Zement

Produktgruppeninformation

Zement
Zement

Begriffsdefinition

Zement ist ein feingemahlenes hydraulisch, erhärtendes Bindemittel. Als hydraulische Bindemittel bezeichnet man mineralische Stoffe, die sowohl an der Luft wie auch unter Wasser steinartig erhärten und nach dem Aushärten wasserbeständig sind.

Wesentliche Bestandteile

Hauptbestandteile des Portlandzementklinkers

  • Tricalciumsilicat
  • Dicalciumsilicat
  • Tricalciumaluminat
  • Calciumaluminatferrit

Nebenbestandteile des Portlandzementklinkers

  • Freikalk (CaOfrei)
  • Periklas (MgO)
  • Glasphasen
  • Alkalien

Charakteristik

Zement wirkt alkalisch (Reizung der Augen, Haut etc.) und regiert mit Wasser unter Bildung eines wasserbeständigen Bindemittelsteins.

Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Zement führt aufgrund seiner Alkalität zu Verätzungen der Haut und der Augen!

Lieferzustand

  • Pulverförmig in Säcken oder Silos

Anwendungsbereiche (Besonderheiten)

  • Beton (z.B. für Hoch- und Tiefbau, Straßenbau u.v.m.)
  • hydraulisch gebundene Tragschichten, Bodenverfestigung
  • Zementestrich
  • Putz
  • Mauermörtel

Zementarten und -zusammensetzungen nach DIN EN 197

Die in der Tabelle angegebenen Werte beziehen sich auf die aufgeführten Haupt- und Nebenbestandteile des Zements ohne Abbinderegler (Gips/ Anhydrit) und Zementzusatzmittel.

Nebenbestandteile: Füller (i. d. R. Kalksteinmehl) oder ein oder mehrere Hauptbestandteile, soweit sie nicht Hauptbestandteile des Zements sind.

Zement
Zement

Planungs- und Ausschreibungshilfen

Grundsätzliches

Sie befinden sich in einer WECOBIS-Grundstoffgruppe. Für eine ganzheitliche Betrachtung sind zusätzlich die jeweiligen Bauproduktgruppen zu betrachten.

WECOBIS informiert produktneutral. An dieser Stelle soll der Nutzer jedoch eine Hilfestellung dazu erhalten, ob sich Produkte innerhalb einer Produktgruppe gegenüber anderen hinsichtlich ihrer Umwelt- und Gesundheitsrelevanz auszeichnen.
Damit wird keine Aussage über die technischen Einsatzmöglichkeiten der jeweiligen Produkte getroffen.

Derzeit finden sich neben produktgruppenspezifischen Informationen Hinweise und wichtige Links zum Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB), zu UBA-Ausschreibungsempfehlungen, Umweltdeklarationen und REACH.
Der Bereich Planungs- und Ausschreibungshilfen soll kontinuierlich weiterentwickelt und auf die Bedürfnisse der Planer abgestimmt werden. Für 2013 ist ein weiteres Entwicklungsprojekt für diesen Bereich vorgesehen.

Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB) / Kriterium 1.1.6

Mit dem Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen für Bundesgebäude (BNB) steht ein zum Leitfaden Nachhaltiges Bauen ergänzendes ganzheitliches quantitatives Bewertungsverfahren zur Verfügung.
Das BNB zeichnet sich durch einen Kriterienkatalog aus, nach dem Gebäude nach ökologischen, ökonomischen und soziokulturellen Qualitäten, sowie den technischen und prozessualen Aspekten bewertet werden. (detaillierte Informationen siehe www.nachhaltigesbauen.de).

Das BNB-Kriterium 1.1.6 befasst sich dabei mit den Risiken für die lokale Umwelt. An dieser Stelle erfolgt künftig eine Einordnung der jeweiligen Produktgruppe hinsichtlich Relevanz für BNB-Kriterium 1.1.6

UBA-Ausschreibungsempfehlungen

Auf den Internet-Seiten des Umweltbundesamtes (UBA) findet sich der „Informationsdienst für umweltfreundliche Beschaffung“, u.a. mit Informationen und Ausschreibungsempfehlungen zu einzelnen Bauproduktgruppen.

Für Zement finden sich dort derzeit (Stand 07/ 2013) noch keine Informationen. Es lohnt sich aber, die Seiten zu besuchen, da diese regelmäßig weiterentwickelt werden. Die Ausschreibungsempfehlungen des UBA orientieren sich an den jeweiligen Vorgaben eines zugehörigen Blauen Engels (s. Reiter Zeichen & Deklarationen).

Zeichen / Labels zur Umwelt- und Gesundheitsrelevanz (z.B. Blauer Engel, Giscode)

Unter dem Reiter Zeichen & Deklarationen finden sich eine Übersichtstabelle, weiterführende Informationen und Links zu Zeichen und Labels, die diese Produktgruppe betreffen können. Auch damit lassen sich Unterschiede von Produkten innerhalb einer Produktgruppe hinsichtlich ihrer Umwelt- und Gesundheitsrelevanz feststellen.

