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Begriffsdefinition

Magnesia besteht aus kaustisch gebrannter Magnesia (MgO), das zur schnelleren Hydratation einen Anreger (meist Magnesiumchloridlösung) benötigt.
Magnesit ist im ausgehärteten Zustand ein sehr hartes Bindemittel mit Festigkeiten über 50 N/mm² und wird teilweise in der Werbung als "Edelstein" unter den mineralisch gebundenen Materialien bezeichnet.

Wesentliche Bestandteile

Zu den wesentlichen Bestandteilen von Magnesia gehören Magnesiumoxid sowie verschiedene Salzlösungen 2-wertiger Metalle, z.B. MgCl2, MgSO4, CaCl2, ZnCl2.

Charakteristik

Bauprodukte aus Magnesia, z. B. Magnesiaestriche, sind nicht feuchtebeständig.

Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Kaustisches Magnesia reagiert mit Wasser ätzend.

Lieferzustand

  • Pulveriges Bindemittel
  • Trockenmörtel incl. Quarzsand / feine Gesteinskörnungen

Anwendungsbereiche (Besonderheiten)

  • Leichtbauelemente (z.B. Holzwolle-Leichtbauplatten)
  • Industriefußböden mit hoher mechanischer Belastbarkeit
  • Dekorative Zwecke (Kunstmarmor)

⇒ Achtung: i.d.R. nur für Trockenbereiche geeignet, da wasserlöslich.

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

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

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

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Risikobetrachtung Lebenszyklusphasen

 

 

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Planungs- und Ausschreibungshilfen

 

 

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Umweltdeklarationen

 

 

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Bewertungssystem

 

 

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Technisches

 

 

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Baustoffklasse nach DIN 4102-1

A1 (nicht brennbar)

Beständigkeit

nur für Trockenbelastung, wird bei ständiger Nassbelastung gelöst

Referenz

Technische Regeln (DIN, EN)

DIN 18560

 

Estriche im Bauwesen

                        -1

2009

Teil 1: Allgemeine Anforderungen, Prüfung und Ausführung

                        -2

2009+ B 2012

Teil 2: Estriche und Heizestriche auf Dämmschichten (schwimmende Estriche)

                        -3

2006

Teil 3: Verbundestriche

                        -4

2012

Teil 4: Estriche auf Trennschicht

                        -7

2004

Teil 7: Hochbeanspruchbare Estriche (Industrieestriche)

DIN EN 13813

2003

Estrichmörtel, Estrichmassen und Estriche - Estrichmörtel und Estrichmassen - Eigenschaften und Anforderungen

DIN EN 14016

 

Bindemittel für Magnesiaestriche - Kaustische Magnesia und Magnesiumchlorid

                        -1

2004

Teil 1: Begriffe und Anforderungen

                        -2

2004

Teil 2: Prüfverfahren

Quellen

Trauthwein D. Gesund bauen und wohnen: Haufe; 2008

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

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Literaturtipps

 

 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 
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Rohstoffe / Ausgangsstoffe

 

 

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Hauptbestandteile

Magnesiumcarbonat (MgCO3),

  • Mg       28,8%
  • C         14,2%
  • O         57,0%

Rohstoff für das kaustische Magnesia ist Magnesiumcarbonat (MgCO3), welches z. B. in Magnesit oder Dolomit enthalten ist. Die Ausbeute des abgebauten Materials ist gering (z. B. bei Lagerstätten in Griechenland: 7 - 12 M.-%).
Magnesia benötigt zur Erhärtung einen Anreger der aus einer Salzlösung 2-wertiger Metalle (z. B. MgCl2 oder MgSO4) besteht.
Magnesiumchlorid fällt als Nebenprodukt bei der Herstellung von Kali-Salzen an und kommt als konzentrierte Lauge oder als Feststoff in den Handel. In der Natur ist es Hauptbestandteil des Meersalzes.

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Die Rohstoffe werden ausschließlich im Tagebau gefördert.
Die Gewinnung erfolgt im Großsprengverfahren. Anschließend erfolgt die Verladung des Gesteins mit Löffelbaggern oder Radschaufelladern auf Schwerlastwagen. Diese liefern das Gestein zu den Brechwerken.
Die Werke liegen in unmittelbarer Umgebung zu den Abbaustätten (kurze Transportwege).

Verfügbarkeit

Hauptlagerstätten von Magnesiumcarbonat sind die Türkei, Griechenland und China. Die Rohstoffe sind dort noch in ausreichendem Maße vorhanden. Angaben über die Umweltbedingungen in den Abbauländern liegen derzeit nicht vor. In Deutschland finden sich keine Abbaustätten.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Derzeit keine Informationen hierzu verfügbar.

Radioaktivität

Von den Rohstoffen, die für Magnesiaherstellung verwendet werden, kann in Einzelfällen eine geringe natürliche Strahlung ausgehen. Diese liegt im Schwankungsbereich der natürlichen Strahlung.

 
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Herstellung

 

 

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Prozesskette

Prozesskette Magnesia

Herstellungsprozess

Das Gestein aus Magnesit und Dolomit wird zwischen 800°C und 900°C gebrannt. Dabei reagieren die Ausgangsstoffe zu Magnesiumoxid:

Magnesit: MgCO3 → MgO + CO2
Dolomit: CaMg(CO3)2 → CaCO3 + MgO+ CO2

Das entstehende Magnesiumoxid wird auch kaustisches Magnesia genannt, da es wenn es mit Wasser reagiert ätzend (= kaustisch) wird.
Als Energieträger zum Brennen des Rohstoffes finden heute fast ausschließlich Kohle, Heizöl oder Holz Verwendung.
Magnesia hydratisiert mit Wasser sehr langsam. Um den Abbindevorgang zu beschleunigen, versetzt man das Magnesiumoxid mit Salzlösungen 2-wertiger Metalle z.B. Magnesiumsalzlösungen (MgCl2, MgSO4) oder CaCl2 und ZnCl2.
Magnesiumchlorid führt bei kaustischer Magnesia zu einer hydratischen Reaktion (Kristallisation, Einbindung von Wassermolekülen in ein Kristallgitter), bei der sich das schwer lösliche basische Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2) bildet. Es wirkt hier als Katalysator, d.h. es verbleibt schwer löslich und damit weitestgehend unschädlich im ausgehärteten Produkt.

