ววัสดุของคอนกรีตจะรับแรงดึงได้ไม่ดีนัก

(ในความเป็นจริงแล้ว คอนกรีตเสริมเหล็กถูกแบบออกมาเพื่อรับแรงอัดโดยเฉพาะ ส่วนแรงดึงนั้น วิศวกรได้ออกแบบไว้เผื่อในโครงสร้างบางชนิดที่อาจเกิดแรงดึงได้) 

Summary สรุปเนื้อหา

ไม่ว่าจะเป็นเหล็กกล้าหรือเหล็กเหนียว ต่างก็มีคุณสมบัติและจุดประสงค์ในการใช้งานที่ต่างกันออกไป แต่ขึ้นชื่อว่าเหล็กแล้วไม่ว่าจะอยู่ที่ใดก็คือเหล็กอยู่วันยังค่ำ

---------------

[1] ความแข็ง (Hardness) คือ ค่าความคงทนต่อการขูดขีดของแร่ธาตุชนิดต่าง ๆ มี 10 ระดับ โดยระดับ 1 จะมีความแข็งน้อยที่สุด ไล่ไปจนถึงระดับ 10 ที่มีความแข็งมากที่สุด โดยเพชร (Diamond) เป็นแร่ที่มีความแข็งระดับ 10

[2] ความเปราะ (Brittleness) คือ ความสามารถในการแตกหัก หรือขาดออกจากกันแม้จะรับแรงกระทำเพียงเล็กน้อย