Was passiert, wenn Aluminium nass wird?

Was passiert, wenn Aluminium nass wird? – Mehr als nur Rost

Aluminium genießt den Ruf, korrosionsbeständig zu sein. Im Gegensatz zu Eisen rostet es nicht einfach durch. Diese vermeintliche Unempfindlichkeit gegenüber Wasser trügt jedoch, denn die Reaktion von Aluminium mit Wasser ist komplexer und unter bestimmten Bedingungen durchaus gefährlich. Der Schlüssel liegt in der Bildung einer Schutzschicht und dem Verhalten von Aluminium in fein verteilter Form.

Die schützende Oxidschicht: Im Kontakt mit Luft bildet Aluminium sofort eine dünne, transparente Oxidschicht (Aluminiumoxid, Al₂O₃). Diese Schicht ist passiv, d.h. sie verhindert den weiteren Zugang von Wasser und Sauerstoff zum darunterliegenden Metall und schützt es so vor weiterer Oxidation. Diese natürliche Passivierung ist der Grund für die Korrosionsbeständigkeit von Aluminium unter normalen Bedingungen. Regen, Feuchtigkeit oder sogar kurzzeitiges Eintauchen in Wasser schaden dem Aluminium daher in der Regel nicht.

Die Gefahr des Aluminiumstaubs: Die Situation ändert sich drastisch, wenn Aluminium in fein verteilter Form, also als Staub, vorliegt. Dieser Staub bietet eine enorm vergrößerte Oberfläche, die mit Wasser und Sauerstoff reagieren kann. Die Reaktion von Aluminium mit Wasser ist exotherm, d.h. sie setzt Wärme frei. Diese Wärme kann die Reaktion weiter beschleunigen, besonders in größeren Mengen an feinem Aluminiumstaub.

Die Wasserstoffentwicklung: Die chemische Reaktion zwischen Aluminium und Wasser lässt sich vereinfacht wie folgt darstellen:

2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂

Aluminium reagiert mit Wasser zu Aluminiumhydroxid und Wasserstoffgas (H₂) . Dieses Gas ist an sich nicht giftig, aber extrem leicht entzündlich und bildet mit Luft ein explosives Gemisch, sobald der Volumenanteil des Wasserstoffs einen bestimmten Bereich erreicht (ca. 4-75%). Eine Funkenbildung, statische Aufladung oder sogar schon die Wärme der exothermen Reaktion selbst können eine Zündung auslösen.

Gefahren bei der Nassbearbeitung und Staubabscheidung: Die Gefahr einer Wasserstoffexplosion besteht insbesondere bei der Nassbearbeitung von Aluminium, beispielsweise beim Schleifen oder Fräsen mit Kühlmittel. Die dabei entstehenden feinen Aluminiumpartikel reagieren mit dem Wasser, und das entstehende Wasserstoffgas kann sich in geschlossenen Räumen oder Behältern ansammeln. Auch bei der Abscheidung von Aluminiumstaub, beispielsweise in Filtersystemen, muss die potenzielle Wasserstoffbildung unbedingt berücksichtigt werden. Eine explosionsgeschützte Ausführung der Anlagen ist hier zwingend erforderlich.

Fazit: Während massives Aluminium durch seine schützende Oxidschicht relativ unempfindlich gegenüber Wasser ist, stellt feindisperses Aluminium, insbesondere Staub, ein erhebliches Gefahrenpotential dar. Die Bildung von explosivem Wasserstoffgas bei Kontakt mit Wasser muss bei der Bearbeitung und Handhabung von Aluminiumstaub unbedingt beachtet und durch entsprechende Sicherheitsmaßnahmen verhindert werden. Eine gute Belüftung und der Einsatz von explosionsgeschützten Anlagen sind unabdingbar.