Stahl

Produktgruppeninformation


raues Stahlblech

Begriffsdefinition

Als Stahl bezeichnet man aus Erz erschmolzene Legierungen aus Eisen und Kohlenstoff wobei der Kohlenstoffgehalt (C) weniger als 2,06 % betragen muss.

Gemäß des Kohlenstoffgehalts unterscheidet man in folgende Stahlarten:

Kohlenstoffgehalt
[Masse-%]

Eisenwerkstoff

0,0 bis 0,1

Reineisen

0,1 bis 0,5

Baustahl

0,25 bis 0,8

Vergütungsstahl

0,5 bis 2,06

Werkzeugstahl

Nach DIN EN 10020 wird zwischen zwei Hauptgüteklassen unterschieden:

  • Qualitätsstahl (QS)
  • Edelstahl (SS)

Nach dem Anteil an Legierungselementen sowie dem Kohlenstoffgehalt wird Stahl unterschieden in:

  • unlegierter Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt C < 0,2 %,
  • niedriglegierter Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt C > 0,2 % und Legierungselementen < 5 %
  • hochlegierter Stahl mit Legierungselementen > 5 %

Wesentliche Bestandteile

Hauptbestandteil

  • Eisen

Begleitbestandteile

  • Phosphor
  • Schwefel
  • Stickstoff

Legierungselement

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

Charakteristik

Stahl kann zum einen sehr weich und dafür ausgezeichnet verformbar hergestellt werden, wie etwa das Weißblech von Konservendosen. Auf der anderen Seite kann er aber auch sehr hart und dafür spröde hergestellt werden, wie etwa martensitische Stähle für Messer (Messerstahl).
Im Allgemeinen wird Stahl mit höherem Kohlenstoffanteil fester, aber auch spröder.

Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Die Herstellung von Stahl aus Eisenerz im Hochofen (bis 25% Schrottanteil) ist sehr energieintensiv, was auch zu hohen CO2-Emissionen führt. Durch das Stahlrecycling und die vollständige Kreislaufführung werden Rohstoffe eingespart. Bauteile aus Stahl selbst besitzen aber keine gesundheits- oder umweltgefährdenden Eigenschaften.

Lieferzustand

  • Stabstahl
  • Profilstahl
  • Matten
  • Platten

Anwendungsbereiche (Besonderheiten)

Stahl wird im Bauwesen in vielen Formen und überaus vielfältig eingesetzt. Aufgrund der großen Neigung sich mit Sauerstoff zu verbinden und damit sehr schnell zu korrodieren, ist für Stahl im Außenbereich ein Korrosionsschutz notwendig, der durch metallische Überzüge und/oder organische Beschichtungen erreicht werden kann.

  • Armierung beim Betonieren
  • Schlanke Tragsysteme (z.B. Hallen- und Stadienkonstruktionen)
  • Wandungen für Schmelzöfen, Wärmetauscher oder Heißgasleitungen (hitzebeständiger, austenitischer Stahl)1
  • Werkzeuge z. B. Schermesser, Biegewerkzeuge, Kunststoffpressformen (Legierter Kaltarbeitsstahl)1

Baustahl wird für geschraubte, geschweißte und andersartig verbundene Gebäudekonstruktionen, Brücken und andere Bauwerke oder in Stahl-Verbundkonstruktionen verwendet. Beispiele hierfür sind:

  • Eingeschossige Gebäude (Industrie- und Lagerhallen)
  • Mehrgeschossige Gebäude (Büros, Wohnhäuser, Geschäfte, Parkhäuser, Hochhäuser usw.)
  • Brücken (Eisenbahnbrücken, Straßenbrücken, Fußgängerbrücken)
  • Andere Bauwerke (Kraftwerke, Stadien, Tagungszentren, Flughäfen, Bahnhöfe usw.).

Quellen

materialarchiv, Online-Quelle (abgerufen 04/2014)
maschinenbau-wissen Baustahl, Online-Quelle (abgerufen 04/2014)
maschinenbau-wissen Stahl-Bezeichnungssystem, Online-Quelle (abgerufen 04/2014)

Stahl
Stahl

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).

Der Bereich Planungs- und Ausschreibungshilfen soll kontinuierlich weiterentwickelt und auf die Bedürfnisse der Planer abgestimmt werden. Für 2014 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.

Einordnung von Stahl

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

Im Zusammenhang mit Stahlbau kann jedoch der Brand- bzw. Korrosionsschutz für die Bewertung relevant sein. Hierzu prüfen Sie bitte Informationen in der entsprechenden Wecobis-Gruppe.

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 Stahl 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.

Stahl als Werkstoff kann, da er verschiedene Legierungselemente enthält als Gemisch eingestuft.
Produkt bezogene Informationen gemäß CLP-Verordnung müssen daher in den Sicherheitsdatenblättern (SDB) der jeweiligen Produkte ausgewiesen sein.

Produkte aus Stahl werden als Erzeugnis eingestuft. 

