Metalen

OMSCHRIJVING:
Koper (Cu) is een goed geleidend en redelijk corrosiebestand edelmetaal. Koper is een natuurlijk sporenelement dat behalve in de aardkorst in het menselijk lichaam voorkomt. Het is ook één van de meest gelegeerde metalen. Door de lage smelttemperatuur is koper goed bewerkbaar.
Koper is van nature oranje/roodkleurig; door oxidatie komt er een groen oxidelaagje op het materiaal, waardoor verdere oxidatie wordt voorkomen.

Messing is een legering van koper en zink (Zn)  of 'geel koper'.
Brons is een legering van koper met tin (Sn) en bijlegering van zink (Zn), lood (Pb) en andere elementen.

TOEPASSING:
Koper wordt vooral toegepast in leidingen (drinkwater- en gasleidingen) en elektriciteitsbedrading (door de zeer sterke geleiding).
Messing vindt in de bouw vooral toepassing in hang- en sluitwerk en als koppelstuk van koperen waterleidingen.
Brons wordt bijna niet in de bouw gebruikt.

MILIEUOVERWEGINGEN:
Levenscyclus:

Winning
Kopererts wordt voornamelijk gewonnen in Zuid-Amerika (Chili en Peru), maar daarnaast ook in Noord-Amerika, Polen, Rusland, Afrika (Zambia en Zaïre) en Azië (Indonesië en China).
Bij de winning van kopererts zijn de milieuproblemen van dezelfde aard als bij als bij de winning van ijzererts, looderts, zinkerts en bauxiet:
Complexe ecosystemen kunnen onherstelbaar worden verstoord. Zowel voor het landschap als voor het verwerken van het afval is er een probleem.

Verwerking
Bij de koperproductie komen als afval grondresten en ijzer-, magnesium- en aluminiumoxiden vrij. (De overblijvende koperslakken worden in de waterbouw te gebruikt als steenbekleding van oeverwerken).

Gebruik
Koper heeft een langere levensduur dan de meeste andere metalen die in de bouw worden toegepast. Een koperen dak gaat bijvoorbeeld zo'n 200 jaar mee.
Koper is een zwaar metaal waarvan de gezondheidseffecten niet duidelijk zijn. In drinkwater uit koperen leidingen overschrijdt het gehalte aan koperdeeltjes de norm voor waterkwaliteit met een factor 30; na een nacht stilstand is dat is dat zelfs een factor 200 (Lycklama a Nijeholt / Knapen, 2000). Emissie van koper in het leidingwater is hoger bij warmwater.

De afvalfase
Koper, messing en brons zijn eenvoudig te recycleren, en dat gebeurt ook grootschalig. Daarbij wordt nog maar 10-40% energie gebruikt ten opzichte van primaire producten.

Samengevat: Wegens de milieuproblemen bij ontginning wordt het gebruik van koper niet aangeraden. Dus: nooit eerste keuze. Bij verlichtingstoestellen bijvoorbeeld worden voor de sterke geleiding ook glasvezeldraden gebruikt.

MILIEUKADER:
Milieukader 2: materialen uit oppervlaktedelfstoffen.

OMSCHRIJVING:
Lood (Pb) komt in de aardkorst als loodsulfide onder natuurlijke vorm voor. Het is een van de zwaarste en duurzaamste metaalsoorten die we kennen. Tegelijkertijd is lood een plastisch vervormbaar materiaal.

TOEPASSING:
In de bouw is lood ('bladlood') door zijn duurzaamheid en buigzaamheid veel gebruikt als slabbe, waarmee vochtinslag in gevels en daken wordt voorkomen. Loden drinkwaterleidingen moeten (door schadelijke invloeden op het zenuwstelsel) vervangen worden.
Lood is ook veel gebruikt in verven (loodmenie).
Lood kan tegen corrosie worden beschermd door het te 'patineren'.