REACH / CLP

Die REACH-Verordnung regelt die Herstellung, das Inverkehrbringen und den Umgang mit Industriechemikalien. Zur Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen, dient die CLP-Verordnung (Verordnung über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen), um ein hohes Schutzniveau für die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu gewährleisten.

Wird ein Produkt nicht als Stoff oder Gemisch, sondern als Erzeugnis eingestuft, ist kein Sicherheitsdatenblatt (SDB) erforderlich und Gefahrstoffbezeichnungen entfallen. Lediglich besonders besorgniserregende Stoffe (SVHC) müssen ausgewiesen werden. Für diese Informationen besteht eine Auskunftspflicht. Sie müssen aber nicht in Form eines Sicherheitsdatenblattes nach den Kriterien des Anhangs II der REACH-Verordnung gegeben werden.

Zemente werden als Gemisch/ Zubereitung eingestuft.

Produkt bezogene Informationen gemäß CLP-Verordnung müssen daher in den Sicherheitsdatenblättern (SDB) der jeweiligen Produkte ausgewiesen sein.

Informationen und Unterstützung zu den Auskunftsrechten finden sich unter www.reach-info.de.

Zement

Umweltdeklarationen

Zeichen und Labels zur Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

ZementStand 07/ 2013Internet-Adresse
     
Umweltzeichen (Blauer Engel) - http://www.blauer-engel.de/
EU-Umweltzeichen (Blume) - http://www.eco-label.com/
Österreichisches Umweltzeichen - http://www.umweltzeichen.at/
GISBAU Produkt-Code + http://www.wingis-online.de/wingisonline/

Gütezeichen RAL-GZ

- http://www.ral.de/
natureplus-Qualitätszeichen - http://www.natureplus.org/
Zeichen / Labels aus Programmen für spezielle Produktgruppen:
FSC-Siegel ./. http://www.fsc-deutschland.de/
Emicode ./. http://www.emicode.com/
GUT-Signet ./. http://www.gut-ev.org/
+ Zeichen / Label für diese Produktgruppe vorhanden
- Zeichen / Label für diese Produktgruppe nicht vorhanden
./. Zeichen / Label für diese Produktgruppe nicht relevant
x Produkte aus dieser Produktgruppe können die Kriterien des Zeichens/Labels definitionsgemäß nicht erfüllen

Die VERBRAUCHER INITIATIVE e.V. betreibt ein Internet-Portal mit umfangreicher Label-Datenbank (www.label-online.de). Die Label werden dort beschrieben und anhand von Kriterien hinsichtlich Nachhaltigkeit (umweltgerecht, sozial verträglich, gesundheitlich unbedenklich) bewertet.

Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU Produkt-Code

  • ZP1 Zementhaltige Produkte, chromatarm
  • ZP2 Zementhaltige Produkte, nicht chromatarm

Die Herstellung und Verwendung nicht chromatarmer zementhaltiger Produkte (GISCODE ZP2) ist seit dem 17. Januar 2005 verboten

Umweltproduktdeklarationen

Für Produkte mit Umweltproduktdeklaration (Environmental Product Declaration, EPD) liegen umfassende Informationen zu wichtigen Umweltwirkungen wie z. B. Ressourcenverbrauch, globaler Treibhauseffekt, Ozonabbau oder Versauerung von Böden und Gewässern vor (genaue Erläuterungen siehe Lexikon und Textteil „Umweltproduktdeklarationen“). Diese bilden die Datengrundlage für die ökologische Gebäudebewertung.

ZementStand
05/ 2013
Download
     
PCR-Dokument* +

Faserzement

Holzzement

Branchen-EPD* + Grundstoffe und Vorprodukte
+ für diese Produktgruppe vorhanden
- für diese Produktgruppe nicht vorhanden

* WECOBIS informiert produktneutral. Aus diesem Grund wird an dieser Stelle sofern vorhanden nur auf PCR-Dokumente (Produktgruppenregeln) und Branchen-EPDs verwiesen. Dies schließt nicht aus, dass für einzelne Produkte EPDs vorliegen können. Weitere Informationen und Downloads finden sich z.B. auf den Seiten des IBU Institut Bauen und Umwelt e.V.. → auch Lexikon Umweltproduktdeklaration

Ökobau.dat / Umweltindikatoren

Ökobau.dat ist ein Baustein des Informationsportals Nachhaltiges Bauen in der Rubrik Baustoff- und Gebäudedaten und enthält Datensätze mit Umweltindikatoren von Bauprodukten. Die in der Ökobau.dat beschriebenen Umweltindikatoren bilden die Grundlage der im Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen für Bundesgebäude (BNB) vorgeschriebenen Berechnung von Ökobilanzen auf Gebäudeebene.

