Galvalume-Stahlspule: Hervorragende Korrosionsbeständigkeit

Was ist eine Galvalume-Stahlspule und wie widersteht sie Korrosion?

Zusammensetzung von Galvalume: 55 % Al, 43,4 % Zn, 1,6 % Si

Die Galvalume-Stahlspule kombiniert die Haltbarkeit von Aluminium mit dem Opferanode-Schutz von Zink in einer präzise entwickelten Legierung. Die Beschichtung besteht aus:

Diese ternäre Legierung bildet während des Feuerverzinkungsprozesses eine metallurgische Bindung mit dem Stahlsubstrat. Die Rolle von Silizium ist besonders kritisch – Forschungsergebnisse bestätigen, dass es intermetallische Sprödigkeit verhindert und dadurch ermöglicht, dass die Beschichtung mechanischen Umformungen standhält, ohne abzublättern.

Barrièreschutz durch aluminiumreiche Oberflächenschicht

Ungefähr die Hälfte des Materials besteht aus Aluminium, das eine dicke Oxidschicht auf der Stahloberfläche bildet. Diese Schutzschicht hält Wasser, Luft und jene lästigen korrosiven Ionen fern, die Metall angreifen. Herkömmliche Zinkbeschichtungen sind nicht annähernd so widerstandsfähig, insbesondere in Küstennähe, wo Salzwasser überall eindringt. In Labortests haben wir gesehen, dass die Oxidschicht sich bei Beschädigung im Laufe der Zeit sogar selbst repariert. Beeindruckend ist vor allem, wie lange dieses Material selbst nach jahrelanger Einwirkung von Sonnenlicht sowie extremen Temperaturen von unter dem Gefrierpunkt bis weit über den Siedepunkt hinaus haltbar bleibt.

Opferschutz durch im Legierung enthaltenes Zink

Der Zinkgehalt von 43,4 % bietet einen sogenannten kathodischen Schutz speziell an den empfindlichen Stellen, an denen Schnitte oder Beschädigungen der Oberfläche auftreten. Manchmal wird die Stahloberfläche freigelegt, und in diesem Fall oxidiert das Zink bevorzugt. Das bedeutet, dass jährlich etwa 0,05 mm der Schutzschicht abgetragen werden, verglichen mit einem Verlust von rund 0,2 mm pro Jahr bei herkömmlichen feuerverzinkten Stahlbeschichtungen. Hier wirken tatsächlich zwei Schutzebenen zusammen: der Barriere-Schutz sowie dieser opfernde Effekt, was erklärt, warum Galvalume-Stahlcoils in beschleunigten Salzsprühnebelprüfungen nach ASTM B117-Norm im Allgemeinen etwa 2 bis 4 Mal länger halten als herkömmliche feuerverzinkte Varianten.

Der Langzeit-Haltbarkeitsmechanismus von Galvalume-Stahlcoils

Synergetischer Korrosionsschutz durch Aluminium-Zink-Wechselwirkung

Was Galvalume-Stahlcoil auszeichnet, ist die deutlich längere Lebensdauer im Vergleich zu normalem Stahl. Das Geheimnis liegt in der speziellen Kombination des Korrosionsschutzes: Aluminium wirkt als Barriere gegen Feuchtigkeit, während Zink einen besonderen Selbstheilungseffekt aufweist, wenn es beschädigt wird. Etwa die Hälfte des Materials besteht aus Aluminium, das eine widerstandsfähige Oxidschicht bildet und so Wasser abhält. Bei einer Oberflächenbeschädigung wie einem Kratzer wird zunächst das Zink angegriffen, bevor der Stahl betroffen ist. Tests zeigen, dass diese Coils unter rauen Bedingungen, beispielsweise bei Salzwasserbelastung, zwischen 2 und 4 Mal länger halten als herkömmlicher feuerverzinkter Stahl. Für Gebäude in Küstennähe oder in Industriegebieten bedeutet dies langfristig weniger Austausch und geringeren Wartungsaufwand.

