Rohstoffe / Ausgangsstoffe

Hauptbestandteile

Gussasphalt und Asphaltmastix bestehen hauptsächlich aus mineralischen Bestandteilen unterschiedlicher Korngrößen. Splitt weist die größten Körner mit einem Durchmesser von zwei bis einigen Millimetern auf. Feiner sind die Sande mit Korngrößen von 0 bis 5 mm. Die Füller sind Gesteinsmehle mit den feinsten Körner von weniger als 0.63 Millimetern Durchmesser.

Das Bindemittel besteht aus Bitumen, einem Bestandteil des Erdöls, das je nach Anforderung leicht modifiziert oder mit einem Kunststoff, meistens Elastomeren vermischt wird. Die wichtigste Modifizierung von Hartbitumen besteht in der Beigabe von viskositätsreduzierenden Additiven. Diese ermöglichen eine Verarbeitung bei tieferen Temperaturen. Als viskositätsreduzierende Additive werden Montanwachs, Paraffine oder kunststoffmodifizierte Bitumen eingesetzt. Montanwachse werden aus Harzen und Wachsen abgestorbener Pflanzen gewonnen, die in Braunkohlelagerstätten eingelagert wurden. Paraffine sind langkettige, überwiegend unverzweigte Kohlenwasserstoffe im Erdöl.

Zudem kann Naturaspahlt eingesetzt werden. In Deutschland wird das sogenannte Trinidad-Epuré eingesetzt. Dabei handelt es sich um einen Naturasphalt, der auf der Insel Trinidad aus dem Pitch Lake (zu deutsch "Pechsee") gewonnen wird.

Die unten stehende Tabelle fasst die typischen Rezepturen für Gussasphalt und Asphaltmastix zusammen.

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Bild des Pitch Lake in La Brea, Trinidad. Foto von Christine und David Schmitt, veröffentlicht unter "CreativeCommons non-commercial no derivatives"-Lizenz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Die Gewinnung der fossilen Rohstoffe aus Erdöl, Erdgas und Kohle wie auch der mineralischen Rohstoffe ist mit Umweltrisiken verbunden. Die mineralischen Komponenten werden im Tagebau gewonnen, was zu bleibenden Terrainveränderungen führt.

Eine Besonderheit stellt die Gewinnung des Naturasphalts aus dem Pitch Lake in Trinidad dar (siehe Bild oben). Der "See" wird durch ein oberflächig aufstoßendes natürliches Bitumenlager gebildet. Der Naturasphalt kann direkt abgebaut und in Gussasphalt verwendet werden. Das Gemisch besteht zu rund 55% aus Bitumen und zu 45% aus mineralischen Bestandteilen.

Verfügbarkeit

Die Rohstoffverfügbarkeit des Bindemittels Bitumen ist an die Erdölförderung gekoppelt. Es existieren auch Naturasphaltvorkomen, jedoch in weit geringerem Masse. Ein Ende der Erdölförderung würde auch das Ende des in großen Mengen als Nebenprodukt verfügbaren Bitumens bedeuten. 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.

Der gewichtsbezogene Hauptanteil in Gussasphalt und Asphaltmastix ist mineralischen Ursprungs. Es handelt sich um fein gemahlene Gesteine (Füllstoffe), Sande und gebrochene Gesteine (Splitt): Rohstoffe, die alle relativ gut verfügbar sind.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Grundsätzlich kann Bitumen wieder eingeschmolzen werden, womit einer erneuten Verwendung von Produktionsabfällen nichts entgegen steht. Rückgebaute Beläge können wieder verwendet werden, wenn der Teeranteil den gesetzlichen Anforderungen genügt (siehe dazu auch die Informationen zur Nachnutzung).

Radioaktivität

Für mineralische Rohstoffe kann eine gewisse Radioaktivität nicht ausgeschlossen werden. Bei der Verwendung im Außenraum kann jedoch von einer vernachlässigbaren Problematik ausgegangen werden. Weit wichtiger ist das Risiko des Radonausgasung aus dem Untergrund. Bitumenabdichtungen können das Eindringen dieser Gase ins Gebäude verhindern. 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.

Bei Neubauten in Gebieten mit erhöhter Radon-Belastung soll die Belastung am Baustandort abgeklärt werden. Falls eine erhöhte Radonbelastung festgestellt wird, sind Maßnahmen vorzusehen, um die Belastung des Innenraums mit Radon niedrig zu halten. Asphaltbeschichtungen, Flüssigfolien und alle Abdichtungsbahnen sind grundsätzlich für die Radonabdichtung geeignet. Wesentlich für den Erfolg der Maßnahme ist die Radon-dichte Ausführung aller Anschlüsse und Nähte.

