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Forschungsbericht: Emissionen organischer Stoffe aus mineralischen Baustoffen unter Berücksichtigung der Verwendung von Abfällen zur Verwertung am Beispiel von Beton. Abschlussbericht

Emissionen organischer Stoffe aus mineralischen Baustoffen unter Berücksichtigung der Verwendung von Abfällen zur Verwertung am Beispiel von Beton. Abschlussbericht

Bau- und Wohnforschung, Band F 2385
S. Uebachs
TH Aachen, Institut für Bauforschung -ibac-
2000, 136 S., Abb.,Tab.,Lit.
Fraunhofer IRB Verlag

Kurzbericht [PDF] deutsche Version
Short Version [PDF] englische Version

Inhalt

Mit den Ausgangsstoffen zur Betonherstellung, besonders aber mit Zuschlägen aus der Verwertung von Abfall oder Abbruchmaterial gelangen häufig organische Bestandteile in den Beton. Diese können die Atmosphäre, Boden- und Atemluft belasten, falls sie ausgasen, oder die Gewässer und das Grundwasser verunreinigen, falls sie auslaugen. Zu den gasförmigen Emissionen organischer Stoffe aus zementgebundenen Baustoffen gibt es bislang nur vereinzelte Untersuchungen und auch zur Auslaugung der organischen Betonkomponenten weiß man bisher wenig. - An Betonen mit kontaminierten Ausgangsstoffen wurde die zeitabhängige Freisetzung organischer Bestandteile untersucht. Weiterhin interessierte, ob umweltrelevante organische Stoffe in der Zementsteinmatrix fixiert werden und so ein Auslaugen oder Ausgasen unterbleibt. Der erste Beton war mit rezykliertem Zuschlag vom Abriss eines Tanklagers hergestellt, der zweite hatte kiesigen Sand vom Rückbau einer Reifenfabrik, während der dritte Beton Gleisschotter als Zuschlag enthielt. Zudem war ein mit kontaminiertem Boden hergestelltes, betonähnliches Stabilisat in die Untersuchungen einbezogen. Zur Charakterisierung der Auslaugungen erfolgten Schüttel- und Standtests. Die zeitabhängigen gasförmigen Emissionen ermittelte man mit der »Aachener Prüfkammer«. Es wurde die mögliche Belastung der atmosphärischen sowie der Bodenluft eingeschätzt und die der Atemluft toxikologisch bewertet. Keiner der untersuchten Betone verursachte ein Überschreiten der maximalen Arbeitsplatzkonzentrationen (MAK).

