Aluminium

Overname (ook gedeeltelijk) van deze tekst of gegevens is toegestaan, mits een bronvermelding wordt opgenomen. 

De belangstelling voor de toepassing van aluminium in de bouw is, ook in Nederland, nog steeds stijgende. 

De toepassingsmogelijkheden in onze landen zijn enorm, doch de informatie, die men in het algemeen van aluminium heeft is beslist onvoldoende, waardoor eigenlijk het toepassingsgebied door het niet voldoende kennen van het materiaal te klein is. 

Wij (Nautracom) willen niet beweren dat men niets weet van afwerking en bescherming tegen weersinvloeden, maar voor de constructieve toepassing van aluminium in de bouwkunde is de kennis meestal beperkt aanwezig. 

Wij (Nautracom) willen niet stellen, dat wij 'de wereld even zullen verbeteren', doch wat achter­grondinformatie is nooit weg. 

De aardkorst bestaat voor ca. 8% uit aluminium en is niet politiek gebonden aan een systeem of groep (vergelijk olie - Midden Oosten) Men vindt het overal in de wereld. 

Bijvoorbeeld: Jamaica, Guinee, Sovjet Unie, Joegoslavië, Brits Guyana, Griekenland, Suriname, Dominicaanse Republiek, Frankrijk, India, Hongarije, Zuid Afrika, Indonesië, Australië. 

U ziet, Oost/West/Zuid/Noord; overal en dat is alleen al van belang voor een regelmatige aanvoer en concurrentie. 

Zagen wij reeds, dat 8% van de aardkorst uit aluminium bestaat, dan is het aardig te weten dat ijzererts + 4,5 %, natrium magnesium + 2 5%, koper en zink minder dan 1 % voor hun rekening nemen. Wij behoeven ons dus geen zorgen over aanvoerproblemen te maken, omdat de hoeveelheid aluminium, die van alle andere metalen ruimschoots overtreft. 

Dat het metaal aluminium pas ongeveer 150 jaar bekend is, is eigenlijk te wijten aan het feit, dat het een zeer sterke binding tot zuurstof heeft en het grootste probleem is het dan ook het hiervan te scheiden. 

Dit moeilijke proces had tot gevolg, dat het jaren geduurd heeft voordat het winningproces technisch zover was, dat het interessant werd voor de industrie. Al in 1800 vermoedde de Brit Davy de aanwezigheid van een aan zuurstof gebonden metaal in klei. In + 1820 wordt in Zuid-Frankrijk - en wel in het dorp Les Baux het aluminiumerts bauxiet ontdekt, waarna in 1825 door de Deen Oersted als eerste aluminium in metaalvorm vervaardigd wordt. 

Hierna volgen een 60-tal jaren van moeizame en kostbare onderzoekingen om dit metaal economisch te produceren. In de beginjaren was aluminium een dermate kostbaar en duur metaal, dat het in prijs zelfs hoger was dan goud en zilver. Napoleon III gaf ter ere van een paar hoge en belangrijke gasten een diner; voor de hoogsten in rang was bestek van aluminium, de minderen moesten het ‘maar' doen met gouden bestek. 

Het jaar 1886 geldt eigenlijk als het geboortejaar van de moderne aluminiumindustrie. Zowel in Frankrijk (Heroult) als in de VS (Hall) slaagde men erin, onafhankelijk van elkaar, een sterk verbeterde methode te vinden voor fabricage. Men stapte af van bet chemische proces. De nieuwe werkwijze berustte op de elektrolyse van aluminiumoxide opgelost in kryoliet. Deze elektrolyse werd mogelijk door de uitvinding van de dynamo door Siemens, waardoor het mogelijk gemaakt wordt, grote hoeveelheden elektriciteit ter beschikking te hebben. Door deze vindingen daalde de prijs zeer aanzienlijk en werd het mogelijk om er economische en meer betaalbare experimenten mee te doen. 