Der hierfür betrachtete Lebenszyklus eines Bauproduktes gliedert sich in die Herstellung und die Nachnutzungsphase. Die Bewertung basiert auf Indikatoren der

  • Sachbilanz / Input (PEIr, PEInr, Sekundärbrennstoffe, Wassernutzung)
  • Sachbilanz / Output (Abraum, Hausmüll/Gewerbeabfälle, Sonderabfälle)
  • Wirkbilanz (ADP, EP, ODP, POCP, GWP, AP)

Diese umfangreiche Sammlung verifizierter Daten steht unter http://www.nachhaltigesbauen.de/oekobaudat/ zur Ansicht zur Verfügung.
Download des gesamten Datensatzes unter → Ökobau.dat
Datensätze zu Zement siehe → Mineralische Baustoffe (1) → Bindemittel (1) → Zement (01) →
Zement (Durchschnitt)

Zement
Zement

Technisches

Technische Daten

Zemente unterscheiden sich nicht nur durch ihre Zusammensetzung aus den verschiedenen Hauptbestandteilen, sondern auch hinsichtlich ihrer Feinheit, Erstarrungszeiten und Druckfestigkeitsklassen (32,5, 42,5 und 52,5 sowie L, N, R).

Nach DIN EN 197-1 und DIN 1164 werden auch Zemente mit besonderen Eigenschaften definiert:

  • Zemente mit hohem Sulfatwiderstand (HS-Zement)
  • Zemente mit niedrigem wirksamen Alkaligehalt (NA-Zement)
  • Zemente mit frühem Erstarren (FE-Zement)
  • Zemente mit schnellem Erstarren (SE-Zement)
  • Zemente mit erhöhtem Anteil organischer Bestandteile (HO-Zement)
  • Zement mit niedriger Hydratationswärme (LH-Zement)

Je nach Anwendungsfall (z.B. Spritzbeton, Beton für Staudamm etc.) sind die richtigen Zemente auszuwählen.
Die Bezeichnungen der Zemente (z.B. CEM III/B 42,5 N-LH/HS/NA) geben eindeutige Informationen zur Zementart, der Festigkeitsklasse, der Anfangsfestigkeit und den besonderen Eigenschaften.

Baustoffklasse nach DIN 4102-1

A1 (nicht brennbar)

Färbung

i.d.R. grau z.T. weiß bzw. rot-braun

Technische Regeln (DIN, EN)

DIN 1164

 

Zement mit besonderen Eigenschaften

                        -10

2013

Teil 10: Zusammensetzung, Anforderungen und Übereinstimmungsnachweis von Zement mit niedrigem wirksamen Alkaligehalt

                        -11

2003

Teil 11: Zusammensetzung, Anforderungen und Übereinstimmungsnachweis von Zement mit verkürztem Erstarren

                        -12

2005

Teil 12: Zusammensetzung, Anforderungen und Übereinstimmungsnachweis von Zement mit einem erhöhten Anteil an organischen Bestandteilen

DIN EN 196

 

Prüfverfahren für Zement

                        -1

2005

Teil 1: Bestimmung der Festigkeit

                        -2

2012

Teil 2: Chemische Analyse von Zement

                        -3

2009

Teil 3: Bestimmung der Erstarrungszeiten und der Raumbeständigkeit

                        -5

2011

Teil 5: Prüfung der Puzzolanität von Puzzolanzementen

                        -6

2010

Teil 6: Bestimmung der Mahlfeinheit

                        -7

2008

Teil 7: Verfahren für die Probenahme und Probenauswahl von Zement

                        -8

2010

Teil 8: Hydratationswärme - Lösungsverfahren

                        -9

2010

Teil 9: Hydratationswärme - Teiladiabatisches Verfahren

                        -10

2006

Teil 10: Bestimmung des Gehaltes an wasserlöslichem Chrom (VI) in Zement

DIN EN 197

 

Zement

                        -1

2011

Teil 1: Zusammensetzung, Anforderungen und Konformitätskriterien von Normalzement

                        -2

2012

Teil 2: Konformitätsbewertung

DIN EN 14216

2004

Zement - Zusammensetzung, Anforderungen und Konformitätskriterien von Sonderzement mit sehr niedriger Hydratationswärme

 

DIN EN 14647

2006

Tonerdezement - Zusammensetzung, Anforderungen und Konformitätskriterien

DIN EN 15743

2010

Sulfathüttenzement - Zusammensetzung, Anforderungen und Konformitätskriterien

DIN EN ISO 29581-2

2007

Prüfverfahren für Zement - Chemische Analyse von Zement - Teil 2: Analyse mittels Röntgenfluoreszenzanalyse (ISO/DIS 29581-2:2007)

DIN-Fachbericht 197

2001

Leitlinien für die Anwendung von EN 197-2: Zement - Teil 2: Konformitätsbewertung

DIN-Fachbericht CEN/TR 196-4

2007

Prüfverfahren für Zement - Teil 4: Quantitative Bestimmung der Bestandteile

DIN-Fachbericht CEN/TR 15697

2008

Zement - Prüfung der Leistungsfähigkeit hinsichtlich des Sulfatwiderstands - Bericht zum Stand der Technik

