Op deze pagina wordt uitvoerig toegelicht hoe het productieproces van baksteen verloopt. Van de winning van de grondstof, klei, de bewerking tot en met het bakken van de klei tot steen, baksteen. De informatie geeft antwoord op vragen als: Hoe en waar wordt klei gewonnen voor de baksteenindustrie? Welke bewerkingen moet de klei ondergaan alvorens er stenen van gebakken worden? Waar komt de kleur van de steen vandaan? Hoe wordt de klei tot steen gebakken?
Wij hebben deze informatie op onze website opgenomen omdat er begrippen hiervan voorkomen op onze website (zoals engoberen, strengpers en beschrijvingen van baksteensorteringen) en het informatief vonden om er een uitleg bij te kennen.
Inleiding
Gebakken kleiproducten en bakstenen worden al eeuwenlang geproduceerd. De eerste bakstenen dateren van meer dan 10.000 jaar geleden en werden gevonden in Mesopotamië in het Midden-Oosten. De techniek werd later door de Romeinfen verfijnd en geïndustrialiseerd. Zij gebruikten ook mortel om de stenen aan elkaar te verbinden. De Romeinen introduceerden het steenbakken in ons land, maar na het vertrek van de Romeinen raakte de techniek in onbruik. Vanaf de twaalfde eeuw wordt de techniek van het steenbakken in ons land echter weer opgepakt en de toepassing krijgt een grote impuls als de bouw van brandgevaarlijke houten huizen in de Middeleeuwse steden wordt verboden.
Het gebruik van baksteen lag in ons land voor de hand vanwege de beschikbaarheid van velerlei kleisoorten en een gebrek aan bouwmaterialen als hout en natuursteen. Naast de kaas, de klompen, molens en tulpen is Nederland in het buitenland bekend om zijn baksteenarchitectuur. De Nederlandse baksteenindustrie heeft zich door de eeuwen ontwikkeld tot een eigentijdse moderne procesindustrie met een efficiënte productie en aandacht voor zaken als het milieu, de arbeidsomstandigheden en marktwerking.
Baksteen is een duurzaam product met een natuurlijke uitstraling en voegt zich daardoor gemakkelijk in zijn omgeving. Bakstenen worden vervaardigd in diverse kleuren, vormen, maten en met verschillende (oppervlakte)structuren en fysische eigenschappen. Al deze eigenschappen worden gevormd en gestuurd in het productieproces, te beginnen bij de keuze van de klei.
Er moeten verschillende stappen in het fabricageproces worden doorlopen voordat men van gebakken kleiproducten kan spreken, te weten:
• het afgraven;
• de opslag;
• het voorbewerken;
• het vormen;
• het drogen;
• het bakken.
Het afgraven
Voordat met het afgraven wordt begonnen, worden er eerst grondmonsters genomen door middel van grondboringen. Deze grondmonsters worden onderworpen aan een laboratorium- onderzoek.
Het afgraven geschiedt in Nederland in de gebieden met rivierklei (b.v. langs Rijn, IJssel, Waal, Maas); zeeklei (o.a. Groningen); Löss of bergklei (Zuid-Limburg). Ook wordt witbakkende klei gehaald uit Westerwald (nabij Koblenz) in Duitsland.
De ontgronding geschiedt met grote draglines, terwijl de ontgronding zelf geregeld is in een ontgrondingsvergunning. Hierin wordt de impact op het landschap door de winning van de klei opgenomen. De baksteenfabrikanten hebben door middel van deze ontgrondingsvergunning de verplichting om te voorzien in een herinrichting van het gebied na het beëindigen van de kleiwinning. Dit geeft in de genoemde gebieden uiteindelijk veel nieuwe natuur. Bovendien zijn de mogelijkheden om te ontgraven in de uiterwaarden toegenomen om meer waterberging te creëren voor de opvang van de pieken in de waterafvoer via de rivieren.
De grondstofwinning en productie zijn door de moderne transportmiddelen niet meer aan elkaar verbonden. De fabrikant is nu meer in de gelegenheid om meer marktgericht grondstoffen te selecteren. De klei wordt na het ontgraven door de draglines meestal met vrachtauto’s naar de opslag bij de fabriek vervoerd.
De opslag
De opslag kan geschieden:
• Buiten: middels een kleibult;
• Binnen: opslaan in een loods.
Voor de grote productiebedrijven is de opslag logistiek noodzakelijk, maar de opslag heeft nog een tweede belangrijke functie, namelijk het bijdragen aan het bereiken van een homogene kwaliteit van de klei. De afgegraven klei vertoont zowel in de minerale samenstelling als in de korrelverdeling veel variaties. Deze variaties moeten worden geëgaliseerd door nauwgezette opbouw van de voorraad klei. Deze opbouw van de voorraad geschiedt in horizontale lagen van verschillende typen klei, die uiteindelijk verticaal van de kleibult worden afgegraven. Door deze manier van verticaal afgraven is het verschil in de samenstelling tussen de lagen van weinig invloed op de samenstelling van de klei, die de fabriek ingaat.