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

Stahl

Umweltdeklarationen

Zeichen und Labels zur Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

StahlStand 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
Baustahl
RAL-GZ 509: Abbrucharbeiten – Gütesicherung (2004)
RAL-GZ 606: Konstruktive Stahlbauten – Gütesicherung (2006)
RAL-GZ 613: Stahlsystembauweise – Gütesicherung (2006)
RAL-GZ 615: Lochbleche – Gütesicherung (2009)
RAL-GZ 616 und RAL-GZ 616 B: Standortgefertigte Tanks und Innenbeschichtung von neuen standortgefertigten Tanks – Gütesicherung (2008)

Weitere Stähle
RAL-GZ 602: Metallzauntechnik – Gütesicherung (2007)
RAL-GZ 618: Heizkörper aus Stahl – Gütesicherung (2007)
RAL-GZ 637: Erstellung (Montage) von Arbeits-, Schutz- und Traggerüsten aus Metall – Gütesicherung (2010)
RAL-GZ 638: Gitterroste – Gütesicherung (2008)
RAL-GZ 639: Blechprofilroste – Gütesicherung (2008)
RAL-GZ 994: Regenwassersysteme – Gütesicherung (2012)

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.

StahlStand
10/ 2013
Download
     
PCR-Dokument* + Baustähle
Branchen-EPD* + Baumetalle 
+ 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 Stahl siehe → Metalle (4) → Stahl und Eisen (1) → Betonstabstahl (01) → Betonstahlmatten (02) → Stahlprofile (03) → Stahlbleche (04)
Weitere Datensätze zu Stahl siehe → Metalle (4) → End of life Prozesse von Metallen (8) → EoL von Edelstahl (02) → EoL von Stahlblechen (08) → EoL von Stahlprofilen (09)

Stahl
Stahl

Technisches

Technische Daten

Baustählen sind schweißbar können spannungsarm geglüht werden. Stahl wird im Bauwesen in vielen Formen und überaus vielfältig eingesetzt. Aufgrund der großen Neigung sich mit Sauerstoff zu verbinden und damit sehr schnell zu korrodieren, ist für Stahl im Außenbereich ein Korrosionsschutz notwendig, der durch metallische Überzüge und/oder organische Beschichtungen erreicht werden kann (Verzinkter Stahl).

Eigenschaften und Kennzahlen unterschiedlicher Baustähle1

Werkstoffnorm

EN 10025-2 Unlegierte Baustähle

EN  10025-3 Normalgeglühte/normalisierend gewalzte schweißgeeignete

Feinkornbaustähle

Stahlsorte

S235

S275

S355

S450

S 275 N/NL

S 355 N/NL

S 420 N/NL

S 460 N/NL

 Zugfestigkeit fu [N/mm2] bei Erzeugnisdicke t mm

t ≤ 40

360

430

490

550

390

490

520

540

40 < t ≤ 80

360

410

470

550

370

470

520

540

 Streckgrenze fy [N/mm2] bei Erzeugnisdicke t mm

t ≤ 40

235

275

355

440

255

355

420

460

40 < t ≤ 80

360

430

490

550

275

335

390

430

 

Werkstoffnorm

EN 10025-4 Thermomechanisch gewalzte

schweißgeeignete Feinkornbaustähle

EN 10025-5 Wetterfeste Baustähle

EN 10025-6 Flacherzeugnisse aus Stählen mit höherer Streckgrenze im vergüteten Zustand

Stahlsorte

S 275 M/ML

S 355 M/ML

S 420 M/ML

S 460 M/ML

S 235 W

S 355 W

S 460 Q/QL/QL1

Zugfestigkeit fu [N/mm2] beiErzeugnisdicke t mm

t ≤ 40

370

479

520

540

360

490

570

40 < t ≤ 80

360

450

500

530

340

490

550

Streckgrenze fy [N/mm2] bei Erzeugnisdicke t mm

t ≤ 40

275

355

420

460

235

355

460

40 < t ≤ 80

255

335

390

430

215

335

440

 

Werkstoffnorm

EN 10210-1 Warmgefertigte Hohlprofile für den Stahlbau aus unlegierten Baustählen

und aus Feinkornbaustählen

Stahlsorte

S235 H

S275 H

S355 H

S275 NH/NLH

S 355 NH/NLH

S 420 NH/NLH

S 460 NH/NLH

 Zugfestigkeit fu [N/mm2] bei Erzeugnisdicke t mm

t ≤ 40

360

430

510

390

490

540

560

40 < t ≤ 80

340

410

490

370

470

520

550

 Streckgrenze fy [N/mm2] bei Erzeugnisdicke t mm

t ≤ 40

235

275

355

275

355

420

460

40 < t ≤ 80

215

255

335

255

335

390

430

 

Werkstoffnorm

EN 10219-1 Kaltgefertigte geschweißte Hohlprofile für den Stahlbau aus unlegierten

Baustählen und aus Feinkornbaustählen

Stahlsorte

S235 H

S275 H

S355 H

S275 NH/NLH

S 355 NH/NLH

S 460 NH/NLH

S275 MH/MLH

S 355 MH/MLH

S 420 MH/MLH

S 460 MH/MLH

Zugfestigkeit fu [N/mm2] bei Erzeugnisdicke t mm

t ≤ 40

360

430

510

370

470

550

360

470

500

530

Streckgrenze fy [N/mm2] bei Erzeugnisdicke t mm

t ≤ 40

235

275

355

275

355

460

275

355

420

460

Baustoffklasse nach DIN 4102-1

A

Euroklasse nach DIN EN 13501-1

A1

Färbung

grau

Beständigkeit

Je nach Zusammensetzung bedingt witterungsbeständig, deshalb extra Korrosionsschutz.