Umweltindikatoren / Herstellung

Referenz

Energieaufwand

Bei der Herstellung von Magnesia wird Energie zum Brechen, Mahlen und Brennen des Magnesiumcarbonats benötigt. Die meiste Energie wird beim Brand verbraucht. 

Graue Energie

4.800 MJ/to
(incl. Rohstoffabbau, Transport zum Ofen, Aufbereitung und Brennen)

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

Charakteristische Emissionen

Bei der Herstellung von Magnesia fallen je nach Verfahren und technischer Ausrüstung eines Werkes Emissionen von Staub und gasförmigen Schadstoffen an.
Nach dem Brennen wird der Kauster in Pendel-, Kugel-, oder Hammermühlen gemahlen. Hierbei entstehen lokal teilweise erhebliche Lärm- und Staubemissionen, deren Auswirkungen auf die Umwelt durch Einhausungen, für die Arbeiter durch Schutzmaßnahmen (Atem-, Gehörschutz) vermindert werden (können).
Informationen über den Einsatz von Abgasreinigungsanlagen bzw. die Durchführung von Lärm- und Staubschutzmaßnahmen in den Herstellerländern liegen derzeit nicht vor.

Maßnahmen Gesundheitsschutz

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

Maßnahmen Umweltschutz

Auswirkungen von Lärm- und Staubemissionen auf die Umwelt werden durch Einhausungen vermindert.

Gefahrstoffverordnung

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

Es gelten folgende H-Sätze zur Gesundheitsgefährdung:

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

Im abgebundenen Zustand, das heißt ausgehärteten Zustand, gehen keine Gesundheitsgefahren von Magnesiaprodukten aus.

Transport

Magnesiumcarbonat, der Rohstoff von Magnesia, wird in Ländern wie der Türkei, Griechenland, der Balkanländer und China abgebaut. Dadurch entstehen lange Transportwege. Der Transport erfolgt hier auf internationaler Ebene.

 
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Verarbeitung

 

 

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Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

Bei der Herstellung von Magnesiamörtel ist das Mischungsverhältnis von wasserfreiem Magnesiumchlorid und Magnesiumoxid (zwischen 1 : 2,0 und 1 : 3,5) einzuhalten. Magnesiumchlorid wirkt hygroskopisch (wasseranziehend) was bei Überschuss von MgCl2 im Binder zu dessen Durchfeuchtung führt.

Magnesiagebundene Baustoffe sind weiterhin nicht feuchtebeständig, deshalb keine Anwendung in Feuchträumen und im Freien. Darüber hinaus sind feuchte Magnesiabinder elektrisch leitend.

Bei der Verwendung von MgCl2-Lösung als Anreger für Magnesiabinder ist auf die starke korrosionsfördernde Wirkung der Chloride zu achten. Bei Spannbetonbauteilen darf kein Magnesiamörtel verwendet werden während bei Stahlbetonbauteilen eine Sperrschicht anzuordnen ist.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Bei der Verarbeitung wird aufgrund der Aerosole das Tragen von Staubschutzmasken angeraten (P1, weiß).
→ Staub, Feinstaub

AGW-Werte

Es liegen keine spezifischen Informationen für einen AGW-Wert für Magnesia. Bei anorganischen Bindern in Sackware gilt i. d. R. ein AGW-Wert beim Mischen von 6 mg/m³ gemessen an der alveolengängigen Fraktion.

REACH / CLP

 

Referenz

 

Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU

Für Magnesia liegt keine Einstufung nach GISBAU in WINGIS online vor.

Umweltrelevante Informationen

Wassergefährdung

Es liegt keine Wassergefährdung vor. Dennoch sollten Magnesiabinder nicht in die Kanalisation oder anderen Gewässern zugeführt werden.

Quellen

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

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

 
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Nutzung

 

 

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Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

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

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

Magnesiabinder sind nicht brennbar. Magnesitgebundene Baustoffe können brennbar sein, abhängig von den weiteren Rohstoffen wie z. B. dem Holzanteil bei Holzwolle-Leichtbauplatten.

Wassereinwirkung

Magnesiabinder bzw. Magnesiaestriche verlieren bei Wassereinwirkung zunächst an Festigkeit, bei ständiger Wasserbelastung werden sie gelöst. Im feuchten Zustand sind sie darüber hinaus elektrisch leitend.

 
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Nachnutzung

 

 

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Wiederverwendung / Wiederverwertung / Beseitigung

Referenz

Umwelt- und Gesundheitsrisiko Rückbau

Beim Ausbau von magnesitgebundenen Baustoffen wie Magnesiaestrichen ist auf ausreichenden Staubschutz zu achten. Die Möglichkeit des Absaugens sollte geprüft werden.

Energetische Verwertung

Eine energetische Verwertung von magnesitgebundenen Baustoffen ist in Abhängigkeit von den Anteilen organischen Materials, wie Holz (z.B. Holzwolle-Leichtbauplatten), theoretisch möglich.

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Magnesitgebundene Baustoffe müssen am Ende ihrer Lebensdauer auf einer Deponie abgelagert werden.

EAK-Abfallschlüssel

17 09 04 gemischte Bau- und Abbruchabfälle