Rohstoffe / Ausgangsstoffe

Hauptbestandteile

Die Zusammensetzungen von Frischbeton variieren in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften in weiten Bereichen, weshalb es eine Vielzahl von Betonarten und Betonrezepturen gibt. Aus diesem Grund wird an dieser Stelle eine allgemeine Zusammensetzung von Beton angegeben.

Beton der Festigkeitsklasse C25/30 hat ein Kubikmeter als Mengenanteile 300 kg Zement, 180 l Wasser sowie 1890 kg Gesteinskörnung. Seine Zusammensetzung ist abhängig unter anderem von Parametern, wie z. B. Festigkeitsklasse und Umweltbedingungen (siehe Expositionsklassen).
Rezeptur für Ultrahochleistungsbeton (Ultra-high-performance concrete UHPC)¹

^{*including the ater content of the superplasticizer}

Zement
Zur Herstellung von Beton und Stahlbeton nach DIN 1045 sind Zemente nach DIN EN 197 zu verwenden. (→ Zement).
Die im Beton eingesetzten Zementmengen variieren je nach Anforderung an den Beton, meist zwischen 240 und 340 kg/m³, bei Hochleistungsbeton bis über 400 kg/m³.

Gesteinskörnungen
Die Gesteinskörnung für Beton (Betonzuschlag) beeinflusst sowohl die Festigkeit als auch das Wärmedämmverhalten des Betons. Sie besteht in der Regel aus natürlichem oder künstlichem, gebrochenem, oder ungebrochenem, dichtem oder porigem Material, entsprechend den für die Betonart festgelegten Korngrößen. Gesteinskörnungen mit porigem Gefüge (Naturbims, Blähperlit, Blähton, aber auch Polystyrol) werden für wärmedämmende Leichtbetone verwendet. Bei der Produktion anfallende Restmengen werden als Restbetonbeigabe aufbereitet und wiederverwendet (→ Herstellung).
Aus Gründen der Deponieraumverknappung und der nur begrenzt vorhandenen Rohstoffressourcen gewinnt der Einsatz von wiederverwertbaren Bestandteilen aus aufbereitetem Bauschutt als „rezyklierte Gesteinskörnung“ zunehmend an Bedeutung (→ Nachnutzung).

Wasser
Als Anmachwasser wird entweder Leitungswasser, in eigenen Brunnen gewonnenes Wasser oder Restwasser (siehe Herstellung) verwendet (in der Regel 150 bis 200 l/m³ Beton, bei Hochleistungsbeton ab 130 l/m³). 

Betonzusatzmittel
Betonzusatzmittel (BZM): Je nach Anforderungen und gewünschten Eigenschaften werden dem Beton Zusatzmittel zugegeben, z. B. Betonverflüssiger, Fließmittel, Luftporenbildner, Beschleuniger, Verzögerer, Dichtungsmittel, Einpresshilfen, Stabilisierer, Recyclinghilfen.

Betonzusatzstoffe
Betonzusatzstoffe, in erster Linie Flugasche und Gesteinsmehle, werden zur Verbesserung der Frisch- und Festbetoneigenschaften eingesetzt. Bei der Verwendung von Flugasche (FA) wird in der Regel bis zu 20% des Zementes durch FA ersetzt. Silikastaub wird fast ausschließlich bei Hochleistungsbeton eingesetzt. Hierbei werden rund 4 bis 8% des Zementes durch Silikastaub ersetzt. Sowohl bei Einsatz von Flugasche als auch bei Silikastaub ist zu beachten, dass beide Stoffe auf den Wasserzementwert und den Mindestzementgehalt angerechnet werden dürfen.

Fasern
Insbesondere bei Hochleistungsbetonen zum Beispiel Ultrahochfesterbeton (UHPC) oder speziellen Spritzbetonen werden Fasern eingesetzt, um Eigenschaften wie die Schwindrissbildung, das Bruchverhalten, den Verschleißwiderstand oder das Brandverhalten zu verbessern. Es werden in der Regel Stahl- oder Polymerfasern eigesetzt. Bei Stahlfasern liegt  der Gehalt in Abhängigkeit von der Anwendung bei ca. 20-40 kg/m³.

Zusammensetzung verschiedener Betonarten
Normalbeton

• Zement
• Wasser
• Gesteinskörnung (Quarzkies, Basalt etc.)