Tussen 1887 en 1892 wordt door K.J. Bayer het proces ontdekt en weer verbeterd voor het winnen van aluminiumoxide uit bauxiet, dat nog steeds de basis vormt van de moderne aluminiumindustrie. In deze tijd ontstaan gebruikersmarkten voor o.a. vliegtuigbouw, huishoudelijk producten en scheepsbouw. Het beroemde Eros beeld op het Piccadilly Circus in Londen en het dak van de Gioacchino kerk in Rome werden o.a. in aluminium uitgevoerd. Dit aluminium - U kunt het zelf gaan zien als U in de buurt bent - verkeert nog altijd in een zeer goede staat. 

Dat aluminium eerst later (tussen 1906 en 1920) in de bouw toegepast werd op grotere schaal, kwam door de vinding van diverse legeringen, waardoor het ook als constructiemateriaal toegepast kon worden. In 1925 volgt nog de vinding van het anodiseringsproces, waardoor in ongeveer 100 jaar een wetenschappelijke grap geleid heeft tot een basismateriaal en wetenschap genaamd ALUMINIUM. 

Een vereiste bij aluminiumwinning is het beschikbaar zijn van enorme hoeveelheden energie (Slochteren). Ook de aanwezigheid van waterkrachtstations heeft in eerste instantie geleid tot aluminiumindustrieën in (Zwitserland, Canada, Noorwegen, Italië, Australië). 

Zoals U reeds weet is aluminium zeer wijd verspreid in de aardkorst en wel in de vorm van aluminiumoxide. De reserves zijn nagenoeg onbeperkt. In elke klei kan het zitten. Het belangrijkste evenwel is bauxiet als erts, dat ongeveer 55 % aluminiumoxide bevat. 

De winning van aluminium geschiedt als regel in 3 etappes: 

Hydro Aluminium laat veelal in de vondstlanden (Jamaica, Australië, etc.) de eerste bewerkingen verrichtten. Het bauxiet wordt gebroken, verpulverd, gedroogd en gemalen, vervolgens gemengd met natronloog en onder druk verhit in autoclaven. Na nog enkele behandelingen en centrifugeren ontstaat aluminiumoxide (Al 203). 

De omvorming van aluminiumoxide tot aluminium vindt plaats met behulp van elektrolyse en wel in een continue systeem. Hierbij wordt het aluminiumoxide - volgens het Hall-Heroult-proces - opgelost in kryoliet. Door het mengen ontstaat een aanzienlijke smeltpuntverlaging; aluminiumoxide smelt pas bij + 2100 C, het smeltpunt van dit mengsel is + 950 C. Voor de elektrolyse wordt gebruik gemaakt van cellen, die aan de binnenzijde bekleed worden met platen van geperste, fijngemalen koolstof; deze vormen de kathode. De andere zijn koolstaven, die in het mengsel hangen. Door de gesmolten massa wordt een elektrische stroom gevoerd met een zeer hoge stroomsterkte, doch met een lage spanning. Het gesmolten aluminium komt vrij aan de kathode, de zuurstof aan de koolanode en verbindt zich hiermede tot kooloxide. De anoden hebben een vrij korte levensduur, door de chemische reactie van vrijkomende zuurstof. 

Van 4 ton bauxiet blijft 1 ton aluminium over. Voor de productie van 1 ton aluminium heeft men ongeveer 15.000 kWh elektrische stroom nodig. Het gesmolten aluminium wordt van tijd tot tijd gegoten in staven en blokken alsmede 'broodjes'. Ons aluminium heeft een zuiverheid van ca. 99,8%. In ons bedrijf wordt aluminium schroot omgesmolten en gezuiverd tot het bekende hoge gehalte van zuiverheid. In de praktijk wordt zuiver aluminium (d.i. 99,99%) in het algemeen genomen niet toegepast.

