- Lebenszyklus
Fachinformationen
Bituminöse Voranstriche
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BegriffsdefinitionVoranstriche sind Stoffgemische mit Bitumen als Bindemittel. Sie werden kalt angewendet und können grundsätzlich zwei verschiedene Funktionen einnehmen:
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Wesentliche BestandteileBitumenmassen, häufig auch als Bitumenlack oder Bitumenlösungen bezeichnet, sind der klassische Voranstrich auf Lösemittelbasis. Die Bitumenemulsion ist die Alternative, die vor allem auch aus lufthygienischen Gründen entwickelt wurde. Durch chemische Hilfsstoffe wird das an sich wasserunlösliche Bitumen in eine kolloide Form von mikroskopisch kleinen Tröpfchen gebracht, mit denen sich eine homogene wässrige Lösung herstellen lässt. Die heutigen Bitumenemulsionen sind in bauphysikalischer und verarbeitungstechnischer Hinsicht den Bitumenmassen praktisch gleichwertig. |
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CharakteristikBitumenvoranstriche werden kalt angewendet und trocknen innerhalb von Stunden nach der Anwendung aus. Bei niedrigen Temperaturen um den oder unter dem Gefrierpunkt und bei hoher Feuchtigkeit können bituminöse Voranstriche nur eingeschränkt oder gar nicht angewendet werden. |
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LieferzustandGebinde mit flüssiger Emulsion, Masse gebrauchsfertig oder zur Verdünnung mit Wasser. |
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Anwendungsbereiche (Besonderheiten)Grundsätzlich sind beide Arten von bituminösen Voranstrichen (Bitumenmassen und Bitumenemulsionen) überall dort anzuwenden, wo bituminöse Dichtungsbahnen, Dampfbremsen, Dampfsperren, Gussasphalt oder andere bituminöse Baustoffe gut auf dem Untergrund haften sollen. Dies kann insbesondere bei Dampfsperren auf dem Flachdach und Abdichtungen auf Beton unter Terrain und im Tiefbau gelten. Während früher für metallische Untergründe nur Bitumenlack empfohlen wurde, sind die heutigen Bitumenemulsionen auch für Kupfer, Aluminium oder Chromstahlbleche geeignet. Alternativen hinsichtlich Umwelt- und GesundheitsrelevanzAus luft- und arbeitshygienischen Gründen sowie gemäß Minimierungsgebot der Gefahrstoffverordnung sollten heute ausschließlich Bitumenemulsionen verwendet werden. Die Anwendung von Bitumenemulsionen erfordert jedoch eine weitsichtige Planung und Erfahrung. Bei niedrigen Temperaturen und hoher Feuchtigkeit sind Bitumenemulsionen nur eingeschränkt anwendbar. |
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Technische Merkblätter und Sicherheitsdatenblätter deutscher Hersteller und Händler. |
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Bituminöse Voranstriche
Risikobetrachtung Lebenszyklusphasen |
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Bituminöse Voranstriche
Planungs- und Ausschreibungshilfen |
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GefahrstoffverordnungReferenz |
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Bituminöse Voranstriche
Umweltdeklarationen |
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Bituminöse Voranstriche
Bewertungssystem |
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Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB)Referenz |
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BNB-Kriterium BN_1.1.6 Risiken für die lokale Umwelt (Neubau)Ref alle + spez |
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BNB-Kriterium BK_1.1.6 Risiken für die lokale Umwelt (Komplettmodernisierung)Referenz |
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BNB-Kriterium BN_3.1.3 - InnenraumhygieneReferenz |
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BNB-Kriterium BN_4.1.4 - Rückbau, Trennung, VerwertungReferenz |
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QuellenReferenz |
Bituminöse Voranstriche
Technisches |
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Technische DatenDaten in der Tabelle zitiert aus [Willems et al 2006]
Der wesentliche Unterschied zwischen Bitumenmassen und Bitumenemulsionen ist die höhere Trocknungszeit des wässrigen Systems. |
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Baustoffklasse nach DIN 4102-1B2 BeständigkeitBeständig gegenüber wässrigen Laugen, Säuren und Salzen. Beschränkt beständig gegenüber organischen Lösemitteln, Benzinen und Mineralölen. |