MILIEUOVERWEGINGEN:
Levenscyclus:

Winning:
Lood is een schaars metaal: bij voortzetting van het huidige gebruik is het in winbare vorm in 2030 op (Meadows et al., 1992). Er zijn nog Romeinse loodmijnen in Engeland die nog steeds de omgeving vervuilen.

Verwerking:
Lood heeft een vrij lage smelttemperatuur en kan dus bij lagere temperaturen worden geproduceerd dan andere metalen. Bij het flotatieprocédé van lood ontstaan verontreinigingen en bij de productie komen schadelijke emissies vrij (CO, CO2, SO2 en stof), die met de rookgassen worden gewassen.

Gebruik:
Lood is een neurotoxisch materiaal dat het menselijk zenuwstelsel kan aantasten, vooral bij foetussen en kinderen. Door voedselinname en drinkwater uit loden leidingen zouden heel wat kinderen uit het verleden een te hoog loodgehalte in het bloed hebben.
Alleen het sporenelement lood, kan neurotische problemen geven. Over het gebruik van bladlood is dat (nog) niet duidelijk.

De afvalfase
Terugwinning van lood is door zijn lage smelttemperatuur en de pure vorm waarin het meestal wordt gebruikt zeer eenvoudig.

Samengevat: Bij het gebruik van lood in meubels en gebruiksvoorwerpen of als waterdichting is niet duidelijk of er op termijn schadelijke gevolgen zijn. Wel is loodwinning en zeer vervuilend en eindig. Er zijn kunststof (teflon, EPDM) alternatieven voor loodslabben, maar de beste manier om loodslabben te voorkomen is om gebouwdetaillering eenvoudig en goed uit te voeren.

MILIEUKADER:
Milieukader 2: uit oppervlaktedelfstoffen.

OMSCHRIJVING:
Meest gebruikt is titaanzink, het is een legering waarin het titanium zorgt voor een grotere weerstand tegen corrosie. Als sporenelement is zink (Zn) een natuurlijk onderdeel van het menselijk lichaam, dat weerstand biedt tegen zware metalen en in medicinale toepassingen wordt gebruikt.
Gegalvaniseerd zink is een legering met galvalume, dat ook een grotere duurzaamheid heeft.
Verzinkt staal is staal waarop een dun laagje zink is gesmolten of opgedampt; daarbij is het onedelere zink corrosieremmend voor het staal.

TOEPASSING:
Zink wordt in de bouw gebruikt als dak- of gevelbekleding, regenwaterafvoer en als slabben. Titaanzink wordt veel gebruikt als gevel- en dakbekleding.
Gegalvaniseerd zink wordt als plaatmateriaal gebruikt en als materiaal voor metaalprofielen.
Verzinkt staal wordt vooral gebruikt als constructief staal en plaatstaal.

MILIEUOVERWEGINGEN:
Levenscyclus:

Winning:
Zink is nog schaarser dan lood: van zinkerts wordt verwacht dat het in 2020 in primaire vorm niet winbaar meer zal zijn (Meadows, 1992). Zink kan echter uit ertsen met een lager zinkgehalte worden gehaald door middel van elektrolyse. Met deze techniek gaat wel heel wat energie gepaard. (de hoeveelheid energie die nodig is voor de productie van gewalst zink uit zinkerts is de laagste van alle metalen, waaronder koper, aluminium, roestvrij staal, die men in de bouw gebruikt.

Verwerking:
Bij de productie van zink (flotatieprocédé) komt erg veel afval vrij (per kg zink ontstaat 7 kg afval) Bij de traditionele productie van zink komen emissies vrij die vergelijkbaar zijn met die bij loodproductie. (Deze emissies kunnen wel gefilterd worden en bij de elektrolytische winning komen geen emissies naar de lucht vrij).

Gebruik:
Zink heeft een korte levensduur; ten opzichte van staal, lood, aluminium en koper is het een minder duurzaam metaal. In een zuur milieu corrodeert het en spoelt het weg in het milieu. In hoeverre dit schadelijk is, is nog niet bewezen.

