Mehrfachansicht
DatenblattansichtBetonzusatzstoffe
Anzeigebereich für ein zweites Datenblatt

Produktgruppeninformation

 

 

Sie befinden sich in der Mehrfachansicht!

 

So können Sie einzelne Bauproduktgruppen sowie Grundstoffe nebeneinander ansehen.

 

Gehen Sie, wie gewohnt über das große Ausklappmenü. Wenn Sie in dem linken Feld die Auswahl ändern möchten so entriegeln Sie einfach das Schloss durch anklicken.

 

Das Datenblatt wird in dem entriegelten, grünen Feld eingefügt.

 

Ist für einen Eintrag im Ausklappmenü derzeit kein Datenblatt verfügbar, so ist dieser grau und kursiv dargestellt. Trotz der fehlenden Interaktionsmöglichkeit zu solch einem Eintrag muss dieser im Aufklappmenü angezeigt werden, da sonst nicht alle tiefer liegenden Datenblätter auswählbar wären.

Begriffsdefinition

Zusatzstoffe sind fein verteilte Stoffe, die dem Frischbeton zugemischt werden, um bestimmte Eigenschaften des Betons zu verändern oder zu erreichen. Sie werden dem Beton in größeren Mengen zugegeben und müssen daher in der Stoffraumrechnung berücksichtigt werden.

Zusatzstoffe dürfen das Erhärten des Zementes, die Festigkeit und die Dauerhaftigkeit des Betons nicht beeinträchtigen und den Korrosionsschutz der Bewehrung nicht gefährden. Deshalb dürfen nur genormte Betonzusatzstoffe oder Zusatzstoffe mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung verwendet werden.

Bezeichnung der Zusatzstoffarten:

  • S Hüttensand
  • D Mikrosilica (Silicastaub)
  • P natürliches Puzzolan
  • Q künstliches Puzzolan
  • V silikatische (kieselsäurereiche oder siliziumreiche) Flugasche
  • W kalkreiche (calciumreiche) Flugasche
  • T gebrannter Schiefer
  • L Kalkstein (TOC ≤ 0,50 % Masse)
  • LL Kalkstein (TOC ≤ 0,20 % Masse)

 

Die im deutschsprachigen Raum vorwiegend eingesetzten genormten mineralischen Betonzusatzstoffe sind (in alphabetischer Reihenfolge):

  • Flugasche (silikatisch / i.d.R. Steinkohleflugasche)
  • Gesteinsmehl
  • Hüttensand
  • Pigmente
  • Silicastaub
  • Trass

 

Flugasche ist feinkörniger Staub, der hauptsächlich aus kugelförmigen, glasigen Partikeln besteht und bei der Verbrennung feingemahlener Kohle anfällt.
Kieselsäurereiche (auch: silikatische oder siliziumreiche) Flugasche (V) besteht überwiegend aus reaktionsfähigem SiO2 und Al2O3 und weist puzzolanische Eigenschaften auf. 

Gesteinsmehle sind feingemahlene, natürliche Gesteine wie Quarz oder Kalkstein, die auch als Gesteinskörnung verwendet werden.

Hüttensand entsteht durch Granulation (schnelles Abkühlen mit Wasser) der heißen, flüssigen Schlacke, die beim Schmelzen von Eisenerz im Hochofen anfällt. Dabei entsteht ein glasartiges Material mit latent-hydraulischen Eigenschaften.

Pigmente werden zum Einfärben des Betons verwendet und sind nahezu inaktiv. Sie dürfen nur eingesetzt werden, wenn der Nachweis einer ordnungsgemäßen Überwachung der Herstellung und Verarbeitung des Betons erbracht ist.

Silicastaub (auch als Mikrosilika oder Silica fume bezeichnet) ist ein feinkörniger, weitgehend amorpher, mineralischer Stoff, der bei der Herstellung von Silicium und Siliciumlegierungen als Filterstaub entsteht.

Trass ist ein feingemahlenes eruptives Tuffgestein vulkanischen Ursprungs, das überwiegend aus Kieselsäure und Tonerde besteht.

Weitere, nicht genormte Betonzusatzstoffe, die hier nicht behandelt werden:

DIN EN 450 (Flugasche für Beton) gilt nicht für calciumreiche Flugaschen aus Hartbraunkohlen oder normalen Braunkohlen aus. Diese können in Deutschland deshalb nur mit gültiger allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung als Betonzusatzstoff verwendet werden.

Organische Zusatzstoffe wie z.B. Polymerdispersionen werden zum Beispiel Instandsetzungsmörteln zugesetzt. Für ihren Einsatz in Beton ist eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung erforderlich. Da sie auch ungünstige Nebenwirkungen haben können, sind stets Erstprüfungen durchzuführen.

Bei fasermodifiziertem Beton werden Fasern (Stahl-, Glas oder Kunststofffasern) als Betonzusatzstoff zugemischt, um die Rissbildung zu verringern. Im Unterschied zu Faserbeton und àTextilbeton, übernehmen die Fasern keine statische Funktion.

Wesentliche Bestandteile

Betonzusatzstoffe sind mineralische Stoffe, welche aus natürlichen Lagerstätten stammen oder als Nebenprodukte in industriellen Prozessen anfallen.

