Właściwości aluminium – co warto wiedzieć o materiale na donice?

Aluminium to dziś jeden z najczęściej wykorzystywanych metali – od konstrukcji samochodów i okien, przez elewacje, po nowoczesne donice ogrodowe. Zawdzięcza to wyjątkowemu połączeniu lekkości, trwałości i odporności na korozję. W tym artykule wyjaśniamy, czym jest aluminium, jakie ma właściwości i dlaczego tak dobrze sprawdza się jako materiał na donice do ogrodu, na taras i do wnętrz.

Czym jest aluminium?

Aluminium to potoczna i przemysłowa nazwa glinu – pierwiastka chemicznego o symbolu Al. Glin jest trzecim najczęściej występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej (po tlenie i krzemie) i najpowszechniejszym metalem. W przyrodzie nie występuje jednak w czystej postaci, lecz w związkach – głównie w rudach boksytu.

Choć glin jest tak powszechny, czysty metal otrzymano dopiero w XIX wieku. Przez długi czas był droższy od złota, a tanią produkcję na skalę przemysłową umożliwiło dopiero opracowanie metody elektrolizy pod koniec XIX wieku. Od tego czasu stało się jednym z najważniejszych surowców na świecie – pod względem wielkości produkcji ustępuje tylko żelazu.

Jak powstaje aluminium?

Produkcja przebiega w dwóch etapach. Najpierw boksyt – czerwonobrunatną skałę powstałą z wietrzenia skał glinokrzemianowych – rozpuszcza się w gorącym roztworze z wodorotlenkiem sodu, oddziela zanieczyszczenia i wytrąca wodorotlenek glinu, który następnie praży się w temperaturze ponad 1000°C. Powstaje biały proszek, czyli tlenek glinu (Al₂O₃). W drugim etapie tlenek glinu rozpuszcza się w stopionym kriolicie i poddaje elektrolizie z użyciem węglowych anod, w wyniku której otrzymuje się aluminium pierwotne o czystości ok. 99,5–99,8%. Jeszcze czystszy materiał uzyskuje się dzięki rafinacji elektrolitycznej. Do dalszego zastosowania surowiec zwykle łączy się z innymi pierwiastkami, tworząc stopy, a następnie poddaje przeróbce plastycznej – walcowaniu na blachy i folię lub wyciskaniu na profile.

Najważniejsze właściwości aluminium

Lekkość – gęstość aluminium wynosi ok. 2,7 g/cm³, więc metal jest prawie trzykrotnie lżejszy od stali. Dzięki temu nawet duże elementy mają stosunkowo niewielką masę.
Wytrzymałość w stosunku do masy – czyste aluminium jest dość miękkie, ale jego stopy z magnezem, manganem, krzemem, miedzią czy cynkiem mają bardzo dobre właściwości mechaniczne przy niewielkiej masie. To połączenie lekkości i wytrzymałości sprawia, że aluminium jest jednym z najważniejszych materiałów konstrukcyjnych.
Odporność na korozję – na powierzchni metalu samoistnie tworzy się szczelna warstwa tlenku, która chroni go przed dalszym utlenianiem (więcej poniżej).
Plastyczność i łatwość obróbki – materiał łatwo się gnie, tnie i spawa, dlatego można z niego wykonać elementy o niemal dowolnym kształcie.
Dobre przewodnictwo ciepła i prądu – szybko się nagrzewa i szybko oddaje ciepło. To zaleta w chłodnicach, ale w przypadku donic oznacza, że warto ocieplić ich wnętrze.
Niemagnetyczność – glin jest paramagnetykiem, czyli w praktyce nie przyciąga go magnes.
Nietoksyczność – dlatego stosuje się go m.in. w opakowaniach na żywność.
Temperatura topnienia – ok. 660°C, znacznie niższa niż w przypadku stali.
Pełna możliwość recyklingu – aluminium można przetapiać wielokrotnie bez utraty właściwości, a recykling wymaga zaledwie ok. 5% energii potrzebnej do produkcji metalu z rudy.

Czy aluminium rdzewieje?

Aluminium nie rdzewieje w taki sposób jak stal. Rdza to tlenki żelaza – porowate i kruche, które odpadają i odsłaniają kolejne warstwy metalu. Aluminium również reaguje z tlenem, ale tworzy przy tym bardzo cienką, liczącą zaledwie kilka nanometrów, szczelną warstwę tlenku glinu. Ta warstwa ściśle przylega do metalu i chroni go przed dalszą korozją. Jeśli powierzchnia zostanie zarysowana, w miejscu uszkodzenia tlenek odtwarza się samoczynnie.

