Gusseisen

Produktgruppeninformation

Begriffsdefinition

Gusseisen ist eine Eisen-Kohlenstoff-Verbindung mit einem C-Gehalt > 2,06% (i. d. R. > 2,5 %). Diese höheren Kohlenstoffgehalte verleihen Gusseisen andere Eigenschaften als Stahl, weshalb sich die Anwendungsgebiete unterscheiden. Im Allgemeinen liegen auch die Silizium und Phosphorgehalte deutlich über denen herkömmlicher Stähle.

Man unterscheidet1:

Gusseisen ist nicht zu verwechseln mit anderen Eisengusswerkstoffen, wie beispielsweise Stahlguss. In der nachfolgenden Tabelle sind die unterschiedlichen Eisengusswerkstoffe aufgeführt.2

Eisengusswerkstoff

Kurzzeichen

Gusseisen mit Lamellengraphit

GG

Gusseisen mit Kugelgraphit

GGG

Temperguss (erstarrt graphitfrei)

GT

Stahlguss (C-Gehalt < 2,06%)

GS

Hartguss (hoher Carbid-Anteil)

GH

Sondergussarten

 

Wesentliche Bestandteile

Hauptbestandteil

  • Eisen

Legierungselement

  • Kohlenstoff (mind. 2,06%)
  • Silizium
  • Mangan
  • Chrom
  • Nickel

Charakteristik

Entscheidend für die Eigenschaften, die Art und Benennung des Gusseisens ist die Form des Kohlenstoffs im erstarrten Guss. Man unterscheidet graues Gusseisen, bei dem der Kohlenstoff ungebunden als Graphit vorliegt, und weißes Gusseisen, bei dem der Kohlenstoff als Carbid in Form von Zementit gebunden ist.

Gusseisen kann aufgrund des hohen Kohlenstoffgehalts nicht mehr geschmiedet werden, es ist im Vergleich zu Stahl sehr spröde, weist aber bei unverletzter Gusshaut eine gute Korrosionsbeständigkeit auf.

Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Die Herstellung von Gusseisen ist sehr energieintensiv, was auch zu hohen CO2-Emissionen führt. Bauteile aus Gusseisen selbst besitzen aber keine gesundheits- oder umweltgefährdenden Eigenschaften.

Lieferzustand

  • Gussbarren unterschiedlicher Größe und Gewicht

Anwendungsbereiche (Besonderheiten)

  • Graues Gusseisen wird eingesetzt für Abflussrohre, Druckrohre, Heizkörper und Badewannen.
  • Weißes Gusseisen wird für kleine Gussteile wie Schlüssel, Schlossteile und Beschläge eingesetzt.

Typische Einsatzgebiete für Gusseisen mit Lamellengraphit sind:

  • Bauteile mit komplexen Geometrien
  • Getriebegehäuse
  • Kurbelgehäuse
  • Werkzeugmaschinenbau
  • Maschinenbetten
  • Schiffsdieselmotoren
  • Dampfturbinengehäuse
  • Pumpen
  • Ventile

Typische Einsatzgebiete für Gusseisen mit Kugelgraphit sind:

  • Motoren
  • Kompressoren
  • Turbinen
  • Bergbau
  • Schiffbau
  • Hüttenwesen
  • Maschinenbau

Quellen

1Giessereilexikon, Online-Quelle (abgerufen 04/2014)
2maschinenbau-wissen Stahl und Eisen, Online-Quelle (abgerufen 04/2014)

Gusseisen
Gusseisen

Planungs- und Ausschreibungshilfen

Grundsätzliches

Sie befinden sich in einer WECOBIS-Grundstoffgruppe. Bei den Grundstoffen in WECOBIS handelt es sich um Ausgangsstoffe für verschiedene Bauproduktgruppen.

Grundstoffe werden in der Regel nicht ausgeschrieben. Der Reiter Ausschreibung ist daher bei den Metallen nur teilweise gefüllt. Informationen finden sich in den zugeordneten Bauproduktgruppen (s. Links im rechten Navigationsmenü).

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.

Einordnung von Gusseisen

Bei Verwendung von Produkten aus der Gruppe der Gusseisenwerkstoffe gibt es nach derzeitigem Kenntnisstand normalerweise keine Einschränkungen bei der Erfüllung der Anforderungen des BNB-Kriteriums 1.1.6 für Qualitätsniveau 5.