Door het mengen met andere stoffen - het zogenaamde legeren - verkrijgt men hardere eigenschappen, waarbij opgemerkt wordt, dat wij, voor onze beplatingen een zeer bijzondere legering toepassen, waardoor ons aluminium een hardheid bezit, wat praktisch niet geëvenaard wordt. Ongelegeerd aluminium is betrekkelijk zacht en wordt eigenlijk alleen dan gebruikt wanneer er geen grote sterkte, hardheid of chemische bestendigheid wordt vereist. Zoals U bekend is, kunnen de eigenschappen van metalen worden beïnvloed door toevoeging van kleine hoeveelheden van een ander metaal of andere stoffen (vergelijk koper - brons). Door deze wijze van mengen (legeren) kan men een grotere sterkte of hardheid verkrijgen, de elektrische geleidbaar­heid beïnvloeden, de bewerking- en finishmogelijkheden verbeteren, de bestandheid tegen corrosie opvoeren, etc., etc.. 

Aluminium wordt in hoofdzaak gelegeerd met: koper, magnesium, silicium en mangaan ter verhoging van de sterkte en hardheid en magnesium en mangaan ter verbetering van de chemische bestendig­heid. 

Voor de aanduiding gebruikt men de volgende symbolen: 

De percentages van toelaatbare stoffen zijn gering, normaal wordt achter het symbool het percentage vermeld. Bij het gebruik van aluminium voor constructieve doeleinden in de bouw zijn vooral sterkte, breukrek en goede corrosiebestendigheid van veel belang. Daarom zal geval voor geval beslist moeten worden welke eigenschappen de voorkeur heeft. 

Vooral in de beplating is een juiste legering van enorm belang voor de hardheid van het materiaal. Hier dient dus op gelet te worden, omdat daar juist de prijsverschillen tot uiting komen.

De aluminiumlegeringen kunnen in 2 hoofdgroepen worden onderverdeeld:

Bepalen we ons uitsluitend tot groep 1, dan kan aan de hand van de kenmerkende legeringbestanddelen de 'kneedgroep' in 6 subgroepen verdeeld worden en wel: 

• De niet-thermisch veredelbare mangaangroep (Al-Mn). 
• De niet-thermisch veredelbare magnesiumgroep (Al-Mg en Al-Mg-Mn). 
• De thermisch veredelbare magnesium-siliciumgroep (Al-Mg-Si). 
• De thermisch veredelbare koper-magnesium-mangaangroep (Al-Cu-Mg-Mn). 
• De thermisch veredelbare zink-magnesiumgroep (Al-Zn-Mg). 
• De thermisch veredelbare zink-koper legeringen (Al-Zn-Cu). 

Kortweg, voor U is van belang uit deze groepen: 

A. De mangaangroep. Een toeslag van 1 tot 1,5 % mangaan verhoogt de corrosiebestendigheid en de sterkte bij slechts een zeer geringe verlaging van de breukrek. Zeer goed lasbaar. Uitmuntend geschikt voor dak- en wandbekleding. 

B. De magnesiumgroep. Een toevoeging van 0,5 tot 5,5 % magnesium naast een geringe toevoeging van mangaan, geeft een uitstekend corrosiebestendige legering, speciaal ten opzichte van zeewater. Al-Mg legeringen met 1 tot 3 % Mg kunnen ook toegepast worden voor panelen (cassettes) gevel- en dakbekleding. Uitstekende lasbaarheid. Hoe groter het percentage magnesium, des te moeilijker de vervormbaarheid. 

C. De magnesium-siliciumgroep. Geringe percentages magnesium en silicium geven legeringen met een hoge sterkte en een goede bestandheid tegen corrosie. De lasbaarheid is goed. Hoofdzakelijk toegepast in constructiebouw, zoals bruggen, scheepsbouw en kraanbouw. 

D. De koper-magnesium-mangaangroep. Deze groep omvat legeringen met uitstekende mechanische eigenschappen. De hoeveelheid koper, die wordt toegevoegd is I 4 %. Vaak worden nog kleinere hoeveelheden mangaan en magnesium toegevoegd. Een zeer hoge sterkte wordt hiermede bereikt. Op de corrosiebestendigheid heeft koper een ongunstige invloed, zodat voor bekledingsmateriaal deze groep ongeschikt is. Uitstekend geschikt voor de vliegtuigbouw.