Charakteristik

Betonzusatzstoffe sind mehlfein.

DIN EN 206-1 / DIN 1045-2 unterscheidet zwei Typen für die hydraulische Wirksamkeit (chemische Reaktionsfähigkeit) von Zusatzstoffen:

Maßgebend für die hydraulische Wirksamkeit sind die Anteile an reaktivem Calciumoxid (CaO), Siliciumdioxid (SiO2) und Aluminiumoxid, die in Gegenwart von Wasser erhärtungsfähige Calciumsilicathydrate (CSH) und Calciumaluminathydrate bilden.

 

Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gesteinsmehle und Trass werden aus natürlichen mineralischen Rohstoffen gewonnen, die ausreichend verfügbar sind.
Flugasche, Hüttensandmehl und Silicastaub fallen als Nebenprodukte industrieller Prozesse an. Ihre Verfügbarkeit ist eng mit diesen Prozessen (Kohleverbrennung, Roheisenindustrie und Siliciumherstellung) verbunden.
Der Abkehr von der Kohleverbrennung und der damit einhergehende Wegfall von Flugasche wird eine Rohstoffverknappung nach sich ziehen.

Das feine Mahlen der Gesteinsmehle benötigt einen relativ hohen Energieaufwand, am meisten Energie ist für das Mahlen von Hüttensand erforderlich. Der Aufwand liegt jedoch weit unter dem Aufwand für die Zementklinkerherstellung, weshalb sich die Zugabe von Betonzusatzstoffen im Allgemeinen positiv auf die Ökobilanz des Bindemittels auswirkt.

Alle Betonzusatzstoffe besitzen eine hohe Mahlfeinheit. Auf die Entwicklung von Staub und das Tragen von Atemschutz ist daher besonders zu achten. Besonders problematisch sind alveolengängige kristalline Siliciumdioxidstäube (Quarzfeinstäube), da diese Stäube als krebserzeugend gelten.

 

Für bestimmte Betonzusatzstoffe (z.B. für Flugaschen) kann in Deutschland ein Nachweis der Umweltverträglichkeit gemäß MVV TB (Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen / A 3.2.3 in Verbindung mit Anhang 10 ABUG / Anforderungen an bauliche Anlagen bezüglich der Auswirkungen auf Boden und Gewässer) erforderlich sein [3]. Dabei müssen Obergrenzen für Gehalt und Freisetzung bestimmter gefährlicher Stoffe (z.B. Arsen, Schwermetalle, PAK, PCB) eingehalten werden. Der Nachweis zur Erfüllung kann anhand einer Leistungserklärung auf Basis einer ETA oder über eine abZ erbracht werden. In jedem Fall ist zu prüfen, ob die Einhaltung der Leistungen nach MVVTB / A.3.2.3 bzw. Anhang 10 ABUG bestätigt ist, eine alleinige Erklärung der Einhaltung der Anforderungen nach DIN-EN 450-1 genügt für den Einsatz in Deutschland nicht. Kein Nachweis ist z.B. erforderlich für Flugasche aus Wärmekraftwerken, in denen nur Kohle und keine Mitverbrennungsstoffe, mit Ausnahme von kommunalem Klärschlamm in einem Anteil von bis zu 5 M.-% mitverbrannt werden.

Betonzusatzstoffe beeinträchtigen die Recyclingfähigkeit und die Deponierbarkeit von Beton nicht. Eine Dokumentation der Rezeptur des im Beton eingesetzten Bindemittels und der Nachweise nach MWWTB kann die spätere Nachnutzung erleichtern. 

Lieferzustand

  • pulverförmig (Flugasche, Gesteinsmehle, anorganische Pigmente)
  • flüssig (Silicastaub in wässriger Suspension)
  • körnig (Hüttensandgranulat)

Anwendungsbereiche (Besonderheiten)

Beton

Betonzusatzstoffe beeinflussen vorrangig die Verarbeitbarkeit des Frischbetons und die Festigkeit und Dichtigkeit des Festbetons1).

Wirkung der Betonzusatzstoffe im Überblick:

Art

Typ

Wirkung

Gesteinsmehle, Pigmente

Inaktive Zusatzstoffe

greifen nicht in die Hydratation ein, da sie nicht mit Zement und Wasser reagieren. Sie werden zementarmen Betonen bzw. feinteilarmen Sanden zugesetzt, um einen ausreichend hohen Mehlkorngehalt zu erreichen, der für die Verarbeitbarkeit und Dauerhaftigkeit des Betons notwendig ist.

Hüttensand

Latent hydraulische Zusatzstoffe

überwiegend als Hauptbestandteil von Portlandhütten- und Hochofenzementen (CEM II/S und CEM III nach EN 197) verwendet.
Fein vermahlen entwickelt Hüttensand bei entsprechender Anregung aus dem Zementklinker auch hydraulische Eigenschaften.

Aufgrund des Fehlens aktueller Erfahrungen mit Hüttensandmehl als Betonzusatzstoff ist in Deutschland dafür eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung erforderlich.

Trass

(natürlicher) puzzolanischer Zusatzstoff

tragen zur Erhärtung bei und dienen aufgrund ihrer Korngröße, -zusammensetzung und -form der Verbesserung des Kornaufbaus im Mehlkornbereich1).