Technische Regeln (DIN, EN)

DIN 488

 

Betonstahl

                        -1

2009

Teil 1: Stahlsorten, Eigenschaften, Kennzeichnung

                        -2

2009

Teil 2: Betonstabstahl

                        -3

2009

Teil 3: Betonstahl in Ringen, Bewehrungsdraht

                        -4

2009

Teil 4: Betonstahlmatten

                        -5

2009

Teil 5: Gitterträger

                        -6

2010

Teil 6: Übereinstimmungsnachweis

DIN 1599

1980

Kennzeichnungsarten für Stahl

DIN 1623

2009

Kaltgewalztes Band und Blech - Technische Lieferbedingungen - Allgemeine Baustähle

DIN EN 1993

2010-2013

Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten

DIN EN 10020

2000

Begriffsbestimmungen für die Einteilung der Stähle

DIN EN 10025

 

Warmgewalzte Erzeugnisse aus Baustählen

                        -1

2011

Teil 1: Allgemeine technische Lieferbedingungen

                        -2

2011

Teil 2: Technische Lieferbedingungen für unlegierte Baustähle

                        -3

2011

Teil 3: Technische Lieferbedingungen für normalgeglühte/normalisierend gewalzte schweißgeeignete Feinkornbaustähle

                        –4

2011

Teil 4: Technische Lieferbedingungen für thermomechanisch gewalzte schweißgeeignete Feinkornbaustähle

                        -5

2011

Teil 5: Technische Lieferbedingungen für wetterfeste Baustähle

                        -6

2011

Teil 6: Technische Lieferbedingungen für Flacherzeugnisse aus Stählen mit höherer Streckgrenze im vergüteten Zustand

DIN EN 10027

 

Bezeichnungssysteme für Stähle

                        -1

2005

Teil 1: Kurznamen

                        -2

2013

-Teil 2: Nummernsystem

DIN EN 10163

 

Lieferbedingungen für die Oberflächenbeschaffenheit von warmgewalzten Stahlerzeugnissen (Blech, Breitflachstahl und Profile)

                        -1

2004/ AC:2007

Teil 1: Allgemeine Anforderungen

                        -2

2004

Teil 2: Blech und Breitflachstahl

                        -3

2004

Teil 3: Profile

DIN EN 10210

 

Warmgefertigte Hohlprofile für den Stahlbau aus unlegierten Baustählen und aus Feinkornbaustählen

                        -1

2006

Teil 1: Technische Lieferbedingungen

                        -2

2006

Teil 2: Grenzabmaße, Maße und statische Werte

DIN EN 10219

 

Kaltgefertigte geschweißte Hohlprofile für den Stahlbau aus unlegierten Baustählen und aus Feinkornbaustählen

                        -1

2006

Teil 1: Technische Lieferbedingungen

                        -2

2006

Teil 2: Grenzabmaße, Maße und statische Werte

DIN EN ISO 12944

 

Beschichtungsstoffe - Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme

                        -1

1998

Teil 1: Allgemeine Einleitung

                        -2

1998

Teil 2: Einteilung der Umgebungsbedingungen

                        -3

1998

Teil 3: Grundregeln zur Gestaltung

                        -4

1998

Teil 4: Arten von Oberflächen und Oberflächenvorbereitung

                        -5

2008

Teil 5: Beschichtungssysteme

                        -6

1998

Teil 6: Laborprüfungen zur Bewertung von Beschichtungssystemen

                        -7

1998

Teil 7: Ausführung und Überwachung der Beschichtungsarbeiten

                        -8

1998

Teil 8: Erarbeiten von Spezifikationen für Erstschutz und Instandsetzung

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

1R. Siebers, bauforumstahl e. V.

Stahl

Literaturtipps

siehe Literatur Metalle

Arnim von Gleich, Martin Brahmer-Lohss, Manuel Gottschick, Dirk Jepsen, Knut Sander: Nachhaltige Metallwirtschaft Hamburg, Erkenntnisse – Erfahrungen - praktische Erfolge, Endbericht des BMBF-Projektes, Hamburg, August 2004

Gleich, Arnim von; Ayres, Robert U.; Gößling-Reisemann, Stefan (Eds.): Sustainable Metals Management, Springer Verlag, 2006, ISBN: 978-1-4020-4007-8

Philipp Jürgen, et.al.: Ökobilanzen für Stahlprodukte - Sachstand und Perspektiven, Eisen und Stahl, Nr.11, 1994

Philipp Jürgen, et.al.: Fortschreibung der Ökobilanz für Stahlprodukte, Eisen und Stahl, Nr. 11, 1996