Bij buitenopslag van de klei staat de klei bloot aan de weersinvloeden (o.a. regen, vorst). Bij strengpersproducten (zie onder het kopje ‘vormen’) is het vochtgehalte van de klei van groot belang en wordt de klei opgeslagen in kleiloodsen, waardoor het vochtgehalte nauwkeurig in de hand te houden is. In het algemeen is de strengperstechniek gevoeliger voor de consistentie van de kleimassa dan de vormbaktechniek.
Tijdens de opslag verrotten de eventuele humusresten. Deze plantaardige resten mogen niet in de klei achterblijven, omdat er anders onvolkomenheden (gaten) in de baksteen ontstaan.
Bij overdekte opslag varieert de opslagperiode van één tot zes maanden, terwijl bij buitenopslag deze periode varieert van drie maanden tot een jaar.
Het voorbewerken
Het voorbewerken heeft als doel de kleimassa, door mengen en kneden, tot een gemakkelijke homogene plastische grondstof geschikt te maken voor het vormen. Homogeen houdt in, dat de klei zo gelijkmatig mogelijke eigenschappen krijgt, zodat er een eindproduct met een constante kwaliteit geleverd kan worden. Plastisch (vervormbaar) betekent, dat de kleimassa goed vervormbaar dient te zijn, zodat er dichte stenen met scherpe kanten gefabriceerd kunnen worden.
De uit de opslag aangevoerde klei wordt met een vrachtauto c.q. shovel naar de toevoerbak, ook wel Kastenbeschicker genoemd, gebracht. Deze toevoerbak is ongeveer 1 meter breed en 5 à 10 meter lang. De bodem van deze toevoerbak is een plaattransporteur met aan het eind hiervan een haspel, die de klei van de band schraapt. Deze zogenaamde Kastenbeschicker vormt een buffervoorraad en is tevens een doseerinrichting.
Het voorbewerken bestaat o.a. uit:
• het reinigen, d.w.z. het verwijderen van steentjes en metaaldeeltjes tijdens verschillende andere bewerkingen aan het begin van het voorbewerkingsproces, omdat de klei door steeds fijner afgestelde machines moet worden bewerkt;
• het verkleinen door middel van de kleirasp, differentieelwals en kollergang (d.w.z. twee zware walsen draaien rond over een zeefplaat);
• het bevochtigen door middel van water en stoom. Door de juiste hoeveelheid water krijgt de klei de gewenste vervormbaarheid, terwijl de stoom een verhoging van de temperatuur aan de klei geeft. Hierdoor verbeteren de plastische eigenschappen en het drooggedrag van de klei;
• het toevoegen van eventuele toeslagstoffen . Hierdoor kan de kleur van het te maken product beïnvloed worden. Zo bevordert zeer fijn gemalen kalksteen (krijt) de geelkleuring. Door toevoeging van bruinsteen (MnO2), die dus mangaan bevat, worden de stenen zeer donker. Door zand toe te voegen kan te vette klei verschraald worden;
• het mengen. Het mengen vindt plaats in een horizontale trog met kneedmessen en de klei wordt daarna door een zeefplaat gedrukt.
Derhalve moet er voor het verkrijgen van een homogene kleimassa met de gewenste plasticiteit (vervormbaarheid) rekening worden gehouden met de volgende stappen in het productieproces:
• de vervormbaarheid;
• het gedrag tijdens het drogen;
• het gedrag tijdens het bakken;
• de minerale samenstelling;
• de porositeit;
• de mechanische sterkte.
Het vormen
Het vormen van de vormeling, ook wel groene steen of groenling genoemd, kan op de volgende manieren geschieden:
• met de hand: handvormsteen;
• met de handvormautomaat: machinale handvormsteen;
• met de vormbakmachine: vormbaksteen;
• met de strengpersmachine: strengperssteen;
• met de stempelpersmachine (komt in Nederland niet meer voor): zeer harde en dichte steen.
Met de hand: handvormsteen
Dit gebeurt door middel van een houten bak of raam met één of meer vakken (6 à 7) ter grootte van de steen als mal. Deze ramen worden schoongespoeld met water en daarna bestrooid met zand. Hierdoor kleeft de klei niet aan de bak en kan de vormeling gemakkelijker worden gelost.
De handvormer rolt vervolgens een bal klei door het zand of zaagsel en werpt deze bal met kracht in één van de vakken. Als alle bakken vol zijn, dan wordt de overtollige klei met een draad afgesneden en verwijderd. Daarna wordt de bak op de kop op een plank gezet. De vormelingen vallen nu uit de bakken op de plank, die als drager dienst doet. Alleen voor restauratieprojecten wordt nog zo gewerkt door een enkel bedrijf.
