شنبه 10 آبان 1393 | به روز شده: 47 دقیقه قبل

HAMSHAHRIONLINE

The online version of the Iranian daily Hamshahri
ISSN 1735-6393
یکشنبه 21 خرداد 1391 - 14:56:31 | کد مطلب: 173443 چاپ

آشنایی با آلومینیوم

شهر > معماری - همشهری آنلاین: آلومینیوم زمانی یک فلز گران‌بها و ارزشمندتر از طلا به حساب می‌آمد و امروزه به‌ عنوان فلزی صنعتی مورد توجه قرار گرفته است.

تاریخچه کشف آلومینیوم

"فردریک وهلر" به‌طور کلی به آلومینیوم خالص اعتقاد داشت. اما این فلز دو سال پیشتر به‌وسیله "هانس کریستین ارستد" شیمیدان و فیزیکدان دانمارکی بدست آمد. در روم و یونان باستان این فلز را به‌ عنوان ثابت‌کننده رنگ در رنگرزی و نیز به‌عنوان بند‌آورنده خون زخم‌ها بکار می‌بردند و هنوز هم به‌عنوان داروی بند آورنده خون مورد استفاده ‌است. در سال ۱۷۶۱، "ویتون دموروو" پیشنهاد کرد تا alum را آلومین (alumin) بنامند.

پیدایش و منابع

اگر چه آلومینیوم، یک عنصر فراوان در پوسته زمین است (۱۸٪)، این عنصر در حالت آزاد خود بسیار نادر است و زمانی یک فلز گران‌بها و ارزشمندتر از طلا به حساب می‌آمد. بنابر این، به‌ عنوان فلزی صنعتی اخیرا مورد توجه قرار گرفته و در مقیاس‌های تجاری تنها بیش از ۱۰۰ سال است که مورد استفاده‌ است. در ابتدا که این فلز کشف شد، جدا کردن آن از سنگ‌ها بسیار مشکل بود و چون کل آلومینیوم زمین به‌صورت ترکیب بود، مشکل‌ترین فلز از نظر تهیه به شمار می‌آمد.

آلومینیوم برای مدتی از طلا با ارزش‌تر بود، اما بعد از ابداع یک روش آسان برای استخراج آن در سال ۱۸۸۹، قیمت آن رو به کاهش گذاشت و سقوط کرد. تهیه مجدد این فلز از قطعات اسقاط (از طریق بازیافت) تبدیل به بخش مهمی از صنعت آلومینیوم شد. بازیافت آلومینیوم موضوع تازه‌ای نیست، بلکه از قرن نوزدهم یک روش رایج برای این کار وجود داشت. با این همه تا اواخر دهه ۶۰ این یک کار کم منفعت بود تا زمانی که بازیافت قوطی‌های آلومینیومی آشامیدنی‌ها بالاخره بازیافت این فلز را مورد توجه قرار داد. منابع بازیافت آلومینیوم عبارتند از: اتومبیل‌ها، پنجره‌ها، درها، لوازم منزل، کانتینرها و سایر محصولات.

معرفی

آلومینیوم، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای علامت Al و عدد اتمی ۱۳ می‌باشد. آلومینیوم که عنصری نقره‌ای و انعطاف‌پذیر است، عمدتا به صورت سنگ معدن بوکسیت یافت می‌شود و از نظر مقاومتی که در برابر اکسیداسیون دارد، همچنین وزن و قدرت آن، قابل توجه‌ است. آلومینیوم در صنعت برای تولید میلیون‌ها محصول مختلف به‌کار می‌رود و در جهان اقتصاد، عنصر بسیار مهمی است.

اجزای سازه‌هایی که از آلومینیوم ساخته می‌شوند، در صنعت هوانوردی و سایر مراحل حمل‌ونقل بسیار مهم هستند. همچنین در سازه‌هایی که در آن‌ها وزن پایداری و مقاومت لازم هستند، وجود این عنصر اهمیت زیادی دارد.

ویژگی‌های قابل توجه


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.

وقتی آلومینیوم را در خلاء تبخیر کنند، پوششی تشکیل می‌دهد که هم نور مرئی و هم گرمای تابشی را منعکس می‌کند. این پوشش‌ها لایه نازک اکسید آلومینیوم محافظ را بوجود می‌آورند که همانند پوششهای نقره خاصیت خود را از دست نمی‌دهند. یکی دیگر از موارد استفاده از این فلز در لایه آینه‌های تلسکوپ‌های نجومی است.

