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Begriffsdefinition

Bei Montageschäumen handelt es sich um Ortschäume, die im Bauwesen zum Abdichten eingesetzt werden. Die Schäume werden auf der Basis von Polyurethan hergestellt, wobei Polyole und Isocyanate die Ausgangsstoffe darstellen. Montageschäume werden als Einkomponenten- oder Zweikomponenten-Schäume angeboten. Einkomponenten Dosenschäume sind auf dem Markt weit verbreitet. Bei Einkomponenten-Schäumen ist die Reaktion zwischen Polyolen und Isocyanaten bereits erfolgt. Das Prepolymer ist so modifiziert, dass es beim Aufschäumen mit der Luftfeuchtigkeit reagiert und so vernetzt und aushärtet. Bei Zweikomponenten-Schäumen reagieren Harz und Härter (Polyole und Isocyanate) erst während dem Schäumen miteinander.

Aufgrund der gesundheitsgefährdenden Eigenschaften von Isocyanaten sind auf dem Markt mittlerweile auch isocyanatreduzierte und isocyanatfreie Schäume erhältlich. Bei isocyanatreduzierten Schäumen beträgt der Gehalt an Methylendiphenylisocyanaten (MDI) weniger als 1 M-%. Bei isocyanatfreien Schäumen handelt es sich um Polyurethan Montageschäume ohne reaktive Isocyanatgruppen. Sie werden auf der Basis von Polyurethan-Prepolymeren hergestellt, die anstelle von reaktiven Isocyanatgruppen Silan-Endgruppen aufweisen.

Wesentliche Bestandteile

Herkömmliche Polyurethan-Montageschäume bestehen aus Polyolen und  Isocyanaten (Diphenylmethandiisocyanat oder Polymeres Diphenylmethandiisocyanat), die miteinander reagieren und zu Polyurethan vernetzen. Ferner enthalten Montageschäume Treibgase (meistens eine Mischung aus Dimethylether, Propan und Butan oder Isobutan), Flammschutzmittel und teilweise weitere Additive.

Bei isocyanatfreien Schäumen werden Polyurethan-Prepolymere mit Silan-Endgruppen anstelle von Diphenylmethandiisodyanat eingesetzt. Ansonsten sind die Bestandteile (Treibgase, Flammschutzmittel und andere Additive) vergleichbar mit jenen von herkömmlichen PU-Schäumen.

Charakteristik

Einkomponentige PU-Schäume erhärten durch eine Reaktion mit Feuchtigkeit (meistens Luftfeuchtigkeit). Dabei schreitet der Aushärtungsprozess von der Oberfläche, die in Kontakt mit Feuchtigkeit ist, nach innen vor. Bei zweikomponentigen PU-Schäumen ist keine Feuchtigkeit zur Aushärtung erforderlich. Sie erhärten durch Reaktion der zwei Komponenten. Zweikomponentige Schäume härten sehr schnell und gleichmäßig, was zu einer höheren Festigkeit führt. Allerdings müssen sie, nachdem die beiden Komponenten vermischt wurden, innerhalb einer bestimmten Zeitspanne (einige Minuten) verarbeitet werden.

Im Vergleich zu PU-Hartschaum, der für Platten-Dämmstoffe eingesetzt wird, haben Montageschäume in der Regel eine höhere Flexibilität. Diese ist für gewisse Anwendungsbereiche wie z.B. bei Fugen mit wärmetechnischen Anforderungen wichtig.

Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Verarbeitungssicherheit / Reaktive Isocyanate

Diphenylmethandiisocyanat (MDI) kann bei Kontakt mit der Haut oder durch Einatmen vermutlich Krebs erzeugen (Einstufung in H351 / Carc 2). Zudem verursacht MDI Haut- (H315) und schwere Augenreizungen (H317), kann die Atemwege reizen (H335) und allergische Reaktionen bei Haut- (H317) und Augenkontakt (H334) auslösen. Aus diesem Grund dürfen isocyanathaltige Schäume nur in gut belüfteten Arbeitsbereichen verwendet werden. Bei unzureichender Belüftung ist ein Atemschutz erforderlich. Ebenso können sich in schlecht belüfteten Arbeitsbereichen durch die Treibgase explosionsfähige Gemische bilden. Die  Berührung mit Haut oder Augen muss bei noch nicht ausgehärteten Schäumen vermieden werden.
Informationen zu den Gesundheitsgefahren, Grenzwerten und Einstufungen in Verbindung mit den erforderlichen Hygiene- und Schutzmaßnahmen bei der Verarbeitung isocyanathaltiger Montageschäume findet man in den GISBAU-Informationen auf Wingis-Online:
GISCODE PU70, GISCODE PU80

Inzwischen gibt es auch als "isocyanatfrei" bezeichnete Schäume, die keine freien Isocyanate enthalten. Sofern der Einsatz von Montageschäumen erforderlich ist, sollten diese hinsichtlich Arbeitssicherheit bevorzugt verwendet werden.