Leichtbeton

• Zement
• Wasser
• Leichte Gesteinskörnung (Blähglas, Blähton, Bims etc.)
• Fließmittel

Schwerbeton

• Zement
• Wasser
• Schwere Gesteinskörnung (Baryt, Magnetit etc.)
• Fließmittel

Ultrahochfester Beton

• Zement
• Microsilica
• Wasser
• Gesteinskörnung
• Hochleistungsfließmittel

Beton für Massige Bauteile

• Zemente mit geringer Hydratationswärmeentwicklung
• Wasser
• Leichte Gesteinskörnung (Blähglas, Blähton, Bims etc.)
• Verzögerer

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Je nach Anforderungen des Betons kommen unterschiedliche Rohstoffquellen der Ausgangsstoffe in Betracht. Siehe hier die Datenblätter

• Zement
• Gesteinskörnung
• Betonzusatzstoffe
• Betonzusatzmittel

Verfügbarkeit

Kies und Sand sind noch ausreichend vorhanden. Es ist aber absehbar, dass die Verfügbarkeit der guten natürlichen Sande je nach Region abnimmt und diese sukzessive durch rezykliertes Material ersetzt werden müssen. Die Rohstoffe für Zement wie Kalkstein, Quarz und Ton sind noch ausreichend verfügbar, dennoch werden hier Sekundärrohstoffe beispielsweise Hüttensand oder Flugasche eingesetzt, die nur begrenzt vorhanden sind (Flugasche alte Bundesländer ca. 3 Mio. Tonnen).

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Durch vermehrte Bestrebungen dem Kreislaufwirtschaftsgesetzt gerecht zu werden, nimmt der Druck zu, natürliche Gesteinskörnungen durch rezyklierte Materialien zu ersetzten. Da die Qualitäten nicht gleichzusetzten sind können bislang nur begrenzte Substitutionsgrade erreicht werden.
In Gebieten ohne ausreichend natürliche Gesteinskörnungen wird beispielsweise Recyclingsplitt eingesetzt. Als leichte Gesteinskörnung wird Blähglas eingesetzt, dass aus recyceltem Altglas gewonnen wird.

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.

Bauproduktgruppen, bei denen im Einzelfall relevante Belastungen auftreten können, sind Massivbaustoffe wie Betone, Leichtbetone und Ziegel. Dies tritt meist bei Verwendung eventuell belasteten Materials als Gesteins­körnung, z. B. Schlacken, Schlämme oder Stäube aus industriellen Prozessen, bei denen die Gehalte der natürlichen Radionuklide angereichert wurden, oder bei Nutzung von Rohstoffen vulkanischen Ursprungs , z. B. Bims, auf. Produkte wie Putze, Mörtel oder Estriche tragen aufgrund ihrer geringen Dicke nur unwesentlich zur Strahlenexposition der Bewohner bei. 

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.

Quellen

¹S. Fröhlich, M. Schmidt, Influences on Repeatability and Reproducibility of Testing Methods for Fresh UHPC: Proceedings of Hipermat 2012 - 3rd International Symposium on UHPC and Nanotechnology for Construction Materials, in: Hipermat 2012 - 3rd International Symposium on UHPC and Nanotechnology for Construction Materials, kassel university press, Kassel, Germany, 2012.

Herstellung

Herstellungsprozess

Beton wird in Deutschland zum überwiegenden Teil in stationären Mischanlagen (Transportbetonwerke) gemischt und mit Fahrmischern auf die Baustelle gebracht. Das Mischen des Betons erfolgt in der Regel in Zwangsmischern mit einem Fassungsvermögen von 1 bis 2,5 m³ Frischbeton. Ein Mischvorgang in modernen Anlagen benötigt rd. eine Minute. Ein Fahrmischer fasst 6 bis 9 m³ Frischbeton (14 bis 21 t). Für kleine und mittlere Baustellen wird wegen der gesicherten Qualität, aufgrund der hohen und sofortigen Lieferbereitschaft und auch wegen der geringeren Umweltbelastung primär Transportbeton verwendet.

In Transportbetonwerken wird der in der Produktion oder aus Fahrmischern zurück kommende Restbeton ausgewaschen und als Restbetonbeigabe wieder in geringen Mengen der Produktion beigemengt. Dabei erfolgt die Zugabe über die größte Korngruppe in so kleinen Mengen, dass die zulässigen Abweichungen von der bei der Erstprüfung gewählten Sieblinie im Rahmen der zulässigen Abweichungen eingehalten werden. Bei Betonen mit besonderen Eigenschaften darf Restbeton nur beigegeben werden, wenn dieser mindestens den Anforderungen der normalen Gesteinskörnung genügt.