Met de handvormautomaat: machinale handvormsteen
Tegenwoordig wordt de handvormsteen ook gemaakt door de vormbakmachine door de valhoogte van de kleimop te verhogen, waardoor er diepere nerven in de stenen ontstaan.
Met de vormbakmachine: vormbaksteen
Bij de vormbakmachine wordt de klei niet meer in de vorm geworpen, maar onder enige druk door een persblok ingeperst in een vooraf bezande vorm. De overtollige klei wordt machinaal verwijderd, waarna een drager op de bak wordt gelegd. Deze met klei gevulde bak wordt met drager gekeerd, zodat de gevormde klei, de vormelingen, op de drager liggen. Deze vormelingen worden afgevoerd naar de drogerij.
Doordat de persen gelijktijdig negentien vormen in een bak met een tempo van 35 slagen per minuut maken, geeft dit een productiecapaciteit van minimaal 600 vormelingen per minuut oftewel 36.000 vormelingen per uur.
De vormbaksteen geeft een steen met een bezanding op vijf van dfe zes vlakken en een ruw, soms grillig generfd oppervlak. Een vormbaksteen is egaler en vlakker van structuur dan een echte handvormsteen (o.a. minder diepe nerven).
Met strengpersmachine: strengperssteen
De voorbewerkte klei wordt door een schroef naar de mond gedrukt. Deze mond heeft een rechthoekige opening ter grootte van het grondvlak van de te maken steen. Deze pers werkt net als een gehaktmolen. Uit deze pers komt een eindeloze streng (“koekreep”), die op een metalen plaat terecht komt. Een snijmachine, afgesteld op de snelheid van de streng, snijdt nu de plakken ter dikte van de steen. Deze vormelingen worden automatisch op de dragers geplaatst.
De strengperssteen is duidelijk herkenbaar door zijn scherpkantige vorm en gladde oppervlak, omdat geen vormzand nodig is. Standaard is een strengperssteen niet bezand, doch op verzoek kan een bezanding worden aangebracht (maximaal op drie kanten: 2 koppen en een strek). Ook kunnen met kleine walsjes allerlei motieven c.q. texturen ingeperst worden (b.v. boomschorsmotief). Deze patronen zijn echter altijd veel regelmatiger dan de patronen bij de echte handvorm.
In de strengperssteen kunnen ook perforaties aangebracht worden door doorns in het mondstuk aan te brengen. Deze doorns worden geplaatst in de strengpers voor het mondstuk (matrijs), zodat de streng van sparingen wordt voorzien zonder dat de samenhang van de vormeling verloren gaat.
Bij de strengpers kan eenvoudig en gemakkelijk van mondstuk gewisseld worden, terwijl ook de dikte van de steen veranderd kan worden door het snijapparaat anders in te stellen.
In veel landen wordt vaak alleen deze strengpersmethode toegepast, omdat de beschikbare klei niet geschikt is voor de vormbalmethode. Bij een strengpers wordt gebruik gemaakt van vettere klei (vettere klei krimpt veel meer dan schrale klei). Door de stijvere kleimassa heeft de strengperssteen een dichtere structuur, terwijl op de snijvlakken de typische kenmerken van het snijden van de kleistreng te zien zijn (kleine boogvormige lijntjes).
De geperforeeerde stenen drogen door de gaatjes beter en sneller. De steen trekt niet krom tijdens het bakken, waardoor de kans op scheurtjes klein is. Met deze geperforeerde stenen wordt klei en gewicht gespaard. Ook is het mogelijk om een nog dichtere strengperssteen te maken door de pers te voorzien van een vacuümkamer, waardoor de ingesloten lucht uit de fijnverdeelde klei wordt gehaald.
Kort samengevat heeft de strengperssteen de volgende kenmerken:
• strakke en scherpkantige vorm;
• twee gladde kanten met boogvormige snijstrepen;
• de onbezande steen is glad;
• de bezande steen heeft twee koppen en één strek, die bezand zijn;
• meestal is de steen geperforeerd;
• soms wordt een motief ingeperst (b.v. boomschorsmotief).
Met stempelpersmachine:
Hiermee worden stenen gemaakt voor speciale doeleinden, waarbij de stenen zeer hard en dicht moeten zijn. De vormelingen worden nageperst in een stempelpers. Dit komt o.a. voor bij het maken van vuurvaste steen (voor open-haard achterwanden, voor op de wagens in de tunneloven).
Het drogen
Het drogen van de vormeling geschiedt via een gecontroleerd proces in droogkamers of tunnels met gebruikmaking van de verwarmde overtollige lucht van het bakproces. Dit is zowel economisch als milieutechnisch een goede zaak.
Er treedt een behoorlijke droogkrimp op tot 10 %. Daarom wordt er in het begin langzaam gedroogd om scheurvorming te voorkomen. De kans op scheuren ontstaat wanneer het buitenste laagje veel sneller droogt dan het inwendige. Het droogregime is afhankelijk van het gewenste product en van de grondstof.
