Værd at vide om stål og aluminiumsmaster

Skrevet af: Emil Mortensen, afdelingsleder for masteafdelingen ved DAV NORDIC A/S

Master langs de danske veje

Vi mener at masten er det vigtigste designelement på vejen, da den altid findes i øjenhøjde. Andre mener at masterne er et nødvendigt onde for at få belysningsarmaturer, signallanterner og tavler placeret i den korrekte afstand fra terræn. Lige meget hvordan man ser på det, er masterne en fast del af inventaret på de danske veje.

De seneste år har foregået store udskiftninger af ældre anlæg med træ- eller gittermaster. De nye master der monteres, er hovedsageligt af stål eller aluminium. Der oftest er overfladebehandlet med enten galvanisering (stål) eller anodisering (aluminium).

Råmaterialerne

Stål udvindes af jernmalm og gennemgår en proces hvor det blandt andet varmes op til ca. 1.700 grader for at få ilten ud af malmen. Efter stålet er produceret bliver det som oftest galvaniseret i et kar med 375 graderflydende zink.

Aluminium der udvindes af bauxit, gennemgår elektrolyse og varmes i processen op til ca. 650 grader. Efter aluminium er produceret kan den anodiseres for at forlænge levetiden. Anodiseringsprocessen forgår elektrolytisk i et surt bad mellem 30-50 grader. Anodisering forstærker det naturlige oxidlag lag der er i aluminium og får samtidig materialet til at ændre udseende. I anodiseringsprocessen kan der vælges mellem mange forskellige farver og udtryk. På billedet ses til venstre en naturanodiseret overflade og til en højre en rå børstet overflade. Naturanodisering er den mest brugte anodisering farve til master.

Co2 aftrykket af de to forskellige processer er ikke noget der findes helt konkrete tal på, da det afhænger meget af processen, energikilden til opvarmning/elektrolysen, legeringen m.m.

Flere peger på at 1 kg. stål udleder omkring 1 kg. Co2, hvor 1 kg. aluminium udleder ca. 2 kg. Co2. Det er dog vigtigt at bemærke at aluminium vejer ca. en tredjedel af stål. Da materialeegenskaberne samtidig gør at aluminium skal have mere godstykkelse, kan man regne med ca. samme udledning ved produktion af en stål- og aluminiumsmast. Forskellen ligger i muligheden for genanvendelsen, samt energiforbruget til overfladebehandlingen.

Cirkulær økonomi

Cirkulær økonomi er noget der er kommet for blive. Det øgede politiske fokus bør øge efterspørgslen af genanvendelige løsninger.

Når vi kigger på cirkulær økonomi, kommer termer som ”cradle to cradle” (vugge til vugge), der beskriver hele processen fra fremstillingen og frem til fremstillingen af affaldet efter endt brugsperiode. Udtrykket var tidligere benævnt vugge til grav, hvor genanvendelsen ikke var tænkt ind i billedet. En stor del af tanken om cirkulær økonomi er at genbruge de resurser vi har, samt mindske spild i og udledninger i processen.

Både stål og aluminium kan genanvendes. Genanvendelsen kræver ved aluminium kun 5% af energien set i forhold til fremstilling på bauxit, hvor stål kræver 25% i forhold til fremstilling på jernmalm. Denne mærkbare forskel gør at 75% af alt aluminium der er produceret siden starten, stadig er i brug i dag.

Aluminium er et af de mest genbrugte materialer

Se vores udvalg af eftergivelige master her

Korrosion

For at sikre masterne mod korrosion får de ofte en korrosionsbeskyttelse. Stål bliver galvaniseret, hvor aluminium anodiseres.

Ligesom stål fremstilles i forskellige styrkeklasser, hvor S235 og S355 er de mest brugte, så kan aluminium fås i mange forskellige legeringer. Der er stor forskel på korrosionsbestandigheden i de forskellige legeringer (sammensætninger) af aluminium.

Aluminium bliver fejlagtigt ofte skåret over en kam, selvom nogle legeringer er designet til at holde over 50 år i saltvand, og andre kun er til indendørs brug. Legeringerne skal derfor nøje udvælges til den givne opgave. Ved valg af legering er de væsentligste parametre korrosion, styrke og pris. Derudover skal det tjekkes at legeringen kan modtage anodisering, da det ikke er alle legering hvor det er muligt. Flere legeringer af aluminium har ikke behov for en anodisering for opretholdning af levetiden i det opstillede miljø.
De fleste master er lavet af aluminium i 6000 serien, som også er brugt meget af byggebranchen. Flere legeringer i 6000 serien har dokumenteret levetid på min. 25 år uden brug af anodisering. Alligevel benyttes de fleste master med en anodiseret overflade i Danmark, da man ønsker en ekstra korrosionsbeskyttelse.

Det kritiske korrosionsområde ved både stål-og aluminiummaster er ved terræn overkant. Ved terræn ser man ofte aluminium er behandlet med tape, plast, bitumen eller lignende for at forstærke korrosionsmodstandsevnen hvor det er mest nødvendigt.