برخی از کاربردهای فراوان آلومینیوم عبارتند از:


حمل و نقل (اتومبیل‌ها، هواپیماها، کامیون‌ها، کشتی‌ها، ناوگانهای دریایی، راه آهن و...)
بسته‌بندی (قوطی‌ها، فویل و...)
ساختمان (درب، پنجره، دیوار پوشها و...)
کالاهای با دوام مصرف کننده (وسایل برقی خانگی، وسایل آشپزخانه، ...)
خطوط انتقال الکتریکی (به‌علت وزن سبک اگرچه هدایت الکتریکی آن تنها ۶۰٪ هدایت الکتریکی مس می‌باشد)
ماشین‌آلات اکسید آلومینیوم (آلومینا) به طور طبیعی و بصورت کوراندوم، سنگ سنباده، یاقوت و یاقوت کبود یافت می‌شود که در صنعت شیشه‌سازی کاربرد دارد. یاقوت و یاقوت کبود مصنوعی در لیزر برای تولید نور هم‌نوسان به کار می‌روند.
آلومینیوم با انرژی زیادی اکسیده می‌شود و در نتیجه در سوخت موشک‌های با سوخت و دمازاها مورد استفاده واقع می‌شود. آشنایی با آلومینیوم

در طی جنگ جهانی اول و دوم، آلومینیوم به مقدار قابل توجهی تولید و به عنوان ماده سبک و مناسب در ساخت هواپیماهی جنگی به کار گرفته شد.

صنایع آلومینیوم سازی در این زمان پیشرفت چشمگیری یافتند. بعد از جنگ جهانی کشورهایی همچون کانادا و آمریکا که اکنون صاحب صنایع عظیمی در زمینه آلومینیوم هستند و گستره عظیمی از این صنعت را در اختیار دارند متوجه اهمیت کاربرد آلومینیوم در سایر صنایع و از جمله در ساختمان‌سازی شدند.

آلومینیوم به دلیل خواص ویژه ای که دارد توانسته است طی 50 سال اخیر پیشرفت چشمگیری را در صنایع ساختمانی پیدا کند. چنانچه میزان مصرف آن از سال 1960 تا سال 1998 روند صعودی داشته است.

امروزه حدود 35 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، ین 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 2/7 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 650 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 2/23 برابر سخت‌تر از وینیل و 2/7 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 RomesGieacchino در یک قرن پیش، اجزاء ساختمانی نصب شده در ساختمان امپراطوری نیویورک در سال 1953 (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.

آلومینیوم


آلومینیوم فلزی است که آندایز می‌شود، یعنی آلومینیوم به عنوان آند قرار گرفته با اعمال جریان الکتریکی، یک لایه اکسید بر سطح آن ایجاد می‌کنند که ضخامت این لایه بیشتر از لایه اکسید طبیعی است و در ضمن به آلومینیوم قابلیت رنگ‌پذیری می‌دهد.

طی پروسه آندایزینگ می‌توان آلومینیوم را به رنگ‌های زیبایی در آورد و به آن زیبایی و استحکام بخشید، در نتیجه طرحی زیبا و جذاب تولید می‌شود که سطح آن به آسانی با آب گرم قابل شتشو است و نیاز به هیچ تمیزکاری و نگهداری ندارد و به طور طبیعی مقاوم به خوردگی است.

http://fa.wikipedia.org، http://metallurgy-2011.persianblog.ir

انتخاب سردبیر

به‌طور میانگین هر تحقیق و تفحص در مجلس چیزی حدود ۳۰۰ میلیون تومان هزینه دارد

«تحقیق و تفحص» پشت «تحقیق و تفحص»؛ طرح‌هایی که به‌رغم گرفتن وقت بسیار از مجلس، یا وسط راه بایگانی می‌شوند و یا اگر به نتیجه‌ای هم برسند، ‌اعلام نمی‌شوند.

دردسرهای جدید رژیم صهیونیستی

در ۲ روز گذشته و به‌طور همزمان، ۲ رویداد جداگانه باعث بروز جنگ لفظی کم‌سابقه‌ای میان مقامات آمریکایی و اروپا با رژیم صهیونیستی شد.

بررسی اولویت‌های رهبری درباره شورای عالی انقلاب فرهنگی از زبان حسن بشیر

همشهری آنلاین: رهبر معظم انقلاب اسلامی در حکم آغاز دوره جدید شورای عالی انقلاب فرهنگی، ۷ اولویت را برای شورا تعیین کردند. دکتر حسن بشیر استاد ارتباطات دانشگاه امام صادق (ع) در بررسی این اولویت‌ها می‌گوید رهبر معظم انقلاب در این اولویت‌ها نقشه فرهنگی سال‌های آینده شورا را ترسیم کرده‌اند.

چشم‌ اصفهانی‌ها به آب زاینده رود روشن می‌شود

اصفهانی‌ها برای جاری شدن آب در زاینده‌رودی که چندماهی است آب به‌خود ندیده، لحظه شماری می‌کنند تا شاید وعده جاری شدن آب حتی برای یک‌ماه لبخند توأم با حسرت را بر چهره مردم این شهر بنشاند.