Im Bestand steht als Alternativen zur Abdichtung des Baugrundes die Abdichtung des Erdgeschosses gegenüber dem Keller mit Absaugung der Kellerluft zur Verfügung.

Weitere Informationen zur Radioaktivität sind auf der Webseite des Bundesamts für Strahlenschutz abrufbar.

Landinanspruchnahme (Landuse)

Die Bitumen-Produktion ist mit geringem Flächenverbrauch für die Erdölgewinnung und die Raffineriestandorte verbunden,Durch Leckagen während der Erdöl-Förderung oder des Erdöl-Transports können allerdings die Ökosysteme beträchtlicher Flächen längerfristig geschädigt werden.

Der Abbau der mineralischen Komponenten erfolgt im Tagebau (Steinbruch), was zu einer großflächigen Landschaftsveränderung führen kann.

Quellen

Bundesanstalt für Straßenwesen (2010): Erfahrungssammlung über die Verwendung von Fertigprodukten und Zusätzen zur Temperaturabsenkung von Asphalt, Bergisch-Gladbach, November 2010

GISBAU (2006): Sachstandsbericht Gesprächskreis Bitumen

GISBAU (2013): GISBAU Information Bitumen, Unternehmer-Version 01/2013.24, Online-Quelle

Informationen zu Radon in Gebäuden: Online-Quelle

Meyer, Richard F., Attanasi, Emil D. (2003): Heavy Oil and Natural Bitumen – Strategic Petroleum Resources, U.S. Geological Survey Fact Sheet 70-03, August 2003, Online Version 1.0. Online-Quelle

Herstellung

Prozesskette

Herstellungsprozess

Die Herstellung von Gussasphalt und Asphaltmastix besteht im Wesentlichen aus dem Mischen der Komponenten. Das Zusammenfügen der Komponenten erfolgt bei Temperaturen von 200 - 250 °C, da das Bitumen bei der Mischung flüssig sein muss. Die mineralischen Bestandteile werden mit Ausnahme des Füllers vor dem Mischen etwas über die Mischtemperatur erhitzt. Die Füller werden kalt oder vorerhitzt auf rund 80-100 °C beigegeben. Das Bitumen wird bereits vor der Mischung bei Temperaturen um 200 °C flüssig gelagert.

Umweltindikatoren / Herstellung

Einheitliche Werte zu Umweltindikatoren in WECOBIS soll zukünftig ausschließlich die Datenbank Ökobau.dat des Informationsportals Nachhaltiges Bauen des BMI 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-Life-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

Daten über den kumulierten Energieaufwand für die Herstellung von Gussasphalt und Asphaltmastix sind in Ökobau.dat verfügbar. Die Transporte von der Herstellung zur Baustelle sind in den Daten nicht enthalten. Je nach Logistik und Transportdistanzen zwischen Gussasphaltwerk und Baustelle dürfte dieser Wert großen Schwankungen unterliegen und kann den Energieaufwand signifikant erhöhen. Gussasphalt wird vom Verarbeiter heiß zur Verarbeitungsstelle transportiert. Die Transportfahrzeuge sind mit einer Heizung ausgestattet. Dies erhöht den Energieaufwand für den Transport zusätzlich.

In der Ökobau.dat sind keine Hintergrundinformationen über die Erstellung der Sachbilanz einsehbar. Bei den Datensätzen für Gussasphalt und Asphaltmastix handelt es sich zudem um nicht verifizierte Angaben. Es bleibt unklar, inwiefern der Energiegehalt des Bitumens selbst in der Bilanz berücksichtigt wurde. Eine frühere Abschätzung des Energieaufwandes in Wecobis ging von wesentlich höheren Werten für den nicht-regenierbaren Energieaufwand zwischen 6.3-7.8 MJ/kg für die Gussasphaltherstellung und 9.8 - 11.3 MJ/kg für die Herstellung von Asphaltmastix aus.

Unter dem Titel "Graue Energie" wird der Energieaufwand für zwei konkrete Abdichtungssysteme unter Verwendung der Daten aus Ökobau.dat berechnet.

Graue Energie

Charakteristische Emissionen

Heißes Bitumen emittiert Kohlenwasserstoffe in die Luft. Die Kohlenwasserstoffe können als Dämpfe und als Aerosole auftreten.