Bundesverband der Deutschen Schrottwirtschaft e. V.: Recycling, Vom Schrott zum Stahl, Verlag Handelsblatt GmbH, 1984, Düsseldorf

Bayerischer Gemeindeunfallversicherungsverband: Unfallverhütungsvorschrift Schweißen, Schneiden und verwandte Verfahren (GUV 3.8), 1997, München

Jellinghaus Manfred: Stahlerzeugung im Lichtbogenofen, Verlag Stahleisen mbH, 1994, Düsseldorf

Verlag Stahleisen mbH: Werkstoffkunde Stahl, Springer Verlag, 1985, Berlin

Oeters Franz: Metallurgie der Stahlherstellung, Springer-Verlag, 1989, Berlin

Gaugl Heinz: Metallrecycling, Institut für Technologie + Hüttenkunde der Nichteisenmetalle, 1999, Leoben

Beratungsstelle für Stahlverwendung: Eisen und Stahl, 1984, Düsseldorf

BR online: „Der Schatz aus den Wäldern“ 18.03.2009

Hegger, Manfred: Baustoffatlas, München 2005

Wirtschaftsvereinigung Stahl im Stahl-Zentrum, Juni 2008: Steigende Rohstoffpreise verteuern die Stahlerzeugung
www.stahl-zentrum.de

proLignum, Holz. Der Weg in die Zukunft
www.pro-lignum.it

M. Volz: Die ökologische Herausforderung, Tübingen 1999

Stahl

Rohstoffe / Ausgangsstoffe

Hauptbestandteile

Baustahl (niedrig legiert)

  • Eisen (95-99%)
  • Kohlenstoff (> 0,2%)
  • Weitere Legierungselemente* (< 5%)

Stahl (unlegiert)

  • Eisen (<99,8%)
  • Kohlenstoff (< 0,2%)

Baustahl (hoch legiert)

  • Eisen  (60-94%)
  • Kohlenstoff (> 0,2%)
  • Weitere Legierungselemente* (> 5%)

*Legierungselement (Silizium, Mangan, Chrom, Nickel, Molybdän)

Rohstoffe für Gusswerkstoffe

  • Roheisen
  • Eisenschwamm (aus Eisenerz ohne Schmelzprozess im Direktreduktionsverfahren im Schacht- oder Drehrohrofen mit Wasserstoffgas oder festem Kohlenstoff als Reduktionsmittel erzeugter Einsatzstoff)
  • Schrott
  • Eisenschwamm ist ein unmittelbar, der Eisenerz mit einem Fe-Gehalt über 66 % benötigt.

Rohstoffe für Roheisen sind folgende Eisenerze

  • Magnetit (Fe3O4) mit Fe-Gehalt 72 %
  • Hämatit (Fe2O3) mit 70 % Fe-Gehalt
  • Limonit (Fe2O3 * H2O) mit 63 % Fe-Gehalt
  • Siderit (FeCO3) mit 48 % Fe-Gehalt

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Eisenerz wird in der westlichen Welt zu 95 % im Tagebau abgebaut. Um die Kosten des Transports und der Verhüttung niedrig zu halten, werden die Eisenerze am Ort des Abbaus aufbereitet. Dazu genügt bei Erzen mit einem hohen Eisengehalt ein mehrfaches Brechen und Sieben, eisenarme Erze hingegen müssen gebrochen und gemahlen werden. Um den Eisengehalt zu erhöhen schließt sich die Flotation an, ein Verfahren, bei dem feinverteilte Luft durch ein Erz-Wasser-Gemisch geleitet wird. Nach Zugabe von Reagenzien wird der Eisenmineralschaum dann abgeführt. Da der Hochofenprozess stückiges Erz verlangt, werden in einem thermischen Verfahren zunächst kleine Kugeln geformt, sogenannte Pellets, die dann anschließend gebrannt werden, oder es erfolgt ein Sintern am Ort der Verhüttung. Dabei werden die kleinen Erzkörner durch Hitze zusammengebacken.
Bei der Herstellung von Roheisen und Stahl wird zwischen der Reduktion (Roheisenerzeugung) und der Raffination (Stahlerzeugung) unterschieden.

Verfügbarkeit

Die Jahresweltproduktion betrug 2012 etwa 1,548 Milliarden Tonnen Rohstahl. Die bedeutendsten Herstellerländer, die Volksrepublik China 717 Millionen Tonnen (46,3 Prozent), Japan 107 Millionen Tonnen (6,9 Prozent) und die EU 27 169 Millionen Tonnen (10,9 Prozent), haben daran einen Anteil von mehr als der Hälfte. Wichtige Produzenten von Stahl in Europa sind Russland, Deutschland und die Ukraine.

Die deutsche Stahlproduktion betrug 2012 42,66 Mio. t. Deutschland ist der größte Rohstahlproduzent in der EU. In der Welt liegt es auf Platz 7 hinter China (Platz 1), Japan (2), USA (3), Indien (4), Russland (5), und Südkorea (6).