Treibmittel

Für PUR-Montageschäume im Hochbau werden nur noch für Spezialanwendungen (z.B.  Brandschutzschaum) bei einzelnen Produkten HFKW-haltige Treibmittel eingesetzt.

Flammschutzmittel

PUR-Montageschäume enthalten 5-25% Flammschutzmittel. Ein häufig eingesetztes Flammschutzmittel ist TCPP welches gemäß GHS-Gefahrenstoffkennzeichnung als "Gesundheitsschädlich bei Verschlucken" eingestuft ist. TCEP ist als SVHC nach REACH eingestuft und wird nicht mehr verwendet.

Alternative Produktgruppen

Die Verwendung von Montageschäumen erschwert die Trennbarkeit von Konstruktionen und führt zu einer Verunreinigung von Bauabfällen. Aus diesem Grund sollten beim Einbau von Tür- und Fensterrahmen die umlaufenden Hohlräume mit Faserdämmstoffen oder Dämmzöpfen, wenn möglich aus nachwachsenden Rohstoffen, ausgestopft werden, sofern es sich nicht um Fugen mit wärmetechnischen Anforderungen laut abZ handelt.

Lieferzustand

Aerosolgetriebene 1-Komponenten(1K)-Dosenschäume oder aerosolgetriebene 2-Komponentent(2K)-Dosenschäume.

Anwendungsbereiche (Besonderheiten)

Fugenabdichtung (ca. 80%), Türzargen-/Fensterbefestigung bzw. Ausfüllen / Wärmedämmung der umlaufenden Hohlräume (ca. 10%), Abdichtung von Rohrdurchführungen (ca. 10%)

Für die Füllung und Dichtung von Fugen, welche besondere Anforderungen an den Brandschutz stellen (z.B. Fugen von Brandschutztüren) sind auf dem Markt auch feuerhemmende Schäume verfügbar.

Gemeinsames Merkblatt der IHK Berlin und der Senatsverwaltung für Gesundheit, Umwelt und Verbraucherschutz:
"Neue Abgaberegeln für MDI-haltige Produkte; z.B. PU-Montageschaum"; Dok-Nr. 77825; Stand 31. Oktober 2014 / Download
(abgerufen am 18.11.2016)

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Risikobetrachtung Lebenszyklusphasen

 

 

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Planungs- und Ausschreibungshilfen

 

 

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Referenz

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Umweltdeklarationen

 

 

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Bewertungssystem

 

 

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Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB)

Referenz

BNB-Kriterium BN_1.1.6 Risiken für die lokale Umwelt (Neubau)

Referenz

BNB-Kriterium BK_1.1.6 Risiken für die lokale Umwelt (Komplettmodernisierung)

Referenz

Referenz

BNB-Kriterium BN_3.1.3 - Innenraumhygiene

Referenz

 

Referenz

BNB-Kriterium BN_4.1.4 - Rückbau, Trennung, Verwertung

Referenz

Referenz

Quellen

Referenz

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Technisches

 

 

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Technische Daten

Rohdichte ρ [kg/m3]: von 19 bis 21

Wärmeleitfähigkeit λ [W/(m*K)]: von 0,036 bis 0,038

Temperaturbeständigkeit: -40°C bis 100°C

Euroklasse nach DIN EN 13501-1: E

Baustoffklasse nach DIN 4102: B2

Referenz

Quellen

Produktdatenblätter diverser Hersteller

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Literaturtipps

 

 

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KATALYSE Institut für angewandte Umweltforschung; Informationsbroschüre „Umweltverträglichkeit von Gebäudedämmstoffen“;06/2003; Ministerium für Umwelt, Natur und Forsten des Landes Schleswig-Holstein, Kiel

Kemmlein S., Hahn O., Jann O. / Bundesanstalt für Materialforschung und Prüfung; Emissionen von Flammschutzmitteln aus Bauprodukten und Konsumgütern; Texte 55/03; Forschungsbericht 299 65 321 UBA-FB 000475; Umweltbundesamt; Berlin; September 2003 (Download)

Leisewitz A., Kruse H., Schramm E.; Erarbeitung von Bewertungsgrundlagen zur Substitution umweltrelevanter Flammschutzmittel; Forschungsbericht 204 08 542 (alt) 297 44 542 (neu); Umweltbundesamt; Berlin; Dezember 2000 (Download)

Gemeinsames Merkblatt der IHK Berlin und der Senatsverwaltung für Gesundheit, Umwelt und Verbraucherschutz: Neue Abgaberegeln für MDI-haltige Produkte; z.B. PU-Montageschaum