Transport

Die Asphaltherstellung erfolgt in Deutschland in meist mittelständischen Betrieben, den Asphaltmischwerken. Gemäß Gesprächskreis Bitumen der GISBAU sind rund 700 Betriebe in Deutschland tätig. Die Bitumenherstellung erfolgt dagegen in rund 7 Raffinerien. Bitumentransporte von den Raffinerien zu den Asphaltmischwerken erfolgen in wärmeisolierten Tankwagen mit einer Temperatur von rund 200° C. Vom Asphaltmischwerk zur Baustelle werden Gussasphalt oder Asphaltmastix in beheizten Rührwerkskesseln transportiert.

Quellen

Kasser, Ueli, Pöll, Michael (1999): Graue Energie von Baustoffen, Büro für Umweltchemie, 2. Auflage

Verarbeitung

Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

Seit 2008 dürfen in Deutschland nur noch Gussasphalte mit abgesenkten Verarbeitungs-Temperaturen eingebaut werden. Die Emissionen sanken im Vergleich zu herkömmlichen Asphalten drastisch. Tiefere Verarbeitungstemperaturen bedeuten zudem einen geringeren Energieverbrauch. Die nun gemessenen Emissionen liegen bei rund 10 mg/m³ für Kohlenwasserstoffe in der Atemluft. Für Bitumen wird eine abgeleitete Konzentration von 2.9 mg/m³ angenommen. Den Verarbeitern von Gussasphalten werden durch die GISBAU Vorsorgeuntersuchungen im Zweijahres-Rhythmus empfohlen.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Heißbitumen ist nach GefStoffV nicht als gesundheitsschädlich kennzeichnungspflichtig
(→ Bitumen). Bei der Verarbeitung von Heißbitumen entstehen jedoch Dämpfe und Aerosole, die zu Gesundheitsschädigungen führen können.

Gussasphalt wird flüssig eingebaut. Er weist Temperaturen von maximal 230° C auf. Die arbeitshygienischen Risiken gehen zum einen von den Kohlenwasserstoff-Emissionen in die Atemluft, zum anderen von der Temperatur des Asphalts aus. Hände und Körper sind vor der Hitze zu schützen. In Innenräumen ist auf eine ausreichende Belüftung zu achten.

AGW-Werte

Für Bitumen sind keine Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) festgelegt. Die TRGS 900 legt jedoch Grenzwerte für Kohlenwasserstoffgemische fest. Heißbitumen ist heute nicht mehr mit Teer verschnitten und wird deshalb nicht mehr als krebserzeugend eingestuft.

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.

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

Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU

Für den "Einbau von Gussasphalt" existiert eine Gefahrstoffbeschreibung in WINGIS online. Es werden jedoch keine GISBAU Produkt-Codes oder GISCODES vergeben.
Heißbitumen ist nach Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) nicht kennzeichnungspflichtig.

Emissionen

Seit 2008 dürfen nur noch Gussasphalte mit viskositätsreduzierenden Zusätzen verarbeitet werden. Diese Gussasphalte weisen deutlich geringere Bitumen-Dampf und Aerosol-Emissionen auf als frühere nicht viskositätsreduzierte Gussasphalte. Messungen der GISBAU zeigen Luftkonzentrationen von unter 10 mg / m³.

Nutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Nach der Verarbeitung härten Gussasphalt und Asphaltmastix innert weniger Stunden aus. In dieser Zeit treten noch VOC-Emissionen auf.

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Außenraum

Da das Bindemittel im Gussasphalt nicht wassergefährdend ist (WGK 0) und die Produkte keine Hilfsstoffe enthalten, kann eine Wassergefährdung ausgeschlossen werden.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Die längerfristige Abgabe von Schadstoffen in die Luft ist bei Innenanwendungen zu beachten (Gussasphalt als Bodenbelag). Aufgrund von Einzelmessungen und aufgrund der chemischen Zusammensetzung ist eine Abgabe von Bestandteilen des Bitumens über größere Zeiträume in die Luft nicht auszuschließen.

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Außenraum

Gussasphalt und Asphaltmastix enthalten keine Hilfsstoffe. Das Bitumen selbst enthält keine umweltrelevanten Bestandteile, bzw. ein Auswaschen eventueller toxischer Substanzen konnte bislang nicht beobachtet werden (WGK 0, nicht wassergefährdend)

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

Asphaltbeläge sind schwer entzündbar. Erst nach längerer Brandeinwirkung kann sich der Asphalt entzünden. Dank des geringen Bitumengehalts tragen Asphaltbeläge jedoch nur wenig zur Brandlast bei.