ZEMENT-MERKBLATT B 1

2006

Zemente und ihre Herstellung

Bauregelliste

Das Deutsche Institut für Bautechnik stellt in den Bauregellisten A, B und C die technischen Regeln für Bauprodukte und Bauarten sowie bauaufsichtlich geregelte und nicht geregelte Bauprodukte und Bauarten auf.
Nach Zustimmung der obersten Bauaufsichtsbehörden der Länder wird die Bauregelliste bekannt gegeben. Erwerb und weiterführende Informationen zu Bauregelliste und ihren Regelungsbereichen siehe unter → www.dibt.de
Eine Darstellung und Erläuterungen zur Klassifizierung von Bauprodukten siehe im Lexikon → Klassifizierung von Bauprodukten

Quellen

Neroth G., Vollenschaar D.; Wendehorst Baustoffkunde, Vieweg + Teubner Verlag, 27. Auflage, 2012

Stark, J. und Wicht, B.: Zement und Kalk: Der Baustoff als Werkstoff. 1. Auflage, Birkhäuser Verlag, Berlin, (2000).

Scholz/Hiese: Baustoffkenntnis; 17. Auflage, 2011; Werner Verlag (Wolters Kluwer Deutschland GmbH), Köln

Betontechnische Daten à kostenfrei bestellbar bei den großen Zementherstellern wie z.B. HeidelbergCement, Dyckerhoff, Schwenk, Holcim

http://beton-technische-daten.de/

Zement

Literaturtipps

Kalmbach; Schmölling: Luftreinhaltung in Forschung und Praxis, Erich Schmidt Verlag, 1990, Berlin

Hansmann K.: Bundes-Immissionsschutzgesetz, 17. Auflage mit Erläuterungen, Nomos Verlagsgesellschaft, 1997, Baden Baden

Zwiener, G.: Ökologisches Baustoff-Lexikon. Daten, Sachzusammenhänge, Regelwerke, C. F. Müller, 1994, Heidelberg

Kasser Ueli, Pöll Michael: Ökologische Bewertung mit Hilfe der Grauen Energie, Schriftenreihe Umwelt Nr. 307 Ökobilanzen, Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) (Hrsg.), 1999

Henning; Kühl; Oelschläger; Philipp: Technologie der Bindebaustoffe, VEB Verlag für Bauwesen, 1976, Berlin

Schäffler H.: Baustoffkunde, 7. Aufl., S.79-91, 139-150, 211, Vogel Buchverlag, Würzburg

Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, DAfStb (Hrsg.): Umweltverträglichkeit zementgebundener Baustoffe. Sachstandsbericht, Beuth Verlag GmbH, 1996, Berlin, Köln

Kroboth K.: Pressekonferenz der deutschen Zementindustrie und der deutschen Arbeitsgemeinschaft der Bauberufsgenossenschaften, Presseklub Bonn, 1997

Weigler H.: Beton Arten Herstellung Eigenschaften, Ernst&Sohn, 1989, Berlin

Rühl, R.; Kluger, N. (Hrsg.) Berufsgen. der Bauwirtschaft: Handbuch Bauchemikalien, ecomed Verlagsgesellschaft AG & Co. KG, 1995, Hauptbd., Landsberg am Lech

Pisters, H.: Chrom im Zement und Chromatekzem. In: Zement-Kalk-Gips, Nr. 10, Bauverlag GmbH, 1966, Wiesbaden

Stark, J. und Wicht, B.: Zement und Kalk: Der Baustoff als Werkstoff. 1. Auflage, Birkhäuser Verlag, Berlin, (2000).

Scholz/Hiese: Baustoffkenntnis; 17. Auflage, 2011; Werner Verlag (Wolters Kluwer Deutschland GmbH), Köln

Neroth G., Vollenschaar D.; Wendehorst Baustoffkunde, Vieweg + Teubner Verlag, 27. Auflage, 2012

Online-Quelle

Zement

Rohstoffe / Ausgangsstoffe

Hauptbestandteile

Durchschnittliche chemische Zusammensetzung von Portlandzementklinker

  • CaO (60 -69%)
  • SiO2(20 - 25%)
  • Al2O(4 - 7%)
  • Fe2O(0,2 - 5 %)
  • MgO (0,5 - 5%)
  • Na2O + K2O (0,5 - 1,5%)
  • SO3 (0,1 - 1,3%)

Quelle: J. STARK and B. WICHT: Zement und Kalk: Der Baustoff als Werkstoff. 1. Auflage, Birkhäuser Verlag, Berlin, (2000).

Ausgangsstoffe von Zement sind Kalkstein, Ton und Kalkmergel (= Gemisch der Komponenten Kalkstein und Ton), wobei Calciumcarbonat, CaCO3, mit 65 bis 90 Masse-% überwiegt. Den restlichen Anteil bilden wechselnde Mengen an Tonmineralien, im wesentlichen Aluminiumsilicate sowie geringe Mengen u.a. von Magnesiumcarbonat, Eisencarbonat, Eisenoxid und Quarz.

