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8. Metalle


8.1. Vorbemerkung

Metalle sind bei Hoch- und Tiefbaukonstruktionen unentbehrlich für:
- Verbindungsmittel aus Stahl
- Betonstahl
- Stahlkonstruktionen
- haustechnische Anlagen
- Beschläge u.v.a.

Ihr Einsatz sollte aber gut überdacht sein (Suche nach Alternativen). Die Metallgewinnung und Verarbeitung ist nur unter sehr großem Energieaufwand, Schwermetall- und Schadstofffreisetzung möglich und deshalb ökologisch gesehen sehr umstritten.

Metalle weisen eine hohe Dichte auf und sind deshalb gute Wärmeleiter und Wärmespeicher. Sie sind dampfundurchlässig und nichtbrennbar.

Ihr Schmelzpunkt liegt jedoch relativ niedrig, so daß Stahlkonstruktionen einen Schutzmantel (z.B. Verkleidung mit Gipsplatten, Ummauerung, Spezialanstriche) benötigen.

 
8.1. Vorbemerkung
8.2. eisenhaltige Metalle
A 8.2.1. Stahl
A 8.2.2. Gußeisen
8.3. nichteisenhaltige Metalle
A 8.3.1. Aluminium
A 8.3.2. Magnesium
A 8.3.3. Blei
A 8.3.4. Chrom
A 8.3.5. Kupfer
A 8.3.6. Nickel
A 8.3.7. Titan
A 8.3.8. Zink
A 8.3.9. Zinn
8.4. Rostschutz

 

8.2. eisenhaltige Metalle

Stahl und Eisen stellen die größte Gruppe der Gebrauchsmetalle dar.

Zunächst wird Roheisen aus Eisenerzen in Hochöfen mittels Reduktion gewonnen. Dabei entstehen Hochofenschlacken, die zu Pflastersteinen, Hüttensteinen, -sand, -bims, -zement etc. (Radioaktivität !) weiterverarbeitet werden.

Roheisen ist im Bauwesen kaum zu gebrauchen und wird zu Gußeisen oder Stahl aufbereitet.

 

8.2.1. Stahl

Stahl stellt die größere der beiden Gruppen da.

Der kristalline Aufbau (im wesentlichen abhängig von Temperaturbehandlungen und Zugabe anderer Stoffe) bestimmt die mechanischen Eigenschaften.

Stahl wird nach der Verwendungsmöglichkeit in Grund-, Qualitäts- und Edelstahl und nach seiner Zusammensetzung in un- bzw. legierten Stahl unterschieden.

Je nach Aufbereitung finden er als Betonstahl (z.B. Betonstahlmatten, Betonrippenstähle), Tragwerke, verschiedene Stahlprofile, Stahlrohre, Bolzen u.s.w. Anwendung.

 

8.2.2. Gußeisen

Man untergliedert weißes Gußeisen (Schlüssel, Schlösser etc.) und graues Gußeisen (Heizkörper, Abwasserrohre, Kanaldeckel etc.).

Sie unterscheiden sich durch gebundenen bzw. ungebundenen Kohlenstoff.

Bedingt durch den relativ hohen Kohlenstoffanteil, verhält sich Gußeisen spröde und läßt sich weder kalt noch warm verformen.

 

8.3. Nichteisenmetalle (NE- Metalle)

Sie umfassen alle Metalle außer Eisen.
Man unterscheidet leichte NE- Metalle und schwere NE- Metalle.

1. leichte NE- Metalle (Rohdichte unter 4,5 g / cm³):
2. schwere NE- Metalle (Rohdichte über 4,5 g / cm³):

 

8.3.1. Aluminium

Dieses NE- Leichtmetall wird aus Bauxit gewonnen. Es benötigt zu seiner Herstellung einen besonders hohen Energieaufwand.

Es ist relativ leicht verformbar und korrosionsbeständig.

Reinaluminium und in verschiedenen Legierungen (z.B. mit Mangan, Zinn, Magnesium etc.) wird es für Dachdeckungen, Geländer, Fensterprofile usw. verwandt.

 

8.3.2. Magnesium

Es findet überwiegend in Form von Legierungen Anwendung, wie z.B. bei Heizkörperverkleidungen, Beschlägen, Geländern u.s.w..

 

8.3.3. Blei

Blei ist sehr giftig, korrosionsbeständig, weich und sogar im kalten Zustand verformbar.

Es ist in der Lage, radioaktive Strahlung, Röntgenstrahlen und Schall zu absorbieren.

Verwendung findet Bleiblech (in der Regel aus Kupferblei) bei Schall- und Strahlenschutzmaßnahmen, Rinnenauskleidungen, Flachdachdeckungen etc..

 

8.3.4. Chrom

Die Oxidationszahl gibt Aufschluß über Nutzen oder aber auch Schädigung für den Menschen.

Es kommt bei der Galvanik (verchromen) und in Legierungen (z.B. für Holzimprägnierungen oder Farbpigmente) zum Einsatz.

 

8.3.5. Kupfer

Kupfer darf nicht in Berührung mit unedleren Metallen, wie Aluminium oder Eisen kommen.

Es ist korrosionsbeständig und relativ leicht verformbar.

Eingesetzt wird es in der Elektroindustrie, Warmwasserinstallation (Rohrleitungen), in Form von Kupferblechen für Spenglerarbeiten etc..

Legierungen mit Zinn und Zink (Neusilber), Zinn (Zinnbronze) oder Zink (Messing) werden für Armaturen, Beschläge, Glocken, Ventile u.v.a. verwendet.

 

8.3.6. Nickel

In der Reinform findet es kaum Anwendung.
Durch seine hohe Korrosions- und Hitzebeständigkeit wird es in Legierungen mit Eisen, Kupfer, Chrom etc. eingesetzt.

 

8.3.7. Titan

Titan wird bei der Herstellung von Eisenbahnrädern und als Pigment für Mörtel und Anstriche benötigt.

 

8.3.8. Zink

Aufgrund seiner Eigenschaften wird es in Legierungen für Spenglerarbeiten, Wandbekleidungen (Titanzink), Armaturen, Beschläge (Kupfer- Zink, bzw. Kupfer- Zinn- Zink) etc. und als Korrosionsschutz für Stahl (feuerverzinkt) genutzt.

 

8.3.9. Zinn

Es ist in Konservierungsstoffen (Klebstoffe, Farben), Legierungen (siehe Zink) und als Rostschutzschicht über Stahlblech, Weißblech etc. enthalten.

 

8.4. Rostschutz

Abhängig von den verschiedenen Metallen müssen Vorsorgen gegen Korrosion getroffen werden.

Dies kann erfolgen durch:
- passiven Korrosionsschutz (z.B. Verzinkung)
- aktiven Korrosionsschutz (z.B. konstruktive Maßnahmen)
- erneuernden Korrosionsschutz (Untergrundbehandlung [Entfernung des alten Anstrichs] oder Aufbringen eines Rostschutzanstrichs)
- kathodischen Korrosionsschutz (kathodischer Schutzstrom)

Bei neuen Bauteilen wird der Korrosionsschutz in der Regel bereits in der Spezialwerkstatt vorgenommen.

 


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