De afvalfase:
Zink kan eenvoudig worden gerecycleerd tot nieuw materiaal.

Samengevat: Wegens de beperkte reserves en de beperkte duurzaamheid, wordt het gebruik van zink niet aangeraden vanuit milieustandpunt. Gerecycleerd zink en het beschermen van staal met zink verlengd natuurlijk de levensduur. Dus: nooit eerste keuze.

MILIEUKADER:
Milieukader 2: uit oppervlaktedelfstoffen.

OMSCHRIJVING:
Roestvrijstaal (RVS) bestaat uit de volgende verhouding: ca. 70-75 % Fe, ca. 18-20% Cr en 8-10% Ni. (Nikkel is het prijsbepalende element). Deze verhouding maakt het staal sterk, corrosiebestendig en niet-geleidend. Ruim tweederde van het Nikkel wordt gebruikt voor het maken van gelegeerd (roestvrij) staal.

TOEPASSING:
Roestvrij staal wordt gebruikt in de keuken als aanrecht, voor tafels en andere meubels, als constructieprofielen, afwerkingsbeplating,…

MILIEUOVERWEGINGEN:
Levenscyclus:

Winning:
De grootste ijzerertsproducenten zijn China, Rusland, Brazilië en Australië. Vooral in Brazilië heeft de winning een grote impact op het regenwoud, omdat de grootste ijzerertsvoorraden vaak op de ecologisch meest waardevolle plekken liggen.

Verwerking:
Naast ijzererts zijn voor de bereiding van staal kolen (cokes) nodig, en de diepe winning ervan heeft ook - in mindere mate dan bij oppervlaktewinning - aantasting van het landschap tot gevolg. Van sommige ertsen zijn de voorraden beperkt.

Afvalfase:
Bij roestvrij staal kan men door middel van analyse-apparatuur de legeringen uit elkaar halen. Omdat nikkel zeer gegeerd is, komt dat zeer weinig op de afvalberg terecht.

Samengevat: Waar kan zou men, vanuit ecologisch standpunt (ontginning), het gebruik van metaal moeten vermijden en vervangen door bijvoorbeeld hout met FSC-label. Maar de belangrijkste kwaliteiten qua bewerking, fijne constructie en sterkte zijn natuurlijk moeilijk te vervangen.
RVS is beschermd tegen corrosie en heeft dus een zeer lange levensduur en zeer goede recyclagemogelijkheden.

MILIEUKADER:
Milieukader 2: materialen uit oppervlaktedelfstoffen.

OMSCHRIJVING:
Het basismateriaal voor aluminium (Al) is bauxiet. Het wordt gelegeerd met magnesium (Mg) en silicium (Si). Het materiaal is goed te 'extruderen' (in visceuze toestand te persen door een mal) waardoor een geprofileerd product ontstaat.

TOEPASSING:
Aluminium is minder sterk en stijf dan bijvoorbeeld staal. Doordat het een vrij licht materiaal is, werd het oorspronkelijk toegepast in de vliegtuigbouw en ruimtevaart. In de bouwsector vinden we het vooral als raamprofiel, bij meubel- en wandprofielen en als beplating terug.

MILIEUOVERWEGINGEN:
Levenscyclus:

Winning en productie:
Aluminiumproductie vanuit bauxiet (het basismateriaal voor aluminium) is bij het huidige gebruik nog zeker 150 jaar mogelijk. De grootste producenten van Bauxiet zijn Zuid-Amerika en Oceanië.
Bij elke ton bauxiet komt 3 ton onbruikbaar productieafval vrij; (vooral aluinaarde of rode modder). Dit afval zorgt voor verontreiniging van oppervlaktewater.
Er zijn veel emissies bij de productie, dezelfde als bij lood en zink, maar er is tevens emissie van fluoriden, aluminiumzouten en slakken. Met name fluorzouten zijn toxisch.

