Porenbeton (früher Gasbeton, béton cellulaire (frz.), autoclaved aerated concrete (engl.))

Transkript

1 Allgemeine Angaben Materialbeschreibung durch Porosierungsmittel hochporosierten Leichtbeton Anwendungsgebiete Block- und Plansteine für tragendes und nichttragendes Mauerwerk sowie bewehrte Bauteile. bewehrte Bauteile (Montagebauteile) und Mauersteine; Plansteine für Mauerwerk: Planbauplatten, Planelemente, Dach und Deckenplatten, geschosshohe Wandtafeln, bewehrte Wandplatten, Fertigteilträger, -stürze und stützen Inhaltsstoffe Der ausgehärtete Porenbeton besteht im wesentlichen aus hochfestem Kalziumsilikathydrat und Luftporen. Rohdichte dampfgehärteter Porenbeton: kg/m 3 Porenbeton-Bauplatten und Porenbeton-Planbauplatten, unbewehrt, mit normaler Fugendicke und Mauermörtel: kg/m 3 Porenbeton, Planbauplatten, dünnfugig verlegt: kg/m 3 Mauerwerk aus Porenbeton-Plansteinen: kg/m 3 [DIN V ] Wärmeleitfähigkeit? Wasserdampf- Diffusionswiderstandszahl µ Festigkeit Baustoffklasse dampfgehärteter Porenbeton: 0,11 0,31 W/mK bei kg/m 3 Porenbeton-Bauplatten und Porenbeton-Planbauplatten, unbewehrt, mit normaler Fugendicke und Mauermörtel: 0,20 0,29 W/mK bei kg/m 3 Porenbeton, Planbauplatten, dünnfugig verlegt: 0,11 0,25 W/mK bei kg/m 3 Mauerwerk aus Porenbeton-Plansteinen: 0,11 0,25 W/mK bei kg/m 3 [DIN V ] 5 10 [DIN V ] A1 Bewertung Natureplus-zertifizierte Produkte andere Bewertungen RL 1100 Mauer- und Mantelsteine RL 1105 Porenbetonsteine und elemente (RL geplant) (Stand 8/2005) Seite 1 von 6

2 Lebenszyklus Beschreibung Rohstoffe Beispielrezepturen (in kg/m 3 ) quarzhaltiger Sand Wasser Kalk Zement Gips Aluminiumpulver 0,5 0,5 0,4 Ggf. werden auch Zusatzstoffe wie Steinkohlenflugasche eingesetzt (nicht in Deutschland). Der bei der Porenbetonproduktion anfallende Porenbeton-staub und - bruch wird zu 100 % in den Produktionsprozess als Sekundärrohstoff rückgeführt (bis zu 15 M-% der Porenbetontrocken-rezeptur). Rohstoffe Ressourcen-vorrat Schadstofffreisetzung bei Rohstoffgewinnung Eingriffe in die Landschaft Zement reizt Augen und Haut, Gefahr ernster Augenschäden, Sensibilisierung durch Hautkontakt möglich, Einatmen oder Verschlucken kann zu Gesundheitsschäden führen, verursacht Verätzungen, d.h. schädigt Atemwege, Augen, Haut und Verdauungswege bis zur Zerstörung, kann zu Allergien der Haut (Maurerkrätze) führen [WINGIS 2.5] Kalk feinkörnige kieselsäurehaltige Zuschläge (Quarzsand, Flugasche, Hochofenschlacke, Ölschieferasche) Aluminiumpulver Wasser evtl. Zusatzmittel (Gips oder Anhydrit) [Zwiener 95] Die Verwendung der Abfallstoffe Flugasche, Hochofenschlacke und Ölschieferasche ist einerseits wegen der Rohstoffeinsparung ökologisch vorteilhaft, andererseits wegen einer möglichen Schadstoffbelastung und der möglichen radioaktiven Belastung nicht unproblematisch. [Zwiener 95] Flugasche fällt im Abgasreinigungssystem von Großfeuerungsanlagen an und besteht aus staubfeinen Partikeln, die aus dem Rauchgasstrom durch Elektrofilter abgeschieden werden. Je nach verbranntem Material unterscheidet man Steinkohlen-, Braunkohlen- und Müllverbrennungsasche. [Zwiener 95] Müllverbrennungsasche ist stark schadstoffbelastet mit Schwermetallen nicht biologisch abbaubar; können sich in der Nahrungskette anreichern; Toxizität ist sehr unterschiedlich polychlorierten Dioxinen und Furanen insbes. 2,3,7,8-Tetrachlor-dibenzo-p-dioxin, 2,3,7,8 TCDD: im Tierversuch krebserregend, Einatmen und Verschlucken kann zu Gesundheitsschäden führen, kann Atemwege, Verdauungswege, Augen und Haut reizen, vorübergehende Beschwerden wie Appetitlosigkeit, Benommenheit, Hautverfärbung können auftreten, kann Gesundheitsstörungen wie Abwehrstörung, Leberschaden, Nervenschaden, Akne, Bluthochdruck, Bronchitis verursachen, bei höherer Konzentration können Atem- und Herz-Kreislaufstillstand auftreten, reichert sich im Körper an [WINGIS 2.5]) Die Verwendung des Reststoffes Flugasche im Bauwesen ist grundsätzlich sinnvoll. Durch geeignete Grenzwerte und Kontrollen muss aber sicher-gestellt werden, dass evtl. enthaltene Schadstoffe bei einer vorgesehenen Verwendung zu keinen Gesundheitsgefahren führen können. [Zwiener 95] siehe auch Ressourcenvorrat Abbau von Sand, Kalk und Gips im Tagebau Seite 2 von 6