E + F. De zink-magnesiumgroep en zink-kopergroep. Deze legeringen zijn de jongste en nog niet zo lang ontwikkeld. Zij bevatten zinkgehaltes tot + 4 % met eventuele toeslag van koper. Zij bezitten de grootste treksterkte van de tot nu toe ontwikkelde legeringen. De toevoeging van koper (zie ook d.) geeft grotere treksterkte, maar vermindert de corrosiebestendigheid. Vooral bruikbaar in de vliegtuigbouw, pioniersbruggen, kranenbouw. 

HET CORRODEREN VAN ALUMINIUM EN DE BESCHERMING DAARVAN 

Doordat aluminium een sterk reactief metaal is, en daardoor gemakkelijk verbinding met zuurstof aangaat, zal het snel corroderen. Het merkwaardige van aluminium is, dat het eigenaardig is en dat de reactie met zuurstof na enige tijd praktisch tot stilstand kont. Dit kan verklaard worden door het feit, dat het oxidelaagje, dat ogenblikkelijk ontstaat op zuiver aluminium, dit totaal afsluit van de lucht, waardoor verdere aantasting wordt voorkomen (dit in tegenstelling tot staal, dat steeds verder 'vreet'!). Dit is de reden dat aluminium zich veel edeler gedraagt, dan welk metaal ook en dat dit metaal soms ook zonder bescherming toegepast kan worden. De afsluitende werking van de oxidelaag kan bovendien worden gebruikt om aan het aluminium een grotere bestendigheid tegen corrosie te geven en wel door het kunstmatig (chemisch of elektrolytisch) dikker te maken. Dat de corrosiebestendigheid ook gelegen is in een juiste legering zal U duidelijk zijn. De mate van aantasting hangt nauw samen met het legeringstype en de agressiviteit van de omgeving waar de beplating gebruikt wordt. Zuiver aluminium en de niet-veredelbare legeringen hebben een betere corrosie bestendigheid dan de veredelbare legeringen. 

Wij ontraden U om in Nederland en België blank aluminium als gevelbedekking toe te passen! Doordat praktisch nooit met zekerheid kan worden, welke verontreinigingen er in de lucht zitten, is een beschermende behandeling aan te raden. Onze coatings hebben buiten de extra beschermende functie, ook nog een behoorlijke keuzemoge­lijkheid in kleuren, terwijl als extra ook de 'binnenzijde' meegecoat wordt. Een goede verzinkte en behandelde staalconstructie levert met ons aluminium veelal geen problemen op van corrosie. 

Om U enig inzicht te geven in allerlei afkortingen en benamingen geven wij U volgend nog wat informatie. 

Kwaliteit 1 S - 2 S: Dit is de aanduiding voor ongelegeerd aluminium, met een zuiverheid van 99 tot 99,6%. Deze kwaliteit is zeer goed corrosiebestendig en vervormbaar. De trekvastheid is lager dan van de aluminium legeringen. 

Kwaliteit 50 S: Deze legering bestaat uit aluminium met ca. 0,7% magnesium en 0,5% silicium. De corrosiebesten­digheid is gelijk aan die van de kwaliteit 51 5. Het verschil met de kwaliteit 51 5 bestaat alleen hierin, dat de hardheid en mechanische sterkte iets lager zijn. De kwaliteit 50 S is zeer geschikt om te anodiseren. 

Kwaliteit 51 S: Deze kwaliteit bestaat uit een legering met ca. 0,9% magnesium en 1 % silicium. De volveredelde kwaliteit 51 ST wordt gebruikt als boor- en draaikwaliteit. De corrosiebestendigheid ten opzichte van zeewater is redelijk goed. De legering 51 S is goedgekeurd door o.a. "Bureau Veritas" voor de toepassing aan boord van zeeschepen. 

