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Umweltverträglichkeit von Baustoffen
Genaue Bewertung verlangt präzise Messverfahren und praxisnahe Prüfverfahren
Büchel, Rainer
Neben wegweisenden betontechnologischen Entwicklungen der letzten Jahre beschäftigt auch die Umweltverträglichkeit von Baustoffen die Fachleute aus der Praxis. Diese Diskussion wird von Wissenschaftlern an den Hochschulen aufgenommen, um die Praxis mit wissenschaftlich fundierten Fakten zu versorgen. Der 24. Aachener Baustofftag unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Brameshuber gab einen Überblick über den derzeitigen Stand der Vorschriften und wissenschaftlichen Erkenntnisse. – Dr.-Ing. Heinz-Ulrich Bertram aus dem niedersächsischen Umweltministerium ging in seinem Vortrag auch auf den häufig angegriffenen Abfallbegriff ein: Abfall ist danach auch jedes nicht zielgerichtet hergestellte Produkt. Aus seiner Sicht ist das Wort nicht negativ behaftet. Er wies erneut darauf hin, dass trotz der erfreulich hohen Verwertungsrate von "Abfällen" im Bauwesen laut Abfallgesetz die Vermeidung von Abfällen erste Priorität hat. – Wie gezielt jedoch die Herstellung eines "Abfalls" erfolgen kann, stellte Dr.-Ing. Wolfgang vom Berg in seinem Vortrag über den Einfluss der Mitverbrennung von Sekundärstoffen auf die Eigenschaften von Steinkohleflugaschen dar. In den Kohlekraftwerken nimmt aufgrund des Wettbewerbsdrucks in der Energiewirtschaft die Menge von Mitverbrennungsmaterial zu. Einschränkungen ergeben sich u.a. aus der Verwertbarkeit der Nebenprodukte, wie der Flugasche. Die "Produktion" der Flugaschen unterliegt strengen Grenzwerten und Kontrollen. Es ist damit gewährleistet, dass die Mitverbrennung von Stoffen keine negativen Einflüsse auf Qualität und Umweltverträglichkeit hat. Dem wird im Normentwurf EN 450 dadurch Rechnung getragen, dass dort auch die Verwendung von Flugaschen, die unter Verwendung bestimmter Mitverbrennungsmengen entstanden sind, erlaubt wird. – Eine Projektgruppe im Deutschen Institut für Bautechnik erarbeitet derzeit ein Merkblatt zur Bewertung der Boden- und Grundwassergefährdung durch Baustoffe. In diesem Merkblatt, so Dr.-Ing. Angela Pawel, sollen Regelfälle des Einsatzes von Baustoffen definiert werden, die von vornherein keine schädliche Grundwasserveränderung verursachen. Hinderlich für die Arbeit der Projektgruppe ist, dass Hersteller von Produkten der Bauchemie nur ungern Auskunft geben über die genaue Zusammensetzung Ihrer Produkte. Dies ist aber für eine genaue Bewertung unerlässlich. – Eine genaue Bewertung von Gefährdungen durch Baustoffe verlangt nach präzisen Messverfahren. Das gilt auch für Frischbeton, der z.B. mit Grundwasser in Berührung kommt. Am Institut für Bauforschung (IBAC) der RWTH Aachen wurden dafür Verfahren getestet. Beim statischen Versuchsaufbau wird das Betonieren auf einen wassergesättigten Boden simuliert. Der Frischbeton wird auf eine Sandschicht aufgebracht und der Festbeton abgehoben, damit anschließend Proben aus dem Sand in verschiedenen Tiefen entnommen werden können (Bild 1). Die durchgeführten Versuche bestätigen, dass nur in unmittelbarem Kontaktbereich zum Beton die pH-Werte erhöht sind (Bild 2). – Der dynamische Versuch simuliert die Situation im teilgesättigten Boden und im wassergesättigten, durchströmten Boden. Der Versuchsaufbau ähnelt dem des statischen Versuchs. Allerdings gibt es hier eine Einlaufseite und eine Ablaufseite. Der Sand wird von Wasser durchströmt. Nach ca. 8 Stunden wurde ein geringfügiger Anstieg der pH-Werte der Eluate festgestellt. Beide Versuche sind nach Ansicht des IBAC für praxisnahe Untersuchungen geeignet. – Auch Dipl.-Chem. Inga Hohberg hob die Bedeutung des Zeitpunkts der Messung und des Abstands der Messstelle zum Beton hervor. Durch die Anwendung von Rechenmodellen können die erforderlichen Konventionen festgelegt werden, so dass anschließend zuverlässig reproduzierbare Konzentrationen im Laborversuch ermittelt werden können. – Dr.-Ing. Martin Schneider berichtete über die Ergebnisse der zahlreichen Versuche im Forschungsinstitut der Zementindustrie zum Eluationsverhalten organischer Stoffe in Beton und Mörtel. Dabei stellte man fest, dass durch den Einbau in die Hydratphasen, die chemische Bindung an den Oberflächen der Hydratphasen und die Sorption an den Oberflächen der Hydratphasen die Freisetzung der Verbindungen äußerst gering ist (Bild 3). Ein weiterer positiver Effekt ist die Einkapselung in das weitgehend dichte Gefüge der Zementsteinmatrix. – Dr.-Ing. Rolf Breitenbücher, Ph. Holzmann Bautechnik GmbH, ging auf die Auslaugung von Spritzbeton ein. Die Auslaugung von Calciumhydroxid hat in der Vergangenheit bei Tunnelbauwerken durch die Versinterung der Drainagen zu Problemen geführt. Außerdem bereiteten die Auslaugung von Natrium- oder Kaliumhydroxid aus dem Spritzbeton Probleme. Sie erhöhten den pH-Wert in der Umgebung des Betons. Durch eine spezielle Zusammensetzung des Betons können diese Probleme beseitigt werden. Um diese zu ermitteln, sind praxisnahe Prüfverfahren erforderlich. Dr.-Ing. Rolf Breitenbücher stellte ein eigens entwickeltes Verfahren vor. Damit wurde eine Betonzusammensetzung für Spritzbeton im Tunnelbau gefunden, von der keine Gefährdung für die Umwelt ausgeht. –
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beton 3/2001 ab Seite 151
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