Wat is roestvast staal?
Roestvast staal (rvs) heeft - volgens de Europese normen - een minimaal chroomgehalte van 10,5 % en een maximaal koolstofgehalte van 1,2 %. Als deze twee voorwaarden vervuld zijn, ontstaat een beschermende, zelfherstellende chroomrijke oxidelaag - de passivatielaag. Deze laag is volledig transparant en slechts enkele miljoensten van een millimeter dik. Als deze laag wordt verwijderd, bv. door bewerking van het materiaal of door beschadiging, vormt zich spontaan een nieuwe laag in aanwezigheid van zuurstof (bv. uit lucht of water). De passivatielaag maakt een bijkomende corrosiebescherming door metaal- (galvanische) of organische laag (lakken) overbodig. De corrosiebestendigheid is dus een intrinsieke eigenschap van het materiaal en hangt niet af van een bijkomende bescherming van het oppervlak.
De passieflaag van roestvast staal is slechts enkele miljoensten van een millimeter dik en heeft in aanwezigheid van zuurstof zelfherstellende eigenschappen.
Meer info...
Types roestvast staal
Er is niet niet één enkel type roestvast staal - er bestaat een breed spectrum aan materialen, elk met zijn specifieke eigenschappen. De Europese normen EN 10088-4 en -5 beschrijven een vijftigtal types roestvast staal voor de ‘bouw’.
Roestvast staal is niet één enkel type staal, maar een familie die meer dan 120 soorten telt, waarvan een 50-tal gebruikt worden in de ‘bouw’.
Ook in de bouw is het meest courante type een materiaal dat ook voor keukengerei, spoelbakken of in de zuivelindustrie wordt gebruikt. Bij de consument staat het bekend onder de naam ‘18/8’ of ‘18/10’, omdat het rond de 18 % chroom en rond de 8 à 10 % nikkel bevat. Dit materiaal dat volgens de Europese EN normen 1.4301 en volgens de Amerikaanse ASTM normen 304 heet, is de meest courante vertegenwoordiger van de familie ‘austenitisch roestvast staal’, dit zijn ijzer-chroom-nikkel legeringen. Zij combineren een hoge corrosiebestendigheid met een uitstekende vervormbaarheid en lasbaarheid. Bovendien zijn ze uitermate geschikt voor het slijpen en polijsten. Met een gepaste uitrusting kunnen lasnaden onzichtbaar afgewerkt worden.
Door molybdeen (Mo) aan de legering toe te voegen wordt de corrosieweerstand duidelijk verhoogd. Het type 1.4401 (316) en zijn varianten zijn ook voor corrosieve atmosferische omgevingen geschikt, bv. zeeklimaat, locaties langs wegen waarop strooizout wordt gebruikt (blootstelling aan chloriden) of industriële omgeving (aanwezigheid van zwaveldioxide). Het Atomium in Brussel en het Justitiepaleis in Antwerpen werden met een dergelijk type roestvast staal bekleed.
Een tweede groep roestvast staal wordt ‘ferritisch’ genoemd. Dit zijn ijzer-chroom legeringen die geen (of nauwelijks) nikkel bevatten en dus stabieler zijn qua prijs. In onze dagelijkse omgeving treffen wij vooral de types met 17 % chroom aan, bv. in de trommels van wasmachines en droogautomaten. Hetzelfde materiaal, 1.4016 (430) wordt in de bouw voor wandbekledingen (onder meer in liften en wandpanelen) gebruikt. Andere ferritische types met bijkomende legeringselementen zoals titaan (Ti) en niobium (Nb) in het geval van 1.4509 (441) of molybdeen (Mo) bij 1.4521 (444) worden ook voor dakbedekking of in de technische installaties van gebouwen (boilers, drinkwaterleidingen) gebruikt.
Een derde groep blinkt uit qua mechanische eigenschappen - de ‘austenitisch-ferritische’ of ‘duplex’ types. Opgelet: duplex roestvast staal mag niet worden verward met het ‘duplex-systeem’ (verflaag op thermisch verzinkte elementen) toegepast op bouwstaal. Naast een bijzonder hoge corrosieweerstand hebben ‘austenitisch-ferritische’ rvs types ook uitstekende mechanische eigenschappen. Zij worden toegepast in zware structuren bv. (voetgangers-)bruggen die geen bijkomende oppervlaktebescherming nodig hebben, zelfs in een kustomgeving. De Fondation Louis Vuitton in Parijs is een recent voorbeeld van een prestigieuze architectonische toepassing in de staalbouw. Het meest bekende type is rvs 1.4462 (commercieel ook ‘2205’ genoemd, waarbij de 22 staat voor plusminus 22 % chroom en de 05 staat voor rond de 5 % nikkel ). De vloeigrens Rp0,2 heeft hier een typische waarde van 620 Mpa en de treksterkte een waarde van 840 Mpa (koudgewalste vlakke producten). De zogeheten ‘Lean Duplex’ types zoals 1.4062 (2202) kunnen een alternatief vormen voor gewoon staal, maar ook voor de rvs types 304 en 316, op voorwaarde dat ook de potentiële diktereductie wordt aangesproken.