Produkt- und Sicherheitsdatenblätter diverser Hersteller

http://www.malerblatt.de/themen/technik-werkstoffe/zukunftsorientiert-isocyanatfreie-montageschaeume/

HFKW-haltige Treibgase in PUR-Montageschaum, Umweltbundesamt, 2009

 
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Rohstoffe / Ausgangsstoffe

 

 

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Hauptbestandteile

siehe auch Polyurethan, Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR)

Basismaterial:

PUR:
ca. 30-35% Polyether-Polyole
ca. 45-55% Diphenylmethan-Diisocyanat (MDI)

Bei isocyanatfreien Schäumen werden Polyurethan-Prepolymere mit Silan-Endgruppen eingesetzt. Ihr Anteil in der Zusammensetzung beträgt bis zu 80%.

Treibmittel: ca. 5-10 % Gemische aus leichtentzündlichen Kohlenwasserstoffen (Propan, Butan, Dimethylether)
Additive:

Flammschutzmittel:
ca. 10 - 20% TCPP

Katalysatoren

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

siehe auch Polyurethan
Die Basischemikalien (Polyole und Isocyanate) zur Herstellung der Polymere sowie Treibgase und Additive werden überwiegend aus fossilen Rohrstoffen hergestellt.

Verfügbarkeit

Mit der allmählichen Erschöpfung der Erdölvorräte vermindert sich auch das Potential zur Gewinnung von fossilen Rohstoffe in wenigen Jahrzehnten. Allerdings könnten die Rohstoffe auch aus Kohle hergestellt werden, was jedoch mit einem größeren Energieaufwand verbunden wäre.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Die Verwendung von Sekundärrohstoffen in der Produktion von Montageschäumen ist evtl. denkbar, wird jedoch in der Praxis gegenwärtig nicht umgesetzt. Produktionsabfälle werden in modernen Industriebetrieben wo möglich genutzt. Detaillierte Informationen für die PUR-Produktion liegen jedoch nicht vor.

Radioaktivität

Für Montageschäume nicht relevant

Quellen

EPD, Sicherheitsdatenblätter diverser Produkte

 
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Herstellung

 

 

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Herstellungsprozess

Montageschäume werden als Dosenschäume auf die Baustelle geliefert.
Die Herstellung entspricht in diesem Fall der Verarbeitung.

Umweltindikatoren / Herstellung

referenz

Charakteristische Emissionen

siehe Polyurethan, weiter siehe Verarbeitung

Quellen

Umweltproduktdeklarationen Institut Bauen und Umwelt e.V.

 
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Verarbeitung

 

 

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Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

Da 1K-Schäume mit Feuchtigkeit aushärten, ist es vorteilhaft Untergründe vor dem Einbringen des Schaums zu befeuchten.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Arbeiten mit PUR-Montageschäumen sollten nur bei Frischluftzufuhr ausgeführt werden (insbesondere bei Schäumen die mehr als 1% reaktive Isocyanatgruppen enthalten). Isocyanat-sensibilisierte Personen können schon auf sehr geringe Expositionen reagieren und sollten daher keinen weiteren Kontakt mit solchen Produkten haben.

Bei isocyanatfreien Schäumen werden während der Verarbeitung kaum Isocyanate freigesetzt. Allerdings wird bei der Vernetzung Methanol gebildet, welches beim Einatmen oder Hautkontakt giftig ist.

AGW-Werte

Für eine Reihe von Isocyanaten und Methanol existieren AGW gemäss TRGS 900. Zudem sind für Isocyanate Expositionsleitwerte gemäss TRGS 430 zu beachten.

REACH / CLP

Referenz

Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU

Für Montageschäume mit GISCODE PU 70 oder PU 80 gelten die dort genannten Risiken und umfangreiche Hygiene- und Schutzmaßnahmen. Aufgrund der höheren Brandgefahr von hochentzündlichen PU-Montageschäumen (PU 80) wird dazu geraten PU-Montageschäume mit nicht brennbaren Treibmitteln (PU 70) vorzuziehen, die allerdings wiederum i.d.R. HFKW-haltig sind.

Grenzwerte und Einstufungen gemäß Giscode PU 70:
Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat
AGW: 0,05 mg/m³
Gefahr der Sensibilisierung (S)
K3 (TRGS 905) Stoffe, die wegen möglicher krebserzeugender Wirkung beim Menschen Anlass zur Besorgnis geben.
Kohlendioxid
AGW: 9100 mg/m³ bzw. 5000 ml/m³ (ppm)
Ethylenglykol
AGW: 26 mg/m³ bzw. 10 ml/m³ (ppm)
Bemerkung Y (TRGS 900): Ein Risiko der Fruchtschädigung braucht bei Einhaltung des AGW und des BGW nicht befürchtet zu werden.
Gefahr der Hautresorption (H)