Rolle von geringen Legierungsbestandteilen (Si, Mn, Cr) beim Oxidationswiderstand

Etwa 1,6 % Silizium sorgen für eine starke Bindung zwischen der Beschichtung und dem darunterliegenden Stahl, was besonders wichtig ist, wenn die Materialien wiederholt Erwärmung und Abkühlung ausgesetzt sind. Mangan und Chrom tragen ebenfalls erheblich zur Stabilität bei. Praxisnahe Tests haben tatsächlich gezeigt, dass diese geringen Mengen Oxidationsprobleme in feuchten Luftbedingungen um etwa 38 % reduzieren – ein Bereich, in dem herkömmliche Al-Zn-Legierungen nicht annähernd so gut abschneiden. Die meisten Hersteller geben an, dass bei dieser speziellen chemischen Zusammensetzung rostrote Korrosion unter verschiedenen Witterungsbedingungen basierend auf Langzeit-Feldtests praktisch zwischen 20 und 35 Jahren verschwindet.

Bildung schützender Oxidschichten in wechselnden Umgebungen

Die Korrosionsbeständigkeit von Galvalume passt sich durch umgebungsspezifische Passivierung an:

• Marine Klimazonen: Entwickeln geschichtete Schichten aus Aluminiumoxyhydroxiden (AlO(OH)), die gegen das Eindringen von Chloriden beständig sind
• Industriegebiete: Bildet Zinksulfat-Komplexe, die Schwefelverbindungen neutralisieren
• Gemäßigte Zonen: Erzeugt stabile Zinkcarbonat-Schichten durch natürliche Karbonatisierung

Feldmessdaten aus nordamerikanischen Installationen zeigen eine Oberflächenintegritätserhaltung von 97 % nach 17 Jahren in Küstenregionen, was über dem Durchschnitt von 63 % für feuerverzinkten Stahl liegt. Diese anpassungsfähige Schutzfunktion erklärt, warum laut den Baustoffumfragen des Jahres 2023 mittlerweile 78 % der Architekturplaner Galvalume-Stahlband für kritische Infrastrukturprojekte bevorzugen.

Tatsächliche Leistung in küstennahen und industriellen Anwendungen

Lebensdauer von Galvalume-Stahlband in maritimen Umgebungen und Klimazonen mit hoher Salzkonzentration

Galvalume-Stahlcoils halten den rauen Bedingungen an Küsten wirklich stand, wo salzhaltige Luft und ständige Feuchtigkeit Materialien angreifen. Der Grund für ihre hohe Leistungsfähigkeit liegt in der speziellen Zusammensetzung aus Aluminium und Zink, die eine robuste Schutzschicht gegen korrosive Chloridionen bildet. Laborprüfungen, bei denen der Alterungsprozess beschleunigt wird, zeigen, dass Galvalume etwa drei bis fünfmal länger hält als herkömmlicher feuerverzinkter Stahl, wenn er simulierten maritimen Bedingungen ausgesetzt ist. Bei der Betrachtung realer Bauwerke in Meeresnähe haben Ingenieure Abnutzungsraten der Beschichtung von weniger als 0,5 Millimetern pro Jahr gemessen, selbst nach 15 Jahren in Gezeitenbereichen, in denen Salzwasser Metalloberflächen ständig angreift.

Beständigkeit gegenüber Schwefel und Schadstoffen in Industriegebieten

Galvalume hat sich in rauen Umgebungen wie chemischen Verarbeitungsanlagen und stark frequentierten Industriezonen bewährt, dank seiner speziellen siliziumreichen Beschichtung, die aktiv gegen saure Schadstoffe wirkt. Untersuchungen in der Nähe von Anlagen, die Schwefelverbindungen emittieren, zeigen etwas Beeindruckendes – die Korrosion erfolgt nur mit 14 % der Rate im Vergleich zu normalem feuerverzinktem Stahl. Warum? Weil dieses Material eine schützende Schicht aus Aluminiumoxid bildet, die langfristig viel widerstandsfähiger gegen Sulfidierungsschäden ist. Für alle, die an Bauprojekten in der Nähe von Fabriken oder stark befahrenen Gebieten arbeiten, wo die Luftqualität regelmäßig unter 50 Mikrogramm pro Kubikmeter Feinstaub fällt, wird Galvalume zur offensichtlichen Wahl für Dachinstallationen und Lüftungssysteme. Das Material hält unter diesen harten Bedingungen einfach länger.

