آلومینیوم

آلومینیوم
آلومینیوم، فلزی نرم و سبک، اما قوی است، با ظاهری نقره‌ای – خاکستری مات و لایه نازک اکسایش که در اثر برخورد با هوا در سطح آن تشکیل می‌شود، از زنگ خوردگی بیشتر جلوگیری می‌کند. وزن آلومینیوم تقریبأ یک سوم فولاد یا مس است. چکش خوار، انعطاف‌پذیر و به راحتی خم می‌شود. همچنین بسیار بادوام و مقاوم در برابر زنگ‌زدگی است. به‌علاوه، این عنصر غیر مغناطیسی، بدون جرقه، دومین فلز چکش‌خوار و ششمین فلز انعطاف‌پذیر است.

کاربردها

چه از نظر کیفیت و چه از نظر ارزش، آلومینیوم کاربردی‌ترین فلز بعد از آهن است و تقریبا در تمامی بخش‌های صنعت دارای اهمیت است. آلومینیوم خالص، نرم و ضعیف است، اما می‌تواند آلیاژهایی را با مقادیر کمی از مس، منیزیوم، منگنز، سیلیکون و دیگر عناصر بوجود آورد که ویژگی‌های مفید گوناگونی دارند. این آلیاژها اجزای مهم هواپیماها و راکت‌ها را می‌سازند.

ساختمان (درب، پنجره، دیوار پوشها و…)

آلومینیوم به دلیل خواص ویژه ای که دارد توانسته است طی ۵۰ سال اخیر پیشرفت چشمگیری را در صنایع ساختمانی پیدا کند. چنانچه میزان مصرف آن از سال ۱۹۶۰ تا به حال روند صعودی داشته است.

امروزه حدود ۳۵ در صد از آلومینیوم تولیدی دنیا در صنایع ساختمانی مصرف می‌شود. آلومینیوم به اشکال مختلف در ساختمان به کار می‌رود. آلومینیوم اکسترود شده، نورد شده و ریختگی برای ساخت قالب‌های در و پنجره، سقف، کف کاذب، نما، یراق‌آلات، پرده دیواری، سیستم‌های حرارتی و تهویه‌ای، پرده و حفاظ، سایبان و پارتیشن‌ها و پانل‌ها، ساختمان‌های پیش‌ساخته، خانه‌های سبز و داربست‌ها استفاده می‌شود. مهم‌ترین دلیلی که باعث شده تا آلومینیوم با این وسعت و به این اندازه در صنایع ساختمانی به کار رود عبارتند از: سبکی و وزن کم تجهیزات آلومینیومی فاکتور بسیار مهمی در کاربردهای مهندسی ساختمان محسوب می‌شود. آلومینیوم فلزی است با وزنی حدود یک سوم وزن فولاد، این سبک وزنی و همچنین قابلیت شکل‌پذیری بالا ، آلومینیوم را فلزی مناسب جهت ساخت در و پنجره تبدیل نموده است. موارد آلومینیومی مصرفی در ساختمان طول عمر بالایی داشته و به تعمیر و نگهداری نیازی ندارند. آلومینیوم موجب می‌شود خطرات احتمالی ناشی از زلزله به حداقل برسد. همچنین بار استاتیکی وارد بر ساختمان کم گردد و در نتیجه مصالح مورد نیاز نیز کاهش یابد و فشار کمتری به پی ساختمان وارد شود و فونداسیون ساختمان را بتوان با مواد کمتری طراحی کرد.

نسبت استحکام به وزن بالای آلومینیوم از خواصی است که در صنعت ساختمان‌سازی اهمیت ویژه‌ای را به آن می‌دهد. آلومینیوم دارای چگالی حدود ۲/۷ گرم بر سانتی‌متر مکعب است، یعنی حدود یک سوم چگالی فولاد، استحکام آلیاژهای آلومینیوم را نیز می‌توان با انتخاب آلیاژ مناسب و گاه با اعمال عملیات حرارتی خاص به حد استحکام فولاد رساند، در نتیجه می‌توان آلومینیوم با استحکام و سختی بالا به دست آورد و در ساخت حمایل‌ها و فرم‌های پنجره‌ها و درها استفاده کرد. سختی و استحکام مواد آلومینیومی باعث می‌شود که یک نوار باریک برای قاب آلومینیومی بتواند در مقابل بارها و تنش‌های اعمالی پایدار بماند و این مورد در ساختمان‌های بلند از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، زیرا پایداری و ثبات استاتیکی از خواص ضروری برای پنجره‌ها، سردرها و سایبان‌ها محسوب می‌شوند. سردرهای آلومینیومی به عنوان پوششی در مقابل نور و حرارت به کار می‌روند و کاربرد آن‌ها در ساختمان‌های غیر مسکونی بیشتر می‌باشد. این پوشش‌ها باعث افزایش عمر ساختمان می‌شوند، خواص عایق‌بندی مناسب را فراهم می‌کنند و بازده بهره‌برداری از انرژی را تقویت می‌کنند.

نسبت استحکام به وزن بالای آلومینیوم، باعث شده که این فلز به عنوان ماده مناسب برای کاربرد در نماسازی مطرح باشد. علاوه بر آن موجب کاهش هزینه‌های حمل و انتقال تجهیزات می‌شود. وزن کم محصولات آلومینیومی جابه‌جایی آن را از مکانی به مکان دیگر تسهیل می‌نماید. پانل‌های رول شده با وزن مخصوص کم، قابل جابجایی با دست می‌باشند و نیاز به تجهیزات عظیم و سنگین ندارند. سازه‌های سبک و پارتیشن‌های آلومینیومی به راحتی قابل اتصال و جابجایی می‌باشند و نصب آن‌ها با سرعت و سهولت امکان‌پذیر است.