Andere Bestandteile neben Portlandzementklinker
Hüttensand (granulierte Hochofenschlacke), Silicastaub, Puzzolane (z.B. Trass, Flugasche, gebrannter Ölschiefer, Kalkstein. Zusätzlich wird Calciumsulfat (Gips, Anhydrit) zur Erstarrungsregelung (verzögertes Erstarren am Anfang nach der Wasserbeigabe) zugegeben.
Durch die Zugabe weiterer und anderer Bestandteile zum Klinker können geringe Mengen an Spurenelementen (z. B. Schwermetalle) in den Zement eingetragen werden. Diese Spurenelemente werden bei der Hydratation des Zementes in die entstehende Zementsteinmatrix eingebunden und somit immobilisiert.

Zementzusatzmittel
Zementzusatzmittel werden zur besseren Herstellung oder zur Verbesserung der Eigenschaften von Zement eingesetzt. In der Regel handelt es sich um organische Bestandteile. Gemäß DIN EN 197 dürfen sie dem Zement mit nicht mehr als insgesamt 1 M.-% zugesetzt werden.
Wesentliche Zementzusatzmittel sind Mahlhilfen wie Glykole, Polyamine oder Triethanol-Amin, die alle zur chemischen Gruppe der Amine (organische Stickstoffverbindungen) gehören. Die Dosiermengen der Mahlhilfen betragen unter 0,2 % (im Allgemeinen unter 0,05 %), bezogen auf den Zement. Sie erleichtern den Mahlvorgang, wodurch weniger Energie verbraucht wird und geringere Emissionen an Staub und Lärm entstehen. Die Amine werden bei der Hydratation des Zementes in der Matrix fest eingebunden und stellen somit während der Nutzungsphase keine Gefahr für die Umwelt dar.

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Die Rohstoffe werden ausschließlich im Tagebau gefördert: Gewinnung im Großsprengverfahren, Verladen des Gesteins mit Löffelbaggern oder Radschaufelladern auf Schwerlastwagen, Anlieferung zu den Brechwerken. Die Zementwerke liegen in unmittelbarer Umgebung der Abbaustätten. Dies bedingt kurze Transportwege.

Verfügbarkeit

Die Rohstoffe sind (noch) in ausreichendem Maße vorhanden. Teilweise muss ein Teilrohstoff (Quarz, Kalk), der in den lokalen Abbaustätten nicht (mehr) vorhanden ist, aus der weiteren Umgebung angeliefert werden. Dies führt zu einer erhöhten Belastung der Umwelt (höherer Energieverbrauch, erhöhte Lärm- und Schadstoffemission, etc.). Teilweise werden auch Sekundärrohstoffe wie Kalkschlämme oder Gießerei-Altsande verwendet. Statt des reinen Portlandzementes (CEM I) werden inzwischen standardmäßig Portlandkomposit- bzw. -hüttenzemente (CEM II bzw. CEM III) angeboten und verwendet, um Primärrohstoffe zu schonen.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Recyclingmaterialien, die bei der Zementherstellung Einsatz finden, sind Hüttensandmehl (Nebenprodukt bei der Stahlherstellung), Silicastaub (fällt bei der Herstellung von Silicium- und Ferrosiliciumlegierungen an) und Flugasche (feiner Staub, der bei der Rauchgasreinigung von Kohlekraftwerken anfällt).

Radioaktivität

Natürlich Radionuklide in Baustoffen können vorkommen in Abhängigkeit von Material und Zuschlagstoffen. Zum Schutz der Bevölkerung vor Strahlenbelas­tungen werden in Deutschland seit mehr als 20 Jahren Untersuchungen und Bewertungen der radioaktiven Stoffe in Baumaterialien durchge­führt. Nach einer Studie des BfS wurden in Deutschland keine zu Bauzwecken verwendbaren Materialien festgestellt, die infol­ge erhöhter Uran- und Radiumkonzentrationen zu höhe­ren Konzentrationen des Radon-222 (Radon) in Räumen führen könnten.

Bei den derzeit handelsüblichen Bauproduktgruppen sind aus der Sicht des Strahlenschutzes keine Einschränkungen erforderlich. Allerdings ist auch weiterhin die vorgegebene Beschränkung des Anteils industrieller Rückstände als Zuschlag zu beachten, siehe ausführliche BfS-Informationen zu Baustoffen unter http://www.bfs.de/de/ion/anthropg/baustoffe.html.
Von den Rohstoffen, die für die Zementherstellung verwendet werden, kann in Einzelfällen eine geringe natürliche Strahlung ausgehen. Diese liegt im Schwankungsbereich der natürlichen Strahlung.

 

Zement

Herstellung

Prozesskette

Prozesskette Zement

Herstellungsprozess

Zuerst werden die Rohstoffe in Brecheranlagen zerkleinert und die einzelnen Komponenten im nötigen Verhältnis vermengt. Anschließend erfolgt die Mahlung der Rohmischung in sogenannten Mahltrocknungsanlagen (Rohrmühlen mit einer Füllung aus Stahlkugeln oder Walzmühlen mit Stahlwalzen) und die Homogenisierung des Rohmehls. Bei Temperatur von ca. 1450 °C werden die Rohstoffe im Drehrohrofen zum Zementklinker gebrannt. Der Klinker wird nach dem Brennen mit Sulfatträger zur Regulierung der Erstarrungsgeschwindigkeit und je nach gewünschter Zementart mit den jeweiligen Haupt- und Nebenbestandteilen gemischt und gemeinsam vermahlen (Sulfatgehalt: 3,5 - 4,5%). Bei unterschiedlichen Mahlbarkeiten können die weiteren Zumahlstoffe auch nach der Mahlung des Klinkers zugemischt werden.