En svensk rapport har tidligere peget på problemer med aluminium og korrosion ved terræn hvor der spredes vejsalt. Rapporten blev lavet da Trafik Verket i Sverige oplevede master der korroderede ved terræn og til sidst væltede pga. af korrosionen. De testede master var af anden aluminiumslegering end de der primært bruges i Danmark (AW6060, AW6063 og AW6005). Derudover var masten ikke behandlet ved terræn.

Aluminiumsmaster til vejbelysning startede i Danmark omkring år 2000, hvor vejdirektoratet lancerede MILEWIDE masten. I de første mange år blev masterne kun anodiseret og ikke behandlet i bunden. Masterne står mange stedet i Danmark og flere har stået der i snart 20 år. Der har endnu ikke været problemer med korrosion på disse master lavet af AW6005A legeringen. Ved valg af den korrekte legering er vores påstand at det ikke er nødvendigt med en ekstra korrosionsbeskyttelse ved terræn. Korrosionsbeskyttelsen ved terræn skal ses som en ekstra forsikring.

Der findes forskellige opslag hvor modstandsdygtigheden for en given legering er opgivet i forskellige miljøer.

Læs mere om, hvordan master inddeles i korrosionsklasser her

Vidste du, at...

Teknologisk Institut fastlår, at i år 2050 har vi brug for 3,5 gange jorden, hvis vi fortsætter med at bruge ressourcer på byggeri og anlæg i det tempo, vi gør nu. Der er derfor nødvendigt, at indtænke bæredygtighed i byggeriet.

Venstre: Naturanodisering, Højre: Rå børstet profil

Hvilke krav bør stilles?

Aluminium startede med at komme frem for ca. 50-60 år siden, og har været i fremgang siden da. Branchen har været mere agil og tilpasset sig markedet løbende. Genanvendelsen er en af de ting der har været opmærksomhed på i en stor del af forløbet. I dag er genanvendt aluminium en gængs vare, og derfor noget det nemt kan stilles som krav til fx indkøb af master. Prisen på genanvendt aluminium ikke væsentligt over prisen på nyt fremstillet, hvorfor flere bruger det som deres standard materiale.

Stålet har været her længere tid, og har ikke på samme måde formået at gøre det let gennemskueligt om der benyttes genbrugsmateriale. Der er derfor ikke på samme måde adgang til standard produkter lavet af genbrugsstål. Kravet til genanvendeligt stål er lige nu et sværere krav at leve op til.

Pris

I takt med at efterspørgslen er steget på aluminiumsmaster er prisen samtidig kommet nærmere stålmaster. Prisen på en aluminiumsmaster er de senere år faldet og kan nærme sig stål hvis der tænkes i samme antal. Prisen for en almindelig 4-6 meter mast til nedgravning er alt efter antal ca. 30-35% højere hvis den vælges i aluminium fremfor stål. Det forventes ikke at en aluminiumsmaster kommer ned på et lavere niveau end i dag, da processerne både ved udvinding og produktion af aluminium er optimeret intensivt gennem flere år.

Eftergivelighed

Der findes både eftergivelige stål- og aluminiumsmaster. Materialeegenskaberne fra aluminium gør at de primært er bliver brugt som eftergivelige. Stålets styrke er væsentlig højere end styrken i aluminium, hvilket gør en stålmast i flere tilfælde skal konstrueres på en måde så den bliver blødere for at undgå piskesmældseffekt.

De fleste aluminiumsmaster der er konstrueret som en standard lysmast uden hensynstagen til eftergivelighed vil opføre som en NE (non energy absorbing) eftergivelig mast under en crashtest. En eftergivelig aluminiumsmast, vil derfor i de fleste tilfælde blot være en standard mast. Flere er endda godkendt eftergivelig blot ved nedgravning (uden fundament).

Læs mere om eftergivelighed her

Certifikat der findes ved flere producenter af aluminiumsmaster.

Konklusion

Det er muligt at stille krav til brugen af genanvendt aluminium fx via. ”cradle to cradle” certifikat (min. silver).
Korrosion er ikke et problem hvis der vælges korrekt legering af aluminium.
Det anbefales at give aluminiumsmasterne en behandling ved terræn for at øge levetiden.
Prisen på en standard aluminiumsmast er stadig højere end stål, men prisforskellen er lige nu mindre end tidligere set.

Aluminiumsmaster

+ Genanvendelig materiale (5% energiforbrug)

+ Lavere vægt (nemmere håndtering)

+ Eftergivelig som standard

+ Pænere overflade til lakering

+ Mulighed for anodisering i forskellige farver

+ Ingen svejsninger

÷ Prisniveauet er stadig højere end en stålmast.

÷ Korrosion hvis der ikke vælges korrekt legering

Stålmaster

+ Prisen

+ Nem tilgængelighed

+ Stærkere materiale = mindre godstykkelse

÷ Skal galvaniseres

÷ Udleder 25% af energiforbruget ved genanvendelsen

Bæredygtige aluminiumsmaster ​