Grenzwerte und Einstufungen gemäß Giscode PU 80:
Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat
AGW: 0,05 mg/m³
Gefahr der Sensibilisierung (S)
K3 (TRGS 905) Stoffe, die wegen möglicher krebserzeugender Wirkung beim Menschen Anlass zur Besorgnis geben.
n-Propan
AGW: 1800 mg/m³ bzw. 1000 ml/m³ (ppm)
n-Butan
AGW: 2400 mg/m³ bzw. 1000 ml/m³ (ppm)
Dimethylether
AGW: 1900 mg/m³ bzw. 1000 ml/m³ (ppm)
Ethylenglykol
AGW: 26 mg/m³ bzw. 10 ml/m³ (ppm)
Bemerkung Y (TRGS 900): Ein Risiko der Fruchtschädigung braucht bei Einhaltung des AGW und des BGW nicht befürchtet zu werden.
Gefahr der Hautresorption (H)

Emissionen

Als Emissionen bei der Verarbeitung treten sowohl nicht reagierte Isocyanate und Polyole sowie Treibmittel auf.

Beim Aushärten von isocyanatfreien Schäumen werden kaum Isocyanate emittiert. Allerdings wird bei der Vernetzung Methanol, welches giftig ist, freigesetzt.

Aus arbeitshygienischer Sicht sind die auftretenden Isocyanat-Dämpfe am gefährlichsten, da sie sensibilisierend wirken können.

Umweltrelevante Informationen

Wassergefährdung

Das Eindringen der Flüssigkomponenten in Boden, Gewässer und Kanalisation muss vermieden werden. (wassergefährdend – WGK2)

Quellen

PU-Schaum-Infocenter (abgerufen am 18.11.2016)

 
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Nutzung

 

 

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Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Es ist nicht bekannt, dass ausgehärtete Montageschäume in Innenräumen zu relevanten Emissionen führen. Auf dem Markt sind diverse Produkte mit dem Siegel Emicode EC1 plus, sehr emissionsarm verfügbar.

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Außenraum

Gefährdungen für Wasser, Luft und Boden aus ausgehärteten Montageschäumen sind nach heutigem Kenntnisstand nicht zu erwarten.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

siehe Polyurethan, Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR)

Wassereinwirkung

Ausgehärtete Montageschäume sind im Allgemeinen wasserbeständig.

Beständigkeit Nutzungszustand

Unter der Rubrik Baustoff- und Gebäudedaten / Nutzungsdauern von Bauteilen findet sich auf dem Informationsportal Nachhaltiges Bauen eine Datenbank mit Nutzungsdauerangaben von ausgewählten Bauteilen des Hochbaus für den Leitfaden „Nachhaltiges Bauen“.

Datenbank als PDF

Instandhaltung

Eine Instandhaltung ist nur durch Entfernung und Ersatz bestehender Montageschäume möglich.

Quellen

Produktdatenblätter diverser Hersteller

 
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Nachnutzung

 

 

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Wiederverwendung

Durch den Einbau von Montageschäume entstehen Verbundbaustoffe, die eine spätere Trennung erschweren. Ein zerstörungsfreier Ausbau von Montageschäumen ist nicht möglich und eine Wiederverwendung daher ausgeschlossen.

Stoffliche Verwertung

siehe auch Polyurethan

Verbauter Montageschaum fällt mit dem Bauschutt an. Eine Trennung ist aufgrund der kleinteiligen Einbausituation und der Verhaftung mit dem jeweiligen Untergrund nur schwer möglich.
Eine stoffliche Verwertung von Bau- und Abbruchabfällen aus PUR-Montageschaum findet daher nicht statt.

PUR-Schaumdosen mit dem PU-Logo werden im Rahmen des PU-Dosen-Recyclings ohne zusätzliche Kosten auf Anforderung im Originalkarton zur Wiederverwertung abgeholt. Einzeldosen mit dem PU-Logo nehmen die kommunalen Sammelstellen entgegen.

Energetische Verwertung

Bau- und Abbruchabfälle aus Montageschäumen müssen der energetischen Verwertung zugeführt werden. Heizwert: 25 MJ/kg
In modernen Verbrennungsanlagen mit nachgeschalteter Rauchgaswäsche werden die in alten PUR-Montageschäumen noch enthaltenen FCKWs zerstört.

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Eine Deponierung von PUR/PIR ist seit dem 01.05.2005 ohne thermische / energetische Vorbehandlung nicht mehr möglich.

EAK-Abfallschlüssel

17 Bau- und Abbruchabfälle
17 02 03 Kunststoff
17 06 04 Dämmmaterial mit Ausnahme desjenigen, das unter 17 06 01 und 17 06 03 fällt

siehe auch Lexikon / Abfallschlüssel

Quellen

PU-Schaum-Infocenter (abgerufen am 18.11.2016)