Hinweis:
Eine abschließende Beurteilung im Rahmen des Bewertungssystems und des genannten Kriteriums erfolgt jedoch grundsätzlich in Abhängigkeit weiterer baulicher Gegebenheiten (z.B. eingebaute Menge).

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 Gusseisen finden sich dort derzeit (Stand 10/ 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.

Gusseisen als Werkstoff kann, da es Kohlenstoff und andere Legierungselemente enthält, als Gemisch eingestuft werden.
Produkt bezogene Informationen gemäß CLP-Verordnung müssen daher in den Sicherheitsdatenblättern (SDB) der jeweiligen Produkte ausgewiesen sein.

Guss-Stücke, also Produkte aus Gusseisen werden als Erzeugnis eingestuft. 

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

Gusseisen

Umweltdeklarationen

Zeichen und Labels zur Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

GusseisenStand 10/ 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.

Gütezeichen RAL-GZ
RAL-GZ 692: Kanalguss (Abdecken/Entwässern) – Gütesicherung (2011)
RAL-GZ 698:Entwässerungstechnik - Guss – Gütesicherung (2008)

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.

GusseisenStand
10/ 2013
Download
     
PCR-Dokument* -  
Branchen-EPD* -  
+ 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.
Datensätze zu Gusseisen siehe → Metalle (4) → Stahl und Eisen (1) → Guss- und Schmiedeteile aus Stahl und Eisen (05) → Grauguss Bauteil
Download des gesamten Datensatzes unter → Ökobau.dat

Gusseisen
Gusseisen

Technisches

Technische Daten

Gusseisen lässt sich wegen des hohen Kohlenstoffgehalts nicht schmieden. Bei unverletzter Gusshaut weisen Bauteile aus Gusseisen eine gute Korrosionsbeständigkeit auf, die durch Zulegieren von Silizium, Chrom und Nickel noch erhöht werden kann. Gusseisen ist im Vergleich zu Stahl durch den Kohlenstoff relativ spröde. Dieser verleiht dem Werkstoffandererseits eine gute Wärmeleitfähigkeit, gute Dämpfungseigenschaften und wegen der Versprödung eine gute Formsteifigkeit.

Unterschiedlichen Sorten von Gusseisen mit Lamellengraphit, ihren Eigenschaften und Kennzahlen.1,2

Gusssorte

 GG-15

 GG-20

 GG-25

 GG-30

Werkstoffnummer

 EN-JL1020

 EN-JL1030

 EN-JL1040

 EN-JL1050

Werkstoff-Kurzzeichen

 EN-GJL-150

 EN-GJL-200

 EN-GJL-250

 EN-GJL-300

Grundgefüge

 ferritisch-perlitisch

 perlitisch

 perlitisch

 perlitisch

Zugfestigkeit Rm
[N/mm2]

 150 bis 250

 200 bis 300

 250 bis 350

 300 bis 400

0.1%-Streckgrenze Rp0.1
[N/mm2]

 98 bis 165

 130 bis 195

 165 bis 228

 195 bis 260

Bruchdehnung A
[%]

 0,3 bis 0,8

 0,3 bis 0,8

 0,3 bis 0,8

 0,3 bis 0,8

Brinellhärte HB 30

 125 bis 205

 150 bis 230

 180 bis 250

 200 bis 275

Elastizitätsmodul
[kN/mm2]

 78 bis 103

 88 bis 113

 103 bis 118

 108 bis 137

Druckfestigkeit
[N/mm2]

 600

 720

 840

 960

Biegefestigkeit
[N/mm2]

 250

 290

 340

 390

Scherfestigkeit
[N/mm2]

 170

 230

 290

 345

Poissonsche Zahl

 0,26

 0,26

 0,26

 0,26

Biegewechselfestigkeit
[N/mm2]

 70

 90

 120

 140

Zug-Druck-Wechselfestigkeit
[N/mm2]

 40

 50

 60

 75

Bruchzähigkeit
[N/mm3/2]

 320

 400

 480

 560

Dichte
[g/cm3]

 7,10

 7,15

 7,20

 7,25

elektr. Widerstand
[Ohm*mm2/m]