نشست تخصصی بزرگداشت روز جهانی علم برگزار ۱۱ آبان برگزار می‌شود

همشهری‌آنلاین: به مناسبت روز جهانی علم در خدمت صلح و توسعه (۲۰۱۴)، کمیسیون ملی یونسکو- ایران با همکاری کمیته‌های ملی کمیسیون ملی یونسکو، کرسی‌های دانشگاهی یونسکو و مراکز منطقه‌ای و بین‌المللی وابسته به یونسکو نشست تخصصی کیفیت بخشی به آموزش علم: تضمین آینده پایدار برای همه را که موضوع امسال روز جهانی علم برای صلح و توسعه است، از ساعت ۹ تا ۱۲ روز یکشنبه ۱۱ آبان ۱۳۹۳ در سالن اجتماعات کمیسیون برگزار می کند.

همدلی کلید‌ی‌ترین راز در حوزه روابط‌عمومی است

همشهری‌آنلاین - افشین فلاح: دهمین سمپوزیوم بین‌المللی روابط عمومی کشور درحالی در سالن همایش‌های برج میلاد آغاز به کار کرد که این همایش یک میهمان ویژه خارجی داشت.

بهره‌برداری از نیروگاه برق برج میلاد؛دی ماه سال جاری

مدیرعامل برج میلاد در بازدید از روزنامه همشهری آخرین وضعیت مجموعه اقامتی، مسجد و ساخت نیروگاه برق اختصاصی برای برج میلاد را تشریح کرد.

تهرانگردی با شور و حال حسینی در حسینیه‌ها و تکایای تاریخی

همشهری‌آنلاین: احمدمسجد‌جامعی و گروه تهرانگردان در سی و سومین برنامه تهرانگردی و در ششمین روز از ماه محرم به حسینیه های تاریخی تهران رفتند و در جمع سوگواران حسینی ضمن شرکت در عزاداری سید و سالار شهیدان شاهد آیین‌ها و سنت‌های عزاداری در حسینیه‌های تاریخی تهران بودند و از زبان بزرگان هر هیئت و حسینیه روایت‌ها، خاطرات و سنت‌های دیرین عزاداری و سرگذشت خادمان امام حسین(ع) را شنیدند.

تلاش برای اختلاف اعضای شورای شهر

یک روزنامه در شماره چهارشنبه اخیر خود با ناراحتی از اینکه اعضای شورای شهر تهران از توضیحات قالیباف در جلسه سه‌شنبه که به موضوع زمین ۷هکتاری اختصاص داشت، قانع شدند، اصلاح‌طلبان را مورد عتاب قرار داد که پس آنها چه نقشی در شورای شهر دارند؟

سایپا ۲ پنالتی خراب کرد تا راه آهن پیروز شود

همشهر‌ی‌آنلاین: دیدار سایپا و راه آهن درحالی با برتری شاگردان استیلی به پایان رسید که تیم کرجی دو پنالتی را از دست داد.

سرقت دزد سابقه‌دار با شکلات مسموم

پلیس به‌دنبال کشف جرایم احتمالی تبهکاری سابقه‌دار است که با تعارف‌کردن شکلات مسموم به شهروندان آنها را بیهوش و اموال‌شان را سرقت می‌کرد.

داربی تبریز را تراکتورسازی برد

همشهری‌آنلاین: تراکتورسازی با شکست گسترش فولاد همچنان صدرنشین لیگ برتر فوتبال ماند.

حکم عجیب دادستان در مرگ بی‌خانمان آمریکایی

۲ سال پس از کشته‌شدن یک مرد بی‌خانمان با شلیک ۴۶گلوله از سوی پلیس آمریکا، نظر تازه دادستان این ایالت جنجال‌ساز شد.

نفت از سد پدیده گذشت

همشهری‌آنلاین: دیدار نفت تهران و پدیده مشهد با برتری یک بر صفر شاگردان منصوریان به پایان رسید.

کودک ۳ ساله قربانی انتقام هولناک همسایه

زن جوان وقتی کودک ۳ ساله همسایه را در کوچه تنها دید نقشه شوم انتقام‌جویی کشید.

نفت مسجد سلیمان و ذوب آهن امتیازات را تقسیم کردند

همشهری‌آنلاین: دیدار نفت مسجد سلیمان و ذوب آهن با تساوی یک بر یک به پایان رسید.

آقا اجازه هولم نکن، دست و پاهامو گم نکن!

همشهری آنلاین: - «به من بگو ببینم هر آدمی تو دستاش چند تا دونه انگشت داره؟»

۱۰ آبان؛ آغاز ثبت‌نام در دانشگاه‌های پیام‌نور و غیرانتفاعی بر اساس سوابق تحصیلی

همشهری آنلاین: مشاور عالی سازمان سنجش آموزش کشور از آغاز ثبت‌نام در دانشگاه پیام‌نور و موسسات غیرانتفاعی بر اساس سوابق تحصیلی از شنبه ۱۰ آبان ماه خبر داد.