Verfügbare Formate

Inhaltsverzeichnis

1 EINLEITUNG 1
1.1 Allgemeines 1
1.2 Problemstellung 1
1.3 Zielsetzung und Vorgehensweise 1
2 FREISETZUNG UMWELTRELEVANTER STOFFE AUS ZEMENTGEBUNDENEN BAUSSTOFFEN - SACHSTAI>ID 3
2.1 Allgemeines 3
2.2 Auslaugverhalten von Baustoffen/Bauteilen 3
2.2.1 Allgemeines 3
2.2.2 Auslaugung von anorgansichen Stoffen aus zementgebundenen Baustoffen 4
2.2.2.1 Auslaugmechanismen von anorganischen Stoffen 4
2.2.2.2 Beschreibung der Auslaugvorgänge 5
2.2.2.3 Auslaugverfahren 7
2.2.2.4 Zusammenfassung 12
2.2.3 Auslaugung von organischen Stoffen aus zementgebundenen Baustoffen 14
2.2.3.1 Allgemeines 14
2.2.3.2 Zusammenstellung der Forschungsergebnisse 14
2.2.3.3 Zusammenfassung 20
2.3 Gasförmige Emissionen aus Baustoffen/Bauteilen 20
2.3.1 Allgemeines 20
2.3.2 Flüchtige organische Bestandteile - VOC 20
2.3.2.1 Definition von flüchtigen Bestandteilen 20
2.3.2.2 Summe flüchtiger organischer Verbindungen - TVOC 21
2.3.3 Emissionscharakteristika von VOC 22
2.3.4 Untersuchungen zu gasförmigen Emissionen - Emissionsquellen, Grenz und Richtwerte 24
2.3.5 Gasförmige Emissionen aus zementgebunden Baustoffen 28
2.3.5.1 Forschungsergebnisse 28
2.3.5.2 Maßgeblicher Ausgasmechanismus aus zementgebundenen Baustoffen 29
2.3.6 Wirkung von VOC-Emissionen auf die Bodenluft und den Boden 29
2.3.7 Untersuchungsverfahren zur Ermittlung der gasförmigen Emission umweitrelevanter organischer Stoffe 30
2.3.7.1 Allgemeines 30
2.3.7.2 Prüfkammermethode 31
2.3.7.3 Emissionsprüfzellen-Verfahren 37
3 AUSGANGSMATERIALLEN UND BETONE 38
3.1 Auswahl geeigneter Ausgangsstoffe 38
3.2 Charakterisierung der Zuschläge 39
3.2.1 Gesamtgehalte organischer Stoffe 39
3.2.2 Betontechnische Charakterisierung der Zuschläge 41
3.3 Hergestellte Betone 43
4 UNTERSUCHUNG DER AUSLAUGUNG 43
4.1 Auswahl geeigneter Untersuchungsverfahren 43
4.1.1 Schütteltest (DEV-S4) 43
4.1.2 Standtest 44
4.2 Diskussion der Ergebnisse 44
4.2.1 Schütteltests DEV-S4 44
4.2.2 Standtests 45
4.2.2.1 Probekörperalter: 1 d 45
4.2.2.2 Probekörperalter: 28 d 49
4.3 Zusammenfassung der Untersuchungen zur Auslaugung organischer Stoffe 50
5 UNTERSUCHUNG DER GASFÖRMIGEN EMISSION 51
5.1 Prüfkammerverfahren 51
5.1.1 Versuchsaufbau 51
5.1.2 Versuchsdurchführung 52
5.1.3 Bestimmung der VOC 54
5.1.4 Bestimmung der Aldehyde 54
5.2 Diskussion der Ergebnisse der Untersuchung der g4sförniigen Emission 55
5.2.1 Allgemeines
5.2.2 Gasförmige Emission von VOC 56
5.2.2.1 Beton B0 56
5.2.2.2 Beton B1 56
5.2.2.3 Beton B2 58
5.2.2.4 Stabilisierter Boden B3 59
5.2.2.5 BetonB4 60
5.2.3 Gasförmige Emission von Formaldehyd 60
5.3 Zusammenfassung der Untersuchungen der gasförmigen Emission 62
6 ZUSAMMENFASSUNG UNI) AUSBLICK 63
7 LITERATUR 66
ANFANG A: TABELLEN A1-A22
ANHANG B: EULER B1-B9
ANHANG C: VOC-ANALYTIK; UMWELTRELEVANTE ORGANISCHE STOFFE C1-C6
ANHANG D; CHROMATOGRAMME D1-D19

Publikationslisten zum Thema:
Umweltverträglichkeit, Beton, Schadstoff, Auslaugung, Emission, Kontamination, Bewertung, Abfallverwertung,

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Die Fachzeitschrift "Gebäudeschadstoffe und Innenraumluft" vermittelt fundiertes Wissen über Vorkommen, Gefahren und Bewertung sowie Beseitigung und Vermeidung von Gebäudeschadstoffen. Sie beleuchtet neue Bewertungsansätze und -kriterien für problematische Stoffe in alten wie neuen Bauprodukten und Gebäuden sowie die Anforderungen an die Innenraumluftqualität. Sachverständige, Planer und Architekten, Bauämter und Bauausführende erhalten aktuelle Fakten zu den vielfältigen Problemstellungen und konkrete Handlungshilfen für die tägliche Praxis zum gesundheits- und umweltbewussten Bauen und Modernisieren sowie zur Vermeidung von Haftungsrisiken und unnötigen Kosten. Über Regelwerke und gesetzliche Vorgaben wird aktuell informiert und die praktischen Folgen und Auswirkungen ihrer Umsetzung werden aufgezeigt. Schwerpunkt dieser ersten Ausgabe ist "Asbest in bauchemischen Produkten". Sie enthält Beiträge, in denen das Vorkommen bauchemischer Asbestprodukte im Gebäudebestand, die Faserfreisetzung bei unterschiedlichen Bearbeitungsmethoden, die analytischen Verfahren zum Nachweis geringer Asbestgehalte in Bauprodukten und die Sanierung von Putzen, Spachtelmassen und Fliesenklebern betrachtet wird.

