1 Algemeen
Eigenschappen van metalen
Alle metalen hebben gemeenschappelijke eigenschappen, deze zijn toe te wijzen aan het
metaalrooster waarin de buitenste elektronen zich tamelijk vrij bewegen tussen de atomen
Hoe maak je een metaal sterker/harder?
Plastische vervormbaarheid reduceren
Hoe? De mobiliteit van de dislocaties limiteren spanning in het metaalrooster creëren
1.1 Inleiding
Metalen = klasse van elementen die zich onderscheidt door:
• Ductiliteit en vervormbaarheid
• Smeedbaarheid
• Hardheid
• Geleidbaarheid (thermisch en elektrisch)
• Mogelijkheid om legeringen te vormen
• Uiterlijk (typische metaalglans)
• Corrosieve eigenschappen (vorming roest…)
Metalen vormen 5 aparte families
1. Alkalimetalen
Zeer reactieve metalen, geen van deze worden gebruikt in de architectuur
2. Alkalische aardmetalen
Magnesium en beryllium worden gebruikt als legeringselementen, anders niet gebruikt voor de
architectuur
3. 1ste groep overgangsmetalen
Bekend om hun hardheid en sterkte (vooral wolfraam, chroom en vanadium wordt gebruikt als
legeringselementen)
4. 2e groep overgangsmetalen
Ijzer is een belangrijk architectonisch element van deze groep, nikkel wordt gelegeerd met koper om
monel te vormen en met ijzer en staal om roestvaste staalsoorten te produceren (ijzer, cobalt,
nikkel…)
5. 3e groep overgangsmetalen
Koper, zilver, zink… Spelen allemaal een rol in de architectuur. Zink en koper worden gebruikt voor
hun superieure stabiliteit in atmosferische omstandigheden
Metaalachtige elementen met zowel metallische als niet-metallische eigenschappen
• Boor- en koolstoffamilies: bevat het oudste architectonisch materiaal (lood) en het nieuwste
(aluminium)
• Zeldzame aardmetalen (niet van architectonisch belang)
1
, • Stikstof en zuurstofgroep
1.1.1 Weer- en corrossiebestendigheid
• Metalen verouderen t.g.v. scheikundige aantasting door hun omgeving = corrosie vorming
van oxiden en hydroxiden aan hun oppervlak
• Vaak vormt zich een gelaagde, ruwe zone die de typische metaalglans (reflectiviteit)
vermindert = patina
• Corrosie leidt tot sterkteverlies
• In het algemeen zal een gladder oppervlak beter bestand zijn tegen corrosie omdat het
minder kans biedt tot atmosferische penetratie. Een glad oppervlak reinigt zichzelf ook beter
(meestal met regen en sneeuw).
Betonrot gevolg van corrosie
Corrosieproducten nemen een groter volume in dan het metaal
uitzettingen introduceren spanningen in het omhullend beton
barsten
Oplossing: voldoende betondekking voorzien
• In kustklimaten is de aanwezigheid van chloriden uit zout de belangrijkste oorzaak van
corrosie
• In stedelijke/industriële omgevingen treedt corrosie op door de aantasting van het oppervlak
door zwaveldioxide dat zich combineert met vocht om zwavelzuur te ontwikkelen
METAAL KLEUR GLANS/REFLECTIVITEIT VEROUDERING
Zink Blauw - grijs 2 Donker blauwachtig grijs
Geprepatineerd zink Donker blauw - grijs 4 Donker blauwachtig grijs
Koolwaterstofstaal Donker grijs - blauw 4 Rood roest
Tin Grijs zilver 2 Donkere grijze tonen
Lood Donker grijs 5 Donker grijs zwart
Aluminium zink legering Licht grijze tint 3 Grijs
Roestvrij staal Chrome zilver 1 Geen verandering
Titanium Medium grijs 3 Geen verandering
Geanodiseerd aluminium Medium grijs 3 Kleine kleurverandering
Koper Roodachtig roze 2 Grijs groene glans
Brons Roodachtig goud 2 Grijs groene glans
Koper en zink Geel goud 2 Grijs groene glans met
zwarte stroken
1 = glanzend
5 = dof
2
Eigenschappen van metalen
Alle metalen hebben gemeenschappelijke eigenschappen, deze zijn toe te wijzen aan het
metaalrooster waarin de buitenste elektronen zich tamelijk vrij bewegen tussen de atomen
Hoe maak je een metaal sterker/harder?