Verbesserung des Wasserrückhaltevermögens (Verhinderung von Sedimentation und Bluten), der Wasserundurchlässigkeit, Verringerung der Gefahr von Rissbildungen, Förderung des Widerstandes gegen Säureangriff, geringe Wärmefreisetzung in den ersten Tagen mit guter Nacherhärtung

Trass wird vornehmlich im Wasserbau und bei Massenbeton eingesetzt 1)

Kieselsäurereiche Flugasche

(künstlicher) puzzolanischer Zusatzstoff

können leichtere Verformbarkeit, besseres Fließvermögen und verbesserte Verarbeitungseigenschaften (rheologische Wirkungen) sowie einen Beitrag zur Festigkeit und Widerstandsfähigkeit des Betons bewirken. Wie Gesteinsmehle verbessern sie den Kornaufbau im Mehlkornbereich (Füllerwirkung).

Silicastaub

(künstlicher) puzzolanischer Zusatzstoff

Die hohe Feinheit von Silicastaub bedingt die Hohlraum füllende und puzzolanische Wirkung. Zudem verbessert Silikastaub im Beton den Verbund in der Kontaktzone zwischen Zementsteinmatrix und Gesteinskörnung bzw. Fasern.

Silicastaub findet aus Kostengründen meist nur bei Hochleistungsbeton Verwendung.

 

Puzzolanische oder latent hydraulische Zusatzstoffe (Zusatzstoff des Typs II) dürfen bei der Betonzusammensetzung auf den Zementgehalt und Wasserzementwert angerechnet werden. Die Wirksamkeit des Zusatzstoffes wird mit dem k-Wert-Ansatz berücksichtigt und der Wasser/Bindemittel-Wert (W/B-Wert) berechnet mit:

  • „Wasser/Bindemittel = Wasser/(Zement + k * Zusatzstoff)“.

k-Wert Flugasche: 0,4; k-Wert Hüttensand: 0,8; k-Wert Silikastaub: 2,0

Das aus Zement und Zusatzstoff entstandene Bindemittel muss in der Zusammensetzung einem für den Anwendungsfall geeigneten Zement entsprechen.

Hinweise für die ökologische Produktauswahl

Da sich die Zugabe von Betonzusatzstoffen im Allgemeinen positiv auf die Ökobilanz des Bindemittels auswirkt, lohnt es sich, die Bindemittelrezeptur für den jeweiligen Einsatzzweck so zu optimieren, dass Betonzusatzstoffe eine möglichst große Menge an Portlandzementklinker ersetzen (à Zement).

Nach DIN EN 206-1 / DIN 1045-2 gibt es zwei Arten von Zusatzstoffen:

Typ I: nahezu inerte Zusatzstoffe
Typ II: puzzolanische oder latent hydraulische Zusatzstoffe

Zusatzstoffe können aber auch in folgende Gruppen eingeordnet werden:

  • Inaktive Zusatzstoffe (Quarz- und Kalksteinmehl, Pigmente)
  • Puzzolanische Zusatzstoffe (Trass, Flugasche, Silicastaub)
  • Latent hydraulische Zusatzstoffe (Hüttensand)
  • Faserartige Zusatzstoffe (Stahl-, Glas oder Kunststofffasern)
  • Organische Zusatzstoffe (Kunstharzdispersionen)

1) Betonzusätze – Zusatzmittel und Zusatzstoffe. Zement-Merkblatt Betontechnik B3. 2.2014, Online-Quelle (abgerufen am 17.11.2020)

2) Beton.Wiki - Ein Lexikon der InformationsZentrum Beton GmbH, Online-Quelle (abgerufen am 17.11.2020)

3) Erläuterung des DAfStb zum aktuellen Regelungsstand der Umweltverträglichkeit von Beton, Stand September 2020

Mehrfachansicht
DatenblattansichtBetonzusatzstoffe
Anzeigebereich für ein zweites Datenblatt

Risikobetrachtung Lebenszyklusphasen

 

 

Sie befinden sich in der Mehrfachansicht!

 

So können Sie einzelne Bauproduktgruppen sowie Grundstoffe nebeneinander ansehen.

 

Gehen Sie, wie gewohnt über das große Ausklappmenü. Wenn Sie in dem linken Feld die Auswahl ändern möchten so entriegeln Sie einfach das Schloss durch anklicken.

 

Das Datenblatt wird in dem entriegelten, grünen Feld eingefügt.

 

Ist für einen Eintrag im Ausklappmenü derzeit kein Datenblatt verfügbar, so ist dieser grau und kursiv dargestellt. Trotz der fehlenden Interaktionsmöglichkeit zu solch einem Eintrag muss dieser im Aufklappmenü angezeigt werden, da sonst nicht alle tiefer liegenden Datenblätter auswählbar wären.

Mehrfachansicht
DatenblattansichtBetonzusatzstoffe
Anzeigebereich für ein zweites Datenblatt

Planungs- und Ausschreibungshilfen

 

 

Sie befinden sich in der Mehrfachansicht!

 

So können Sie einzelne Bauproduktgruppen sowie Grundstoffe nebeneinander ansehen.