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Als Ratgeber will der Band neben den Grundkenntnissen der Ziegelarchitektur und -herstellung auch praktisches Basiswissen über das Bauen mit ziegeln vermitteln, um Fragen über Fugen, Mörtel, Verband und Formate zu beantworten - damit historische Ziegelbauten fachgerecht erhalten und restauriert werden und vorhandene Ziegel aus Rückbau wieder eine sinnvolle Verwendung finden: als Beitrag zur Denkmalpflege und zur restaurierung von Altbauten ebenso wie als Motivation, den Rückbau und die Wiederverwendung von Mauerziegeln auch aus ökologischen Gründen zu fördern.

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Bauwerke weisen in der Regel eine sehr lange Lebensdauer auf, so dass die Schwierigkeit darin besteht heute zu prognostizieren, was übermorgen Stand der Technik beim Recyceln von Baumaterialien sein wird. Darüber hinaus ergeben sich vielfache - teilweise konkurrierende - Anforderungen an Gebäude in ökonomischer, ökologischer soziokultureller und technischer Hinsicht. Eine Bewertung dieser Eigenschaften wird im Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen BNB durchgeführt. Im Bericht wird der Entwurf eines Indikators zur quantitativen Bewertung der Recyclingeffizienz vorgestellt, der mittelfristig in das Bewertungssystem nachhaltiges Bauen integriert werden sollte. Der Leitfaden soll bereits in der Planungsphase bei der Wahl der Baumaterialien und Baukonstruktionen Hilfestellungen geben, um bei zukünftigen Rückbauvorhaben den Anteil an recycelfähigen Materialen zu erhöhen.

Entwicklung und Bewertung eines Cradle to Cradle® inspirierten Plusenergiehauses am Beispiel des Wettbewerbsbeitrages Solar Decathlon 2015

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Entwicklung und Bewertung eines Cradle to Cradle® inspirierten Plusenergiehauses am Beispiel des Wettbewerbsbeitrages Solar Decathlon 2015
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Basierend auf den Dokumentationen der Wettbewerbsteilnahme am Solar Decathlon 2015 wurde im Rahmen dieses Projektes der Entwurfs-, Planungs- und Bauprozesse analysiert. Die Architektur des "nexushaus" wurde so konzipiert, dass die C2C-Prinzipien theoretisch umgesetzt werden können. Mit der Dokumentation und Auswertung der Planungs-, Bau- und Wettbewerbsphase wurden Planungshinweise erarbeitet, die die jeweiligen C2C-Ansätze für den Wohngebäudebereich aufzeigen. Ferner wurde aufgezeigt, in welchen Bereichen die Prinzipien im Hinblick auf ihre Umsetzbarkeit noch intensiver untersucht werden müssen, damit Wohngebäude in Zukunft einen positiveren Beitrag zu unserem Ökosystem leisten können und ein grundlegend nachhaltiger Umgang mit Ressourcen gewährleistet werden kann.

Untersuchung der Emissionen von Holzfenstern zur Bewertung des Verhaltens von Bauprodukten in Bezug auf Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz. Abschlussbericht

Michael Wensing, Benno Bliemetsrieder
Untersuchung der Emissionen von Holzfenstern zur Bewertung des Verhaltens von Bauprodukten in Bezug auf Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz. Abschlussbericht
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Emissionen von Produkten des Innenraums rücken zunehmend in den Fokus des Interesses, da sie im Verdacht stehen, für gesundheitliche Probleme mitverantwortlich zu sein. In der Diskussion stehen dabei vor allem leichtflüchtige, flüchtige und schwerflüchtige organisch-chemische Bestandteile (very volatile organic compounds ? VVOC, volatile organic compounds ? VOC, semi-volatile organic compounds ? SVOC), von denen vielfältige Wirkungen auf den Menschen ausgehen können. Im Zuge des energiesparenden Bauens führen zudem immer dichter werdende Gebäudehüllen zu verstärkten Anreicherungen gefährlicher Stoffe in der Innenraumluft. Die Bewertung von Emissionen aus Baustoffen und Bauprodukten sowie die Herstellung und Vermarktung möglichst emissionsarmer Produkte gewinnt daher auch im Bereich Fenster und Türen zunehmend an Bedeutung und ist auch innerhalb der Bauproduktenverordnung verankert. Die im Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben beschriebenen Erkenntnisse, Aussagen und Vorgehensweisen zur Thematik "VOC-Emissionen von Holzfenstern" sind eine wichtige Datenbasis, die im Rahmen regulativer und/oder privatrechtlicher Klassifizierungs- und Bewertungsverfahren genutzt werden kann.

