Το αλουμίνιο (Al) ή αργίλιο είναι το τρίτο σε ποσότητα χημικό στοιχείο στη Γη, μετά το οξυγόνο και το πυρίτιο και αποτελεί περίπου το 8 % κατά βάρος του στερεού φλοιού. Εξάγεται από διάφορα αργιλικά ορυκτά, κυρίως όμως από το βωξίτη. Είναι μετά τον σίδηρο το συχνότερα χρησιμοποιούμενο μέταλλο.
Παραγωγή – χρήση
Κατά την παραγωγή αλουμινίου στο πρώτο στάδιο το καθαρό οξείδιο του αργιλίου ή αλουμίνα (Al) απομονώνεται από το βωξίτη, πυρώνεται στους 1100 °C, σε ειδικούς κλιβάνους. Στη συνέχεια διαλύεται σε τήγμα κρυολίθου και στο τελικό στάδιο υφίσταται ηλεκτρόλυση (ιδιαίτερα δαπανηρή και ενεργοβόρα διαδικασία), οπότε παράγεται αλουμίνιο καθαρότητας 99,5 – 99,8 %, που κατά κανόνα δεν απαιτεί πρόσθετο ραφινάρισμα. Το ρευστό υλικό μεταφέρεται σε καλούπια, ψύχεται και μορφοποιείται σε στερεά τεμάχια, έτοιμα για την κατασκευή προϊόντων καθαρού αλουμινίου, χάλυβα αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου.
Στον οικοδομικό τομέα χρησιμοποιούνται κράματα αλουμινίου με μαγγάνιο, μαγνήσιο, πυρίτιο, κασσίτερο και χαλκό, για την παραγωγή μεταλλικών φύλλων, ταινιών, ελασμάτων και διαφόρων προφίλ. Χρησιμοποιούνται για την κατασκευή κουφωμάτων, στοιχείων στήριξης και επένδυσης όψεων ή ελαφρών διαχωριστικών τοίχων και επικάλυψης στεγών. Επίσης ως προστατευτικό περίβλημα ασφαλτικών ή συνθετικών υλικών, ως φράγμα υδρατμών και ως πρώτη ύλη αναλώσιμων και εξοπλισμού (βίδες, ήλοι, σύρματα, χειρολαβές, κιγκλιδώματα).
Το αλουμίνιο χρησιμοποιείται επίσης, με μορφή σκόνης, ως πρώτη ύλη για την παρασκευή χρωμάτων.
Φυσικές ιδιότητες
Οι σημαντικότερες φυσικές ιδιότητες του αλουμινίου είναι:
- Δεν ανήκει στα βαρέα μέταλλα, η πυκνότητά του είναι 2,7 g/cm
- Έχει μικρό ειδικό βάρος.
- Έχει μηχανική αντοχή μικρότερη του σιδήρου. Υστερεί στον εφελκυσμό και θλίψη.
- Είναι το πλέον ελατό και όλκιμο μέταλλο σε σύγκριση με τα μέταλλα που χρησιμοποιούνται στη δόμηση
- Δε διαβρώνεται
- Η κατεργασία του είναι πιο εύκολη από άλλα μέταλλα
- Παρουσιάζει πολύ καλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα
- Είναι εξαιρετικά δραστικό και διευκολύνει τη δημιουργία κραμάτων
- Καταστρέφεται στις υψηλές θερμοκρασίες, όπως κατά τις συγκολλήσεις.
Περιβαλλοντικές ιδιότητες
- H παραγωγή αλουμινίου είναι εξαιρετικά ενεργοβόρα, ιδιαίτερα στο στάδιο της ηλεκτρόλυσης, και απαιτεί πολύ μεγάλες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας. Η παραγωγή ενός τόνου αλουμινίου καταναλώνει 72.500 kWh, ενώ αντίστοιχα του σιδήρου 7. 000 kWh και του χαλκού 15.000 kWh.Η ηλεκτρόλυση γίνεται κυρίως στις χώρες του ΟΟΣΑ (ΗΠΑ, Ρωσία, Καναδά), που έχουν τη δυνατότητα χρήσης υδροηλεκτρικής ενέργειας σε ποσοστό περίπου 60 % (1kg αλουμινίου απαιτεί 1.350 lt νερό).
Η παραγωγή αλουμινίου από το βωξίτη γίνεται κυρίως στις χώρες εξόρυξης του μεταλλεύματος. Έτσι μειώνεται κατά 50 % το βάρος της μεταφερόμενης πρώτης ύλης και αντίστοιχα η ενέργεια που απαιτείται για τη μεταφορά της.