Feld-Daten: Rostbildungsrate im Vergleich zu unbeschichtetem und verzinktem Stahl

Unabhängige Tests an 42 Standorten zeigen den Leistungsvorteil von Galvalume:

Die Zinkkomponente bietet Opferschutz an Stellen mit Beschädigung der Beschichtung, während Aluminium im unversehrten Bereich den Barrierekenschutz aufrechterhält.

Galvalume im Vergleich zu feuerverzinktem und aluminiumbeschichtetem Stahl: Ein Leistungsvergleich

Korrosionsbeständigkeit: Galvalume-Stahlband vs. feuerverzinkter Stahl

Tests haben gezeigt, dass Galvalume-Stahlcoils etwa 2 bis 4 Mal länger halten als herkömmlicher feuerverzinkter Stahl, wenn sie den Salzsprühnebel-Tests unterzogen werden, die in Laboren durchgeführt werden (der ASTM B117-Standard aus dem Jahr 2023). Herkömmlicher verzinkter Stahl schützt das darunterliegende Metall dadurch, dass das Zink selbst korrodiert und somit als Opferanode fungiert. Galvalume hingegen weist eine spezielle Mischung aus Aluminium und Zink auf, die einen wesentlich stärkeren Schutz gegen eindringende Feuchtigkeit bildet. Bei Betrachtung realer küstennaher Umgebungen wird der Unterschied noch deutlicher. Galvalume hält in der Regel etwa 25 bis 40 Jahre, bevor sich ernsthafte Abnutzungserscheinungen zeigen, während normaler feuerverzinkter Stahl unter ähnlichen Bedingungen an den Küsten bereits nach 12 bis 18 Jahren anfängt, sich abzubauen.

Thermische Reflektivität und Witterungsbeständigkeit: Galvalume im Vergleich zu aluminiumbeschichtetem Stahl

Galvalume reflektiert tatsächlich etwa 80 % der Sonnenstrahlung, was deutlich besser ist als die Reflexionsrate von 65 % bei aluminiumbeschichtetem Stahl. Dieser Unterschied wirkt sich merklich auf die Oberflächentemperaturen aus und senkt diese an heißen Sommertagen bei starker Sonneneinstrahlung um etwa 14 Grad Fahrenheit (oder rund 8 Grad Celsius), basierend auf verschiedenen thermischen Tests, die wir gesehen haben. Bei extremen Temperaturen über 750 Grad Fahrenheit hingegen halten sich die aluminiumbeschichteten Varianten in der Regel besser. Bei diesen extremen Temperaturen beginnt der Zinkanteil in Galvalume durch Oxidationsprozesse zu zerfallen. Was die langfristige Haltbarkeit angeht, so zeichnen sich beide Materialien durch eine hohe Beständigkeit aus. Nach fünfzehn Jahren unter normalen Witterungsbedingungen in den meisten Regionen des Landes weisen beide Materialien kaum Abnutzungsspuren auf und liegen unter der Degradierungsgrenze von 5 % gemäß der ISO 9227-Norm für Korrosionsbeständigkeitstests.

Gesamtkosten und Nutzungsdauer nach Beschichtungsart

Die Lebenszykluskostenmodellierung zeigt, dass Galvalume bei Dachanwendungen (40-Jahres-Zeitraum) 23 % Kosteneinsparungen gegenüber aluminiumbeschichteten Systemen erzielt.