Kwaliteit 54 S: Dit is een legering met als voornaamste element ca. 3 % magnesium. Hij bevat tevens ca. 0,5% mangaan. De mechanische sterkte is ongeveer 20% hoger dan die van de kwaliteit 57 S. Na het lassen behoudt deze legering grotendeels zijn sterkte. Deze legering is zeer corrosie- en zeewaterbe­stendig en is goedgekeurd door o.a. "Bureau Veritas" voor het gebruik aan boord van zeeschepen. 

Kwaliteit 57 S: Dit is eveneens een legering met als voornaamste element magnesium (ca. 2,5%). Hij bevat ca. 0,25% chroom. Trekvastheid, rekgrens en hardheid 2 a' 3 maal zo groot als van 2 5. De corrosiebe­stendigheid, speciaal ten opzichte van zeewater, is zeer goed. Deze kwaliteit kan gelast worden, zonder dat de mechanische eigenschappen sterk teruglopen. 

Kwaliteit 28 S: Deze legering wordt uitsluitend als staafmateriaal geleverd en wordt speciaal aanbevolen voor de verwerking op automatische draaibanken. Deze legering bestaat uit aluminium met ca. 5,5% koper, terwijl deze legering bovendien kleine hoeveelheden lood en bismuth bevat. Hierdoor ontstaat bij de verspanende bewerking een korte krul, die gemakkelijk afbreekt, waardoor hoge snij snelheden mogelijk worden. De corrosiebestendigheid is vrij goed, echter niet in agressieve milieus, zoals bijvoorbeeld zeewater.

Kwaliteit 26 S: Dit is een legering met ca.4,5% koper, 0,7% magnesium, 0,75% mangaan en 0,8% silicium.Door het veredelen wordt een zeer grote hardheid verkregen waardoor het materiaal dus minder goed vervormbaar is. Deze legering wordt aangeduid met het symbool 'T'. De corrosiebestendigheid van deze legering is over het algemeen goed; echter niet in agressieve milieus, zoals zeewater.

MATERIAALEIGENSCHAPPEN 

H1 of 9: De plaat is alleen door koud vervormen op de juiste hardheid en sterkte gebracht. Na het koud vervormen heeft men dus geen gloeien of stabiliseren (= verhitten bij lage temperatuur) toegepast. 

H2: De plaat is na het koud vervormen door gloeien op de juiste hardheid en sterkte gebracht. Door het koud vervormen is bet materiaal harder geworden dan gevraagd werd. Door dit materiaal te gloeien brengt men bet terug op de juiste hardheid en sterkte. 

H3: De plaat is na het koud vervormen gestabiliseerd om bet de juiste hardheid en sterkte te geven. Door het koud vervormen is het materiaal harder dan gevraagd werd. Door het materiaal te verhitten bij een lage temperatuur wordt het op de juiste hardheid en sterkte gebracht. Deze aanduiding wordt alleen gebruikt bij legeringen die indien zij niet gestabiliseerd zijn, langzaam zachter worden bij kamertemperatuur. 

Het tweede cijfer achter de H (of 9, 8, 7) duidt de hardheid aan. 

Grekor Aluminium legering is 3003/8. 

ALUMINIUM: LICHT IN GEWICHT 

Het soortelijk gewicht van aluminium bedraagt 2,7 (koper 9, ijzer 8, zink 7). Hierdoor kunnen de dragende constructies lichter - en derhalve zoveel goedkoper - worden uitgevoerd. Transport-, opslag­- en montagekosten liggen ver onder die van andere bouwmaterialen. 

Onderstaande cijfers geven duidelijk de gewichtsverschillen aan voor de diverse soorten van dakbedekking:

Hydro Aluminium/Noorwegen is een van de grootste aluminium producenten in de wereld. Hun coils voor de beplatingsmarkt hebben een zeer hoge (bijna niet te evenaren) kwaliteit. De hardheid en de kwaliteit van hun produkten zijn gegarandeerd van hoge standaard.