Umweltindikatoren / Herstellung

Einheitliche Werte zu Umweltindikatoren in WECOBIS soll zukünftig ausschließlich die Datenbank Ökobau.dat des Informationsportals Nachhaltiges Bauen des BMUB liefern.

Die Ökobau.dat stellt Umweltprofile für Bauprodukte bereit, die als erforderliche Datengrundlage für die Lebenszyklusanalyse eingesetzt werden. Für Bauprodukte gibt es Herstellungs- und End-of-Live- Datensätze.
Weiterführende Informationen zur Ökobau.dat im Zusammenhang mit dieser Produktgruppe finden sich in WECOBIS unter Fachinformationen / Reiter Umweltdeklarationen → Ökobau.dat / Umweltindikatoren
Da in der Herstellung von Bauprodukten ein großer Anteil der verursachten Umweltbelastungen auf den Verbrauch von nicht erneuerbaren Energieträgern zurückzuführen ist, stellt die Graue Energie (kumulierter Primärenergieaufwand nicht erneuerbar) dafür einen guten Indikator dar.

Im Kapitel Energieaufwand finden sich ggf. allgemeine Informationen zum Thema, die die Produktgruppe prägen.

Energieaufwand

Bei der Herstellung von Zementen wird Energie zur Mahlung der Rohstoffe und des gebrannten Zementklinkers benötigt. Die meiste Energie wird aber beim Zementklinkerbrand verbraucht. Im Vergleich zu anderen Bindemitteln wie Gips und Kalk, die sich aber erheblich in ihren Eigenschaften unterscheiden, wird relativ viel Energie aufgewendet.

Charakteristische Emissionen

Als Energieträger zum Brennen der Rohstoffe findet fast ausschließlich Steinkohle, Braunkohle und Heizöl Verwendung. Daneben kommen auch sekundäre Brennstoffe zum Einsatz (Anteil: bis zu 50%, im Mittel in Deutschland 16%), so z. B. Altreifen, Gummiabfälle, Altöl etc. Der Einsatz von Sekundärbrennstoffen ist genehmigungspflichtig. Hierbei wird sichergestellt, dass der Einsatz des sekundären Brennstoffes weder die Klinkereigenschaften, noch die Abgasemissionen verschlechtert. Normalerweise wird dies durch dauerhafte Qualitätskontrollen (Schadstoffbelastung) der Brennstoffe erreicht.

Die maximalen Schadstoffkonzentrationen regelt die TA-Luft auf Grundlage des BImSchG. Bei Verwendung sekundärer Brennstoffe wird die 17. BImSchV (Verordnung über Verbrennungsanlagen für Abfälle und ähnliche brennbare Stoffe) maßgebend. Die einzuhaltenden Grenzwerte richten sich dabei nach dem Anteil des eingesetzten Abfalls am gesamten Brennstoff (z.B. Primärbrennstoffanteil: 70% --> Grenzwert für Staub = 0,7 * 50 mg/m³ + 0,3 * 10 mg/m³ = 38 mg/m³).

 

TA-Luft

17. BImSchV

Staub

50 mg/m³

10 mg/m³

SO x

 400 mg/m³ 

 50 mg/m³

Die meisten Grenzwerte können mit einfacher technischer Ausrüstung erfüllt werden. Schwierigkeiten gibt es bei der Schwefeloxid- sowie der Quecksilberemission, die stark von der Zusammensetzung der Rohstoffe abhängen (z.B. Spuren von Pyrit - FeS). Normalerweise können auch ohne Abgasreinigung durch gezielte Auswahl der Roh- und Brennstoffe die Grenzwerte eingehalten werden, was jedoch betrieblich und wirtschaftlich nicht immer möglich ist.

Eine etwaige TOC-Belastung im Abgas stammt nicht vom Brennvorgang selbst, sondern von organischen Verunreinigungen der Rohstoffe, die bei der Aufgabe auf die Ofenanlage umgesetzt werden. Aufgrund der hohen Temperaturen beim Brennprozess werden evtl. toxisch relevante organische Verbindungen aus den Brennstoffen wie z. B. polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) sowie Dioxine und Furane thermisch aufgeschlossen und spielen dadurch praktisch keine Rolle mehr.

Wenn Ofenstäube durch Zusatzfilter zurückgehalten werden (z. B. Bypass-Filter zur Verringerung der Alkalität), werden diese später dem gekühlten Klinker zugegeben und gemeinsam vermahlen. Schwermetalle, die mit den Roh- und Brennstoffen in den Drehofen gelangen, werden mit dem Abgasstrom in den Filter- und Ofenstäuben oder unmittelbar im Klinker gebunden. Bei der Hydratation des Zementes werden sie in die entstehende Zementsteinmatrix eingebunden und somit immobilisiert.