 0,80

 0,77

 0,73

 0,70

Sorten von Gusseisen mit Kugelgraphit und ihre wichtigsten Kennwerte.1,2

Werkstoff-Bezeichnung
nach DIN EN 1563

EN-GJS-350-22-LT

EN-GJS-400-18-LT

EN-GJS-400-15

EN-GJS-500-7

EN-GJS-600-2

EN-GJS-700-2

EN-GJS-800-7

EN-GJS-900-4

Werkstoff-Bezeichnung
nach DIN EN 1693

GGG 35.3

GGG 40.3

GGG 40

GGG 50

GGG 60

GGG 70

GGG 80

GGG 90

Werkstoffnummer
nach DIN EN 1563

EN-JS1015

EN-JS1025

EN-JS1030

EN-JS1050

EN-JS1060

EN-JS1070

EN-JS1080

EN-JS1090

Werkstoffnummer
nach DIN EN 1693

0.7040

0.7043

0.7040

0.7050

0.7060

0.7070

0.7080

0.7090

Grundgefüge

ferritisch

ferritisch

überwiegend ferritisch

ferritisch-perlitisch

überwiegend perlitisch

perlitisch

perlitisch-sorbitisch

perlitisch-sorbitisch

Zugfestigkeit Rm
[N/mm2]

350

400

400

500

600

700

800 - 1000

900 - 1200

0.1%-Streckgrenze Rp0.1 [N/mm2]

220

250

280

350

420

500

570 - 700

650 - 800

Bruchdehnung A
[%]

22

18

15

7

2

2

7

4

Brinellhärte HB 30

120 - 175

130 - 180

135 - 185

170 - 220

200 - 250

230 - 320

250 - 320

250 - 320

Elastizitätsmodul
[kN/mm2]

165000 bis 185000

Druckfestigkeit
[N/mm2]

650 - 500

700 - 900

800 - 1050

850 - 1100

1000 - 1200

1100 - 1300

1200 - 1400

 

Biegefestigkeit
[N/mm2]

700 - 850

750 - 900

800 - 900

850 - 1100

900 - 1200

1000 - 1300

1100 - 1400

 

Scherfestigkeit
[N/mm2]

ca. 0,9 mal Zugfestigkeit

Poissonsche Zahl

0,28 bis 0,29

Schlagbiegefestigkeit
[N/cm2]

100 - 180

100 - 180

80 - 160

60 - 120

40 - 80

20 - 60

20 - 40

20 - 40

Kerbschlagzähigkeit
[N/cm2]

14

14

10

3

0,8

0,7

0,6

0,5

Baustoffklasse nach DIN 4102-1

A

Färbung

grau

Beständigkeit

Bei unverletzter Gusshaut gute Beständigkeit gegen Wasser, alkalische Medien und säuren

Technische Regeln (DIN, EN)

DIN 1685-1

1998

Gussrohteile aus Gusseisen mit Kugelgraphit - Allgemeintoleranzen, Bearbeitungszugaben; Nicht für Neukonstruktionen

DIN 1686-1

1998

Gussrohteile aus Gusseisen mit Lamellengraphit - Allgemeintoleranzen, Bearbeitungszugaben; Nicht für Neukonstruktionen

DIN 19522

2010

Gusseiserne Abflussrohre und Formstücke ohne Muffe (SML)

DIN EN 1560

2011

Gießereiwesen - Bezeichnungssystem für Gusseisen - Werkstoffkurzzeichen und Werkstoffnummern

DIN EN 1561

2011

Gießereiwesen - Gusseisen mit Lamellengraphit

DIN EN 1562

2012

Gießereiwesen - Temperguss

DIN EN 1563

2011

Gießereiwesen - Gusseisen mit Kugelgraphit

DIN EN 1564

2011

Gießereiwesen - Ausferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit

DIN EN 12513

2011

Gießereiwesen - Verschleißbeständige Gusseisen

DIN EN 12680-3

2012

Gießereiwesen - Ultraschallprüfung - Teil 3: Gussstücke aus Gusseisen mit Kugelgraphit

DIN EN 13835

2012

Gießereiwesen - Austenitische Gusseisen

DIN EN 16079

2011

Gießereiwesen - Gusseisen mit Vermiculargraphit

DIN EN 16124

2011

Gießereiwesen - Niedriglegiertes ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit für Anwendungen bei höheren Temperaturen

DIN EN 16482

2012

Gießereiwesen - Gusseisen-Strangguss

AD 2000-Merkblatt W 3/1

2000

Gusseisenwerkstoffe - Gusseisen mit Lamellengraphit (Grauguss), unlegiert und niedriglegiert

AD 2000-Merkblatt W 3/2

2000

Gusseisenwerkstoffe - Gusseisen mit Kugelgraphit, unlegiert und niedriglegiert

AD 2000-Merkblatt W 3/3

2013

Gusseisenwerkstoffe - Austenitisches Gusseisen mit Lamellengraphit

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

1Ulrich Fischer, Tabellenbuch Metall, Europa-Lehrmittel Verlag; 45. Auflage, Juni 2011
2maschinenbau-wissen Stahl und Eisen, Online-Quelle (abgefrufen 04/2014)