Voor alle types roestvast staal geldt dat het gehalte aan chroom, molybdeen en stikstof de corrosiebestendigheid bepaalt. De chemische samenstelling laat dus toe het algemene niveau van corrosiebestendigheid goed in te schatten.
Austenitisch roestvast staal (chroom - nikkel) heeft een uitstekende vervormbaarheid waardoor kleine buigstralen mogelijk zijn.
Ferritisch roestvast staal met een tinlaag is mat en sluit visueel bij traditionele metalen dakbedekkingen aan. Foto: Aperam
Meer info...
Oppervlakteafwerkingen
EN 10088-4 bevat de benamingen van architectonische oppervlakteafwerkingen voor roestvast staal. De benaming is samengesteld uit een nummer (1 = warmgewalst, 2 = koudgewalst) en een letter (D voor mat [‘dull’], B voor glanzend [‘bright’], R voor spiegelend [‘reflective’] enz.).
Economisch gezien behoren gewalste oppervlakken zoals 1D, 2D, 2B en 2R tot de meest interessante mogelijkheden. Zowel platen als coils (staal op rol) zijn verkrijgbaar als geslepen oppervlakken met verschillende korrelgrootten.
Door patroonwalsen kan aan het oppervlak een structuur worden gegeven (generfde, lederen en andere patronen behoren tot de vele mogelijkheden). Dit geeft het materiaal een minder reflecterende aanblik en kan ook krassen en deuken maskeren.
Het kleuren kan elektrolytisch worden uitgevoerd, door fysische dampafzetting (PVD) of door organische en nanotechnologische coatings aan te brengen. Het combineren van producten en processen geeft quasi onbeperkte mogelijkheden.
1D : warmgewalst, mat
2B : koudgewalst, blinkend, lichtjes melkachtig
2R : koudgewalst en blankgegloeid
Patroongewalste oppervlakken zijn meestal mat en minder gevoelig voor krassen en andere kleine beschadigingen dan gladde afwerkingen. Foto’s: Aperam Services and Solutions
Meer info...
Bouwtoepassingen
Structuren
De combinatie hoge corrosiebestendigheid en goede mechanische eigenschappen maakt het materiaal geschikt voor gebruik in lichte en filigrane constructies. Rolgevormde en lasergelaste profielen zijn in vrijwel alle afmetingen leverbaar. Austenitisch roestvast staal wordt veel gebruikt bij beglaasde gevels en andere secundaire constructies. Duplex (austenitisch-ferritisch) rvs wordt ook gebruikt in zware constructies, zoals voetgangersbruggen in kuststreken.
Verkeersbrug uit duplex rvs type 1.4362 (2304), Piove di Sacco, Italië. Foto: Industeel
Trappen, leuningen, straatmeubilair
Door de combinatie van hoge mechanische sterkte en een aantrekkelijk uiterlijk is roestvast staal een ideaal materiaal voor het maken van trappen en leuningen. De austenitische types zijn in een atelieromgeving gemakkelijk af te werken en laten zich ook op de werf goed lassen en polijsten zodanig dat de lasnaden onzichtbaar worden.
Binnentoepassingen
Roestvast staal biedt quasi onbeperkte mogelijkheden voor het bekleden van wanden, plafonds en kolommen, maar ook voor deuren en liftkabines. Vanuit prijstechnisch oogpunt is ferritisch roestvast staal een bijzonder goede keuze voor interieurs. Tot de standaardafwerkingen behoren de in EN 10088-4 beschreven geslepen, patroongewalste en blankgegloeide oppervlakken. Op aanwijzing van de architect kunnen ontwerpen op maat worden gemaakt.
Zo goed als bijna elke combinatie van oppervlakafwerking, vormgeving en zelfs kleur is mogelijk. Roestvast staal is goed te combineren met andere materialen, zoals glas, hout of steen.