Chlor- und Fluorverbindungen werden nicht emittiert, da sie vom basischen Brenngut gebunden werden. Schwefel wird in den Brennprozess mit den Roh- und Brennstoffen eingebracht. Das entstehende Schwefeldioxid wird in den Zementklinker oder am Staub eingebunden.

CO2 -Emission

In Deutschland produzieren die Zementwerke etwa 17% der industriellen und ca. 3% der gesamten CO2-Emission.
Die Werte vermindern sich in der Regel bei Verwendung von Kompositzementen (CEM II, CEM III) durch die meist emissionsärmer produzierten Zusatzstoffe (vgl. Tabelle Energiebilanz).
Immer mehr an Bedeutung gewinnt in Deutschland der Anteil von ausländisch produziertem Zement, der v.a. aus den ehemaligen Ostblockstaaten importiert wird. Bei diesen Werken entstehen aber zur Zeit durch die meist nicht so strengen Umweltauflagen sowie durch die erhöhte Anzahl an Transportvorgängen global gesehen deutlich größere Belastungen für die Umwelt.

Bei der Herstellung von Zement kommt es zu Emissionen von CO2, die hauptsächlich aus der Entsäuerung des Kalksteins entstehen sowie aus der Verbrennung von Primär- (Steinkohle, Braunkohle, Heizöl) und Sekundärbrennstoffen (z. B. Altreifen, Gummiabfälle, Altöl etc.). Der Einsatz von Sekundärbrennstoffen ist genehmigungspflichtig.

Des Weiteren kann es zu Staub- und Schadstoffemissionen kommen. Die maximalen Konzentrationen regelt die TA-Luft auf Grundlage des BImSchG.

 

TA-Luft

17. BImSchV

Staub

50 mg/m³

10 mg/m³

SO x

 400 mg/m³ 

 50 mg/m³

I.d.R. können die Grenzwerte mit einfacher technischer Ausrüstung (Filter für Abgasreinigung etc.) erfüllt werden.

Maßnahmen Gesundheitsschutz

Es sollte persönliche Schutzausrüstung getragen werden (Augen-, Atem- und Gehörschutz).

Maßnahmen Umweltschutz

Maßnahmen zum Schutz der Umwelt und der Luft sind Einhausung von Anlagen etc. und Einbau von Filtern.

Gefahrstoffverordnung

Zement ist nach Gefahrstoffverordnung kennzeichnungspflichtig mit den GHS-Symbolen Ätzwirkung GHS05 und Ausrufezeichen GHS07 und wird mit dem Signalwort „Gefahr“ markiert.

Es gelten folgende H-Sätze zur Gesundheitsgefährdung:

  • H315 Verursacht Hautreizungen.
  • H317 Kann allergische Hautreaktionen verursachen.
  • H318 Verursacht schwere Augenschäden.
  • H335 Kann die Atemwege reizen.

Diese Angaben gelten für den trockenen pulverförmigen Zement und den frischen Zementleim/mörtel. Im abgebundenen Zustand, das heißt ausgehärteten Zustand, gehen keine Gesundheitsgefahren von Zement aus.

„Gemäß Chemikalien-Verbotsverordnung und Gefahrstoffverordnung dürfen Zement und zementhaltige Zubereitungen nur in Verkehr gebracht und verwendet werden, wenn ihr Gehalt an wasserlöslichem Chrom VI (Chromat) nicht mehr als 0,0002 % (2 ppm) bezogen auf die Trockenmasse Zement beträgt. Ausnahme ist die Verwendung in überwachten, geschlossenen und vollautomatischen Prozessen, bei denen für den Verarbeiter keine Gefahr von Hautkontakt besteht.“

Aus: http://beton-technische-daten.de → Gesundheitliche Relevanz von Zement

Transport

Die Zementwerke liegen in der Regel in unmittelbarer Umgebung der Abbaustätten. Dies bedingt kurze Transportwege in der Herstellungsphase des Grundstoffes.

Zement

Verarbeitung

Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

Bei der Verarbeitung von zementhaltigen Produkten ist auf die richtige Zugabemenge von Wasser zu achten. Eine Überdosierung von Wasser kann eine Verschlechterung der Produkteeigenschaften hervorrufen.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Gesundheitsgefahren gehen nach heutigem Kenntnisstand überwiegend von der stark alkalischen Lösung aus, die sich beim Anmachen des Zements mit Wasser bildet (pH-Wert 12,5 bis 13,5) und Reizungen verursacht.

Bei der Verarbeitung zementhaltiger Produkte sind persönliche Schutzmaßnahmen erforderlich (u.a. Augenschutz, Handschutz, Hautschutz, Körperschutz).

Allergische Hautreaktionen auf Chromat (sogenannte „Maurerkrätze“) sind heutzutage nicht mehr zu erwarten, da die Herstellung und Verwendung nicht chromatarmer zementhaltiger Produkte (GISCODE ZP2) seit dem 17. Januar 2005 verboten ist.