 

Gehen Sie, wie gewohnt über das große Ausklappmenü. Wenn Sie in dem linken Feld die Auswahl ändern möchten so entriegeln Sie einfach das Schloss durch anklicken.

 

Das Datenblatt wird in dem entriegelten, grünen Feld eingefügt.

 

Ist für einen Eintrag im Ausklappmenü derzeit kein Datenblatt verfügbar, so ist dieser grau und kursiv dargestellt. Trotz der fehlenden Interaktionsmöglichkeit zu solch einem Eintrag muss dieser im Aufklappmenü angezeigt werden, da sonst nicht alle tiefer liegenden Datenblätter auswählbar wären.

Mehrfachansicht
DatenblattansichtBetonzusatzstoffe
Anzeigebereich für ein zweites Datenblatt

Umweltdeklarationen

 

 

Sie befinden sich in der Mehrfachansicht!

 

So können Sie einzelne Bauproduktgruppen sowie Grundstoffe nebeneinander ansehen.

 

Gehen Sie, wie gewohnt über das große Ausklappmenü. Wenn Sie in dem linken Feld die Auswahl ändern möchten so entriegeln Sie einfach das Schloss durch anklicken.

 

Das Datenblatt wird in dem entriegelten, grünen Feld eingefügt.

 

Ist für einen Eintrag im Ausklappmenü derzeit kein Datenblatt verfügbar, so ist dieser grau und kursiv dargestellt. Trotz der fehlenden Interaktionsmöglichkeit zu solch einem Eintrag muss dieser im Aufklappmenü angezeigt werden, da sonst nicht alle tiefer liegenden Datenblätter auswählbar wären.

Referenz 

Referenz spez.

Mehrfachansicht
DatenblattansichtBetonzusatzstoffe
Anzeigebereich für ein zweites Datenblatt

Bewertungssystem

 

 

Sie befinden sich in der Mehrfachansicht!

 

So können Sie einzelne Bauproduktgruppen sowie Grundstoffe nebeneinander ansehen.

 

Gehen Sie, wie gewohnt über das große Ausklappmenü. Wenn Sie in dem linken Feld die Auswahl ändern möchten so entriegeln Sie einfach das Schloss durch anklicken.

 

Das Datenblatt wird in dem entriegelten, grünen Feld eingefügt.

 

Ist für einen Eintrag im Ausklappmenü derzeit kein Datenblatt verfügbar, so ist dieser grau und kursiv dargestellt. Trotz der fehlenden Interaktionsmöglichkeit zu solch einem Eintrag muss dieser im Aufklappmenü angezeigt werden, da sonst nicht alle tiefer liegenden Datenblätter auswählbar wären.

Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB)

Referenz

BNB-Kriterium BN_1.1.6 Risiken für die lokale Umwelt (Neubau)

Referenz

BNB-Kriterium BK_1.1.6 Risiken für die lokale Umwelt (Komplettmodernisierung)

Referenz

Referenz

BNB-Kriterium BN_3.1.3 - Innenraumhygiene

Referenz

Referenz

BNB-Kriterium BN_4.1.4 - Rückbau, Trennung, Verwertung

Referenz

Referenz

Quellen

Referenz

Mehrfachansicht
DatenblattansichtBetonzusatzstoffe
Anzeigebereich für ein zweites Datenblatt

Technisches

 

 

Sie befinden sich in der Mehrfachansicht!

 

So können Sie einzelne Bauproduktgruppen sowie Grundstoffe nebeneinander ansehen.

 

Gehen Sie, wie gewohnt über das große Ausklappmenü. Wenn Sie in dem linken Feld die Auswahl ändern möchten so entriegeln Sie einfach das Schloss durch anklicken.

 

Das Datenblatt wird in dem entriegelten, grünen Feld eingefügt.

 

Ist für einen Eintrag im Ausklappmenü derzeit kein Datenblatt verfügbar, so ist dieser grau und kursiv dargestellt. Trotz der fehlenden Interaktionsmöglichkeit zu solch einem Eintrag muss dieser im Aufklappmenü angezeigt werden, da sonst nicht alle tiefer liegenden Datenblätter auswählbar wären.

Technische Daten

Kennwerte von Zusatzstoffen 1):

Zusatzstoffart

Regel

Typ

Spezifische Oberfläche nach Blaine [cm2/g]

Dichte [kg/m3]

Schüttdichte [kg/dm3]

Quarzmehl

DIN EN 12620

I

 

≥ 1 000

ca. 2,65

1,3 … 1,5

Kalksandsteinmehl

DIN EN 12620

≥ 3 500

2,6 … 2,7

1,0 … 1,3

Pigmente

DIN EN 12878

50 000 …
200 000

4 … 5

-

Flugasche

DIN EN 450 und Zulassung für die Umweltverträglichkeit

II

 

 

 

2 000 … 8 000

2,2 … 2,4

0,9 … 1,1

Trass

DIN EN 51043

≥ 5 000

2,4 … 2,6

0,7 … 1,0

Hüttensandmehl

DIN EN 15167 und Zulassung

≥ 2 750 - 0,9 … 1,1

Silikastaub

DIN EN 13263 150 000 … 350 000 ca. 2,2 0,3 … 0,6

Silikasuspension

DIN EN 13263 - ca. 1,4 -

 

 

Technische Regeln (DIN, EN)

