Κουφώματα αλουμινίου η μεγάλη ανακάλυψη

Ιστορία του Αλουμινίου

Πριν από 135 χρόνια, ο Ιούλιος Βερν, γράφοντας το “Από τη Γη στη Σελήνη” είχε χαρακτηρίσει το αλουμίνιο:

Άσπρο σαν το ασήμι και ελαφρό σαν το γυαλί…

Στη στροφή της 3ης χιλιετίας, το αλουμίνιο συμπληρώνει πραγματική ζωή 160 ετών περίπου, ενώ βρίσκεται σε βιομηχανική κλίμακα παραγωγής για περίπου 100 χρόνια.

Ως χημικό στοιχείο το αργίλιο, είναι το 3ο σε περιεκτικότητα στο γήινο περιβάλλον  μετά το οξυγόνο και το πυρίτιο. Πώς εξηγείται όμως το γεγονός της τόσο όψιμης ανακάλυψης του;

Η απάντηση βρίσκεται στη μεγάλη χημική του συνάφεια με άλλα στοιχεία. Έτσι, το αλουμίνιο υπάρχει σχεδόν παντού στη φύση, αλλά καλά “κλειδωμένο” σε χημικές ενώσεις μεγάλης χημικής ευστάθειας.

Η χρήση του ωστόσο (σε κάποιες μορφές ενώσεων του), ειναι ιστορικά τεκμηριωμένη στην Αίγυπτο και τη Βαβυλώνα.Πρώτος ο Βρετανός Davy, υποστήριξε την ύπαρξη του αλουμινίου το 1807, ενώ ο Δανός Oerstead κατάφερε να απομονώσει το αλουμίνιο στοιχειακά. Το 1845, ο Γερμανός Woehler υπολόγισε το ειδικό βάρος του αλουμινίου αποδεικνύοντας και επιδεικνύοντας ταυτόχρονα μία από τις σπουδαιότερες ιδιότητες του: την “αβάσταχτη” ελαφρότητα.

Ανάμεσα στα 1855 και το 1886, ο Γάλλος Deville παρουσίασε την πρώτη χημική μέθοδο παραγωγής  αλουμινίου – πολύ ακριβή ακόμη για βιομηχανοποίηση.

Το γύρισμα της μοίρας έγινε το 1886, με την ταυτόχρονη ανακάλυψη σε Αμερική και Γαλλία της ηλεκτρολυτικής μεθόδου  παραγωγής μετάλλου από το οξείδιο του αλουμινίου (την αλουμίνα). Ο Αμερικανός Hall και ο Γάλλος Heroult χάραξαν το δρόμο που αργότερα μετέτρεψε σε λεωφόρο ο Γερμανός Bayer το 1888,  εξελίσσοντας την  οικονομική μέθοδο παραγωγής αλουμίνας από το βωξίτη.

Ιδιότητες

Δείτε Επίσης: Κουφώματα Αλουμινίου, Θωρακισμένες πόρτες ασφαλείας

Οι ιδιότητες που κάνουν το αλουμίνιο τόσο σημαντικό για την βιομηχανία είναι το χαμηλό του ειδικό βάρος, η υψηλή αντοχή του σε μηχανικές καταπονήσεις και η εξαιρετική αντοχή του στη διάβρωση, η οποία οφείλεται στο φαινόμενο της παθητικοποίησης.

Το καθαρό αλουμίνιο είναι αρκετά μαλακό και όλκιμο. Με την προσθήκη σιδήρου, χαλκού και άλλων κραμάτων βελτιώνονται κατά πολύ οι μηχανικές του ιδιότητες. Το αλουμίνιο υφίσταται εύκολα κατεργασία με χύτευση και με αφαίρεση υλικού. Παρουσιάζει, επίσης, πολύ καλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Το έχουν ονομάσει “μαγικό” μέταλλο, “θαυματουργό” μέταλλο εξ αιτίας των χημικών και φυσικών ιδιοτήτων του αλλά και του τεράστιου εύρους των μηχανικών χαρακτηριστικών που είναι εφικτά με τα σύγχρονα κράματα αλουμινίου. Μέταλλο με εξαιρετικά μεγάλο εύρος δυνατοτήτων, ιδιοτήτων, φυσικών χημικών και μηχανικών χαρακτηριστικών που επιδεικνύονται  μέσα από μεγάλο  αριθμό κραμάτων.

Συνοπτικά το αλουμίνιο Έχει χαμηλό ειδικό βάρος. Μόλις το 1/3 εκείνου του σιδήρου. Διαμορφώνεται, ελάσσεται , εξελάσσεται, διελάσσεται, συγκολλείται με ευκολία  συνεπώς είναι  ιδανικό μέταλλο κατασκευών. Το μέτρο ελαστικότητας του (70.000 ΜPa) είναι 3 φορές χαμηλότερο από εκείνο του σιδήρου. Σε δεδομένη κατάσταση φόρτισης, μία κατασκευή από αλουμίνιο παρουσιάζει 3 φορές μεγαλύτερη ελαστική επιμήκυνση απ’ ό,τι μία σιδερένια.

Το αλουμίνιο και τα περισσότερα κράματά του είναι ανθεκτικό έως πολύ ανθεκτικό σε πολλές μορφές διάβρωσης. Λόγω της μεγάλης χημικής συνάφειας με το οξυγόνο, η φυσική επιφάνεια του μετάλλου είναι μόνιμα καλυμμένη με στρώμα οξειδίου του αργιλίου, που αποτελεί ένα πολύ αποτελεσματικό εμπόδιο εξάπλωσης της διάβρωσης. Αυτή είναι η ιδιότητα που το κάνει τόσο δημοφιλές στη Δόμηση, στη Ναυπηγική και στη βιομηχανία κατασκευής μεταφορικών μέσων (Αυτοκίνητα, Τραίνα, Αεροπλάνα). Το μειωμένο έως μηδενικό κόστος συντηρήσεως σε συνδυασμό με το χαμηλό ειδικό βάρος επηρεάζουν θετικά την επιλογή του αλουμινίου. Το αλουμίνιο είναι πολύ καλός αγωγός της θερμότητας και  του ηλεκτρισμού.

Δε μαγνητίζεται και δεν καίγεται, ιδιότητες που θεωρούνται πολύ ουσιώδεις για ειδικές εφαρμογές, όπως Τεχνολογία Ηλεκτρονικών και κατασκευές θαλάσσης (πλατφόρμες άντλησης πετρελαίου). Δεν είναι τοξικό σε επαφή με τρόφιμα (λογικού εύρους δείκτη οξύτητας) ενώ ως φιλμ προστασίας επιδεικνύει πολύ χαμηλή διαπερατότητα, ιδιότητες που το καθιέρωσαν βασική πρώτη ύλη για τις συσκευασίες τροφίμων και ειδικότερα τις εύκαμπτες συσκευασίες πολλαπλών στρώσεων (πχ πολυεστέρας, αλουμίνιο, πολυαιθυλένιο). Υψηλή διάχυτη ανακλαστικότητα (albedo) και χαμηλό συντελεστή δευτερογενούς θερμικής εκπομπής.

Οι 2 αυτές ιδιότητες το καθιστούν απαραίτητο ως εξωτερικό «κρύο» φλοιό  για τα νέα κτήρια του τριτογενούς τομέα (κτήρια γραφείων, δημόσια κτήρια γενικά, βιομηχανικά κτήρια) καθώς και σε ενεργειακές ανατάξεις παλαιών  «ενεργοβόρων» κτηρίων.