Wassereinwirkung

Asphalt ist unempfindlich gegenüber Wassereinwirkung.

Beständigkeit Nutzungszustand

Die Beständigkeit des Bitumens ist schon aufgrund seiner Entstehungsgeschichte relativ hoch. Die Bedingungen in den Erdöllagern sind jedoch nicht dieselben wie in den Anwendungsbereichen des Hochbaus. Im Hochbau wirken Sauerstoff und UV-Strahlen auf den Asphhalt ein. In der Praxis ist die Versprödung des Bitumens zu beobachten. Wahrscheinlich durch das allmähliche Verdunsten von Bestandteilen über längere Zeiträume zieht sich die oberste Schicht zusammen und an der Oberfläche sind Rissbildungen festzustellen. Durch Witterungseinflüsse werden diese Rissbildungen gefördert.

Gegenüber wässrigen Laugen, Säuren und Salzen ist Gussasphalt und Asphaltmastix beständig. Organische Lösemittel, Benzine und Mineralöle vermögen Bitumen im Gegensatz zum Steinkohleteer bis zu einem gewissen Maße anzugreifen.

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

Die Pflege von Gussasphalt und Asphaltmastix ist einfach. Die Reinigung kann mit allen handelsüblichen Reinigungsmitteln und auch mit Reinigungsmaschinen erfolgen. Dehnungsfugen sind hingegen nicht wartungsfrei und müssen zugänglich bleiben.

Quellen

Beratungsstelle für Gussasphaltanwendungen bga (2012): Informationen über Gussasphalt, Bauwerksabdichtungen, Heft 49, 2012, Online-Quelle

Nachnutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiko Rückbau

Der Rückbau von Gussasphaltbelägen ist dann mit Risiken behaftet, wenn das Alter des Belages darauf hindeutet, dass der Belag Steinkohle-Teer enthalten könnte. Der Teer-Gehalt  ist in diesem Fall vor dem Rückbau mittels Schnelltest abzuklären. Teerhaltiger Asphalt lässt sich mit etwas Erfahrung auch am Geruch erkennen. Falls teerhaltige Beläge rückgebaut werden, ist auf ausreichenden Atem- und Hautschutz zu achten. Die Entsorgung muss als Sonderabfall erfolgen.

Wiederverwendung

Eine Wiederverwendung von Gussasphalt oder Asphaltmastix ist nicht möglich.

Stoffliche Verwertung

Eine stoffliche Verwertung von Gussasphalt ist grundsätzlich möglich und kann zusammen mit dem Straßenaufbruch in geeigneten Anlagen zu neuem Heißmischgut verarbeitet werden. Voraussetzung dafür ist ein einfacher Ausbau, der nur bei lose verlegten Gussasphaltschichten gewährleistet ist. Gussasphalt aus dem Estrichbau ist jedoch meist zu verunreinigt für ein Recycling und muss als Bauschutt entsorgt werden. Eine weitere Voraussetzung ist die Teerfreiheit. Diese Voraussetzung ist für viele Beläge im heutigen Rückbau nicht gegeben.

Z. Zt. besteht ein Überangebot an altem Straßenaufbruch (der teilweise noch teerhaltig ist) und der neue Rohstoff Bitumen als Koppelprodukt der Erdölraffinerien gilt nicht als knapp. Deshalb bestehen aus der Sicht der Ökonomie keine Anreize, Gussasphalt zu recyclieren, v.a. in den kleinen Mengen, die im Hochbau anfallen. Ökologisch macht die stoffliche Verwertung jedoch Sinn.

Energetische Verwertung

Mit einem Bitumengehalt von max 15 % hat der Gussasphalt praktisch keinen Heizwert. Eine energetische Verwertung ist deshalb nicht sinnvoll.

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Für Asphalt auf Bitumen oder Teerbasis gelten die Grenzwerte für den organischen Anteil gemäss DepV für die Deponieklassen I - III nicht. Ein Abbau des Bitumens unter Deponiebedingungen dürfte in Anbetracht der Entstehungsgeschichte des Bitumens höchstens in geologischen Zeiträumen erfolgen. Emissionen in Folge von Ablagerungen des Gussasphalts auf Deponien können in zivilisatorischen Zeiträumen ausgeschlossen werden.

EAK-Abfallschlüssel