Verwerking:
Voor productie van aluminium is zeer veel energie nodig, per kilo ongeveer anderhalf keer zoveel als bij staal. Dit komt doordat aluminium uit bauxiet moet worden geëlektrolyseerd.

Gebruik:
Aluminium is in principe zeer duurzaam. Het corrodeert wel, maar daarbij vormt zich een laagje op het metaal, dat verdere corrosie voorkomt. Anodiseren of verven (poedercoaten) zijn andere mogelijkheden om de levensduur te verlengen.

De afvalfase:
Bij het maken van aluminiumproducten uit hergebruikt aluminium is nog maar 5 tot 10% nodig van de energie die nodig was voor de productie van primair aluminium. Zeker bij aluminium geldt dus: hoe vaker het wordt hergebruikt, des te lichter wegen de milieubezwaren van de oorspronkelijke productiefase.

Samengevat: Vanuit de winning is het product te milieubelastend als eerste keuze. Aluminium kan dus omwille van het lage onderhoud en de duurzaamheid, als je het goed beschermt en zo aan elkaar vastzet dat het makkelijk recupereerbaar is.

MILIEUKADER:
Milieukader 2: materialen uit oppervlaktedelfstoffen.

OMSCHRIJVING:
Staal is een verzamelnaam voor metaallegeringen die grotendeels uit ijzer (Fe) bestaan, versterkt met koolstof om het harder te maken.

Cortenstaal is een staalsoort met een legeringselement dat het oxidatieproces stabiliseert, waardoor een geöxideerd, bruinkleurig uiterlijk ontstaat.

Roestvrijstaal (RVS) bestaat uit ijzer, chroom en nikkel (zie aparte fiche)

Daarnaast zijn er honderden andere samenstellingen van gelegeerd staal, meestal met nikkel als belangrijkste element: vb. constructiestaal, machinestaal, staal voor verschillende gereedschappen.

TOEPASSING:
Staal wordt gebruikt voor constructies zoals balken en kolommen, beplating en allerhande gereedschap. Ook voor meubels is staal makkelijk buigbaar en lasbaar.
Cortenstaal wordt als gevelbeplating wordt gebruikt.
RVS kent veel toepassingen binnen: keukenaanrecht, leuning, deurkruk,…

In natte milieu’ s corrodeert staal (water en zuurstof).
Om staal daartegen te beschermen bestaan de volgende mogelijkheden:
-niet toepassen in natte milieus
-lakken of poedercoaten (bedekken met een verflaag)
-verzinken of galvaniseren (bedekken met een zinklaagje>zie aparte fiche)
-kathodisch beschermen
-roestvrijstaal (RVS) of andere duurzame metalen gebruiken.

MILIEUOVERWEGINGEN:
Levenscyclus:

Winning:
De grootste ijzerertsproducenten zijn China, Rusland, Brazilië en Australië. Vooral in Brazilië heeft de winning heeft een grote impact op het regenwoud, omdat de grootste ijzerertsvoorraden vaak op de ecologisch meest waardevolle plekken liggen.

Verwerking:
Naast ijzererts zijn voor de bereiding van staal kolen (cokes) nodig, en de diepe winning ervan heeft ook - in mindere mate dan bij oppervlaktewinning - aantasting van het landschap tot gevolg. Van sommige ertsen zijn de voorraden beperkt.

Afvalfase:
Staal kan direct worden hergebruikt en gerecycleerd. Door middel van analyse-apparatuur kan men de legeringen ook uit elkaar halen.

Samengevat: Waar kan zou men, vanuit ecologisch standpunt, het gebruik van metaal dus moeten vermijden en vervangen door bijvoorbeeld hout met FSC-label. Maar de belangrijkste kwaliteiten qua bewerking, fijne constructie en sterkte zijn natuurlijk moeilijk te vervangen.

MILIEUKADER:
Milieukader 2: uit oppervlaktedelfstoffen.