Für die Verwendung von Restbetonmenge, die ins Werk zurück kommen, werden auch Recyclinghilfen eingesetzt. Sie bewirken eine Verzögerung der Hydratation (Erstarren) des Betons um bis zu 72 Stunden.

Restwasser fällt beim Reinigen der Mischanlagen, Fahrmischer und Betonpumpen sowie beim Auswaschen der Gesteinskörnungen an. Restwasser wird in der Regel in stationären Mischanlagen gesammelt und weiterverwertet.

Bei großen Baustellen (z. B. Autobahnen, Talsperren etc.) wird meist vor Ort, für die Zeit der Bauarbeiten, eine eigene Mischanlage errichtet. Hier ist die Einrichtung eines geschlossenen Wasserkreislaufes mit Feststoffrückgewinnung (Restbeton) normalerweise zu aufwändig. Die anfallenden Feststoffe werden daher in Absetzbecken zurückgehalten und entsorgt. Die Abwässer müssen vor der Abgabe an die Umgebung (Kanalisation, Vorfluter) neutralisiert werden.

Bei der Rezeptierung des Betons ist darauf zu achten, dass die im Betonzusatzmittel enthaltene Wassermenge bei der Berechnung des w/z-Wertes zu berücksichtigen ist, sollte die Zusatzmittelmenge 3 l/m³ Frischbeton übersteigen.

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 erforderliche Energieaufwand zur Herstellung von Beton ist im Wesentlichen von der Zusammensetzung des Betons abhängig. Als Bestandteil mit dem höchsten Energieinhalt ist hier der Zementgehalt im Beton der bestimmende Faktor. Zusatzmittel haben wegen ihrer geringen Dosiermenge keinen entscheidenden Einfluss auf den endgültigen Energieaufwand. So ergibt sich z. B. bei einer Dosierung von 0,5% vom Zement (300kg Zement) ein zusätzlicher Energieaufwand von ca. 4%.

Charakteristische Emissionen

Bei der Herstellung von Beton kann zu Staub- und Geräuschbelastung kommen. Zu betrachten sind auch die CO₂-Emissionen bei der Herstellung von Zement, die hauptsächlich aus der Entsäuerung des Kalksteins entstehen sowie aus der Verbrennung von Primär- (Steinkohle, Braunkohle, Heizöl) und Sekundärbrennstoffen (z. B. Altreifen, Gummiabfälle, Altöl etc.).

Maßnahmen Gesundheitsschutz

Es sollte persönliche Schutzausrüstung, wie Atem-, Augen- und Gehörschutz getragen werden.

Maßnahmen Umweltschutz

In Transportbetonwerken sind die Anlagen stets eingehaust und mit Filtern versehen. Daher ist eine Lärm- und Staubbelastung der Umgebung nicht gegeben. Wird Beton als Baustellenbeton auf der Baustelle gemischt stehen diese Möglichkeiten nicht zur Verfügung, weshalb es zu einer stärkeren Lärm- und Staubbelastung der Umgebung kommt. 

Transport

Die Rohstoffe des Betons (Zement, Gesteinskörnung) werden in der Regel mit Silofahrzeugen zu den Transportbetonwerken oder Baustellen gebracht. Bei der Gesteinskörnung wird in der Regel regionale Gesteinskörnung genutzt, um den Transportaufwand geringhalten zu können.

Verarbeitung

Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

Im Beton spielen die BZM mengenmäßig eine untergeordnete Rolle, anwendungstechnisch sind sie von entscheidender Bedeutung. Die deutschen Zulassungsrichtlinien beschränken den Höchstwert der zulässigen Zusatzmenge für Normalbeton auf 50 ml oder 50 g/kg Zement (Hochleistungsbeton 70 ml bzw. 70 g/kg Zement).
Es dürfen nicht mehrere Zusatzmittel derselben Wirkungsgruppe angewendet werden, ausgenommen der Gruppe der Fließmittel (FM). Die Mindestmenge bei der Anwendung von BZM ist mit 2 ml bzw. 2 g je kg Zement begrenzt. Übersteigt die Zusatzmittelmenge 3 l/m³ Frischbeton, ist die im BZM enthaltene Wassermenge bei der Berechnung des w/z-Wertes zu berücksichtigen.