Meestal wordt er door tegenstanders van aluminium en milieubewegingen gezegd dat aluminiumproductie heel erg veel energie verspild. Meestal wordt er dan beweerd dat het omsmelten gigantische hoeveelheden energie opslokt. Als men naar de eerste kolom van het staatje kijkt, kloppen deze beweringen wel. Het punt is echter dat er niet gekeken wordt naar de reële hoeveelheid benodigde energie als je kijkt naar de uiteindelijke gebruikers hoeveelheid. Dan kan men zien dat er voor aluminium een heel ander energieverbruik geldt en dat het energieverbruik in dezelfde hoeveelheid ligt als bijvoorbeeld staal of cement. 

Vergelijkt men echter met bijvoorbeeld stenen of hout, dan komt aluminium er al een stuk beter uit. Als men dan ook nog bedenkt dat het omsmelten van gebruikt aluminium slechts 2 kWh/kg energie kost (in tegenstelling tot staal 6,5 kWh/kg) en de langere levensduur van aluminium, dan komt de milieubalans er opeens heel anders uit te zien. 

Een reden te meer om voor aluminium als dak- en wandbeplating te kiezen.

Energie benodigd voor productie:  

ALUMINIUM RECYCLING 

In Scandinavische landen is het door de overheid verplicht gesteld voor frisdrank en bierfabrikanten om blikjes geheel van aluminium te gebruiken/maken. Dit vanwege de betere recycling. 

WAAROM ALUMINIUM? 

• Aluminium economisch niet aan een bepaald land of groep van landen gebonden is (zoals bijvoorbeeld olie), want 8 % van de aardoppervlakte bevat aluminium aarde (bauxiet). 
• Aluminium laag in gewicht is. Ongeveer 1/3 van staal en koper (s.g. 2,7/dm3). 
• Aluminium weerbestendig is. Aan de oppervlakte van het aluminium vormt zich direct een oxide beschermhuid, die zich in de loop der tijd versterkt en verdicht. Hierdoor beschermt het materiaal zichzelf tegen agressieve atmosferische invloeden. Bij beschadiging nooit roestproblemen. 
• Er bij aluminium geen roestvorming optreedt. En dus ook geen onaangename en vieze roestplekken (druipstrepen) op de rest van het gebouw. Ook op de snijkanten geen roestvorming. 
• Aluminium is vorstbestendig. Breekt niet en verpulvert niet, ook niet bij zeer lage temperaturen. 
• Aluminium is onbrandbaar. 
• Aluminium is hygiënisch: stofvrij, zandvrij, niet vochtaantrekkend (zoals asbest). 
• Aluminium heeft goede mechanische eigenschappen: elastisch, uitzettingsmogelijkheid. 
• Er zijn van aluminium makkelijk hulpstukken te maken. Recht en strak, zelfs van voorbehandelde plaat. 
• Aluminium een goede licht- en warmtereflectie geeft. Aluminium als binnenwand geeft een prettig licht binnen en houdt ook de warmte 's winters vast. 
• Grekor Aluminium een groot kleurenassortiment heeft in diverse typen lakafwerking (PVF2, metaallak, polyestermelamine. 
• Grekor Aluminium veel profieltypen heeft in diversen materiaaldikten. 
• Grekor Aluminium tegen stabiele prijzen verkoopt. 
• Aluminium een hoge restwaarde heeft. 
• Aluminium gif- en reukvrij is. Denk aan binnenwanden in voedsel industrie. 
• Aluminium in alle jaargetijden te monteren is en onder alle omstandigheden, door laag gewicht, eenvoudig en makkelijk te monteren. In aluminium zeer eenvoudig sparingen gemaakt kunnen worden, afzagen is zeer gemakkelijk, snijkanten behoeven geen speciale behandeling (staal kan daar gaan roesten !) 
• Aluminium onderhoudsvrij is. Af en toe een bui regen is voldoende.

Overname (ook gedeeltelijk) van deze tekst of gegevens is toegestaan, mits een bronvermelding wordt opgenomen.