Stahlerzeugung in Deutschland

(in 1.000 Tonnen) 2008 2009 2010 2011 2012
Roheisenerzeugung 29.111 20.104 28.560 27.943

27.048

Rohstahlerzeugung 45.833 32.670 43.830 44.284 42.661
     dar. Stangguß 43.956 31.604 42.375 42.640 41.241
     dar. Elektrostahl 14.639 11.336 13.215 14.204 13.789
     Edelstahlerzeugnis 9.784 6.336 9.197 9.985 8.248
Warmgewalzte Stahlerzeugnisse 39.805 29.041 36.827 37.933 36.495
Flacherzeugnisse 26.089 18.812 24.909 25.191 23.670
Langerzeugnisse 13.716 10.229 11.918 12.742 12.825

Quelle: http://www.stahl-online.de (abgerufen 10/ 2013)

Die bekannten Eisenerzvorräte der Welt betragen 800 Mrd. t mit 230 Mrd. t Fe-Inhalt. Davon sind unter heutigen Gesichtspunkten allerdings nur etwa 160 Mrd. t mit 70 Mrd. t Fe-Inhalt als wirtschaftlich gewinnbar anzusehen. Wenn man die potenziellen Reserven berücksichtigt, steigen diese auf 370 Mrd. t an (“Iron Ore,” Mineral Commodity Summaries. U.S. Geological Survey, 2007 (minerals.usgs.gov). Die Rohstoffversorgung der Stahlindustrie ist durch die 100%-ige Recyclierbarkeit auf lange Zeit gesichert.
Große Eisenerzvorkommen befinden sich in China, Australien und Brasilien. Wichtige Abbaugebiete in Europa befinden sich in Russland, der Ukraine und Schweden.

Ab dem zweiten Halbjahr 2003 zeigt sich eine dramatisch veränderte Rohstoffsituation, die vor allem durch den stark steigenden Stahlbedarf der Volkswirtschaften in der Volksrepublik China, Indien und Brasilien verursacht wurde. Seit einigen Jahren wächst allein die Stahlerzeugung in China jährlich um mehr als die gegenwärtige Gesamtproduktion Deutschlands.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Stahlschrott ist ein wichtiger Rohstoff für die Stahlerzeugung. Schrott ist überwiegend Altstahl. Er ist i. d. R. durch Rost oder Zunder, durch Nichteisenmetalle, z. B. Zink und Kupfer und je nach Herkunft durch verschiedene nichtmetallische Stoffe wie Schutt, Textilien, Kunststoffe, Gummi oder Müll verunreinigt. Beim Einschmelzen werden diese Stoffe oxidiert oder verschlackt. Die Verunreinigungen an Nichteisenmetallen lösen sich im Stahl und beeinträchtigen dessen technologische Eigenschaften. Sie sollten daher vor dem Einschmelzen möglichst in geeigneter Form abgetrennt werden. 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. In Europa werden 88% des Baustahl Recycelt und 11% sogar direkt wiederverwertet.1

Schrottbilanz für Deutschland in Mio. t

  2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Roheisenproduktion 30,4 31,1 29,1 20,1 28,6 27,9 27,0
Rohstahlproduktion 47,2 48,5 45,8 32,7 43,8 44,3 42,7
Oxygenstahl 32,5 33,5 31,2 21,3 30,6 30,1 28,9
Elektrostahl 14,7 15,0 14,6 11,3 13,2 14,2 13,8
Stahlschrottverwendung  
Stahlwerke 21,2 21,7 20,7 15,2 19,2 20,3 19,7
Oxygenstahl 6,0 6,1 5,5 3,6 5,4 5,3 5,1
Elektrostahl 15,2 15,6 15,2 11,6 13,8 15,0 14,6
Stahlschrottaufkommen  
Eigenentfall Stahlwerke 4,9 5,0 4,8 3,4 4,2 4,5 4,1
Zukauf Handel 16,5 17,3 16,3 12,0 15,0 15,6 15,2
Zukauf von anderen Stellen 1,6 1,4 1,4 0,9 1,5 1,6 1,5
Stahlschrott-Export 8,3 8,5 8,7 7,5 9,7 10,0 9,5
Stahlschrott-Import 5,9 6,3 6,0 4,0 5,6 6,7 5,7
Saldo (Export - Import) 2,4 2,2 2,7 3,4 4,1 3,3 3,8

http://www.stahl-online.de (abgerufen 10/ 2013)
1http://www.bauforumstahl.de/upload/publications/EPD_BFS_20130094_IBG1_DE.pdf

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.

Stahl und Stahlprodukte sind nicht radioaktiv und tragen daher nicht zur Strahlenexposition der Bewohner bei.