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Referenz |
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Technische Regeln (DIN, EN)
CE-Zeichenseit 2005 |
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QuellenWillems, W. M., Schild, K., Dinter, S. (2006) Vieweg Handbuch Bauphysik, Hrsg: Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden, Teil 1 |
Bituminöse Voranstriche
Literaturtipps |
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Bucheli, Th., Müller, St.R., Vögelin, A. und Schwarzenbach, R.P. (1998): Bituminous Roof Sealing Membranes as Major Sources of the Herbicide (R,S)-Mecoprop in Runoff Waters: Potential Contamination of Groundwater and Surface Waters, Env. Science & Techn. Vol. 32, No 22, p. 3465, 1998, New York Blaich, J. (1999): Bauschäden Analysen und Vermeidung, Fraunhofer IRB Verlag/EMPA, Stuttgart Birkner, Ch., et. al. (2007): Technische Regeln für die Ausführung von Polymer- und Bitumenbahnen, vdd Industrieverband Bitumen-Dach- und Dichtungsbahnen e.V., Frankfurt/Main Willems, W. M., Schild, K., Dinter, S. (2006) Vieweg Handbuch Bauphysik, Hrsg: Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden, Teil 1 |
Bituminöse Voranstriche
Rohstoffe / Ausgangsstoffe |
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HauptbestandteileVoranstriche bestehen hauptsächlich aus Bitumen, einem Bestandteil des Erdöls, der je nach Anforderung leicht modifiziert oder mit einem Kunststoff – meistens Elastomeren – vermischt wird. Die Lösemittel stammen ebenfalls aus der Erdöldestillation, während die erforderlichen Hilfsstoffe aus der chemischen Industrie stammen.
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Umwelt- und GesundheitsrelevanzGewinnung der PrimärrohstoffeDie Gewinnung der fossilen Rohstoffe aus Erdöl, Erdgas und Kohle ist mit Umweltrisiken verbunden. VerfügbarkeitMit der allmählichen Erschöpfung der Erdölvorräte vermindert sich das Potential zur Gewinnung von Bitumen als Nebenprodukt der Ölförderung in wenigen Jahrzehnten. Aus Kohle kann nur stark aromatenhaltiges und somit krebserregendes Pech (Teer) gewonnen werden. Jedoch werden die zusätzlich zu den heute genutzten Ölvorkommen vorhandenen Schweröl- und Bitumen-Lager auf rund 600 Milliarden Barrel geschätzt (Meyer et al. 2003). Diese werden im Falle einer zunehmenden Ölknappheit stärker ausgebeutet und auch zur Energiegewinnung genutzt werden. RadioaktivitätBituminöse Voranstriche enthalten keine radioaktiven Rohstoffe. Bituminöse Voranstriche sind zu dünnflächig aufgetragen, um als Radonsperre wirken zu können. Radon gelangt aus dem Untergrund zuerst in die Kellergeschosse eines Gebäudes und von dort in das restliche Gebäude. Über die Entstehung von Radon im Untergrund und die damit einhergehende Radonproblematik informiert der Lexikonbegriff natürliche Strahlenexposition ausführlich. Weitere Informationen zur Radioaktivität sind auf der Webseite des Bundesamts für Strahlenschutz abrufbar. Landinanspruchnahme (Landuse)Die Erdölgewinnung für Bitumen ist mit geringem Flächenverbrauch für die Erdölgewinnung und die Raffineriestandorte verbunden. Durch Leckagen während der Erdöl-Förderung oder des -Transports können allerdings die Ökosysteme beträchtlicher Flächen langfristig geschädigt werden. |
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QuellenGISBAU (2012): Produktgruppenbeschreibungen GISCODES BBP Hoffmann, B. (2004): Experimentelle und theoretische Untersuchungen über die Emanation und Migration von Radon in Baustoffen und Bauwerksabdichtungen, Dissertation, Saarbrücken Kasser, Ulrich (2012): Erfahrungswerte Keller, G. et al (2001): Radon permeability and radon exhalation of building materials, in: The Science of the Total Environment 272, S. 85-89 Meyer, Richard F., Attanasi, Emil D. (2003): Heavy Oil and Natural Bitumen – Strategic Petroleum Resources, U.S. Geological Survey Fact Sheet 70-03 |
Bituminöse Voranstriche
Herstellung |
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Prozesskette