In de droogruimte kan automatisch worden gestuurd:
• de benodigde tijd voor het drogen;
• de temperatuur;
• de relatieve vochtigheid.
Meestal is de droogtijd ca. 30 uur. Tijdens het drogen wordt het uiteindelijke vochtgehalte teruggestuurd tot ca. 2 %.
Het bakken
De gedroogde vormelingen worden met een zetmachine volgens een bepaald patroon op de ovenwagens gestapeld. Voor een gelijkmatig temperatuurverloop van het bakproces is goed stapelen van belang. De gedroogde steen is al redelijk stevig, maar hij wordt pas een echte baksteen door het bakken. Alle vormelingen zijn nu nog grauwgrijs of geelachtig.
Het bakken gebeurt in drie fasen volgens een bakcurve, die afhankelijk is van de grondstof en het gewenste product, bij een temperatuur van 900 tot 1200 graden Celsius. Bij deze temperatuur tijdens het sinteren vinden ingewikkelde chemische processen plaats, waarbij nieuwe keramische verbindingen ontstaan die de steen zijn sterkte geven.
De drie fasen zijn:
• de opwarmperiode;
• de stookperiode, waarin de sintering plaatsvindt ;
• de koelperiode.
Het opwarmen en afkoelen mag niet te snel gebeuren, anders treden er onherroepelijk scheuren op. Om te voorkomen dat de aanwezige kwartskristallen barsten, dient de temperatuursverandering nabij 575 graden Celsius (= kwartssprong) zeer langzaam te gebeuren, zowel bij het opwarmen als bij het afkoelen. Iedere steen heeft een ideale bakcurve. Deze geeft dus het ideale temperatuursverloop aan om in de loop van een aantal dagen een gaaf product te maken. Deze bakcurve wordt door onderzoek vastgesteld. Een bakcyclus duurt gemiddeld 2 tot 3 dagen.
De kleur van baksteen
Tijdens het bakken krijgt de baksteen zijn kleur. Er zijn de volgende mogelijkheden om een baksteenkleur te bewerkstelligen:
• door de kleikeuze. IJzerhoudende klei (Fe2O3) bakt rood als het ijzergehalte groter is dan het kalkgehalte (CaO). Kalkhoudende klei (meer kalk dan ijzeroxide aanwezig) bakt geel;
• door de baktemperatuur. Hoe grauwer de kleur is hoe hoger de temperatuur is geweest;
• door toevoegen van kalk (mergel) aan ijzerhoudende klei kan gele steen worden verkregen. Bij een hoog Fe2O3 gehalte in de klei is de steen moeilijk geel te maken;
• door engoberen. De vormeling wordt bestreken met een dunne kleipap (engobe), waaraan kleurende oxiden zijn toegevoegd. Bij het engoberen ondergaan alleen de in het zicht blijvende oppervlakken de kleurbehandeling. De rest van het product behoudt de oorspronkelijke bakkleur;
• door glazuren van de steen. Er zijn twee mogelijkheden:
- steen met tinglazuur (glazuurlaag is dekkend, niet doorschijnend);
- steen met loodglazuur (glazuurlaag is transparant, doorschijnend).
De glazuurvormende kleipap wordt na het bakken opgebracht en nogmaals gebakken.
N.B.: Glazuur is vocht- en dampdicht. De geglazuurde stenen drogen moeilijk, wanneer deze stenen door de een of andere oorzaak inwendig nat geworden zijn (lekkage, onjuiste opslag). Het glazuren en het engoberen hebben altijd betrekking op in het zicht komende oppervlakken;
• door smoren. Smoren is het reducerend stoken. Hierdoor treedt afbraak op van het roodbakkende ijzeroxide (Fe2O3), dat veel zuurstof bevat. De rode kleur verandert in een blauwgrijze kleur. Indien in de oven de zuurstoftoevoer wordt verminderd dan haalt de brandstof, die bij hoge temperatuur wil ontbranden, de nodige zuurstof uit de roodkleurende Fe2O3 en reduceert de Fe2O3 tot het blauwgrijs kleurende FeO. De steen krijgt dus nu door-en-door dezelfde kleur.
De oven
Op het gebied van de ovenbouw en de besturingssystemen van het bakproces zijn grote ontwikkelingen geweest, die geleid hebben tot een continu brandende, volautomatische, computergestuurde tunneloven. Deze tunneloven, ongeveer 120 meter lang, kan de stenen in twee dagen afstoken.
De tunneloven bestaat uit drie delen:
• de opwarmzone;
• de stook- of vuurzone;
• de koelzone.