Transportbeton wird in Fahrmischern auf die Baustelle geliefert. Nach DIN 1045-3:2008-08 (8.2.1 Befördern von Beton zur Baustelle) darf „Frischbeton steifer Konsistenz mit Fahrzeugen ohne Mischer oder Rührwerk befördert werden, während Frischbeton mit anderer als steifer Konsistenz nur in Fahrmischern oder Fahrzeugen mit Rührwerk zur Verwendungsstelle befördert werden darf. Unmittelbar vor dem Entladen ist der Beton nochmals so durchzumischen, dass er auf der Baustelle gleichmäßig durchmischt übergeben wird. Fahrmischer oder Fahrzeuge mit Rührwerk sollten 90 min nach der ersten Wasserzugabe zum Zement, Fahrzeuge ohne Mischer oder Rührwerk für die Beförderung von Beton steifer Konsistenz 45 min nach der ersten Wasserzugabe zum Zement vollständig entladen sein. … Bei der Übergabe des Betons muss die vereinbarte Konsistenz vorhanden sein.“
Sowohl bei Transportbeton als auch bei Baustellenbeton sind verschiedene Eigenschaften wie Konsistenz und Luftgehalt bei Anlieferung zu kontrollieren. Nach DIN 1045-2:2008-08 (7.5 Konsistenz bei Lieferung) ist eine nachträgliche Wasserzugabe bzw. Zusatzmittel grundsätzlich nicht erlaubt, es sei denn, diese ist planmäßig vorgesehen. Alle Änderungen müssen auf dem Lieferschein vermerkt werden. Des Weiteren ist bei Übergabe des Betons die Konsistenz zu prüfen. Umfang und Häufigkeit der Prüfungen sind in DIN 1045-3:2008-08 Anhang A aufgelistet.
Hinsichtlich des Förderns des Betons auf der Baustelle durch Pumpen ist darauf zu achten, dass keine Leichtmetallrohre verwendet werden dürfen.

Beim Betonieren im Sommer oder Winter ist auf die Frischbetontemperatur zu achten. Diese darf im allgemeinen +30 °C nicht überschreiten, sofern nicht durch geeignete Maßnahmen sichergestellt ist, dass keine nachteiligen Folgen zu erwarten sind. Wird in der kalten Jahreszeit betoniert, muss eine Mindestfrischtemperatur über eine bestimmte Zeit eingehalten werden, damit der Beton eine ausreichende Festigkeit erhält bevor er dem Frost ausgesetzt wird. Es gelten die Angaben der nachfolgenden Tabelle. Dies kann zum Beispiel durch Einhausen und Beheizen der Bauteile geschehen.

Erforderliche Frischbetontemperaturen bei niedrigen Außentemperaturen¹

Für Schalungen werden unterschiedliche Materialien eingesetzt zum Beispiel Holz, Metall oder Kunststoff. Bei der Herstellung von Bauteilen mit Sichtbetoneigenschaften^2,3,4,5 ist auf die Qualität der Schalung zu achten.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Unmittelbar nach dem Anmachen stellt sich im Frischbeton ein pH-Wert von 11,0 bis 13,5 ein. Auf Grund dieser hohen Alkalität besteht die Gefahr von Reizungen. Berührungen mit den Augen oder der Haut sind zu vermeiden. Persönliche Schutzbekleidung tragen!

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.

Fertige ausgehärtete Betonbauteile werden 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

Chromatarme zementhaltige Produkte können mit dem GISBAU Produkt-Code (GISCODE) ZP 1 gekennzeichnet werden.

• GISBAU Produktgruppeninformation ZP1 (Download)
• GISBAU Produktgruppeninformation ZP2 (Download)

Die Herstellung und Verwendung nicht chromatarmer zementhaltiger Produkte (GISCODE ZP2) ist seit dem 17. Januar 2005 verboten.