 

Produktnormen für Betonzusatzstoffe:

DIN EN 450-1

Flugasche für Beton - Teil 1: Definition, Anforderungen und Konformitätskriterien

DIN EN 450-2

Flugasche für Beton - Teil 2: Konformitätsbewertung

DIN EN 15167-1

Hüttensandmehl zur Verwendung in Beton, Mörtel und Einpressmörtel - Teil 1: Definitionen, Anforderungen und Konformitätskriterien

DIN EN 15167-2

Hüttensandmehl zur Verwendung in Beton, Mörtel und Einpressmörtel - Teil 2: Konformitätsbewertung

DIN EN 12620

Gesteinskörnungen für Beton 1)

DIN EN 12878

Pigmente zum Einfärben von zement- und/oder kalkgebundenen Baustoffen – Anforderungen und Prüfverfahren

DIN EN 13263-1

Silikastaub für Beton - Teil 1: Definitionen, Anforderungen und Konformitätskriterien

DIN EN 13263-2

Silikastaub für Beton - Teil 2: Konformitätsbewertung

DIN 51043

Trass; Anforderungen, Prüfung
  Betonnorm und Merkblatt für Betonzusätze
DIN 1045-2 Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton  -Teil 2: Beton - Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität - Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1
ZEMENT-MERKBLATT B 3 Betonzusätze - Zusatzmittel und Zusatzstoffe
DAfStb-Richtlinie Anforderungen an Ausgangsstoffe zur Herstellung von Beton nach DIN EN 206-1 in Verbindung mit DIN 1045-2. Hrsg: Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb)

1) gilt auch für Gesteinsmehle

 

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

A Teil 1 / 1.3.2 / ÜZ / P
A Teil 1 / 1.3.3.3 / ÜHP / Z
A Teil 1 / 1.3.6 / ÜZ / Z

B Teil 1 / 1.1.2.3 bis 1.1.2.8 / Anlage 01

 

Quellen

1) Betonzusätze – Zusatzmittel und Zusatzstoffe. Zement-Merkblatt Betontechnik B3. 2.2014, Online-Quelle (abgerufen am 17.11.2020)

Literaturtipps

  • Beton.Wiki - Ein Lexikon der InformationsZentrum Beton GmbH. Online-Quelle (abgerufen am 17.11.2020)

  • Springenschmid R.: Betontechnologie für die Praxis, Bauwerk Verlag, 1. Auflage, 2007

Mehrfachansicht
DatenblattansichtBetonzusatzstoffe
Anzeigebereich für ein zweites Datenblatt

Literaturtipps

 

 

Sie befinden sich in der Mehrfachansicht!

 

So können Sie einzelne Bauproduktgruppen sowie Grundstoffe nebeneinander ansehen.

 

Gehen Sie, wie gewohnt über das große Ausklappmenü. Wenn Sie in dem linken Feld die Auswahl ändern möchten so entriegeln Sie einfach das Schloss durch anklicken.

 

Das Datenblatt wird in dem entriegelten, grünen Feld eingefügt.

 

Ist für einen Eintrag im Ausklappmenü derzeit kein Datenblatt verfügbar, so ist dieser grau und kursiv dargestellt. Trotz der fehlenden Interaktionsmöglichkeit zu solch einem Eintrag muss dieser im Aufklappmenü angezeigt werden, da sonst nicht alle tiefer liegenden Datenblätter auswählbar wären.

Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, DAfStb (Hrsg.): Umweltverträglichkeit zementgebundener Baustoffe. Sachstandsbericht, Beuth Verlag GmbH, 1996, Berlin, Köln

Springenschmid R.: Betontechnologie für die Praxis, Bauwerk Verlag, 1. Auflage, 2007

Dehn, F.; König, G.; Marzahn G.: Konstruktionswerkstoffe im Bauwesen, Verlag Ernst und Sohn, 1. Auflage, 2003

Lutze D.; vom Berg W.: Handbuch Flugasche im Beton: Grundlagen der Herstellung und Verwendung, Verlag Bau+Technik, 1. Auflage, 2004

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

Friede B., Fidjestøl P.; Mikrosilica – ein Staub macht Karriere; Nachrichten aus der Chemie. Band 59, Heft 10, Seiten 956–958, ISSN (Online) 1868-0054, ISSN (Print) 1439-9598

 
DatenblattansichtBetonzusatzstoffe
Anzeigebereich für ein zweites Datenblatt

Rohstoffe / Ausgangsstoffe

 

 

Sie befinden sich in der Mehrfachansicht!

 

So können Sie einzelne Bauproduktgruppen sowie Grundstoffe nebeneinander ansehen.

 

Gehen Sie, wie gewohnt über das große Ausklappmenü. Wenn Sie in dem linken Feld die Auswahl ändern möchten so entriegeln Sie einfach das Schloss durch anklicken.

 

Das Datenblatt wird in dem entriegelten, grünen Feld eingefügt.

 

Ist für einen Eintrag im Ausklappmenü derzeit kein Datenblatt verfügbar, so ist dieser grau und kursiv dargestellt. Trotz der fehlenden Interaktionsmöglichkeit zu solch einem Eintrag muss dieser im Aufklappmenü angezeigt werden, da sonst nicht alle tiefer liegenden Datenblätter auswählbar wären.