Untersuchungen zum Emissionspotenzial von Innenputzen mit organischen Bindemitteln nach DIN EN 15824

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Untersuchungen zum Emissionspotenzial von Innenputzen mit organischen Bindemitteln nach DIN EN 15824
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Fraunhofer IRB Verlag

Wandbeschichtungen, insbesondere Anstrichfarben und Innenputze nach DIN EN 15824, werden in Aufenthaltsräumen großflächig verbaut. Im Vergleich mit Anstrichfarben weisen Innenputze nach DIN EN 15824 prinzipiell ein höheres Flächengewicht und damit ein größeres Reservoir an emittierbaren Stoffen auf. Daher war experimentell zu klären, inwieweit eine Freisetzung von flüchtigen organischen Stoffen aus Innenputzen in die Innenraumluft für die Luftqualität in diesen Räumen relevant ist. Eine vorangegangene Recherche lieferte nur unzureichende Daten über die Emissionseigenschaften organisch gebundener Putze nach DIN EN 15824. Die zugänglichen Untersuchungsergebnisse aus den vergangenen Jahren zeigen zudem ein sehr uneinheitliches Bild bezüglich der VOC-Emissionen aus diesen Produkten. Im Rahmen des Forschungsvorhabens "Untersuchungen zum Emissionspotenzial von Innenputzen mit organischen Bindemitteln nach DIN EN 15824" wurden die Emissionseigenschaften von Innenputzen überprüft und dabei untersucht, ob a) diese Produkte ein signifikantes Emissionspotenzial aufweisen und ob b) Produktgruppen mit vergleichbaren Emissionseigenschaften gebildet werden können. Die gefundenen Stoffkonzentrationen wurden gemäß dem AgBB-Schema qualitativ und quantitativ ausgewertet.

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Die aus dem Jahr 1994 stammende DIBt-Richtlinie 100 zur Formaldehydabgabe von Holzwerkstoffen soll gegebenenfalls aktualisiert und an den Stand des technischen Fortschritts und der neuen europäischen Regelungen und Normen angepasst werden. Dabei sollen auch neue Werkstofftypen und Prüfverfahren berücksichtigt werden. Zur Evaluierung der Grundlagen einer solchen Überarbeitung wurde vom DIBt ein Forschungsvorhaben an das Fraunhofer-Institut für Holzforschung WKI in Braunschweig vergeben. Im Vorhaben sollte für die Formaldehydabgabe von Holzwerkstoffen auch die Korrelation zwischen der Prüfraummethode zur Bestimmung der Formaldehydausgleichskonzentration von Holzwerkstoffen DIN EN 717-1 und der für die Messung von VOC entwickelten Prüfkammermethode EN ISO 16000-9 ermittelt werden. Im Vorhaben wurden zunächst die Korrelationen zwischen dem Referenzverfahren nach DIN EN 717-1 und den abgeleiteten Prüfmethoden nach DIN EN 120 (Perforatormethode) und DIN EN 717-2 (Gasanalysemethode) für die Holzwerkstoffe Spanplatte, MDF, HDF, OSB und Sperrholz überprüft. Die aus den Messwerten berechneten Korrelationsgraden wiesen stets ein ausreichend hohes Bestimmtheitsmaß auf und bestätigen so die grundsätzliche Eignung der abgeleiteten Prüfmethoden zur Eigen- und Fremdüberwachung. Auf der Basis dieser Ergebnisse konnten Empfehlungen für eine Überarbeitung und Ergänzung der ETB-Richtlinie gemacht werden. Für Holzwerkstoffe mit sehr niedrigen Emissionswerten sind allerdings im Falle der Perforatormethode Aberrationen von der Korrelation nicht auszuschließen. Hier würde die Möglichkeit einer individuellen Korrelation Fehlinterpretationen vermeiden helfen. Bei Anwendung der Gasanalysemethode wurden diese Aberrationen nicht beobachtet. Die Aufnahme weiterer abgeleiteter Prüfmethoden (Flaschenmethode nach DIN EN 717-3, Desikkatormethode nach ISO 12460-4) als allgemeiner Bewertungsmaßstab kann nicht empfohlen werden. Die Anwendung dieser Prüfmethoden sollte jedoch für individuelle Korrelationen nicht ausgeschlossen werden. Zwischen der E

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Zeitschriftenartikel

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Koop, Dittmar
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