De vormelingen worden, op wagens voorzien van een dek van vuurvaste stenen, aan de schoorsteenzijde binnengereden in de opwarmzone. Deze wagens vormen een aaneengesloten dek, waardoor de hete gassen niet het stalen onderstel van de wagens te sterk kunnen verhitten. De vormelingen worden in de richting van de vuurzone gereden. De vuurzone is in het midden van de tunneloven en de stenen worden verwarmd door de hete gassen (brandstof is aardgas). Na het passeren van het vuur koelen de stenen af, waarbij de stenen de warmte afgeven aan de ingelaten verse verbrandingslucht. De tunneloven stookt zeer efficiënt, omdat deze oven zelf niet steeds hoeft af te koelen.
Bij een tunneloven is de procesbeheersing eenvoudig, aangezien het vuur zich steeds op dezelfde plaats bevindt, terwijl door de luchtstroom te regelen en de snelheid van de wagens aan te passen, het proces goed in de hand te houden is.
Door deze manier van fabricage is sorteren bij een tunneloven overbodig geworden.
Een voortdurende verbetering van de beschikbare technieken laat enerzijds toe de energie (aardgas) op een meer rationele wijze te gebruiken en anderzijds de uitstoot van verbrandingslucht te verminderen.
Verpakking en transport
De afgekoelde bakstenen worden na te zijn gepalletiseerd en eventueel ingepakt in krimp- of wikkelfolie op het tasveld geplaatst in afwachting van het transport naar de afnemers. In verband met het Verpakkingsconvenant wordt er gestreefd naar een minimale hoeveelheid verpakkingsmateriaal.
Bakstenen zijn goed te verplaatsen en op te slaan als onverpakte deelbare 12-voets pakketten.
Literatuur:
Deze informatie komt van de website Betrouwbaarbaksteen
[1] Van klei tot baksteen. Brochure KNB Velp.
[2] Baksteen in Nederland; de taal van het metselwerk. Sdu Den Haag.
[3] Baksteen; James W.P. Campbell, Will Price. 2003 Toth, Bussum. ISBN 90-209-52 803
[4] Bouwproducten; Thieme-Meulenhoff, Utrecht. ISBN 90-212-91 061
Het is soms moeilijk om te bepalen welk reinigingsmiddel je moet gebruiken in jouw specifieke geval. Er zijn een aantal punten aan de hand waarvan je kan bepalen wat je nodig zal hebben.
Er zijn grofweg 2 redenen te noemen om iets te reinigen:
- Cosmetische reiniging: iets visueel aantrekkelijk maken (dit is bijvoorbeeld het geval bij het wassen van een auto).
- Functionele reiniging: iets schoonmaken zodat er een (na)behandeling kan plaatsvinden. (Bijvoorbeeld ontvetten van metaal alvorens er een coating op aan te brengen).
In geval van functioneel reinigen is de mate waarin iets wordt gereinigd belangrijk in verband met de nabewerking. Dit is in het geval van cosmetisch reinigen minder belangrijk en daarom zijn reiningingsmiddelen voor dit doel vaak wat minder intensief.
Welk reinigingsmiddel geeft het beste resultaat?
Het eindresultaat na een schoonmaakbeurt wordt altijd bepaald door 4 factoren, te weten:
1. De chemische actie (werking van het reinigingsmiddel)
2. De tijd (de inwerktijd op het vuil)
3. De temperatuur (hogere temperaturen beïnvloeden het reinigingsproces)
4. De mechanische actie (de bewerking met behulp van een borstel, spons etc.)
De Duitse chemicus Sinner heeft deze 4 factoren in een cirkeldiagram ondergebracht, waarbij de cirkel het vereiste reinigingsresultaat voorstelt en de partjes de reinigingsfactoren. Het komt zelden voor dat alle vier de factoren in een reinigingsproces even belangrijk zijn.
Zouden de vier factoren elk apart op hun waarde worden ingeschat, bijvoorbeeld bij het met de hand afwassen van de vuile vaat, dan zal bij een lage temperatuur en een geringe chemische actie het gewenste resultaat voornamelijk worden bereikt door de factor tijd en nog meer door de factor mechanische actie (de afwasborstel). Hoe vuil de borden ook zijn, het gebruik van zo heet mogelijk water helpt in belangrijke mate mee bij het schoonmaken omdat warm water een oplossend vermogen heeft voor bepaalde vetten.
De hoeveelheid afwasmiddel die je toevoegt hangt af van hoe vuil de afwas is, al naar gelang de borden meer of minder vet zijn, kip, kaaskorsten ingebakken vet etc. hebben iets meer afwasmiddel nodig omdat de penetrante in het afwasmiddel de korsten moeten losweken van de onderbodem. Toch is een borstel dikwijls noodzakelijk om resten die in hoekjes en gaatjes zitten los te maken. Toch gaan hier dan 4 verschillende zaken een samenwerking aan: het hete water, het afwasmiddel, de borstel en de tijd.