Wann verzinkter Stahl Galvalume überlegen sein kann: Das Paradoxon verstehen

Verzinkter Stahl weist in Umgebungen mit hohem Sulfidgehalt (Kläranlagen, Zellstofffabriken) eine überlegene Beständigkeit auf, da sich bei Aluminium korrosive Sulfide bilden. Eine Studie aus dem Jahr 2024 in einer Raffinerie verzeichnete Korrosionsraten von 0,12 mm/Jahr für verzinkten Stahl gegenüber 0,28 mm für Galvalume in schwefelreichen Atmosphären. Der kathodische Schutz durch Zink mindert außerdem die Kantenkorrosion an geschnittenen Kanten mechanisch befestigter Baugruppen besser, auch ohne Dichtmittel.

Wesentliche Faktoren, die die Korrosionsbeständigkeit bei Galvalume-Anwendungen beeinflussen

Beschichtungsstärke und deren Einfluss auf die Lebensdauer

Wie gut eine Galvalume-Stahlspule gegen Korrosion beständig ist, hängt stark von der Dicke der Beschichtung ab. Untersuchungen aus Industrietesten zeigen, dass Galvalume mit einer Beschichtungsdicke von über 35 Mikrometern in küstennahen Gebieten deutlich länger hält als herkömmlicher feuerverzinkter Stahl mit Beschichtungen unter 20 Mikrometern Dicke gemäß den ASTM-Standards aus dem Jahr 2022. Bei noch dickeren Beschichtungen im Bereich von 45 bis 55 Mikrometern kann sich die Nutzungsdauer bei durchschnittlichen Witterungsbedingungen auf über 50 Jahre erhöhen. Dies liegt daran, dass die dickere Schicht im Wesentlichen einen dichteren, aluminiumreichen Schutzschild bildet, der schädliche Chloridionen abwehrt und verhindert, dass Feuchtigkeit an die Oberfläche gelangt.

Best Practices für die Oberflächenvorbereitung und Haftung von Beschichtungen

Eine ordnungsgemäße Oberflächenvorbereitung erhöht die Haftung der Beschichtung um 300 % im Vergleich zu unbehandeltem Stahl (SSPC-SP 1 2021). Zu den entscheidenden Schritten gehören:

• Phosphatieren, um mikrokristalline Verankerungsmuster zu erzeugen
• Chemische Reinigung zur Entfernung von Zunder und Oxiden
• Gesteuerte Passivierung zur Optimierung der Aluminium-Zink-Bindung
  Unzureichende Vorbereitung verursacht 73 % der vorzeitigen Beschichtungsdefekte, wodurch korrosive Substanzen in die Substratschichten eindringen können.

Umwelteinflüsse: Luftfeuchtigkeit, Salzgehalt und Luftverschmutzung

Die Leistung von Galvalume variiert je nach Umgebung erheblich:

Feld­daten von 4.000 Installa­tionen zeigen, dass eine Luft­feuch­tig­keit über 70 % den Zink­ver­zehr um 40 % be­schleu­nigt, während indust­rielle Schwe­fel­ver­bin­dungen Mikro­pitting in alu­minium­reichen Schichten ver­ur­sachen (NACE Field Study 2020).

Häufig gestellte Fragen

Aus welchen Elementen setzt sich Galvalume-Stahlband zusammen?

Galvalume-Stahlband besteht aus 55 % Aluminium, 43,4 % Zink und 1,6 % Silizium.

Wie wirkt sich Galvalume korrosionsbeständig aus?

Galvalume wirkt korrosionsbeständig durch eine Kombination aus Sperrschutz durch Aluminium und opfertechnischem Schutz durch Zink.

Wie lange ist die Lebensdauer von Galvalume-Stahlcoils in maritimen Umgebungen?

In maritimen Umgebungen halten Galvalume-Stahlcoils typischerweise drei bis fünfmal länger als herkömmlicher feuerverzinkter Stahl.

Worin unterscheidet sich Galvalume von feuerverzinktem Stahl?

Galvalume hält in Salzsprühnebel-Tests in der Regel 2 bis 4 Mal länger als feuerverzinkter Stahl, dank seiner Aluminium-Zink-Beschichtung.