Quellen

stahl-online, Online-Quelle (abgerufen 04/2014)
1Bauforumstahl e. V.; Baustähle: Offene Walzprofile und Grobbleche, Online-Quelle (abgerufen 04/2014)

Stahl

Herstellung

Prozesskette

Prozesskette Stahl

Herstellungsprozess

Roheisenherstellung

Das Roheisen wird zum größten Teil in flüssiger Form im Hochofen, teilweise aber auch als fester Eisenschwamm durch Direktreduktion hergestellt. Im Hochofen werden Eisenerz, Koks und Kalkstein unter Mithilfe von heißer Luft geschmolzen. Es entweichen dabei die Gichtgase; abgestochen werden Roheisen (mit 4 - 5 % Kohlenstoff, 1 % Silizium, 0,4 - 1 % Mangan, 0,1 - 0,2 % Phosphor) und Schlacke.
Die dabei entstandene Schlacke wird je nach Zusammensetzung weiterverarbeitet. Sie findet Verwendung im Straßenbau als Hochofenstückschlacke oder wird durch Abschrecken mit Wasser zu Hüttensand für die Zementherstellung und Hüttenbims verarbeitet. Eine erhöhte Schwermetallbelastung ist dabei möglich.

Raffination / Formgebung

In zwei nacheinander folgenden Verfahren werden bei der Stahlerzeugung die verunreinigenden Bestandteile durch das Frischen (Oxidation) mittels Sauerstoff entfernt oder auf die geforderten Werte eingestellt und andere Metalle zulegiert. Dies geschieht durch die verschiedenen Blasstahlverfahren im Konverter bzw. durch das Elektrolichtbogenverfahren. Dieses ist für das Erschmelzen aller legierten Stahlsorten besonders geeignet. Dabei werden neben Schrott auch Eisenschwamm, Erze, Kalk, Kohlenstoff und Legierungselemente zugegeben. Die sich anschließende Nachbehandlung von Stahl dient der Herstellung der gewünschten Stahlqualität, wobei unerwünschte Begleitelemente entfernt werden, Legierungsbestandteile hinzugefügt werden, der Stahl entkohlt und entschwefelt wird und eine Desoxidation durch Aluminium stattfindet.
Durch das anschließende Gießen des Stahls, vornehmlich im Stranggussverfahren (über 90 %), erhält der flüssige Stahl seine feste Form, wobei mit Wasser gekühlt wird. Es schließt sich dann entweder unmittelbar die Formgebung im Warmwalzverfahren bzw. die Kaltumformung an.

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

Der spezifische Primärenergieverbrauch zur Erzeugung von Rohstahl wurde in Deutschland auf 17.4 GJ/t reduziert. Der fossile Primärenergieverbrauch, ohne Fremdstrom, liegt unter 14 GJ/t.


Abb.: Spezifischer Primärenergieverbrauch der deutschen Stahlindustrie
Quelle: Stahlinstitut VDEh, Wirtschaftsvereinigung Stahl im Stahl-Zentrum

Charakteristische Emissionen

"Durch Verwendung von Koks und anderen Brennstoffen enstehen Emissionen von Benzol, Polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK), Schwefelwasserstoff und Ammoniak.“1

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. 1984 wurden noch 40% aller Stäube deponiert. Mittlerweile wird der Staub von Hochöfen und Stahlwerken nahezu zu 100 % wieder- oder weiterverwertet.

Rund 75 % der bei der Stahlerzeugung entstehenden Schlacke wird verwertet, wobei der größte Anteil mit ca. 45 % in den Straßenbau geht. Letzteres setzt voraus, dass keine schädlichen, wasserlöslichen Substanzen wie Sulfate, Alkalioxide, Schwermetalloxide enthalten sind, oder dass diese in der sauren Schlacke durch Abbinden als Silikate und Verglasen unschädlich gemacht sind.

Im Zuge der CO2-Reduzierung bei der Zementproduktion gewinnen gemahlene Hüttensande ebenfalls eine immer größere Rolle als CO2-„neutraler“ Zementhauptbestandteil. Weshalb der Anteil Hüttensand, der in diesen Industriezweig fließt stetig ansteigt.

Maßnahmen Gesundheitsschutz

Bei der Roheisen bzw. Stahlerzeugung ist persönliche Schutzausrüstung unerlässlich. Hierzu zählt insbesondere Wärmeschutzkleidung (z. B. beim Abstechen des Hochofens, Warmwalzen).

Maßnahmen Umweltschutz

Umweltschutzmaßnahmen bestehen insbesondere in der Einhausung der Produktionsanlagen und Kreislaufführung von Flüssigkeiten (z. B. Kühlwasser etc.). 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.

Quellen

1Zwiener, Mötzl: Ökologisches Baustofflexikon, 2006, 3. Auflage, C.F. Müller Verlag, Heidelberg

Stahl

Verarbeitung

Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

Bauteile aus Stahl können geschraubt oder geschweißt werden. Es ist zu beachten, dass Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,22% nur noch als bedingt schweißbar gelten und zusätzlich Maßnahmen (z. B. Vorwärmen) erforderlich machen.

