Неръждаема конструкция: Цинк, алуминий, мед и олово в строителството

Строителни метали Част 2: Стоманата е най-разпространеният метал, използван като строителен материал. Но разбира се не единствената. Използват се и алтернативи като цинк, алуминий, мед и олово. В сравнение с желязото и стоманата, те са много по-малко податливи на ръжда (корозия). Ето най-важните свойства и области на приложение на тези строителни метали.

В природата цинкът се свързва предимно като сулфид, карбонат или силикат и се разпределя фино в рудната скала. От средата на 18-ти век човекът добива тези руди, за да извлече от тях чистия метал. Най-важният производствен метод е грубо описан в два етапа: Първо се получава цинков оксид чрез изпичане на рудите, след което този материал се претопля с добавяне на кокс, което води до чист цинк.

Цинкът е относително евтин материал, който е лесен за обработка и бързо образува оксидна повърхност във въздуха, която предпазва метала отдолу много добре от ръжда. Поради това свойство се използва главно като антикорозионно средство в строителството. Стоманените изделия често са поцинковани. Така те са покрити с цинк на повърхността, за да ги предпазят от ръжда.

Но в строителството се използват и чисти цинкови листове, макар и не толкова често, колкото стомана или алуминий. Те се използват например за покриви, улуци, дъждовни тръби, външни первази или като фасадна облицовка. По правило обаче за това не се използва чист цинк, а цинкови сплави. Стандартът тук е титанов цинк, който също съдържа малки количества мед, титан и алуминий. Това го прави по-малко чуплив и още по-устойчив на корозия.

алуминий

Лекият метален алуминий се среща дори по-често в земната кора, отколкото желязото, но се използва като материал едва от втората половина на 19 век. Това е така, защото съществуването на този елемент е открито едва през 1825 година. В допълнение, за производството на алуминий са необходими относително големи количества електроенергия и едва през 19-ти век тя става технически използваема.

Алуминият се получава главно от червен боксит, съдържаща алуминий глина. Чрез добавяне на разтвор на натриев хидроксид първо се изолира алуминиев хидроксид, който след това се обезводнява в ротационна пещ. Това създава прахообразен алуминиев оксид. След това това вещество се разделя на чист алуминий и кислород чрез електролиза заедно с разтопен криолит. За това индустрията се нуждае от големи количества електроенергия.

В допълнение към желязото/стоманата, алуминият е най-често използваният строителен метал днес. Използва се например за дограма и первази, ролетни щори, врати, фасадни облицовки и покривни покрития. Едно от най-големите предимства на метала е лекото му тегло. Алуминият е само приблизително наполовина по-тежък от стоманата. Тъй като е относително мек, той също може да се деформира студено и топло и да се обработва добре. Например, той може да бъде заварен, споен, занитван и залепен. Освен това, както всички представени тук строителни метали, алуминият е защитен от корозия от окислителен слой. И накрая, материалът може да се легира по различни начини, така че да са възможни и класове с по-висока степен на твърдост.

мед

Църковен покрив от мед с типичната зелена патина. Снимка: Rolf Handke/www.pixelio.de

Много преди човекът да открие желязо, той вече използва медта като материал. Периодът от около 5000 до 3000 г. пр.н.е. В много региони на света днес се нарича медна епоха. Суровината се намира в природата както в руда, така и в чиста форма като медночервени и блестящи метални „късчета“. След откриването на желязото обаче значението на медта като строителен материал намаля значително. Материалът преживява ренесанс в ерата на електричеството. Медта провежда електричество като никой друг метал (освен среброто) и поради това се превърна в стандартен материал за захранващи кабели. Не на последно място поради това свойство полускъпоценният метал също е сравнително скъп.

В строителството медта се среща особено като материал за тръби и покриви. Медните покриви се считат за изключително издръжливи и можете да им се чудите на много места, особено на великолепни сгради като църкви. Можете да ги разпознаете по зелената им патина. Медта образува два защитни слоя, когато влиза в контакт с въздуха: Първо оксиден слой и малко по-късно покритието със зелен цвят, което се състои от медни соли. Между другото, медта е и изходен материал за някои добре познати сплави. Ето как се прави бронз от мед, когато го смесвате с калай и олово. А месингът е медно-цинкова сплав.

Оловото също е един от древните метални материали, познати на човека. Римляните, например, го използват за производство на водопроводи в голям мащаб. От Средновековието материалът, получен от оловни руди, се използва все по-често за улуци и решетки при остъкляване на прозорци. А покривните покрития се правят от валцувани оловни листове. Извън конструкцията металът е известен например като компонент на батерии и бензин. И като материал за радиационна защита, той се използва в атомните електроцентрали и в рентгеновите технологии. Поводът на молив, от друга страна, изобщо не е направен от олово, а от смес от графит и глина.

Оловото е устойчив на корозия и в същото време много мек метал. Той не само може да бъде студено оформен, но и лесно да се реже - можете дори да го надраскате с нокът. Освен това е приспособим за започване. Така че всъщност идеален материал - особено за външни приложения с малка площ. Следователно оловото се използва не само в строителната индустрия през римските времена, но и през 70-те години на нашето време. Междувременно обаче беше признато, че металът е токсин за околната среда, който може сериозно да увреди както хората, така и природата. Поради това в повечето области се правят опити да се замени оловото с други материали. Инсталирането на нови оловни тръби за питейна вода е забранено в цяла Германия от 1973 г. От края на 2013 г. собствениците на жилища в тази страна също са задължени да подменят стари оловни тръби.