یکی دیگر از خواص آلومینیوم در صنایع ساختمانی قرار گرفتن آلومینیوم در زمره مواد غیر مشتعل می‌باشد زیرا که آلومینیوم نمی‌سوزد و قابل اشتعال نیست و در آتش‌سوزی در زمره مواد غیر مشتعل شونده دسته‌بندی می‌شود.

آلومینیوم در ۶۵۰ درجه سانتی‌گراد ذوب می‌شود که تا رسیدن به این دما به زمان نسبتاً زیادی نیاز است. در یک آتش‌سوزی بزرگ این خاصیت یک مزیت مهم به شمار می‌رود زیرا که انرژی آتش صرف ذوب و گرم کردن آلومینیوم می‌شود. سقف‌های صنعتی و دیوارهای خارجی ساخته شده از پانل‌های نازک آلومینیوم طوری طراحی می‌شوند که در یک آتش‌سوزی بزرگ ذوب شوند. در نتیجه ساختمان باز شده، گرما و دود آزاد شده و اجازه خروج پیدا می‌کند و در نتیجه دمای اعمال شده به ساختار کم می شود و خاموش کردن آتش آسان‌تر انجام می‌گیرد. در نتیجه سازه اصلی ساختمان سالم باقی می‌ماند. خطرات ریزش نیز کمتر می‌شود و در ضمن نیاز به بازسازی کامل سازه‌ها بعد از آتش سوزی نیز از بین می‌رود. علاوه بر مسائل فوق نکته مهم این است که آلومینیوم در حین گرم شدن و حتی ذوب شدن هیچ نوع گاز و دود خطرناک و سمی تولید نمی‌کند، در نتیجه در مقایسه با در و پنجره‌های چوبی و یا PVC به دلیل عدم تولید گاز یا دود خطرناک از کیفیت بالاتری برخوردار است.

آلومینیوم سخت، محکم و پایدار است و یکی از مزایای پنجره های آلومینیومی بر پنجره‌هایی از جنس چوبی و یا وینیلی(PVC) سختی آن‌ها است. آلومینیوم تقریباً ۲/۲۳ برابر سخت‌تر از وینیل و ۲/۷ برابر سخت‌تر از چوب است.

لذا در و پنجره و سازه‌های آلومینیومی در برابر کج شدن و اعوجاج ناشی از تحرک ساختمان مشکلی از خود نشان نمی‌دهند و در برابر بارهای اعمالی تغییر شکل نداده و دفورمه نمی‌شوند. بر خلاف سایر موارد مصالح ساختمانی، آلومینیوم از عمری طولانی و نامحدود برخوردار است و دوام و پایداری آن از سایر مواردی که در اطرافمان هر روز می‌بینیم بیشتر است.

آلومینیوم نصب شده در گنبد کلیسای San Rome Gieacchino در یک قرن پیش، اجزاء ساختمانی نصب شده در ساختمان امپراطوری نیویورک در سال ۱۹۵۳ (اولین ساختمانی که از آلومینیوم آندایز شده در آن استفاده شد) و یا مجسمه واقع در سیرک لندن که قدمت آن به صد سال پیش بر می‌گردد، نمونه‌های جالبیست که نشان از عمر طولانی این فلز دارند. آلومینیوم رطوبت را جذب نمی کند، متورم نمی‌شود، ترک نمی‌خورد، شکافته و پاره نمی‌شود، منقبض نمی‌شود و قابل فاسد شدن نیست. آلومینیوم در مقابل اشعه ماوراء بنفش به هیچ گونه پوششی نیاز ندارد.

محصولات مصرفی آلومینیوم در ساختمان به صورت آلیاژهای آلومینیوم می‌باشند که به صورت ریختگی یا فولادی بوده و حاوی عناصری مثل منگنز، منیزیم و سیلیسیم می‌باشند. وجود این عناصر به صورت آلیاژی باعث یجاد خواص پایداری و دوام و مقاومت در برابر اتمسفر و هوا و استحکام بالا تاحد فولاد می‌شود.

یکی دیگر از خواص فوق‌العاده آلومینیوم مقاومت خوردگی آن است. اکسید طبیعی که همواره در سطح آلومینیوم وجود دارد مانع و سد بزرگی در برابر انواع مواد خورنده محسوب می‌شود. لایه اکسید تشکیل شده، نازک، مستحکم و غیر متخلخل است و نقش پوشش را بازی می‌کند. لذا در ساخت اجزایی از ساختمان که تنها یک بار قابل چک کردن هستند و بعد از آن امکان بازدید آن‌ها وجود ندارد، مناسب می‌باشد. آلومینیوم در برابر رطوبت و اتمسفر هوا مقاوم است و خورده نمی‌شود، لذا بهترین ماده برای ساخت در و پنجره و سایر تجهیزات ساختمانی در مناطق مرطوب و شرجی و نواحی ساحلی است. علاوه بر آن مواد آلوده کننده‌ای مثل آمونیوم NH4، منوکسید کربن و دی‌اکسید کربن تاثیر بسیار کمی بر آلومینیوم دارند. همچنین تاثیر کمی که کلرید سدیم بر آلومینیوم دارد باعث استفاده این فلز در سازه‌های دریایی و مناطق ساحلی گشته است. فویل‌های آلومینیومی معمولاً برای محافظت از سایر مواد ساختمانی به کار می‌روند. مثلاً فویل به پانل‌های ساختمانی “لامینه” چسبانده می‌شود و همچون یک پوشش از نفوذ رطوبت به آن جلوگیری می‌کند.