ENGINEERINGNET.BE - Staal is een legering, die voornamelijk uit ijzer bestaat. Deze kan gevormd worden door verschillende processen zoals zetten en walsen. Deze verklaring is relatief breed, want er zijn meer dan 5.000 verschillende legeringen met meer verschillen dan overeenkomsten.
Hoewel er onder de staalsoorten enkele speciale gevallen zijn, is de bovenstaande definitie van toepassing op de meeste van deze legeringen. Door de grote variatie in legeringstype en productiemethode is het echter onmogelijk om verdere technische eigenschappen voor alle soorten staal te bepalen.
Bovendien mag staal niet worden verward met gietijzer. Gietijzer bevat ook ijzer als hoofdbestanddeel, maar het kan niet worden vervormd. Daarnaast bevat het meer koolstof dan staal. Bij staal kan dit namelijk maar een maximale massafractie van 2,06 procent zijn.
Structuur
De verschillende samenstellingen van metalen en niet-metalen worden ook wel microstructuren genoemd. Na het smeltproces begint het afkoelingsproces, waarbij de ijzeratomen te zien zijn als kristalvormige structuren. Wanneer deze volledig zijn afgekoeld, komen zij samen en verbinden zij zich door een chemische metaalbinding. De vorm van de resulterende microstructuur is afhankelijk van de afkoelsnelheid, legering en andere factoren.
Staal wordt hier gebruikt
Omdat staal een uiterst veelzijdig bouwmateriaal is, is het op het gebied van structuur en ontwerp uitermate geschikt voor het bouwen van een flexibele constructie. Hierdoor is het in veel industrieën zeer gewild. Hier vindt u een selectie van staalplaten, buizen en andere producten voor alle industrieën.
Architectenbureaus en bouwbedrijven zijn verplicht zich te oriënteren op de technische bouwvoorschriften. Voor heel Europa zijn de volgende voorschriften als de norm vastgelegd:
- Eurocode 0 (DIN EN 1990): Grondslagen van constructief ontwerp
- Eurocode 1 (DIN EN 1991): Belastingen op constructies
- Eurocode 2 (DIN EN 1992): Betonconstructies
- Eurocode 3 (DIN EN 1993): Staalconstructies
- Eurocode 4 (DIN EN 1994): Constructie van staal - betonconstructies
De voordelen van staal in een oogopslag
Er zijn enkele argumenten voor de staalbouwmethode die de voordelen van staalproducten ten opzichte van andere bouwmaterialen benadrukken. Deze worden steeds belangrijker, vooral in de industriële en commerciële bouw, omdat de fysieke bouweisen blijven stijgen en staal, als veelzijdig materiaal, het beste kan voldoen aan de toegenomen eisen.
Veiligheid in de staalbouw
Hoge veiligheidsnormen worden gegarandeerd door regelmatige kwaliteitscontroles in de productie. Gedeeltelijke productie zorgt ook voor betere mogelijkheden om de componenten te controleren. Inspecties en onderhoud kunnen gemakkelijker worden uitgevoerd als de ingangen en aansluitingen duidelijk zichtbaar en toegankelijk zijn voor de inspecteurs.
Als robuust en isolerend materiaal biedt staal ook een ideale explosiebescherming en wordt daarom vaak gebruikt in de systeembeveiliging om mens en de omgeving te beschermen tegen schade. Dit vermindert ook het risico op incidenten en stelt operators in staat om beter te voldoen aan de wettelijke eisen voor een veilige bedrijfsvoering.
Daarnaast zijn structurele veranderingen, bijvoorbeeld als gevolg van nieuwe brandveiligheidsvoorschriften, relatief eenvoudig door te voeren. Banken en kredietinstellingen vertrouwen op de veiligheid van staalproducten en op brandwerende kluizen ter bescherming tegen inbraakpogingen.
Staal scoort dus met een groot aantal veiligheidsfactoren:
- sterk
- segregerend
- vloeistof- en gasdicht
- solide
- geluiddicht
- onderhoudsvriendelijk
- inbraakwerend
Flexibiliteit van staalconstructies
Als bijzonder eenvoudig te installeren en duurzaam materiaal kunnen staalconstructies relatief eenvoudig en zonder tussensteunen grote overspanningen overbruggen. Structurele elementen kunnen worden uitgewisseld en gewijzigd.