Gusseisen

Literaturtipps

Neumann Franz: Gusseisen, Schmelztechnik, Metallurgie, Schmelzbehandlung, Expert-Verlag; Auflage: 2 (1999)

Grote, Karl-Heinrich, Feldhusen, Jörg (Hgg.): Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, Springer-Verlag, Auflage: 22., neu bearb. u. erw. Aufl. (August 2007)

Hasse, Stephan: Giesserei-Lexikon 2008, Verlag : Schiele & Schön, 19., vollst. überarb., aktualis. u. erw. Aufl. 05.2007

Hans Berns, Werner Theisen: Eisenwerkstoffe – Stahl und Gusseisen. 4. Auflage. Springer, Berlin 2008

Leitfaden für nachhaltiges Bauen und Renovieren (Centre de Ressources des Technologies pour l’Environnement (CRTE), Luxemburg, 2007 v 1.1)

Bundesverband der deutschen Gießerei-Industrie www.dgv.de

Hans Berns, Werner Theisen: Eisenwerkstoffe – Stahl und Gusseisen. 4. Auflage. Springer, Berlin / Heidelberg 2008, ISBN 978-3-540-79955-9.

Peter Marks, DIN, Deutsches Institut für Normung e.V. (Hrsg.): Europäische Gusseisen- und Stahlgusssorten = European Cast Iron and Steel Casting Grades. 2. Auflage. Beuth, Berlin / Wien / Zürich 2009, ISBN 978-3-410-17030-3 (= Beuth-Pocket. Werkstoffe; Text deutsch und englisch).

Franz Neumann: Gußeisen: Schmelztechnik, Metallurgie, Schmelzbehandlung. 2. Auflage. Expert, Renningen-Malmsheim 1999, ISBN 3-8169-1728-3.

Eugen Piwowarsky: Hochwertiges Gußeisen-seine Eigenschaften und die physikalische Metallurgie seiner Herstellung. 2. Auflage. Springer, Göttingen / Heidelberg 1958.

Gusseisen

Rohstoffe / Ausgangsstoffe

Hauptbestandteile

Rohstoffe für Gusswerkstoffe

  • Roheisen
  • Gussbruch (größte Anteil bis zu 70 %)
  • Stahlschrott
  • Späne
  • Blechpakete
  • Reststoffe aus der Produktion
  • Gussbruch und Ausschuss aus dem Schmelzbetrieb

Rohstoffe für Roheisen siehe Stahl / Rohstoffe

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Der Primärrohstoff Roheisen wird aus Eisenerzen gewonnen. Die Eisenerze werden vorwiegend im Tagebau abgebaut und noch vor Ort aufbereitet. Durch mehrfaches Brechen und Sieben bzw. Brechen und Mahlen und anschließender Flotation wird der Eisengehalt im Erz angereichen.

Verfügbarkeit

Weltweit wurden 2011 etwa 2,8 Milliarden Tonnen Eisenerz abgebaut.

Die Volksrepublik China ist im Jahr 2011 mit 629,7 Millionen Tonnen (58,2 Prozent) das bei weitem bedeutendste Herstellerland für Roheisen, gefolgt von Japan 81,0 Millionen Tonnen (7,5 Prozent) und Russland 48,1 Millionen Tonnen (4,4 Prozent). Die drei Staaten hatten zusammen einen Anteil von 70,1 Prozent an der Weltproduktion von 1082,7 Millionen Tonnen. In Europa waren weitere wichtige Produzenten die Ukraine, Deutschland, Frankreich, Italien und Großbritannien.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Stahlschrott ist ein wichtiger Rohstoff für die Stahl- und Gusseisenerzeugung. Schrott ist überwiegend Altstahl. Nach einsatzgerechter Aufbereitung wird durch Recycling die uneingeschränkte Wiederverwendung des Werkstoffes Stahl erreicht. Aus Gründen einer optimalen Rohstoffnutzung sowie des Umweltschutzes kommt einer Wiederverarbeitung von Schrott steigende Bedeutung zu.

Radioaktivität

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.

Die im Bauwesen verwendeten Metalle sind nicht radioaktiv und tragen daher nicht zur Strahlenexposition der Bewohner bei. Blei beispielsweise absorbiert durch seine große Dichte Schallwellen, Röntgen- und radioaktive Strahlen und wird daher als Schutzmaterial in der Röntgenmedizin oder Atomindustrie eingesetzt.