Zou echter de vuile vaat worden gereinigd met behulp van Bv. een bandvaatwasmachine zoals die veelal bij grote instellingen (Bv. ziekenhuizen) worden gebruikt, dan kan worden geconstateerd dat het schoon worden van de vuile vaat voornamelijk te danken is aan de "chemische" actie en in wat geringere mate aan de factor temperatuur. De factoren mechanische actie en tijd zijn hier duidelijk minder van belang.
Zou de vuile vaat in een gewone huishoudelijke vaatwasmachine gereinigd worden, dan kan worden geconstateerd dat de factor tijd belangrijker wordt. In de praktijk betekent de cirkel van Sinner dat bij het niet bereiken van de gewenste reinigingsgraad bij een schoonmaak(Be)handeling, door het opvoeren van een of meerdere factoren (sterker middel, hardere borstel, hogere temperatuur of langere inwerktijd) toch de gewenste reinigingsgraad bereikt kan worden.
Nu bepaalt het te reinigen onderwerp wat voor welke middelen u inzet, een deur ontvetten voor u gaat verven vergt een totaal ander middel dan wanneer u uw plastic tuinmeubilair gaat reinigen. De deur zou u met thinner of dergelijke kunnen ontvetten maar uw tuinmeubilair beslist niet, het zou het plastic bij wijze van spreken opvreten. U zult eerder een kunststofreiniger uit de winkel nemen of een huishoudsopje op basis van water. Met deze middelen kunt u weer beslist niet uw deur ontvetten omdat de hechting van de verf problemen zal gaan opleveren. U ziet dat reiniging toch iets anders ligt dan u aanvankelijk zou hebben vermoedt.
Systematische reiniging
Reinigen is een gebeuren, waar iedereen (gewild of ongewild) mee te maken heeft. Indien storend vuil niet regelmatig wordt verwijderd, ondervindt men dat als onaangenaam en ongewenst, men zal dan passende maatregelen moeten treffen om een redelijke reinigingsgraad te verkrijgen en zo mogelijk te handhaven. De dagelijkse en periodieke reinigingsbeurten zijn zelfs zo belangrijk, dat bij het ontbreken hiervan elk gebouw, object of apparaat binnen korte of lange tijd door toenemende vervuiling min of meer onbewoonbaar of onwerkbaar zal zijn.
Toch lijkt het er op, dat men een redelijke reinheid maar al te vaak als vanzelfsprekendheid accepteert, dat men nauwelijks stilstaat bij het feit dat hieraan een aanzienlijke hoeveelheid inspanning ten grondslag ligt die door de verantwoordelijke dienst geleverd moet worden.
Reinigen is voorts een zeer arbeidsintensief gebeuren. Dit wil zeggen dat er voor het uitvoeren van een reinigings(Be)handeling veelal veel menselijke arbeid vereist is. Men kan zelfs rustig zeggen, dat er geen enkele reinigings(Be)handeling te bedenken is die kan worden uitgevoerd zonder dat er mensen(handen) aan te pas komen. Wel wordt er met succes getracht de factor tijd te verkorten en de factor mechanisatie te vergemakkelijken door het invoeren van speciale machines, apparaten, materialen en reinigingsproducten. Doch totale uitsluiting van de factor mechanische actie (arbeid) heeft men nog steeds niet kunnen bereiken.
Menselijke arbeid is echter zeer duur geworden door de sterk gestegen loonkosten en gezien de arbeidsintensieve aard van reiniging in het algemeen geldt dit dan ook in het bijzonder voor de dagelijkse en periodieke reiniging.
Het spreekt haast vanzelf dat om deze reden de noodzaak van de reinigings(Be)handeling zo efficiënt mogelijk moet worden uitgevoerd, wil men tenminste de kosten van het reinigen binnen een aanvaardbaar maximum houden. Uiteraard kunnen kosten worden verlaagd en beperkt door bijvoorbeeld het aantal reinigingsuren te verminderen. Dit mag echter niet ten koste gaan van de gewenste reinigingsgraad. Evenmin mag en kan er veel worden bereikt door te besparen op machines, materialen en reinigingsproducten. Afgezien van het feit, dat de totale kosten hiervan vaak slechts een fractie (5 tot 10%) van de totale reinigingskosten uitmaken. Wil men op deze factor besparen dan loopt men het risico hierdoor nog meer reinigingsuren nodig te hebben, dan voorheen noodzakelijk waren om de gewenste reinigingsgraad te bereiken.
De enige methode om tegen de laagst mogelijke kosten de beste reinigingsgraad te verkrijgen, is het doorvoeren van een systematisch onderhoudsplan met gebruikmaking van arbeidsbesparende onderdelen zoals: doeltreffende, geconcentreerde en krachtige reinigingsmiddelen.