De modulaire opbouw en montage biedt ook de mogelijkheid om onderdelen tijdens het gebruik uit te breiden of te versterken. De verhouding tussen de belasting en het gewicht van de constructie wordt optimaal vervuld met staal, vandaar dat dit type constructie nu de overhand heeft en bijzonder geschikt is voor extreem hoge en mobiele installaties.
Economische voordelen van staal
De hoge flexibiliteit van staalproducten bevordert dus enorm de economische efficiëntie in de industrie, aangezien industriële productie en snelle bouwfasen een hoge mate van investeringszekerheid garanderen. Bijna complete hallencomplexen kunnen zonder problemen op een andere locatie worden gedemonteerd en gereconstrueerd.
Door het lage gewicht kan het staaltransport zonder logistieke problemen worden uitgevoerd, wat een nauwkeurige levering en kostenplanning mogelijk maakt. Dit resulteert op zijn beurt in een zeker besparingspotentieel in kapitaalkosten als zich bijvoorbeeld onvoorziene loon- of prijsstijgingen op de markt voordoen. Bovendien kunnen beschadigde staalproducten meestal zonder grote inspanningen worden gerepareerd of snel worden vervangen door de juiste onderdelen.
Duurzaamheid van staalproducten
- Door de snelle montagetijden wordt de impact op het milieu tijdens de bouwfase binnen de perken gehouden. Het grootste deel van het staal wordt echter gewonnen uit de ijzervoorraden in de wereld, die geen hernieuwbare grondstoffen zijn. Daarom moeten alle mogelijke recyclingmaatregelen worden genomen om de materiaalkringloop voor de winning van andere ijzerertsproducten niet te onderbreken.
- Vandaag de dag kan 99 procent van de componenten van metalen producten van staal worden gerecycled. Dat komt omdat bijproducten zoals meststoffen, teer of ijzeroxiden net zo goed recyclebaar zijn. Het staalschroot wordt naar speciale installaties getransporteerd voor demontage in de afzonderlijke onderdelen, die het vervolgens weer zo verwerken dat het met perfecte kwaliteit weer in productie wordt genomen. Dit cyclusachtige proces wordt daarom ook wel multirecycling genoemd. Dit betekent dat per ton gerecycled staalschroot anderhalve ton ijzer kan worden bespaard uit de mijnbouw.
- Daarnaast werken steeds meer staalproducenten aan betere productieomstandigheden op het gebied van logistiek en transport. Dit betekent dat zij hun planning proberen te optimaliseren, zodat de stiptheid van de leveringsdata wordt gehaald. Daarnaast heeft digitalisering ook zijn weg gevonden naar de staalindustrie en is de uitrusting van transportvoertuigen met boordcomputers standaard geworden voor veel bekende fabrikanten. Bovendien berekenen geavanceerde softwareprogramma's niet alleen zinvolle routes en alternatieve routes, maar ook de ideale inzet van de vrachtwagens.
- Recente studieprojecten hebben ook aangetoond dat nieuwe productietechnologieën zoals de HIsarna-installatie de CO2-uitstoot met meer dan 50 procent kunnen verminderen. In deze serie tests hebben onderzoekers proeven uitgevoerd met staalschroot en biomassa en konden zo een veel positiever effect vaststellen dan met de conventionele hoogovenmethode, die normaal gesproken wordt gebruikt om staal te produceren.
Moderne vormgeving
Naast de functionele eigenschappen van staalconstructies bevatten ze ook esthetische eisen en geven ze gebouwen vaak een expressieve uitstraling door hun hoge flexibiliteit. Dit is ook een reden voor de toenemende vraag naar architecturale staalconstructies.
In combinatie met een glazen gevel hebben zij een bijzonder elegante en moderne uitstraling. Op deze manier wordt tevens een royale lichtinval gerealiseerd in de ruimte. Dit licht draagt bij aan een fijne sfeer. Niet alleen gebouwen, maar ook openbare pleinen zoals stations dienen als voorbeelden van bijzondere architectuur in de staalbouw.
Bekende staalconstructies zijn onder andere:
- De Eiffeltoren in Parijs
- De Brooklyn Bridge in New York
- De Hohenzollern-brug in Keulen
- De Golden Gate Bridge in San Francisco
- De Reichstag koepel in Berlijn
- Het Atomium in Brussel