3 Transport Porenbetonwerke liegen meist in unmittelbarer Nähe der erforderlichen Sandvorkommen. Herstellungsprozess Herstellung Der aufbereitete Quarzsand (Feinmahlung in Kugelmühlen im Trockenverfahren oder Aufbereitung zu Schlämmen im Naßverfahren) wird mit den Bindemitteln (gemahlener Branntkalk und/oder Zement) unter Zugabe von Wasser zu einer wässrigen Suspension gemischt. Kurz vor dem Abfüllen der Suspension in die Gießformen wird das Treibmittel (Aluminiumpulver bzw. -paste) zugegeben. Das Wasser löscht unter Wärmeentwicklung den Kalk. Das Aluminium reagiert mit dem alkalischen Wasser der Suspension. Es bildet sich Wasserstoff, der die Poren (Durchmesser der Makroporen ca. 0,5-1,5 mm) erzeugt und ohne Rückstände noch im Werk entweicht. Aus 1m³ Rohstoff werden je nach Rohdichteklasse bis zu 5m³ Porenbeton hergestellt. Nach dem ersten Abbinden entstehen halbfeste Rohblöcke, die maschinell in entsprechende Steinformate zugeschnitten werden. Dabei anfallende ungehärtete Produktionsrückstände werden als Rückgutschlamm der Produktion wieder zugeführt. Zur Dampfhärtung werden die zuvor geschnittenen Rohblöcke in Autoklaven (Härtekessel) gefahren und für ca Stunden einer Sattdampf-Atmosphäre von 180 C C bei einem Druck von ca bar ausgesetzt. Dampf und Kondensat werden nach Abschluss des Härtungsprozesses in einen nächsten Autoklaven bzw. in einen Speicher geleitet. Die bei der Produktion anfallenden Betriebswässer werden wiederaufbereitet und dem Produktionsprozess rückgeführt. Die Entstehung von Abwässern wird dadurch weitgehend vermieden. Seite 3 von 6

4 Schadstoffe bei Herstellung Primärenergieverbrauch Materialinput pro Serviceeinheit (MIPS) Die Bewehrung (in Form von Matten oder Körben) wird in einem Tauchbad korrosionsschutzbehandelt, da der Porenbeton wegen seiner hohen Porosität keinen ausreichenden Schutz bildet. Als Korrosionsschutz dient eine kunststoffvergütete Zementschlämme, Wasserlack, oder Bitumen mit einer Beimischung von Quarz zur Erhöhung der Haftung. Die Bewehrung wird vor oder nach dem Eingießen der Betonsuspension in die Formen eingebracht. Die nachfolgenden Verfahrensschritte, wie das Zuschneiden der Bauteile und die anschließende Dampfhärtung entsprechen denen der Herstellung von Porenbetonsteinen. Gesundheitsgefahren gehen bei der Herstellung von Porenbeton nicht aus. mineralische Stäube - Silikosegefahr Zement reizt Augen und Haut, Gefahr ernster Augenschäden, Sensibilisierung durch Hautkontakt möglich, Einatmen oder Verschlucken kann zu Gesundheitsschäden führen, verursacht Verätzungen, d.h. schädigt Atemwege, Augen, Haut und Verdauungswege bis zur Zerstörung, kann zu Allergien der Haut (Maurerkrätze) führen [WINGIS 2.5] Der Primärenergieaufwand liegt bei einer Rohdichte des Porenbetons von 400 kg/m³ für Wandsteine bei ca. 300 kwh/m³ (entspricht MJ/t) Die Rohstoffgewinnung macht rund 60 %, die Produktion (überwiegend die Härtung im Autoklaven) rd. 40 % dieses Betrages aus. Die Dampf-erzeugung für die Autoklavierung erfolgt überwiegend mit Erdgas. Für die Porenbetonherstellung sind nur geringe Mengen an Aluminiumpulver/-paste erforderlich (0,05-0,1 Gew.%). Es wird aus Stanzabfällen hergestellt. Die Herstellung von Aluminium selbst ist sehr energieintensiv, durch die geringen Mengen und die Verwendung von Recyclingprodukten ist der Anteil des Energieeinsatzes des Aluminiums in der Energiebilanz des Porenbetons gering. Porenbeton, 400 kg/m 3 MI abiotische Materialien 2,51 t/t 15,0 t/t 0,263 t/t Porenbeton, 500 kg/m 3 MI abiotische Materialien 2,28 t/t 13,4 t/t 0,219 t/t Porenbeton, 500 kg/m 3, bewehrt MI abiotische Materialien 2,64 t/t 14,6 t/t 0,278 t/t Porenbeton, 600 kg/m 3 MI abiotische Materialien 2,10 t/t 11,5 t/t 0,169 t/t Porenbeton, 600 kg/m 3, bewehrt MI abiotische Materialien 2,37 t/t 12,1 t/t 0,230 t/t [Wuppertalinstitut] Seite 4 von 6