Wenn Stahlbauteile der Witterung ausgesetzt sind ist auf ausreichenden Korrosionsschutz zu achten. Das kann durch Verzinken oder Auftragen von Farbe bzw. Beschichtungsstoffen geschehen, Das „klassische“ Beschichtungssystem besteht aus Grundbeschichtung, Zwischenbeschichtung und Deckbeschichtung. Diese Beschichtungssysteme basieren auf verschiedenen Bindemittelsystemen beispielsweise Alkydharz, Acrylharz, Epoxidharz oder Polyurethan.1

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Risiken bei Arbeiten im Zusammenhang mit Stahl entstehen beim Schweißen (Hand- und Augenschutz) und bei der Verarbeitung von Korrosionsschutzmitteln. Beispielsweise bei der Verwendung von 2-Komponenten-Reaktionsharzen (2K-Harze) können Gefährdungen auftreten. Es  gelten, insbesondere bei Produkte die nach GefStoffV gekennzeichnet sind, umfangreiche Arbeitsschutzmaßnahmen.

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.2
Siehe hierzu die TRGS 528 „Schweißtechnische Arbeiten" undl die TRGS 560 zur "Luftrückführung beim Umgang mit krebserzeugenden Gefahrstoffen". 

Die Beurteilung der Exposition des Schweißers gegenüber Chrom(VI)-Verbindungen und Nickeloxide am Arbeitsplatz erfolgte bis Ende 2004 durch Vergleich der gemessenen jeweiligen Schadstoffkonzentration im Atembereich mit den jeweiligen TRK-Wert nach der TRGS 900. Durch die neue GefStoffV sind die TRK- Werte für krebs-erzeugende Stoffe gestrichen worden und somit in der TRGS 900 nicht mehr enthalten.

Insgesamt gehören die Chrom(Vl)-Verbindungen zur Gruppe der krebserzeugenden Stoffe und sind nach Anhang I der Richtlinie 67/548/EWG bzw. TRGS 905 wie folgt eingestuft:

Schadstoff

Kategorie

Chrom(Vl)-Verbindungen
(einatembare Fraktion, ausgenommen
die in Wasser praktisch unlöslichen,
wie z. B. Blei- oder Bariumchromat)

2

Bleichromat

3

Zinkchromat

1

Zinkkaliumchromat

1

Chromtrioxid

1

Nickeloxide gehören zur Gruppe der krebserzeugenden Stoffe und sind nach Anhang I der Richtlinie 67/548/EWG bzw. TRGS 905 wie folgt eingestuft:

Schadstoff

Kategorie

Nickelmonoxid

1

Nickeldioxid

1

Dinickeltrioxid

1

Diese Stoffe können beim Menschen bösartige Tumore auslösen.

Um die Gefährdung des Schweißers durch Schadstoffe zu minimieren, besonders beim Auftreten von krebserzeugenden Stoffen der Kategorie 1 und 2 wie Chrom(Vl)-Verbindungen und Nickeloxid, sind Schutzmaßnahmen entsprechend der Schutzstufen nach der GefStoffV zu treffen.
Für die Schweißtechnik sind dementsprechend folgende Maßnahmen zu ergreifen:

  • Umstellung auf schadstoffärmere Verfahren (z. B. WIG-Schweißen), soweit möglich,
  • optimierte Schweißparameter,
  • günstige Arbeitspositionen bei denen der Atembereich des Schweißers sich außerhalb der Rauchfahne befindet,
  • wirksame Absaugung im Entstehungsbereich,
  • Einsatz von persönlichen Schutzausrüstungen

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.

Stahl wird 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 Stahl enthalten.

Emissionen

Bei der Verarbeitung von Stahl entstehen Emissionen insbesondere beim Schweißen, Löten oder thermischen Schneidens. Der alveolengängige Rauch kann je nach Zusammensetzung atemweg- und lungenbelastend (z. B. Eisenoxide, Aluminiumoxid), toxisch oder toxisch-irritativ (z. B. Fluoride, Manganoxid, Kupferoxid, Aldehyde (beim Löten von kolophoniumhaltigen Flussmitteln)) oder krebserzeugend (z. B. Chrom(VI)-Verbindungen, Nickeloxide) sein.3

Umweltrelevante Informationen

Energiebedarf

Bei der Verarbeitung von Stahlbauteilen kann Energie zum Umformen (Biegen) von Blechen bzw. Betonstahl oder Fügen (Schweißen, Löten) benötigt werden.

Wassergefährdung

Nach derzeitigen Erkenntnissen liegt keine Wassergefährdung durch Stahl vor. Korrosionsschutzmittel können unter Umständen wassergefährdend sein.

Quellen

1Bauforumstahl Arbeitshilfen, Online-Quelle (abgerufen 04/2014)
2Bg Bau Allgemeines über Schadstoffe, Online-Quelle (abgerufen 04/2014)
3TRGS „Schweißtechnische Arbeiten" (TRGS 528), Online-Quelle (abgerufen 04/2014)

Stahl

Nutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

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

In der DIN EN ISO 12944 Korrosionsschutz von Stahlbauten ist festgelegt, dass der Schutz des Bodens und von Gewässern gewährleistet sein muss, ferner darf weder die Gesundheit und die Sicherheit sowohl der an den Arbeiten beteiligten Personen als auch anderer nicht gefährdet werden. Punkte, die dabei besondere Beachtung erfordern, sind:

  • weder toxische noch krebserzeugende Stoffe (Cadmium) vorschreiben oder verwenden,
  • Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) verringern,
  • Maßnahmen gegen schädliche Einwirkungen von Rauch, Staub, Dämpfen, Lärm, Brandgefahr ergreifen,
  • Körperschutz, einschließlich Augen-, Haut-, Gehör- und Atemschutz vorsehen und
  • Recycling von Stoffen und Abfallentsorgung organisieren. 