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HerstellungsprozessDie Herstellung der Voranstriche besteht im Wesentlichen aus dem Mischen der Komponenten im großen Rührwerk mit anschließendem Abfüllen des formulierten Produktes. Bei der Herstellung von Bitumenmassen werden das Bitumen, Lösemittel und die Additive wie z. B. Gesteinsmehle verrührt. Die Prozessbedingungen wie Temperatur und Druck müssen so gewählt werden, dass sich das Bitumen vollständig im Lösemittel auflöst. Der entscheidende Schritt bei der Herstellung von Bitumenemulsionen ist die Herstellung der Emulsion. Das Bitumen soll mit festgelegter Tröpfchengröße in Wasser eingemischt werden. Da Bitumen nicht wasserlöslich ist, muss die Mischung durch die Beigabe von Emulgatoren aufrecht erhalten werden. Emulgatoren sind Moleküle mit einem wasserlöslichen und einem fettlöslichen Ende. Die fettlöslichen Enden lagern sich um die Bitumentröpfchen an, während die wasserlöslichen Enden im Wasser gelöst sind. Als Emulgatoren können anionische und kationische Tenside zum Einsatz kommen. Zur Herstellung anionischer Emulsionen wird das Bitumen mit Fettsäuren gemischt und in Lauge eingerührt. Die Emulsion entsteht spontan im Verseifungsprozess. Kationische Emulsionen entstehen durch intensives einrühren des Bitumens in die bereits hergestellte Seife in Rotor-Stator-Maschinen. Ebenfalls zugemischt werden die weiteren Additive wie Gesteinsmehle, Biozide oder Lösemittel. |
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Umweltindikatoren / HerstellungReferenz EnergieaufwandBei gleichen Verbrauchsmengen und Randbedingungen sind Bitumenmassen in der Herstellung rund doppelt so energieintensiv wie Emulsionen. Graue EnergieDaten über den kumulierten nicht erneuerbaren Primärenergieaufwand (Graue Energie) für die Herstellung von Anstrichen auf Bitumenbasis sind auf Ökobau.dat verfügbar. Der Verbrauch an Voranstrich ist für Bitumenemulsionen und Bitumenmassen etwa gleich und hängt stärker von der Saugfähigkeit des Untergrundes als von der Zusammensetzung des Produktes ab. Für Bitumenmassen kann stellvertretend der Datensatz für Bitumen-Kaltkleber aus Ökobau.dat verwendet werden.
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Charakteristische EmissionenBei der Herstellung von Bitumenmassen stellen die Dämpfe der eingesetzten organischen Lösemittel eine mögliche Gesundheitsgefährdung dar. |
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Maßnahmen GesundheitsschutzBei der Herstellung von Bitumenmassen ist auf die Gefährdung durch organische Lösemittel zu achten. Bei unzureichender Belüftung kann ein Atemschutz angebracht sein. Ebenfalls sind Handschuhe und Schutzbrillen zu tragen. Bei Kaltverarbeitung von Bitumen genügt ein Hautschutz. Für die Heißverarbeitung sind Schutzmaßnahmen gegen Dämpfe und Aerosole angezeigt. |
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Maßnahmen UmweltschutzVon den eingesetzten Lösemitteln kann eine Wassergefährdung ausgehen. |
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TransportDer Transport von fossilen Rohstoffen (Bindemittel, Lösemittel, Hilfsstoffe) ist generell mit langen Transportwegen und Umweltrisiken durch Leckagen behaftet. In der Produktionskette werden auch Güter mit Gefahrstoffkennzeichnung transportiert. Da jedoch Bindemittel, Lösemittel sowie Hilfsstoffe in einer Vielzahl von verschiedenen Produkten verwendet werden (nicht nur in bituminösen Voranstrichen) ist die Umweltrelevanz des Transports nicht spezifisch für die Herstellung von bituminösen Voranstrichen. |
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Bituminöse Voranstriche
Verarbeitung |
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Arbeitshygienische RisikenAllgemeinesBei der Verarbeitung von Bitumenmassen stellen die Dämpfe der eingesetzten organischen Lösemittel oder die Aufnahme derselben über die Haut eine mögliche Gesundheitsgefährdung dar. AGW-WerteBitumen: kein Arbeitsplatzgrenzwert (Stand 2012) Für Lösemittel existieren Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW). Diese sind je nach Lösemittel verschieden hoch. Informationen zu den vorhandenen Lösemitteln und geltenden Arbeitsplatzgrenzwerten sind den Sicherheitsdatenblättern der Produkte zu entnehmen. Eine detaillierte Aufstellung findet sich auch in den GISBAU Produktdatenblättern auf WINGIS online (s. GISBAU Produkt-Codes / Kategorie