Chemische onderbouwing
Grofweg zijn reinigingsmiddelen onder te verdelen in watergedragen reinigers en reinigers op oplosmiddelen basis, waar mogelijk zal men met watergedragen reinigers werken, is dit niet mogelijk dan gebruikt men reinigers op oplosmiddelen basis. Bij het verwijderen van kalk, zouten, atmosferische vervuiling, (huid)vetten etc. wordt vrijwel altijd een watergedragen reinigingsmiddel gebruikt. Afhankelijk van de soort vervuiling en ondergrond kan gekozen worden voor een neutraal, zuur of alkalisch reinigingsmiddel. Een watergedragen reinigingsmiddel bevat een aantal componenten welke voor de daadwerkelijke reiniging zorgen. Water is vaak het transportmiddel van deze reinigingsmiddelen. Op grond van de zuurgraad worden de watergedragen reinigingsmiddelen onderverdeeld in een zuur, neutraal of alkalisch product.
De zuurgraad wordt uitgedrukt in pH, dit is een getal wat aangeeft wat de zuursterkte van een bepaald product is. Let echter wel op dat een product met een lage pH veel zuur bevat en een product met een hoge pH weinig zuur bevat, deze producten met een hoge pH bevatten namelijk veel base (alkali). De grens tussen zuur en alkalisch is gestel op pH-7. Producten boven pH-7 zijn basisch (alkalisch), producten met een pH onder pH-7 zijn zuur, de producten die rond de pH-7 schommelen (pH-6 tot pH-9) worden neutraal genoemd. Verder maak men nog een onderscheid of het een sterk of zwak zuur- of alkalisch product betreft.
De opbouw van een watergedragen product
In het algemeen bestaat een watergedragen reinigingsmiddel uit:
- Water
- Tenside('s) - (detergent/oppervlakte actieve stof)
- Complexvormer(s) - (kalkvanger, ontharder)
- pH bepalende stof(fen) -(builder of drager)
De reinigende werking van een watergedragen reinigingsmiddel wordt mede bepaald door de tenside('s) (oppervlakte actieve stof, deze zorgt ervoor dat de overgang van het vuil naar het water wordt vergemakkelijkt), een ander punt van de reinigende werking van een tenside is het feit dat het de oppervlaktespanning verlaagt (vandaar de naam oppervlakte actieve stof of tenside van tensio = spanning). Dit betekent dat het voor de vuildeeltjes gemakkelijker wordt gemaakt om in het water terecht te komen. Bijkomend voordeel van een lage oppervlakte spanning is het feit dat het water met het reinigingsmiddel veel dieper kan inwerken. De tenside maakt het voor de druppel veel gemakkelijker om in kleine gaatjes, randjes, haarscheurtjes etc. zijn werk te kunnen doen.
De kalk die o.a. in kraanwater voorkomt heeft als nadeel dat de tenside's liever met de kalk binden dan met het vuil dat verwijderd moet worden, gevolg is dat er minder tenside's beschikbaar zijn om het vuil te verwijderen. Om nu de storing van de kalk tegen te gaan, voegt men ontharders toe aan een reinigingsmiddel. De kalk bindt veel liever en gemakkelijker met een ontharder dan met een tenside, zodat er weer meer tenside's beschikbaar zijn voor het verwijderen van de vervuiling. Een andere naam voor ontharder is complexvormer of kalkvanger. Men spreekt specifiek over complexvormers als het organische producten betreft b.v. EDTA, NTA, gluconaten en citraten. Op de nadelen van complexvormers voor het milieu wordt later nog teruggekomen.
Een derde stof die je vaak in een watergedragen reinigingsmiddel tegen komt is de builder of drager. Dit is een zout dat wordt toegevoegd om de reinigende werking van de tenside te verhogen, het verhoogt ook meestal de pH. Een hoge pH heeft als bijkomend voordeel dat bij sommige vervuilingen (oliën en vetten), verzeping optreedt. D.w.z. dat de olie wordt omgezet in een zeep, en dus in feite tegen zichzelf gaat werken. Het hakt op deze wijze zichzelf in stukjes, wat te vergelijken is met het snijden van voedsel alvorens men het op eet (kauwt en verteert).
Zure bestanddelen in een watergedragen reinigingsmiddel worden vaak gebruikt om kalkaanslag of metaaloxides zoals roest te verwijderen. Door het oplossen van kalk(aanslag) wordt het zuur grotendeels geneutraliseerd tot zouten, zo levert het zout van fosforzuur, zwavelzuur, en salpeterzuur respectievelijk fosfaat, sulfaat en nitraat. Al deze zouten leveren een enorme bijdrage aan de bekende algengroei. Rolith Chemicals heeft er daarom mede voor gekozen om met relatief makkelijk afbreekbare organische zuren (melkzuur, citroenzuur etc.) de zure watergedragen reinigingsmiddelen samen te stellen. Deze zuren zijn stoffen die ook in het menselijk lichaam voorkomen, en dus volkomen onschadelijk zijn.