Hauptbestandteile

Flugasche: Ausgangsstoffe für Flugaschen sind i.d.R. Steinkohlen. Da sich die Kohlequalitäten je nach Lagerstätte unterscheiden, werden häufig Kohlen verschiedener Lagerstätten gemischt.
Für Flugaschen, die nicht aus reinen Kohlekraftwerken stammen oder für Flugaschen aus Hartbraunkohlen oder normalen Braunkohlen gelten besondere Auflagen hinsichtlich MVVTB (abZ mit Nachweis der Umweltverträglichkeit).

Gesteinsmehle: In Deutschland üblicherweise eingesetzte Gesteinsmehle sind Kalksteinmehle und Quarzmehle.

Hüttensand fällt als Nebenprodukt der Roheisenherstellung an.

Silicastaub fällt als Beiprodukt bei der Produktion von Silicium- und Silicium-Legierungen an. Rohstoffe für Silicium und Silicium-Legierungen sind Quarzsand/Kohle-Gemische und Schrott.

Trass ist ein feingemahlenes eruptives Tuffgestein vulkanischen Ursprungs und besteht überwiegend aus Kieselsäure und Tonerde.

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Verfügbarkeit

Gesteinsmehle sind gut verfügbar. Die Versorgung erfolgt praktisch vollständig aus eigenen Vorkommen.

Etwa drei Viertel der in Deutschland produzierten Mengen an Steinkohlenflugasche werden laut Wirtschaftsverband Mineralische Nebenprodukte e.V. als Betonzusatzstoff verwendet. Der Rückgang der Steinkohleverstromung und der damit einhergehende Wegfall von Steinkohlenflugaschen wird somit eine spürbare Angebotslücke nach sich ziehen 1).

Bei Hüttensand kann durch die Abhängigkeit von den Produktionsprozessen in der Roheisen- und Stahlindustrie nicht mit einer Vergrößerung des Angebots gerechnet werden.

Die Verfügbarkeit von Silicastaub ist an die Produktion von Silicium- und Silicium-Legierungen gekoppelt. Silicium ist aber weltweit ausreichend vorhanden.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Flugasche, Hüttensand und Silicastaub werden aus Sekundärrohstoffen (Nebenprodukte aus industriellen Prozessen) erzeugt.

Radioaktivität

Natürlich Radionuklide in Baustoffen können vorkommen in Abhängigkeit von Material und Zuschlagstoffen. Zum Schutz der Bevölkerung vor Strahlenbelas­tungen werden in Deutschland seit mehr als 20 Jahren Untersuchungen und Bewertungen der radioaktiven Stoffe in Baumaterialien durchge­führt. Nach einer Studie des BfS wurden in Deutschland keine zu Bauzwecken verwendbaren Materialien festgestellt, die infolge erhöhter Uran- und Radiumkonzentrationen zu höhe­ren Konzentrationen des Radon-222 (Radon) in Räumen führen könnten.

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.

Bei Nutzung von Stäuben aus industriellen Prozessen, z.B. Flugaschen oder Silicastaub, sowie bei Rohstoffen vulkanischen Ursprungs wie Trass können die Gehalte der natürlichen Radionuklide angereichert sein.

Gesteinsmehle weisen im Allgemeinen keine erhöhte Radioaktivität auf.

Das Bundesinstitut für Strahlenschutz (BfS) publizierte in 2) eigene Messungen, Literaturangaben und rechnerische Abschätzungen für die Produktgruppe „Beton“. Dabei wurde die gesamte Spannweite der spezifischen Aktivitäten von natürlichen Zuschlägen (Kies, Sand) und künstlichen Zusätzen (Flugasche, Hochofenzement) zur Betonherstellung berücksichtigt. Laut BfS wird der für die strahlenschutzfachliche Bewertung relevante Wert von 1 mSv/a unter Berücksichtigung des natürlichen Untergrundes nur in Ausnahmefällen erreicht oder unwesentlich überschritten.

Quellen

1) Die Nachfrage nach Primär- und Sekundärrohstoffen der Steine-und-Erden-Industrie bis 2035 in Deutschland. Aktualisierung 2019. Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung (DIW) und Ingenieurgesellschaft Aachen (SST) im Auftrag des Bundesverband Baustoffe – Steine und Erden e.V., Online Quelle  (abgerufen im November 2020)

2) Gehrcke K., Hoffmann B., Schkade U., Schmidt V. , Wichterey K.: Fachbereich Strahlenschutz und Umwelt: Natürliche Radioaktivität in Baumaterialien und die daraus resultierende Strahlenexposition, Online Quelle (abgerufen im November 2020)

 
DatenblattansichtBetonzusatzstoffe
Anzeigebereich für ein zweites Datenblatt

Herstellung

 

 

Sie befinden sich in der Mehrfachansicht!

 

So können Sie einzelne Bauproduktgruppen sowie Grundstoffe nebeneinander ansehen.

 

Gehen Sie, wie gewohnt über das große Ausklappmenü. Wenn Sie in dem linken Feld die Auswahl ändern möchten so entriegeln Sie einfach das Schloss durch anklicken.

 

Das Datenblatt wird in dem entriegelten, grünen Feld eingefügt.