5 Verarbeitung Transport Beschreibung zusätzliche Komponenten bei Verarbeitung mögl. Schadstoffabgabe bei der Verarbeitung mineralische Stäube - Silikosegefahr Nutzung Abriss mögl. Stoffabgabe im eingebauten Zustand Wirkung auf Raumklima Reinigung Verhalten im Brandfall Verhalten bei Durchfeuchtung Beständigkeit und Lebensdauer Verbundsysteme/ Sortenreinheit mögl. Stoffabg. bei Renovierung/ Abriss Umwelt- und gesundheitsrelevante Beeinträchtigungen sind nicht bekannt. Bei Porenbetonsteinen liegt die Radioaktivität nach der Leningrader Summenformel bei rd. 0,12. Die Radon-Exhalationsrate Rn-222 (Mittelwert), normiert auf 10 cm Dicke in Bq/m² h beträgt 1,1 Bq/m²h. nicht relevant nicht brennbar Eingeschränkt frostbeständig (nicht frostbeständig bei Durchfeuchtung / drückendem Wasser), in eingebautem Zustand Schutz vor Durchfeuchtung und damit Frostschäden durch geeignete Putze oder Beschichtungen Jahre Porenbeton mit Putz als nichttragende Konstruktion innen [Leitfaden nachhaltiges Bauen] Seite 5 von 6

6 Entsorgung /Verwertung Deponierbarkeit Verhalten bei Verbrennung Biol. Abbaubarkeit Wiederverwendbarkeit Wiederverwertbarkeit / Recycling als Bauschutt deponierbar nicht brennbar nicht biologisch abbaubar Die Wiederverwendung von Bauteilen aus Porenbeton ist prinzipiell möglich. Der Rückbau muss sortenrein erfolgen und die Verbindungselemente sollen lösbar sein. Eine Wiederverwendung von Mauersteinen ist wegen der Verklebung der Steine mit Dünnbettmörtel kaum möglich. Abbruch von Porenbeton in konventionellen Verfahren möglich. Zerkleinerung durch Walzen- oder Backenbrecher zu Granulat, Klassieren durch Sieben. Der beim Abbruch entstehende Staub aus Porenbeton (ohne Verunreinigung durch andere Stoffe) enthält keine lungengängigen Fasern oder Schadstoffe. Die stoffliche Verwertung von Abbruchmaterial aus Porenbeton erfolgt im Rahmen des Recyclings von Bauschutt durch Recyclingunternehmen und die Porenbetonwerke selbst. Die Porenbetonhersteller haben sich im Rahmen von DIN Plus verpflichtet, sortenreines Material von den Baustellen und aus Abbruchmaßnahmen zurückzunehmen und in die Produktion zurückzuführen (analog den Produktionsabfällen). Die dem Fremdmaterial anhaftenden geringen Mengen an Mörteln und Putzen stören die Verwertung im Porenbetonwerk nicht. Sortenreiner Porenbeton (Porenbetonsplitt) wird als Granulat für Rauchgasreinigungsanlagen, Hygienestreu, Öl- und Flüssigkeitsbinder sowie als Zuschlagstoff für Leichtbaustoffe (Leichtmörtel, Leichtbeton, Dämmputz) oder als Bodenausgleichsschüttungen genutzt. Porenbetonstaub kann als Sekundärrohstoff für die Herstellung von Porenbeton verwertet werden. Eisenschrott aus der Bewehrung: Rückführung in die Stahlproduktion. Seite 6 von 6