Veel alkalische watergedragen reinigingsmiddelen bevatten vaak sterke alkalische stoffen. Deze reinigingsmiddelen verzepen onder andere de vervuiling en werken dus uitstekend, maar zijn vaak samengesteld met zeer agressieve alkalische grondstoffen (kaliloog, natronloog, chloorbleekloog etc.). Zo zijn bij deze reinigingsmiddelen vaak corrosief- of giftigheidtekens verplicht.
Tensides
Vroeger werden slecht afbreekbare zepen gebruikt (onder het motto: hoe langer de zeep actief is hoe beter het werkt), wat tot gevolg had dat hele meren en plassen met een schuimlaag werden bedekt. Behalve het feit dat dit een voor het oog minder aantrekkelijk beeld is, houdt het ook een deel van de zuurstof tegen die in het water moet oplossen om de aanwezige organismen van zuurstof te voorzien. Er hoeft vaak slechts één schakel weg te vallen om een heel ecosysteem te verstoren, of zoals het hier toepasselijk heet: "om zeep te helpen".
Van gewone zeep is veel nodig om goed te kunnen reinigen, verder vormt het met kalk(zouten) kalkzeep wat extra moeilijk afbreekt en veel meer zuurstof vraagt voor de afbraak. Ook reduceert kalkzeep de werkzaamheid van de zeep. Het feit dat tenside's de oppervlakte spanning van het water doen verlagen speelt ook hier parten, zo zal het "Schaatsenrijdertje" (insect) domweg verdrinken omdat hij door het water heen zakt. Ook zal het een gevolg hebben voor de vissen en andere organismen in het water. Vervuiling zal vanuit het water gemakkelijker door de huid penetreren en zich afzetten in de weefsels zoals vet en lever. Dat hierdoor de populatie en diversiteit van de vissen en andere organismen zal afnemen, hoeft geen verdere uitleg.
Complexvormers
Vroeger werden slecht afbreekbare zepen gebruikt (onder het motto: hoe langer de zeep actief is hoe beter het werkt), wat tot gevolg had dat hele meren en plassen met een schuimlaag werden bedekt. Behalve het feit dat dit een voor het oog minder aantrekkelijk beeld is, houdt het ook een deel van de zuurstof tegen die in het water moet oplossen om de aanwezige organismen van zuurstof te voorzien. Er hoeft vaak slechts één schakel weg te vallen om een heel ecosysteem te verstoren, of zoals het hier toepasselijk heet: "om zeep te helpen".
Van gewone zeep is veel nodig om goed te kunnen reinigen, verder vormt het met kalk(zouten) kalkzeep wat extra moeilijk afbreekt en veel meer zuurstof vraagt voor de afbraak. Ook reduceert kalkzeep de werkzaamheid van de zeep. Het feit dat tenside's de oppervlakte spanning van het water doen verlagen speelt ook hier parten, zo zal het "Schaatsenrijdertje" (insect) domweg verdrinken omdat hij door het water heen zakt. Ook zal het een gevolg hebben voor de vissen en andere organismen in het water. Vervuiling zal vanuit het water gemakkelijker door de huid penetreren en zich afzetten in de weefsels zoals vet en lever. Dat hierdoor de populatie en diversiteit van de vissen en andere organismen zal afnemen, hoeft geen verdere uitleg.
Het reinigen met oplosmiddelen
Er worden over het algemeen twee soorten oplosmiddelen ingezet:
- Niet brandbare oplosmiddelen
- Brandbare oplosmiddelen
Tot de eerste groep horen veel gehalogeneerde koolwaterstoffen (HKW's), dit zijn prima reinigers ware het niet dat ze een enorme belasting met zich mee brengen voor mens en milieu. Tot deze groep behoren o.a. tri, tetra, dichloormethaan etc. Ze zijn qua structuur te vergelijken met brandbare oplosmiddelen, echter bevatten ze halogenen (meestal chloor) wat de vloeistof niet brandbaar maakt. De milieubelasting van deze stoffen bestaat uit het feit dat ze de ozonlaag afbreken in de hogere luchtlagen.
Ook brandbare oplosmiddelen hebben echter een flinke belasting voor het milieu, wat naast het explosie- of brandgevaar een reden te meer is om van deze producten af te zien. De belasting bestaat voornamelijk uit het feit dat ze enorm bijdragen aan de luchtvervuiling, en dan met name smogvorming en vorming van ozon op het leefniveau. Voorbeelden hiervan zijn: ketonen, thinners, wasbenzine, alcoholen, esters en diverse andere koolwaterstof verbindingen.
Ook in verven worden veel van deze stoffen gebruikt, dit is dan ook de oorzaak dat de alkyl of watergedragen verven momenteel zo populair zijn. Een ander bijkomend nadeel is dat genoemde stoffen veelal aromaten bevatten, dit zijn verbindingen als benzeen, styreen, xyleen etc. Van deze verbindingen is aangetoond dat ze een duidelijke invloed hebben op de vorming van kanker, daar komt bij dat ze gemakkelijk via de luchtwegen of de huid naar binnen kunnen dringen.