 

Ist für einen Eintrag im Ausklappmenü derzeit kein Datenblatt verfügbar, so ist dieser grau und kursiv dargestellt. Trotz der fehlenden Interaktionsmöglichkeit zu solch einem Eintrag muss dieser im Aufklappmenü angezeigt werden, da sonst nicht alle tiefer liegenden Datenblätter auswählbar wären.

Herstellungsprozess

Flugasche: Die Flugasche ist ein Neben- bzw. Abfallprodukt der Kohleverbrennung. Kohle wird zu feinem Staub vermahlen, in den Kessel eingeblasen und bei Temperaturen von über 1200 °C verbrannt. Dabei schmelzen die nicht brennbaren mineralischen Staubkörner, die als Begleitgestein in der Kohle enthalten sind, überwiegend auf. Diese feinen Mineralstoffpartikel werden im Rauchgasstrom mitgerissen, erstarren durch die rasche Abkühlung glasig und werden in Elektrofiltern abgeschieden.
Durch diese Abscheidung wird ein wesentlicher Beitrag zur Reduktion der Staubemissionen von Kohlekraftwerken geleistet.

Gesteinsmehl: Bei der Herstellung von Gesteinsmehlen muss zwischen den Gesteinsmehlen aus Filteranlagen und den gemahlenen und aufbereiteten Gesteinsmehlen unterschieden werden. Beide Gesteinsmehlarten unterscheiden sich in ihren technischen Eigenschaften.
Die bei der Aufbereitung des Gesteins unweigerlich anfallenden Stäube (Brechen, Sieben) werden an den Entstehungsorten abgesaugt und in Schlauchfiltern abgeschieden. Durch eigene Feinmahlung von Gesteinskörnungen und Abscheidung in Wirbelsichtern werden die gemahlenen Gesteinsmehle erzeugt.

Hüttensand: Hüttensand ist ein Nebenprodukt der Eisenerzaufbereitung. Beim Schmelzen von Eisenerz im Hochofen fällt heiße, flüssige Schlacke an. Wird diese Hochofenschlacke schnell mit Wasser abgekühlt (Granulation) entsteht ein glasartiges Material mit latent-hydraulischen Eigenschaften, der Hüttensand.

Silicastaub fällt als Beiprodukt bei der Produktion von Silicium- und Silicium-Legierungen an. Hierbei wird ein Quarzsand/Kohle-Gemisch im elektrischen Lichtofen aufgeschmolzen. Das jeweilige Legierungsmetall (z.B. Schrott bei Ferrosilicium) wird zusätzlich beigegeben. Im Abgasstrom des Ofens werden feine Partikel von SiO2 mitgerissen und kondensieren/erstarren in den kühleren Zonen des Abgasstromes zu sphärischen, amorphen Feststoffpartikeln. Über Schlauchfilter wird der Silicastaub aus dem Abgasstrom abgezogen.
Der Silicastaub kann dann zur weiteren Verarbeitung staubförmig oder, wie für die Anwendung im Bauwesen üblich, als wässrige Suspension aufbereitet werden. Bei der Herstellung der Suspension wird der Silicastaub mit hochintensiven Mischern im Verhältnis 1:1 mit Wasser gemischt. Um ausreichende Lagerstabilität zu erreichen muss der pH-Wert der Suspension auf unter 5 eingestellt werden. Dies geschieht im Wesentlichen durch Zugabe von geringen Mengen an Schwefelsäure.

Trass wird im Tagebau gefördert. Das Rohmaterial wird gebrochen und in Mahltrocknungsanlagen weiter zerkleinert. Da Trass überwiegend als puzzolanischer Zumahlstoff in CEM II Zementen verwendet wird, erfolgt die Feinmahlung zumeist mit dem Klinker im Zementwerk. Eine thermische Behandlung bis zu 1000°C von Trassen kann zu einer Steigerung der Puzzolanität führen.

Umweltindikatoren / Herstellung

Referenz

Graue Energie

In 1) werden folgende Angaben zu „Energieverbrauch (Grauen Energie)“ gemacht:

  • Steinkohleflugasche: 0,1 MJ/kg
  • Hüttensand: ca. 1,9 MJ/kg
  • Kalksteinmehl (getrocknet): ca. 0,59 MJ/kg

Die Datenquelle bzw. die Methode, nach der diese Daten erhoben wurden, ist nicht angeführt.

Charakteristische Emissionen

Staub beim Mahlen

Maßnahmen Gesundheitsschutz

Persönliche Schutzausrüstung tragen, insbesondere Atemschutz.

Maßnahmen Umweltschutz

Einhausung und Filteranlagen für Brech-, Mahl-, Sieb- bzw. Sichteranlagen

Quellen

 1) Betonzusatzstoffe – Ökobilanz, Online-Quelle (abgerufen am 11.01.2021)

 
DatenblattansichtBetonzusatzstoffe
Anzeigebereich für ein zweites Datenblatt

Verarbeitung

 

 

Sie befinden sich in der Mehrfachansicht!

 

So können Sie einzelne Bauproduktgruppen sowie Grundstoffe nebeneinander ansehen.

 

Gehen Sie, wie gewohnt über das große Ausklappmenü. Wenn Sie in dem linken Feld die Auswahl ändern möchten so entriegeln Sie einfach das Schloss durch anklicken.