Im Trinkwasser ist nach Trinkwasserverordnung (TrinkwV) der Grenzwert für Eisen auf 0,2 mg/ l festgelet.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

Im Brandfall kommt es durch Erweichung des Stahls zur Verformung und somit zum langsamen Versagen der Stahlkonstruktion. Gesundheitsschädliche Gase können unter Umständen bei der Verbrennung der Beschichtungsstoffe auf dem Stahl entstehen. Vom Stahl selbst werden keine giftigen Stoffe abgegeben.

Wassereinwirkung

Bei Wassereinwirkung sind i. d. R. keine Umwelt- und Gesundheitsrisiken zu erwarten. Unter Umständen können sich Bestandteile der Beschichtungsstoffe lösen und in den Boden eindringen.

Ansonsten besteht bei Wassereinwirkung nur das Risiko des Rostens für die Stahlkonstruktion.

Beständigkeit Nutzungszustand

Aufgrund der großen Affinität des Stahls zu Sauerstoff findet unter Sauerstoff und Feuchteeinfluss sofort eine Korrosion statt. Dieses Rosten ist mit hohen Abtragungsraten des Stahls verbunden, so dass vor allem im Außenbereich der Stahl gegen Korrosion mit Überzügen und / oder Beschichtungen geschützt werden muss. Im Beton ist der Stahl aufgrund des basischen Milieus des ihn umgebenden Betons gegen Korrosion geschützt, solange die Karbonatisierung des Betons den Bewehrungsstahl nicht erreicht hat.

Abtragungsraten1

Korrosivitätsklasse Korrosionsbelastung Massenverlust g/m²a Dickenabnahme µm/a
C1 Unbedeutend < 10 < 1,3
C2 Gering > 10 bis 200 > 1,3 bis 25
C3 Mäßig > 200 bis 400 > 25 bis 50
C4 Stark > 400 bis 650 > 50 bis 80
C5-I Sehr stark (Industrie) > 650 bis 1500 > 80 bis 200
C5-M Sehr stark (Meer) > 650 bis 1500 > 80 bis 200

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

Bei Stahlbauteilen erfolgt eine Instandhaltung insbesondere in der Erneuerung der Korrosionsschutzbeschichtungen.

Quellen

1Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme, Beuth Verlag, 1998, Berlin

Stahl

Nachnutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiko Rückbau

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

Stoffliche Verwertung

Das Recycling von Stahl ist ein unverzichtbarer Bestandteil der Stahlerzeugung. Stahl wird dabei zu 88 % recycelt. Beim Umschmelzen sind nur 25 % der Primärenergie erforderlich, die benötigt würde, wenn man Stahl aus Erz über den Verfahrensweg Hochofen / Konverter herstellt. Für 1 t Schrott entfallen Abbau, Aufbereitung, Transport und Verhüttung von 1,6 t Erz. Außerdem können 0,5 t Kokskohle eingespart werden, die nicht in Wärmeenergie und CO2 umgesetzt werden. Das Umschmelzen des Schrottes geschieht dabei zu 74 % über das Elektrolichtbogenverfahren mit bis zu 100 % Schrotteinsatz, der Rest wird über Sauerstoffblasprozesse mit 0 bis 25 % Schrottanteil verarbeitet. Der Schrott setzt sich dabei zusammen aus ca. 32 % Eigenschrott (bei der Erzeugung von Stahl und Eisen), ca. 20 % Stahl-Neuschrott (aus der industriellen Fertigung) und ca. 48 % Stahl-Altschrott (ausgediente Verbrauchs- und Industriegüter). In erster Linie muss dabei der Stahl-Altschrott in geeigneter Weise durch Sortierung, Zerkleinerung, Pressen, Shreddern aufbereitet werden, um die gewünschte Reinheit der Schrottqualität zu erhalten.

Beim Einschmelzen von verzinkten Bauteilen als Schrott verdampft beim Einschmelzen das Zink aufgrund des geringeren Siedepunktes; es wird über Filter gesammelt und dann nach Erreichen eines Zinkstaubgehaltes von über 20 % der Zinkgewinnung zugeführt. Die Wiederverwertung von beschichtetem Stahl bzw. von mit Kunststoff verunreinigtem Schrott im Elektrolichtbogenofen ist schwieriger, da hier eine Dioxin- bzw. Dibenzofuranbildung leicht möglich ist, insbesondere wenn in den Kunststoffen PVC oder andere Chlorträger enthalten sind.

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Eine Deponierung von Stahl 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)

Quellen

1Bauforumstahl EPD Baustähle EPD-BFS-20130094, Online-Quelle (abgerufen 04/2014)