Metale inoxidabile zinc, aluminiu, cupru și plumb
Metale de construcție Partea 2: Oțelul este cel mai comun metal utilizat ca material de construcție. Dar, desigur, nu singurul. De asemenea, se utilizează alternative precum zincul, aluminiul, cuprul și plumbul. În comparație cu fierul și oțelul, acestea sunt mult mai puțin susceptibile la rugină (coroziune). Iată cele mai importante proprietăți și domenii de aplicare a acestor metale de construcție.
În natură, zincul este legat în cea mai mare parte ca sulfură, carbonat sau silicat și este distribuit fin în roci minereu. De la mijlocul secolului al XVIII-lea, omul exploatează aceste minereuri pentru a extrage metalul pur din ele. Cea mai importantă metodă de producție este descrisă în două etape: Mai întâi, oxidul de zinc se obține prin prăjirea minereurilor, apoi acest material este reîncălzit cu adăugarea de cocs, ceea ce duce la zinc pur.
Zincul este un material relativ ieftin, ușor de prelucrat și care formează rapid o suprafață de oxid în aer, care protejează foarte bine metalul de dedesubt de rugină. Datorită acestei proprietăți, este utilizat în principal ca agent anticoroziv în construcții. Produsele din oțel sunt adesea zincate. Deci, acestea sunt acoperite cu zinc la suprafață pentru a le proteja de rugină.
Dar tablele de zinc pur sunt folosite și în construcții, deși nu la fel de des ca oțelul sau aluminiul. Acestea sunt utilizate, de exemplu, pentru acoperiri de acoperiș, jgheaburi, burlane, glafuri exterioare sau ca placare de fațadă. Cu toate acestea, de regulă, zincul pur nu este utilizat pentru aceasta, ci aliajele de zinc. Standardul aici este titanul zinc, care conține, de asemenea, cantități mici de cupru, titan și aluminiu. Acest lucru îl face mai puțin fragil și chiar mai rezistent la coroziune.
aluminiu
Aluminiu metalic ușor apare chiar mai frecvent în scoarța terestră decât fierul, dar a fost folosit ca material doar din a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Acest lucru se datorează faptului că existența acestui element a fost descoperită abia în 1825. În plus, sunt necesare cantități relativ mari de electricitate pentru a produce aluminiu și abia în cursul secolului al XIX-lea a devenit utilizabilă din punct de vedere tehnic.
Aluminiul se obține în principal din bauxită roșie, o argilă care conține aluminiu. Hidroxidul de aluminiu este mai întâi izolat prin adăugarea de hidroxid de sodiu, care este apoi deshidratat într-un cuptor rotativ. Acest lucru creează oxid de aluminiu sub formă de pulbere. Această substanță este apoi împărțită în aluminiu pur și oxigen prin electroliză împreună cu criolit topit. Pentru a face acest lucru, industria are nevoie de cantități mari de electricitate.
În plus față de fier/oțel, aluminiul este cel mai comun metal de construcție în prezent. Se folosește, de exemplu, pentru rame și praguri de ferestre, obloane, uși, placări de fațadă și acoperișuri. Unul dintre cele mai mari avantaje ale metalului este greutatea redusă. Aluminiu este doar aproximativ jumătate la fel de greu ca oțelul. Deoarece este relativ moale, poate fi, de asemenea, modelat rece și cald și prelucrat bine. De exemplu, poate fi sudat, lipit, netat și, de asemenea, lipit. În plus, la fel ca toate metalele de construcție prezentate aici, aluminiul este protejat de coroziune de un strat de oxidare. În cele din urmă, materialul poate fi aliat într-o varietate de moduri, astfel încât sunt posibile și calități cu un grad mai ridicat de duritate.
cupru
Acoperișul bisericii din cupru cu patina verde tipică. Foto: Rolf Handke/www.pixelio.de
Cu mult înainte ca omul să descopere fierul, el folosea deja cuprul ca material. Perioada de la aproximativ 5.000 la 3.000 î.Hr. În multe regiuni ale lumii astăzi este cunoscută sub numele de Epoca Cuprului. Materia primă se găsește în natură atât încorporată în material minereu, cât și sub formă pură, sub formă de „pepite” metalice roșii de cupru și strălucitoare. Cu toate acestea, după descoperirea fierului, importanța cuprului ca material de construcție a scăzut semnificativ. Materialul a cunoscut o renaștere în epoca electricității. Cuprul conduce electricitatea ca niciun alt metal (în afară de argint) și, prin urmare, a devenit materialul standard pentru cablurile de alimentare. Nu în ultimul rând din cauza acestei proprietăți, metalul semi-prețios este, de asemenea, relativ scump.
În construcții, cuprul se găsește în special ca material pentru țevi și în acoperișuri. Acoperișurile din cupru sunt considerate a fi extrem de durabile și vă puteți mira de ele în multe locuri, în special în clădirile magnifice, cum ar fi bisericile. Îi poți recunoaște după patina lor verde. Atunci când intră în contact cu aerul, cuprul formează două straturi de protecție: mai întâi un strat de oxid și puțin mai târziu acoperirea de culoare verde, care constă din săruri de cupru. Apropo, cuprul este și materia primă pentru unele aliaje cunoscute. Așa se face bronzul din cupru când îl amesteci cu staniu și plumb. Iar alama este un aliaj cupru-zinc.
Plumbul este, de asemenea, unul dintre materialele metalice antice cunoscute de om. Romanii, de exemplu, l-au folosit pentru a produce conducte de apă pe scară largă. Încă din Evul Mediu, materialul obținut din minereuri de plumb a fost, de asemenea, utilizat din ce în ce mai mult pentru jgheaburi și bare în vitrarea ferestrelor. Și acoperirile acoperișului sunt realizate din foi de plumb laminate. În afara construcției, metalul este cunoscut, de exemplu, ca o componentă a bateriilor și benzinei. Și ca material de protecție împotriva radiațiilor, este utilizat în centralele nucleare și în tehnologia cu raze X. Plumbul unui creion, pe de altă parte, nu este deloc făcut din plumb, ci dintr-un amestec de grafit și lut.
Plumbul este un metal rezistent la coroziune și în același timp foarte moale. Nu numai că poate fi format la rece, dar poate fi tăiat și foarte ușor - îl puteți zgâria chiar și cu unghia. De asemenea, este sudabil. Deci, de fapt, un material ideal - în special pentru aplicații în spații mici în aer liber. Prin urmare, plumbul a fost folosit nu numai pe scară largă în industria construcțiilor în epoca romană, ci și în anii 1970 ai timpului nostru. Între timp, s-a recunoscut însă că metalul este o toxină de mediu care poate afecta grav atât oamenii, cât și natura. Prin urmare, se încearcă astăzi în majoritatea zonelor de a înlocui plumbul cu alte materiale. Instalarea de noi conducte de apă potabilă cu plumb a fost interzisă în toată Germania din 1973. De la sfârșitul anului 2013, proprietarii de case din această țară au fost, de asemenea, obligați să înlocuiască vechile conducte de plumb.