 

Das Datenblatt wird in dem entriegelten, grünen Feld eingefügt.

 

Ist für einen Eintrag im Ausklappmenü derzeit kein Datenblatt verfügbar, so ist dieser grau und kursiv dargestellt. Trotz der fehlenden Interaktionsmöglichkeit zu solch einem Eintrag muss dieser im Aufklappmenü angezeigt werden, da sonst nicht alle tiefer liegenden Datenblätter auswählbar wären.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Alle Betonzusatzstoffe besitzen eine hohe Mahlfeinheit. Wegen der möglichen Staubentwicklung ist daher besonders auf das Tragen von Atemschutz zu achten. Besonders problematisch sind alveolengängige kristalline Siliciumdioxidstäube (Quarzfeinstäube), da diese Stäube als krebserzeugend gelten. Die Handhabung der Produkte sollte mit besonderer Vorsicht erfolgen, um Staubbildung zu vermeiden.

Silicastaub ist besonders fein (ca. 100-mal feiner als Zement). Mit einer Korngröße von 0,02 bis 0,6 µm entspricht die Partikelgröße etwa jener des Zigarettenrauchs. Im Bauwesen ist daher der Einsatz als wässrige Suspension üblich. Bei der Verarbeitung als Suspension sind persönliche Schutzmaßnahmen (Schutzhandschuhe, Augenschutz) erforderlich. Haut- und Augenkontakt ist zu vermeiden.

REACH / CLP

Referenz

Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU

In WINGIS-online liegen für Kalksteinmehl folgende Angaben zur Gesundheitsgefährdung vor:
„Einatmen oder Verschlucken kann zu Gesundheitsschäden führen. Bei langandauerndem Kontakt mit Stäuben oder konzentrierten Lösungen können bei empfindlichen Personen Haut- oder Schleimhautreizungen nicht ausgeschlossen sein.“

Für quarzhaltige Stäube werden folgende Angaben zur Gesundheitsgefährdung in WINGIS-online gemacht:
„Einatmen von mineralischen quarzhaltigen Stäuben in hohen Konzentrationen über lange Zeiträume kann zu Gesundheitsschäden führen.
Quarzfeinstäube bzw. quarzhaltige Stäube sind kaum sichtbar und können lang in der Luft schweben (Schwebstaub).
Neben vorübergehenden Beschwerden wie Husten können chronische Schädigungen (z.B. Silikose) auftreten.
Quarzfeinstäube bzw. Quarz-Staub kann Krebs erzeugen!“

 
DatenblattansichtBetonzusatzstoffe
Anzeigebereich für ein zweites Datenblatt

Nutzung

 

 

Sie befinden sich in der Mehrfachansicht!

 

So können Sie einzelne Bauproduktgruppen sowie Grundstoffe nebeneinander ansehen.

 

Gehen Sie, wie gewohnt über das große Ausklappmenü. Wenn Sie in dem linken Feld die Auswahl ändern möchten so entriegeln Sie einfach das Schloss durch anklicken.

 

Das Datenblatt wird in dem entriegelten, grünen Feld eingefügt.

 

Ist für einen Eintrag im Ausklappmenü derzeit kein Datenblatt verfügbar, so ist dieser grau und kursiv dargestellt. Trotz der fehlenden Interaktionsmöglichkeit zu solch einem Eintrag muss dieser im Aufklappmenü angezeigt werden, da sonst nicht alle tiefer liegenden Datenblätter auswählbar wären.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Betonzusatzstoffe sind im Nutzungszustand im erhärteten Bauprodukt als fester Stoff gebunden. Außergewöhnliche umwelt- oder gesundheitsrelevante Auswirkungen durch die Verwendung von Betonzusatzstoffen im Beton sind weder im Neuzustand noch bei bestimmungsgemäßer Nutzung noch im Schadensfall zu erwarten.

 
DatenblattansichtBetonzusatzstoffe
Anzeigebereich für ein zweites Datenblatt

Nachnutzung

 

 

Sie befinden sich in der Mehrfachansicht!

 

So können Sie einzelne Bauproduktgruppen sowie Grundstoffe nebeneinander ansehen.

 

Gehen Sie, wie gewohnt über das große Ausklappmenü. Wenn Sie in dem linken Feld die Auswahl ändern möchten so entriegeln Sie einfach das Schloss durch anklicken.

 

Das Datenblatt wird in dem entriegelten, grünen Feld eingefügt.

 

Ist für einen Eintrag im Ausklappmenü derzeit kein Datenblatt verfügbar, so ist dieser grau und kursiv dargestellt. Trotz der fehlenden Interaktionsmöglichkeit zu solch einem Eintrag muss dieser im Aufklappmenü angezeigt werden, da sonst nicht alle tiefer liegenden Datenblätter auswählbar wären.

Wiederverwendung / Wiederverwertung / Beseitigung

Durch die Verwendung von mineralischen Betonzusatzstoffen wird die Recyclingfähigkeit und die Deponierbarkeit von Beton nicht beeinträchtigt. Eine Dokumentation der Rezeptur des im Beton eingesetzten Bindemittels und der Nachweise nach MWWTB kann die spätere Nachnutzung erleichtern.