- Ο βωξίτης είναι άφθονος στο φλοιό της Γης. Με τα σημερινά δεδομένα η αποθεματική βάση του θεωρείται επαρκής για τα επόμενα 180 – 200 χρόνια. Εξάγεται κυρίως στην Αυστραλία, Τζαμάικα, Γουινέα και Βραζιλία.Στην Ελλάδα, η ζώνη Ελικώνα – Παρνασσού – Γκιόνας, διαθέτει τα σημαντικότερα γνωστά κοιτάσματα βωξίτη, που εκτιμώνται περίπου σε 100 εκ. τόνους. Η μείωση της γαλλικής παραγωγής αλουμινίου, ανέβασε την Ελλάδα στην πρώτη θέση παραγωγής στην Ευρώπη.
- Το αλουμίνιο είναι ανακυκλώσιμο υλικό. Σήμερα ανακυκλώνεται το περίπου 85 % του αλουμινίου που χρησιμοποιείται στην οικοδομική δραστηριότητα. Το ανακυκλωμένο αλουμίνιο εμφανίζει σταδιακή ποιοτική πτώση, επειδή σε κάθε κύκλο ανακύκλωσης του προστίθενται ξένες ουσίες, εξαιτίας της δυσκολίας διαχωρισμού του χρησιμοποιημένου αλουμίνιου από αυτές. Γίνεται προσπάθεια βελτίωσης των τεχνολογιών καθαρισμού ή εφαρμογής μεθόδων ανακύκλωσης κλειστού βρόγχου «closed-loop-recycling».Κατά την παραγωγή κάθε κιλού αλουμινίου απελευθερώνονται 16 kg CO, σημαντικές ποσότητες μονοξειδίου του άνθρακα, διοξειδίου του θείου και φθόριο ιδιαίτερα υψηλής τοξικότητας, παρόλη την προσπάθεια συγκέντρωσης και ανακύκλωσής του.
Σημαντικά επιβλαβής επίπτωση της παραγωγής αλουμινίου είναι η αποβολή στο περιβάλλον της «κόκκινης λάσπης». Πρόκειται για τα υπολείμματα της κατεργασίας αλουμίνας με χρήση καυστικής σόδας, που περιέχουν οξείδια σιδήρου (αιτία κόκκινου χρώματος) και τιτανίου, πυριτικές ενώσεις και βαρέα μέταλλα, μεταξύ άλλων υδράργυρο και αρσενικό. Είναι ισχυρά αλκαλικά και διαβρωτικά κυρίως για το δέρμα και προκαλούν εγκαύματα. Εκτός αυτού, τα βαρέα μέταλλα της λάσπης μολύνουν τα νερά, διεισδύουν στο έδαφος και από εκεί στην τροφική αλυσίδα. Παρόλο που επιβάλλεται η συγκέντρωση και ο ασφαλής ενταφιασμός της «κόκκινης λάσπης», το 2010 παρουσιάστηκε οξύτατο πρόβλημα στην Ουγγαρία αλλά και στον Κορινθιακό κόλπο.
Η χρήση του αλουμινίου στις οικοδομές είναι ακίνδυνη. Επίφοβη για πρόκληση καρκίνου είναι η εισπνοή σκόνης αλουμινίου, με επιτρεπόμενη τιμή σκόνης αλουμινίου, σύμφωνα με τον κατάλογο ΜΑΚ των γερμανικών κανονισμών, τα 6 mg/m αέρα.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η εφαρμογή καθαρών τεχνολογιών δόμησης είναι δυνατή σε κάθε κτηριακή κατασκευή. Προϋποθέτει τη χρήση υλικών, τα οποία: Έχουν χαμηλή Read more
ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΥΛΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΔΟΜΗΣΗΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα υλικά, τα προϊόντα και οι τεχνολογίες δόμησης παρουσιάζουν μια τεράστια ποικιλία, που Read more
Η δόμηση με πηλό ήταν η δεύτερη από τις τρεις φάσεις κατασκευής, από την Ανέλιξη, ενός περιπτέρου με ξύλινο φέροντα Read more
ΒΙΒΛΙΑ – ΣΥΓΡΑΜΜΑΤΑ – ΕΡΓΑΣΙΕΣ Bjiorn Berge, The Ecology of Building Material, second edition, Architectural Press,Burlington, USA, 2009 Gernot Minke, Read more
Ο όρος «πόροι» αναφέρεται στις ύλες του Πλανήτη, που χρησιμεύουν στο ανθρώπινο είδος για την επιβίωση, την αναπαραγωγή, την παραγωγή Read more
Η ενέργεια που εμπεριέχεται στα δομικά υλικά και καταναλώνεται στη διαδικασία της δόμησης, συντίθεται από ένα σύνολο διαφόρων μορφών ενέργειας, Read more