AGW-Werte

Portlandzement (staub):
5 mg/m³ gemessen in der einatembaren Fraktion

REACH / CLP

Die REACH-Verordnung regelt die Herstellung, das Inverkehrbringen und den Umgang mit Industriechemikalien. Zur Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen, dient die CLP-Verordnung (Verordnung über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen), um ein hohes Schutzniveau für die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu gewährleisten.

Wird ein Produkt nicht als Stoff oder Gemisch, sondern als Erzeugnis eingestuft, ist kein Sicherheitsdatenblatt (SDB) erforderlich und Gefahrstoffbezeichnungen entfallen. Lediglich besonders besorgniserregende Stoffe (SVHC) müssen ausgewiesen werden.

Zemente werden als Gemisch/ Zubereitung eingestuft.
Produkt bezogene Informationen gemäß CLP-Verordnung müssen daher in den Sicherheitsdatenblättern (SDB) der jeweiligen Produkte ausgewiesen sein.

Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU

  • ZP1 Zementhaltige Produkte, chromatarm
  • ZP2 Zementhaltige Produkte, nicht chromatarm

Die Herstellung und Verwendung nicht chromatarmer zementhaltiger Produkte (GISCODE ZP2) ist seit dem 17. Januar 2005 verboten

Umweltrelevante Informationen

Energiebedarf

Bei der Verarbeitung von Zementen wird Energie beim Mischen zu einem verarbeitbaren Putz, Mörtel oder Beton verbraucht. Die Energiemenge ist abhängig von den verwendeten Mischaggregaten, ist aber im Vergleich zur Energie die bei der Herstellung aufgewendet werden muss gering.

Wassergefährdung

Eindringen von verdünnter Zementsuspension (Waschwasser) in Boden, Gewässer und Kanalisation muss aufgrund Freisetzung basischer Bestandteile durch Auslaugen / Auswaschen vermieden werden (WGK 1: schwach wassergefährdend). Hierzu zählen keine Bodeninjektionen oder dergleichen, bei denen die Zemente bzw. Zementmörtel aufgrund ihrer Zusammensetzung und ihrer schnellen Erhärtung kaum eine lang andauernde Beeinträchtigung darstellen.

Transport

Immer mehr an Bedeutung gewinnt in Deutschland der Anteil von ausländisch produziertem Zement. Dadurch entstehen längere Transportwege. Hierzu liegen momentan jedoch keine weiteren Informationen vor.

Zement

Nutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Sie befinden sich in einer WECOBIS-Grundstoffgruppe. 

Für eine ganzheitliche Betrachtung sind zusätzlich die jeweiligen Bauproduktgruppen zu betrachten. Im rechten Navigationsmenü finden sich Links zu den zugeordneten Bauproduktgruppen. Wenn Sie sich in einer Bauproduktgruppe befinden, sind dort ggf. Links zu den zugeordneten Grundstoffen abgebildet.

Von Magnesiabindern werden weder im Neuzustand noch bei der Nutzung Schadstoffe emittiert.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Bauteile aus rein anorganischen traditionell gebräuchlichen und bewährten Baustoffen (Mörtel, Putz, Beton, Stahl, Glas) weisen in der Regel keine oder nur eine unbedeutende Emission von Schadstoffen auf, so dass Gesundheitsbelastungen auszuschließen sind.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Wassereinwirkung

Keine Umwelt- und Gesundheitsrisiken zu erwarten.

Zement

Nachnutzung

Wiederverwendung / Wiederverwertung / Beseitigung

Sie befinden sich in einer WECOBIS-Grundstoffgruppe. 

Für eine ganzheitliche Betrachtung sind zusätzlich die jeweiligen Bauproduktgruppen zu betrachten. Im rechten Navigationsmenü finden sich Links zu den zugeordneten Bauproduktgruppen. Wenn Sie sich in einer Bauproduktgruppe befinden, sind dort ggf. Links zu den zugeordneten Grundstoffen abgebildet.

Umwelt- und Gesundheitsrisiko Rückbau

Beim Rückbau von Zementprodukten kann es zu Staubentwicklung kommen.

Wiederverwendung

Eine Wiederverwendung von abgebundenen Zementen ist nicht möglich.

Stoffliche Verwertung

Eine stoffliche Verwertung von Zementen in Mörteln, Putzen und Betonen ist nicht möglich.

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Eine Deponierbarkeit von Zementprodukten ist problemlos möglich bei ausschließlich mineralischen Zuschlägen.

EAK-Abfallschlüssel

Abfälle aus der Herstellung von Zement, Branntkalk, Gips und Erzeugnissen aus diesen

10 13 11 Abfälle aus der Herstellung anderer Verbundstoffe auf Zementbasis
mit Ausnahme derjenigen, die unter 10 13 09 und 10 13 10 fallen
10 13 14 Betonabfälle und Betonschlämme

Bau- und Abbruchabfälle

17 01 01 Beton (Bau- und Abbruchabfälle)
17 07 01 gemischte Bau- und Abbruchabfälle