Kleur- en materiaalcontrast tussen roestvast staal en gelakt staal, glas en hout in het Justitiepaleis Antwerpen.
Gevelbekleding
Een van de voordelen van roestvast staal is zijn uitstekende buigzaamheid. Cassettes en andere elementen kunnen met een extreem kleine buig-radius (buigradius = materiaaldikte) worden vervaardigd. Op aanwijzing van de architect kunnen vormen op maat worden gemaakt. Een blinkende finish kan de warmte van het gebouw weerkaatsen en daarmee de noodzaak tot koeling beperken. Elektrochemisch gekleurd roestvast staal is ongevoelig voor uv-licht. Aangezien de kleur alleen afhankelijk is van de lichtinterferentie en er geen kleurstoffen worden gebruikt, zal de kleur na verloop van tijd niet vervagen.
Gevelbekleding in roestvast staal, geplaatst met staande naad, Universiteit Luik.
Dakbedekking
Stalen dakplaten kunnen op twee manieren verbonden worden. Het systeem met staande naad is in essentie hetzelfde zoals dit bij andere metalen dakbedekkingen wordt toegepast. Naast deze traditionele optie kan roestvast staal als dakbedekking ook met een gelaste rolnaad geplaatst worden, zoals dit bij het dak van het Justitiepaleis in Antwerpen werd uitgevoerd. Het resultaat is een volledig waterdichte naad, die zelfs in delen met stilstaand water intact blijft. Roestvast staal is het enige metalen materiaal dat geschikt is voor platte daken zonder helling.
Het te gebruiken roestvast staaltype hangt af van de corrosiviteit van de omgeving. De 17 % chroomlegeringen (ferritisch) zoals het staal 1.4509 (441), met een extra tincoating, worden over het algemeen gebruikt in niet vervuilde gebieden die ver van de kust liggen. De aangebrachte matte tinlaag zorgt ervoor dat het materiaal op een ‘decoratieve wijze’ veroudert, zonder iets af te doen van de natuurlijke corrosiebestendigheid van het basismetaal. De coating vergemakkelijkt ook het solderen. Met tin gecoat roestvast staal wordt daarom ook voor producten en toebehoren t.b.v. regenwater gebruikt.
Het klassieke austenitische type 1.4301 (304) voldoet in normale stedelijke omgevingen uitstekend.
Types zoals 1.4404 (316L) bevatten ook molybdeen, een legeringselement dat de corrosiebestendigheid van roestvast staal verhoogt. Dit type is ook geschikt voor omgevingen, waarin aanzienlijke hoeveelheden chloride en zwavel voorkomen.
De oppervlakteafwerking is over het algemeen: matglanzend 2B, patroongewalst of met tin gecoat.
Roestvast stalen dakplaten hebben een dikte van slechts 0,4 of 0,5 mm en kunnen gemakkelijk worden gesneden en vervormd. Omdat het materiaal zijn vervormbaarheid bij lage temperaturen behoudt, kunnen ook in de winter dakbedekkingswerken worden uitgevoerd - zelfs tijdens periodes van vorst.
Detail van het dak van het Justitiepaleis, Antwerpen, met rolnaad gelast rvs type 1.4404 (316L)
Meer info...
Onderhoudsvriendelijk ontwerp
Een goed ontwerp kan ervoor zorgen dat latere reiniging vergemakkelijkt wordt en tot een minimum beperkt blijft. Bij de keuze van het te gebruiken type roestvast staal moet rekening worden gehouden met het corrosieve karakter van de omgeving. Gladde oppervlakken hoeven minder vaak te worden gereinigd - voor gepolijste oppervlakken wordt een ruwheid van Ra ≤ 0,5 µm aanbevolen. De polijstrichting dient verticaal en niet horizontaal te zijn, zodat het aflopen van water wordt vergemakkelijkt. Patroongewalste oppervlakken zijn voor gebieden met veel verkeer een goede keuze, omdat vingerafdrukken daarop minder goed zichtbaar zijn en kleine deuken en krassen gemaskeerd worden.
In tegenstelling tot wat doorgaans wordt aangenomen, hoeft roestvast staal niet tegen weersinvloeden te worden beschermd. Integendeel, regelmatige spoeling met regenwater draagt bij tot het voorkomen van vuilafzetting. Spleten en holtes in de constructie moeten worden vermeden, omdat zich daar vervuiling vanuit de lucht kan ophopen.
Gevel voor en na de reiniging. Foto: York Property
Meer info...