Plastische vervormbaarheid reduceren
Hoe? De mobiliteit van de dislocaties limiteren spanning in het metaalrooster creëren
1.1 Inleiding
Metalen = klasse van elementen die zich onderscheidt door:
• Ductiliteit en vervormbaarheid
• Smeedbaarheid
• Hardheid
• Geleidbaarheid (thermisch en elektrisch)
• Mogelijkheid om legeringen te vormen
• Uiterlijk (typische metaalglans)
• Corrosieve eigenschappen (vorming roest…)
Metalen vormen 5 aparte families
1. Alkalimetalen
Zeer reactieve metalen, geen van deze worden gebruikt in de architectuur
2. Alkalische aardmetalen
Magnesium en beryllium worden gebruikt als legeringselementen, anders niet gebruikt voor de
architectuur
3. 1ste groep overgangsmetalen
Bekend om hun hardheid en sterkte (vooral wolfraam, chroom en vanadium wordt gebruikt als
legeringselementen)
4. 2e groep overgangsmetalen
Ijzer is een belangrijk architectonisch element van deze groep, nikkel wordt gelegeerd met koper om
monel te vormen en met ijzer en staal om roestvaste staalsoorten te produceren (ijzer, cobalt,
nikkel…)
5. 3e groep overgangsmetalen
Koper, zilver, zink… Spelen allemaal een rol in de architectuur. Zink en koper worden gebruikt voor
hun superieure stabiliteit in atmosferische omstandigheden
Metaalachtige elementen met zowel metallische als niet-metallische eigenschappen
• Boor- en koolstoffamilies: bevat het oudste architectonisch materiaal (lood) en het nieuwste
(aluminium)
• Zeldzame aardmetalen (niet van architectonisch belang)
1
, • Stikstof en zuurstofgroep
1.1.1 Weer- en corrossiebestendigheid
• Metalen verouderen t.g.v. scheikundige aantasting door hun omgeving = corrosie vorming
van oxiden en hydroxiden aan hun oppervlak
• Vaak vormt zich een gelaagde, ruwe zone die de typische metaalglans (reflectiviteit)
vermindert = patina
• Corrosie leidt tot sterkteverlies
• In het algemeen zal een gladder oppervlak beter bestand zijn tegen corrosie omdat het
minder kans biedt tot atmosferische penetratie. Een glad oppervlak reinigt zichzelf ook beter
(meestal met regen en sneeuw).
Betonrot gevolg van corrosie
Corrosieproducten nemen een groter volume in dan het metaal
uitzettingen introduceren spanningen in het omhullend beton
barsten
Oplossing: voldoende betondekking voorzien
• In kustklimaten is de aanwezigheid van chloriden uit zout de belangrijkste oorzaak van
corrosie
• In stedelijke/industriële omgevingen treedt corrosie op door de aantasting van het oppervlak
door zwaveldioxide dat zich combineert met vocht om zwavelzuur te ontwikkelen
METAAL KLEUR GLANS/REFLECTIVITEIT VEROUDERING
Zink Blauw - grijs 2 Donker blauwachtig grijs
Geprepatineerd zink Donker blauw - grijs 4 Donker blauwachtig grijs
Koolwaterstofstaal Donker grijs - blauw 4 Rood roest
Tin Grijs zilver 2 Donkere grijze tonen
Lood Donker grijs 5 Donker grijs zwart
Aluminium zink legering Licht grijze tint 3 Grijs
Roestvrij staal Chrome zilver 1 Geen verandering
Titanium Medium grijs 3 Geen verandering
Geanodiseerd aluminium Medium grijs 3 Kleine kleurverandering
Koper Roodachtig roze 2 Grijs groene glans
Brons Roodachtig goud 2 Grijs groene glans
Koper en zink Geel goud 2 Grijs groene glans met
zwarte stroken
1 = glanzend
5 = dof
2