Ochronę można dodatkowo wzmocnić. Anodowanie pogrubia naturalną warstwę tlenku, a malowanie proszkowe tworzy trwałą, kolorową powłokę. Aluminium nie lubi natomiast długotrwałego kontaktu ze środowiskiem silnie zasadowym (np. świeżą zaprawą cementową czy wapnem) oraz bezpośredniego styku z miedzią czy stalą w wilgotnych warunkach – dlatego w konstrukcjach stosuje się odpowiednie przekładki.

Stopy aluminium – krótko

W praktyce rzadko używa się czystego aluminium. Rodzaje stopów dzieli się na stopy do przeróbki plastycznej i stopy odlewnicze, a te pierwsze oznacza się seriami od 1000 do 8000 w zależności od głównego dodatku. Seria 1000 to aluminium o czystości powyżej 99% – plastyczne, ale mało wytrzymałe. Stopy z manganem (seria 3000) i magnezem (seria 5000) wyróżniają się bardzo dobrą odpornością na korozję i dobrą spawalnością, dlatego chętnie wykorzystuje się je w blachach na elementy zewnętrzne, łodzie czy elewacje. Seria 6000 (magnez i krzem) to typowy materiał na profile okienne i konstrukcyjne, a seria 7000 (z cynkiem) – na elementy o bardzo wysokiej wytrzymałości, np. w przemyśle lotniczym.

Gdzie wykorzystuje się aluminium?

Dzięki swoim właściwościom aluminium znajduje zastosowanie w wielu branżach: w motoryzacji i lotnictwie (lżejsze pojazdy zużywają mniej paliwa), w budownictwie (okna, drzwi, fasady, rynny, żaluzje), w elektrotechnice (przewody), w opakowaniach (puszki, folia aluminiowa) oraz w wyposażeniu domu i ogrodu – od mebli, przez pergole, po donice aluminiowe.

Dlaczego aluminium to dobry materiał na donice?

Właściwości aluminium przekładają się bezpośrednio na zalety donic:

lekkość – donice łatwo przestawić, a na balkonie czy tarasie na dachu nie obciążają konstrukcji tak jak ciężkie donice z betonu,
odporność na warunki atmosferyczne – aluminium nie nasiąka wodą, nie pęka na mrozie i nie rdzewieje, więc donica może stać na zewnątrz przez cały rok,
dowolny kształt i rozmiar – z blachy, najczęściej o grubości ok. 2 mm, można wykonać donice prostokątne, kwadratowe, okrągłe czy wysokie, a także donice na wymiar,
dowolny kolor – donice malowane proszkowo można zamówić w każdym kolorze z palety RAL, w wykończeniu matowym lub z połyskiem,
łatwa pielęgnacja – wystarczy umyć powierzchnię wodą z łagodnym detergentem.

Ponieważ aluminium dobrze przewodzi ciepło, wnętrze donicy warto ocieplić styropianem o grubości 2 cm. Latem ogranicza to nagrzewanie się podłoża, a zimą chroni korzenie przed przemarzaniem. Jak krok po kroku przygotować donicę i jakie modele wybrać, opisaliśmy w artykule donice ogrodowe aluminiowe.

Aluminium a inne materiały na donice

Przy wyborze donicy warto porównać aluminium z innymi popularnymi materiałami:

stal corten – cięższa, z naturalną rdzawą patyną, która z czasem zmienia odcień; aluminium ma jednolity, trwały kolor RAL; zobacz donice corten,
włókno szklane – podobnie lekkie i odporne na mróz, o gładkiej powierzchni i dużej swobodzie form; zobacz donice z włókna szklanego,
beton – bardzo stabilny i ciężki, dobry tam, gdzie donica ma stać w jednym miejscu; zobacz donice betonowe.

Podsumowanie

Aluminium to lekki, wytrzymały i odporny na korozję metal, który można wielokrotnie poddawać recyklingowi. Naturalna warstwa tlenku chroni go przed rdzą, a malowanie proszkowe daje trwały kolor. Dlatego aluminium tak dobrze sprawdza się w donicach – zarówno w ogrodzie, jak i na tarasie czy w biurze. Gotowe modele w różnych kształtach znajdziesz w kategorii donice z aluminium, a wysokie modele – wśród wysokich donic.