kaltverarbeitbare Bitumenprodukte in der Bauwerksabdichtung). REACH / CLPReferenz Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAUBituminöse Voranstriche werden gemäß GISBAU in sieben Produkt-Codes eingeteilt. Die erste Unterscheidung wird zwischen Bitumenemulsionen und Bitumenmassen getroffen. Bitumenemulsionen (BBP10) enthalten deutlich weniger organische Lösemittel als Bitumenmassen und sind in der Anwendung immer den Bitumenmassen vorzuziehen, falls technisch möglich (Minimierungs- und Substitutionsgebot der GefStoffV). Die Bitumenmassen unterscheiden sich im Aromatengehalt der eingesetzten Lösemittel, dem Lösemittelgehalt und der Gesundheitsschädlichkeit. Aromaten sind Lösemittel, die besonders gut über die Haut aufgenommen werden. Als gesundheitsschädlich eingestufte Bitumenmassen (BBP40, BBP50, BBP60, BBP70) können bei unzureichender Belüftung und fehlenden Schutzmaßnahmen Gesundheitsschäden mit langanhaltender Wirkung verursachen, im Extremfall mit Todesfolge. Lösemittelhaltige Bitumenmassen (BBP20, BBP40, BBP60) enthalten bis zu 25% Lösemittel, lösemittelreiche Bitumenmassen (BBP30, BBP50, BBP70) bis zu 70%. Ihr Einsatz in Innenräumen sollte unterlassen werden. Auch im Außenraum ist auf ausreichende Frischluftzufuhr zu achten oder ein Atemschutz einzusetzen. Zudem ist der Umgang mit offenen Flammen zu unterlassen, bis sich die Lösemitteldämpfe verzogen haben. Es sind mehrere Fälle von Verpuffungen und Explosionen durch unsachgemäßen Umgang mit lösemittelhaltigen bituminösen Voranstrichen bekannt. [Rühl 2006]
EmissionenIn der nachfolgenden Zusammenstellung sind die Lösemittel- bzw. VOC-Emissionen der Voranstriche denjenigen des Heißbitumens (Bitumenklebemasse) gegenübergestellt, das in gewissen Fällen eine Alternative darstellt. Meistens wird jedoch bei der Anwendung von Heißbitumen vorgängig auf den mineralischen Untergrund ein Voranstrich appliziert. Die Lösemittelemissionen lassen sich aus den Lösemittelgehalten der Produkte ableiten, da das gesamte Lösemittel funktionsgemäß während und nach der Verarbeitung verdunstet. Bitumenmassen sind auch im Vergleich zu anderen Bauchemikalien oder zu Lacken und Farben außerordentlich emissionsintensiv.
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Umweltrelevante InformationenWassergefährdungBei der Lagerung und bei der Anwendung von Voranstrichen ist eine gewisse Wassergefährdung durch Leckagen, durch den unsorgfältigen Umgang auf der Baustelle mit hohem Grundwasserspiegel oder in der Nähe von Gewässern vorhanden. Die Gefährdung ist nur bis zum Austrocknen der Anstriche gegeben.
Wegen der Lösemittel sind Bitumenmassen wassergefährdender als Bitumenemulsionen. Bei den Bitumenemulsionen sind es eventuell vorhandene Hilfsstoffe, die eine gewisse Gefährdung verursachen können. Allerdings werden Bitumenemulsionen vor der Austrocknung durch Niederschläge viel leichter weggewaschen als Bitumenmassen auf Lösemittelbasis. QuellenGISBAU (2006): Gesprächskreis BITUMEN, Sachstandsbericht 2006, Hrsg.: R. Rühl (Red.) |
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Bituminöse Voranstriche
Nutzung |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiken NeuzustandSchadstoffabgabe / Emissionen in den InnenraumBei Innenanwendung von Bitumenemulsionen zum Beispiel in Tiefgaragen können die enthaltenen Lösemittel zu VOC-Emissionen führen. |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer NutzungSchadstoffabgabe / Emissionen in den InnenraumVOC: Die längerfristige Abgabe von Schadstoffen in die Luft ist bei Innenanwendungen zu beachten. Aufgrund von Einzelmessungen und aufgrund der chemischen Zusammensetzung ist eine Abgabe von Bestandteilen des Bitumens über größere Zeiträume in die Luft nicht auszuschließen. Bei Voranstrichen auf bituminöser Basis, die in der Regel mit mehreren anderen Schichten überdeckt sind und normalerweise nicht in beheizten Innenräumen angewendet werden, ist dieses Risiko als gering zu betrachten. Schadstoffabgabe / Emissionen in den AußenraumDie folgenden Hilfsstoffe, die in den Bitumenemulsionen als Emulgatoren eingesetzt werden (< 3 %) müssen zu den umweltgefährdenden Stoffen gezählt werden:
Diese können im Prinzip über sehr lange Zeitperioden auch ausgewaschen werden. Voraussetzung dafür ist jedoch ein ständiger Kontakt mit Wasser. Da Voranstriche immer mit mehr oder weniger mächtigen Konstruktionen überdeckt sind, ist dieses Risiko einer Schadstoffabgabe ins Wasser sehr gering. Das Bitumen selbst enthält keine umweltrelevanten Bestandteile, bzw. eine Auswaschung eventueller toxischer Substanzen konnte bislang nicht beobachtet werden (WGK 0, nicht wassergefährdend). |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiken im SchadensfallBrandfallFür bituminöse Voranstriche ist durch die Verbindung mit dem Untergrund kein spezifisches Brandrisiko vorhanden. Bitumen als solches sind schwer entzündbar. Sobald größere Bitumenmengen in Brand geraten, führen sie zu schwer löschbaren Bränden mit starker Rauchentwicklung. WassereinwirkungAusgehärtete bituminöse Voranstriche sind wasserbeständig. |
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Beständigkeit NutzungszustandDie Beständigkeit des Bitumens ist schon aufgrund seiner Entstehungsgeschichte über geologische Zeiträume in Erdöltiefenlagern relativ hoch. Jedoch sind die Bedingungen in den Erdöllagern nicht dieselben wie in den Anwendungsbereichen des Hochbaus. Insbesondere wirken während der Nutzung im Außenraum Sauerstoff und UV-Strahlung auf das Bitumen ein. In der Praxis ist eine Versprödung des Bitumens zu beobachten. Wahrscheinlich durch das allmähliche Verdunsten von Bestandteilen über größere Zeiträume zieht sich der Bitumenfilm zusammen und an der Oberfläche sind Rissbildungen festzustellen. Es entsteht die sogenannte Elefantenhaut. Gegenüber wässrigen Laugen, Säuren und Salzen ist Bitumen beständig. Gegenüber organischen Lösemitteln, Benzinen und Mineralölen ist Bitumen im Gegensatz zu Steinkohleteer nur beschränkt beständig. 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“. |
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Bituminöse Voranstriche
Nachnutzung |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiko RückbauBituminöse Voranstriche verbleiben auf den Bauteilen, auf welche sie ursprünglich aufgebracht wurden. Von bituminösen Voranstrichen gehen bei gesetzeskonformer Entsorgung der Abfälle keine speziellen Umwelt- und Gesundheitsrisiken aus. |
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WiederverwendungEine Wiederverwendung von bituminösen Voranstrichen ist nicht möglich. |
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Stoffliche VerwertungEine stoffliche Verwertung von reinem Bitumen ist grundsätzlich möglich. Er kann grundsätzlich in allen Anwendungsbereichen des Asphalt im Tiefbau verwertet werden. Bei Voranstrichen, die funktionsgemäß an beiden Schichten gut haften sollen, ist das Recycling jedoch keine Option. |
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Energetische VerwertungBituminöse Voranstriche fallen im Rückbau nicht getrennt an. Falls Sie auf organischen Materialien anhaften (z. B. Dachbahnen) ist eine energetische Verwertung denkbar. |
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Beseitigung / Verhalten auf der Deponie→ auch Bitumen Funktionsgemäß haften bituminöse Voranstriche vor allem auf mineralischen Abfällen an. Damit sind sie als organischer Anteil im mineralischen Abfall gemäß Gewerbeabfallverordnung anzusehen. Diese Abfälle dürfen nur auf Deponien abgelagert werden, wenn sie Grenzwerte für den organischen Anteil einhalten und wenn sie nicht verwertet werden können. Gemäß Anhang 3 der Deponie-Verordnung sind 3 Masse-% organisches Material erlaubt für Deponien der Deponieklasse I und 5 Masse-% für Deponien der Deponieklasse II. Ein Abbau des Bitumen unter Deponiebedingungen wird höchstens in geologischen Zeiträumen erfolgen. |
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EAK-AbfallschlüsselFür nicht ausgetrocknete Bitumenmassen:
Für Bitumenemulsionen:
Für gemischte Abfälle, die beim Rückbau anfallen, gilt der Abfallcode der Hauptkomponente. Voranstriche fallen im Rückbau typischerweise nicht getrennt an. |
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QuellenVerordnung über das Europäische Abfallverzeichnis (Abfallverzeichnis-Verordnung – AVV, zuletzt geändert am 24. Februar 2012). Online-Quelle abgerufen am 11.7.2012 LAGA (2003): Vollzugshinweise zur Gewerbeabfallverordnung (Download) |