Aluminium: Oberflächenbehandlung

Kommt Aluminium mit Sauerstoff in Berührung, überzieht es sich mit einer Oxidschicht. Diese ist lediglich wenige Nanometer dick, schützt das Metall jedoch vor Korrosion und verleiht ihm ein mattgraues Aussehen. Letzteres entspricht nicht immer den Wünschen der Bauherr*innen. Als Alternative gibt es eine Reihe von Beschichtungssystemen, die die Lebensdauer des Aluminiums, seine Farbmöglichkeit und seinen Glanzgrad bestimmen. Die charakteristischen Eigenschaften eines Beschichtungssystems werden durch das jeweilige Bindemittel bestimmt. Die Kreidung pro Zeiteinheit ist ein Maß, das Beschichtungssysteme hinsichtlich ihrer Lebensdauer vergleichbar macht.

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Eloxieren

Eine Möglichkeit, Aluminium vor Korrosion zu schützen, ist das Anodisieren, genauer gesagt das Eloxieren. Wie bei der natürlichen Bewitterung wird eine Oxidschicht gebildet – jedoch deutlich stärker und unter kontrollierten Bedingungen. Diese Schicht lässt sich einfärben, wobei die eingesetzten Farbstoffe lichtecht sein sollten. Eine genaue Beschreibung der Oxidschichten findet sich in der DIN 17611: Anodisch oxidierte Erzeugnisse aus Aluminium und Aluminium-Knetlegierungen – Technische Lieferbedingungen.

Bevor mit dem Anodisieren begonnen wird, müssen die Aluminiumelemente chemisch (etwa durch Beize) oder mechanisch vorbehandelt werden. Anschließend wird das Metall unter kontrollierten Bedingungen in einem Säurebad elektrischem Strom ausgesetzt. Die sich dabei bildende Oxidschicht sollte mindestens 10 µm messen. Sie ist sehr hart, abriebfest, licht- und witterungsbeständig, hat eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen organische und anorganische Lösungsmittel und eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegen Verunreinigungen im ph-Bereich von 5 bis 8. Die Eloxalschicht zeigt sich allerdings empfindlich gegen Säuren und Laugen und auch Kalk und Zement greifen sie an. Entsprechende Schäden hinterlassen Verunreinigungen, die während der Bauzeit entstehen und Auswaschungen von Betonfassaden und Asbestzementplatten.

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Lacksysteme

Zur Beschichtung der Oberflächen können auch Flüssig- oder Pulverlacke verwendet werden. Sie bestehen aus dem Lack und einem flüssigen, dickflüssigen oder festen Bindemittel, das sich wiederum aus einem Härter und einem Harz zusammensetzt. Dabei handelt es sich beispielsweise um Acrylat, Epoxid, Polyurethan, Polyester oder Silikon-Polyester. Die Komponenten werden erst unmittelbar vor der Verarbeitung zusammengebracht. Vor dem Lackieren müssen die Aluminiumelemente chemisch gereinigt und vorbehandelt werden. Früher wurden sie chromatiert, inzwischen gibt es aber chromfreie Vorbehandlungen, die beispielsweise auf Titan und Zirkonium basieren.

  • Nasslacksysteme
    Mindestens zwei Schichten werden aufgetragen, bevor das Bauteil in einen Kammerofen gebracht wird, wo der Lack bei ca. 160 bis 200 °C aushärtet. Die Oberfläche ist gegenüber der Pulverlacksysteme glatter und dünner. Alle Farben sind möglich, jedoch benötigen Metalliclackierungen eine zusätzliche Deckschicht. Für Außenanwendungen werden Nasslacksysteme meist im Sprühverfahren angewendet. 
  • Pulverlacksysteme
    Pulverlacke werden mittels Sprühpistolen, an die eine Hochspannung angelegt ist, elektrostatisch aufgeladen. Durch das sich ergebende Spannungsfeld werden die Lackteilchen zum Objekt gelenkt und bleiben dort haften. Der Lack wird ein- oder zweischichtig aufgetragen. Anschließend härten die Beschichtung in einem Kammerofen aus, wobei das lackierte Bauteil je nach Pulvertyp auf 130 °C bis 240 °C erwärmt wird. In der ersten Phase schmilzt die Pulverschicht zu einem geschlossenen Film, in der zweiten Phase härtet der Lackfilm aus.

    Ein-Schicht-Ausführungen sind kostengünstiger, allerdings gibt es bei dieser Variante größere Schichtdicken-Toleranzen (Orangenhaut-Effekt). Pulverbeschichtungen sind nach außen weniger starr als Nasslacke, wobei die Starrheit bei Zwei-Schicht-Ausführungen höher ausfällt. Pulverlacke bieten ein breites Farbspektrum, sind UV-beständig und bilden einen guten Schutz gegen Korrosion.
  • PVdF-Lacksysteme
    Bei Polyvenyldidenfluorid (PVdF) handelt es sich um ein spezielles Bindemittel. Meist wird es für Nasslackbeschichtungen verwendet, eignet sich aber auch für Pulverlacksysteme. PVdF hat den Vorteil, dass bei einem mehrschichtigen Aufbau die Lackschichtdicke wesentlich geringer ausfallen darf als bei Systemen mit Polyurethan- oder Polyester-Bindemitteln. Auch die Kreidung setzt wesentlich später ein. Allerdings sind PVdF-Beschichtungen vergleichsweise teuer. Sehr viele Standard- und Metallicfarben sind verfügbar, ihr Glanzgrad ist aber sehr gering, maximal seidenmatt. Hingegen sind Wetterfestigkeit, UV-Beständigkeit und die Lichtechtheit der Farben sehr gut.

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Aus den verschiedensten Materialien gefertigt, schuppen- oder tafelförmig angebracht, eben oder profiliert, leicht oder schwer, klein- oder großformatig.

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Vorgespannte Kissen aus ETFE-Folie umhüllen die Allianz Arena in München. Architekten: Herzog & de Meuron, Basel

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Je nach Art des Lehms, Bautechnik und konstruktivem Witterungsschutz sind unterschiedliche Fassadenerscheinungen möglich. Bei unverputztem Wellerlehm, wie hier im Bild zu sehen, ist die Stroharmierung gut zu sehen.

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Goldfarben eloxiertes Aluminium am Berliner Axel-Springer-Hochhaus (1965), Architekten Melchiorre Bega, Gino Franzi, Franz Heinrich Sobotka und Gustav Müller

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Zahlreiche Legierungen, Bekleidungsarten und Oberflächenbehandlungen: Metalle gehören zu den vielseitigsten Fassadenmaterialien.

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Das Putzen ist eine schon lange angewandte Technik. Mit einer Schicht aus feinem Mörtel sollen Außenwände insbesondere vor Feuchtigkeit geschützt werden.

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Eine der frühesten Vorhangfassaden aus Stahl und Glas ist die Fassade der Fagus-Werke in Alfeld von Walter Gropius. Die Aufnahme von 1913 zeigt das Gebäude kurz nach Fertigstellung der zweiten Bauphase noch vor Beginn des Ersten Weltkriegs.

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