Quellen

http://www.stahl-online.de

Gusseisen

Herstellung

Prozesskette

Prozesskette Gusseisen

Herstellungsprozess

Die Herstellung von Gusseisen ist ähnlich der Stahlherstellung und bis zur Herstellung des Roheisens identisch. ⇒ Stahl / Herstellung

Das Schmelzen erfolgt im Kupolofen, Elektroofen oder Induktionsöfen, wobei neben Eisen Aufkohlungsmittel und Legierungsstoffe notwendig sind, um die gewünschte Gusssorte zu erhalten.

Eine Gießerei besteht im Wesentlichen aus den vier Hauptfertigungsbereichen Schmelzbetrieb, Kernmacherei, Formanlagen und Gussvorbearbeitung. Der für die Gussformen notwendige Sand mit den Bindemittelharzen wird in einem Kreislaufsystem geführt, aufbereitet und wieder verwendet.

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

Indikatoren der Sachbilanz / Inputs, Bezugsgröße kg
davon Summe Primaerenergie nicht regenerierbar [MJ] = 27.13
davon Summe Primaerenergie regenerierbar[MJ] = 0.79
Indikatoren der Wirkbilanz, Bezugsgröße kg
Treibhauspotential (GWP) [kg CO2-Äq.] = 1.32
Versauerungspotential (AP) [kg SO2-Äq.] = 0.00714
Bodennahe Ozonbildung (POCP) [kg C2H4-Äq.] = 9.1E-4

Die oben angegebenen Umweltindikatoren stammen aus Ecoinvent Datenbank v1.3, 2006, sowie dem Leitfaden für nachhaltiges Bauen und Renovieren (Centre de Ressources des Technologies pour l’Environnement (CRTE), Luxemburg, 2007 v 1.1)

Energiebedarf zur Herstellung von 100 m Rohr (DN 100)


Quelle: Kunststoffe im Bau; Rohre und Formteile aus PVC, Norbert Helminiak, sowie Produktinformation Nr. 6, AGPU, Bonn (1994)

Charakteristische Emissionen

Jährlich fallen in den Abgasreinigungsanlagen der Eisenhüttenindustrie etwa 2 Mio. t Stäube und Schlämme an, welche je nach Verfahren und Einsatz unterschiedliche Gehalte an Schwermetallen aufweisen. Des Weiteren kommt es auch aufgrund des großen Energieverbrauchs zu erheblichen Emissionen von CO2.

Maßnahmen Gesundheitsschutz

Ähnlich wie bei der Stahlherstellung ist auch bei der Herstellung von Gussteilen persönliche Schutzausrüstung unerlässlich. Hierzu zählt insbesondere Wärmeschutzkleidung (z. B. beim Abstechen des Hochofens, Gießen).

Maßnahmen Umweltschutz

Die Gichtgase am Kupolofen werden aus Umweltschutzgründen verbrannt, die Wärme über eine Wärmerückgewinnungsanlage wieder verwendet. Des Weiteren helfen Filteranlagen zur Reinhaltung der Luft.

Transport

Da Eisenerz in Deutschland nicht abgebaut wird und es deshalb z. B. aus Schweden, Russland oder der Ukraine importiert werden muss, kommt es zu langen Transportwegen. Deshalb wird bevorzugt Stahlschrott verwendet, da er innerhalb Deutschlands mit kurzen Transportwegen zur Verfügung steht.

Gusseisen

Verarbeitung

Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

Bei der Verarbeitung dürfte sich Gusseisen ähnlich verhalten wie Stahl. Wegen des hohen Kohlenstoffgehaltes ist Gusseisen sehr spröde und weder kalt noch warm formbar, manche Sorten sind jedoch spanabhebend zu bearbeiten.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Risiken bei Arbeiten im Zusammenhang mit Gusseisen entstehen z. B. beim Bohren, Fräsen, Sägen oder Schweißen (Staubentwicklung). Das Tragen von persönlicher Schutzausrüstung z. B. Hand- und Augenschutz ist notwendig.

AGW-Werte

Die beim Schweißen entstehenden partikelförmigen Stoffe sind sehr fein. Sie besitzen in der Regel einen Durchmesser kleiner als 1 µm (vorwiegend kleiner als 0,1 µm), sind daher alveolengängig und werden als "Schweißrauche" bezeichnet. Partikel, die im Größenbereich < 0,1 µm liegen, werden als ultrafeine Partikel bezeichnet.1
TRGS „Schweißtechnische Arbeiten" (TRGS 528)2

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.

Gusseisen als Werkstoff kann, da es Kohlenstoff und andere Legierungselemente enthält, als Gemisch eingestuft werden.
Produkt bezogene Informationen gemäß CLP-Verordnung müssen daher in den Sicherheitsdatenblättern (SDB) der jeweiligen Produkte ausgewiesen sein.

Guss-Stücke, also Produkte aus Gusseisen werden als Erzeugnis eingestuft. Aus diesem Grund ist kein Sicherheitsdatenblatt erforderlich und Gefahrstoffbezeichnungen entfallen.
Lediglich besonders besorgniserregende Stoffe (SVHC) müssen ausgewiesen werden. Produkt bezogene Informationen hierzu finden sich dann in den Sicherheitsdatenblättern (SDB) des Herstellers.

Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU

In Wingis-Online sind keine Informationen zu Gusseisen enthalten.

Emissionen

Bei der Verarbeitung von Gusseisen entstehen Emissionen insbesondere beim Bohren, Fräsen, Sägen oder Schweißen (Staubentwicklung).

Umweltrelevante Informationen

Energiebedarf

Bei der Verarbeitung von Bauteilen aus Gusseisen wird Energie insbesondere für die Wärmebehandlung benötig, mit der gewünschte Gebrauchseigenschaften durch zielgerichtete Beeinflussung bzw. Änderung des Gefügebaus eingestellt werden können.

Transport

Die Standorte der deutschen Stahlindustrie sind heute vor allem das Ruhrgebiet und das Saarland, sowie Werke in Eisenhüttenstadt, Salzgitter und Sulzbach-Rosenberg.

Quellen

1http://www.bgbau-medien.de/zh/z223/1.htm
2TRGS „Schweißtechnische Arbeiten" (TRGS 528)

Gusseisen

Nutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Eisen als Hauptbestandteil in Gusseisen ist in der Regel schwer löslich und zeigt keine relevante Toxizität, weder im Neuzustand als auch bei bestimmungsgemäßer Nutzung.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

Im Brandfall sind von Gusseisenwerkstoffen keine Umwelt- und Gesundheitsrisiken.

Beständigkeit Nutzungszustand

Gusseisen verhält sich auf Grund des relativ hohen Kohlenstoffgehaltes witterungsbeständiger als Stahlguss.

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

Bauteile aus Gusseisen mit Kugelgraphit (z. B. Gussrohre) können durch Schweißen instandgesetzt werden. Geeignete Schweißverfahren sind:

  • Elektrisches Schweißen
  • Autogenes Schweißen
  • Artgleiche Flüssigschweißung
  • Artgleiche Pulverschweißung

Beim Schweißen von Gusseisen muss beachtet werden, dass es zu einer größeren Wärmeableitung kommt als bei Stahl, da der Graphit im Gefüge eingebunden ist. Deshalb ist es notwendig, das zu reparierende Stück vorzuwärmen (Temperatur abhängig vom Schweißverfahren).1,2

Quellen

1vgb - Reperaturen an großen Gussstücken durch Schweißen, Online-Quelle (abgerufen 10/2013)
2kug - kug Reperaturschweißen von Gussteilen, Online-Quelle (abgerufen 10/2013)

Gusseisen

Nachnutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiko Rückbau

Bauelemente aus Gusseisen können ohne größere Umwelt- und Gesundheitsrisiken zurückgebaut werden.

Wiederverwendung

Bauteile aus Gusseisen, können je nach Zustand direkt wiederverwendet werden, oder wenn das nicht möglich ist der stofflichen Verwertung zugeführt werden..

Stoffliche Verwertung

Gusswerkstoffe können wie Stahl dem Produktionsprozess wieder zugeführt werden. Sie werden im Induktionsofen oder Kupolofen wieder eingeschmolzen und ohne Qualitätsverluste wieder verwendet

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Eine Deponierung von Gusseisen findet im Grunde nicht statt, da alles dem Recyclingprozess zugeführt wird.

EAK-Abfallschlüssel

17 04 05

Eisen und Stahl (Bau- und Abbruchabfälle)

12 01 01

eisenhaltige Späne und Abschnitte
(Abfälle aus der mechanischen Formgebung)

12 01 02

andere eisenhaltige Teilchen

12 01 13

Press- und Stanzabfälle

20 01 05

Kleinmetall (Siedlungsabfälle)