Betontrennmittel werden nach Zusammensetzung mit den GISBAU Produkt-Codes BTM 10 – 60 gekennzeichnet:

• BTM 10 Betontrennmittel, nicht gekennzeichnet
• BTM 15 Betontrennmittel, kennzeichnungsfrei, entaromatisiert
• BTM 20 Betontrennmittel, dünnflüssig
• BTM 30 Betontrennmittel, entaromatisiert
• BTM 40 Betontrennmittel, aromatenarm
• BTM 50 Betontrennmittel, entzündlich, entaromatisiert
• BTM 60 Betontrennmittel, entzündlich, aromatenarm

Emissionen

Durch Steinkohlen Flugasche (→ Betonzusatzstoffe ) können geringe Mengen Ammoniak in den Beton gelangen, die durch das alkalische Milieu rasch wieder ausgetrieben werden und allenfalls zu einer kurzzeitig geringen Geruchsbelästigung während der Verarbeitung führen können. Messungen bei der Verarbeitung von Estrichen mit erhöhten (aufdotierten) Ammoniak-Gehalten haben ergeben, dass die MAK-Werte (50 ppm (= 35mg/m³)) trotz erheblicher Geruchsbelästigung deutlich nicht erreicht wurden, da die Geruchsschwelle wesentlich niedriger liegt. Betontechnische Eigenschaften werden dadurch nicht berührt.
Durch das beim Einbringen des Betons erforderliche Verdichten kann es zu erhöhter Lärmbelästigung durch Rütteln kommen.

Umweltrelevante Informationen

Energiebedarf

Bei der Herstellung und Verarbeitung von Frischbeton (als Transportbeton oder Baustellenbeton) wird Energie beim Mischen verbraucht. Die Energiemenge ist abhängig von den verwendeten Mischaggregaten, ist aber im Vergleich zur Energie gering, die beispielsweise bei der Herstellung des verwendeten Zementes aufgewendet werden muss. Des Weiteren wird Energie für den Transport zur Baustelle und beim Pumpen und Verdichten verbraucht.

Wassergefährdung

Beton gilt als nicht gefährlich für die Umwelt. Die Freisetzung größerer Mengen der Frischbetonzubereitungen in Wasser kann jedoch zu einer pH-Wert-Verschiebung führen und damit unter besonderen Umständen toxisch für aquatisches Leben sein. Die Freisetzung von Bestandteilen nimmt mit steigendem Betonalter ab. Auswaschungen treten nur bei direktem Kontakt von Frischbeton mit Wasser oder Boden auf.
Betonzusatzmittel werden nach heutigem Kenntnisstand relativ rasch an die Oberfläche der Zementpartikel sorbiert, sodass die Konzentration in der wässrigen Phase im Beton bzw. im Porenwasser rasch abnimmt. Eine Freisetzung bzw. Auslaugung aus dem Beton ist daher gering, zumal für die Umweltverträglichkeit die aus dem Beton freisetzbaren Substanzen entscheidend sind.

Transport

Beton wird in Deutschland hauptsächlich in Transportbetonwerken hergestellt. Da Beton ein viel eingesetzter Massenbaustoff ist gibt es zahlreiche Transportbetonwerke, weshalb der Transportweg vom Werk zur Baustelle meist verhältnismäßig kurz und regional ist. Wird Ortbeton als Baustellenbeton hergestellt, sind die Transportwege noch kürzer.

Quellen

¹Betontechnischen Daten, Online Quelle (zuletzt aufgerufen am 25.06.2014)
²Sichtbeton Forum, Online Quelle (zuletzt aufgerufen am 25.06.2014)
³Leitfaden für Sichtbeton - Tipps aus der Praxis für Planung und Herstellung, Holcim (Süddeutschland) GmbH, Online Quelle (zuletzt aufgerufen am 25.06.2014)
⁴Thomas Freimann: Betonflächen mit Sichtbetonanforderungen, Online Quelle (zuletzt aufgerufen am 25.06.2014)
⁵Zement-Merkblatt: H 8: Sichtbeton – Techniken der Flächengestaltung, Online Quelle (zuletzt aufgerufen am 25.06.2014)

Nutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Generell kann die Freisetzung von umweltrelevanten Stoffen aus dem Beton während der Nutzung (allgemein aus zementgebundenen Baustoffen) über die Mechanismen Auslaugung bzw. Auswaschung (im wesentlichen anorganische Stoffe), Emission flüchtiger organischer Bestandteile oder Radioaktivität erfolgen.
Maßgebend für eine Beurteilung der Umweltverträglichkeit von zementgebundenen Baustoffen ist die Menge an freigesetzten umweltrelevanten Stoffen, nicht die Mengen, die im Beton insgesamt enthalten sind.
Die Herstellungsart des Betons, also Transportbeton, Ortbeton oder Fertigteilbeton, hat keinen Einfluss auf die Umweltverträglichkeit im Nutzungszustand.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Nach bisherigem Kenntnisstand erfolgt keine Schadstoffabgabe bei bestimmungsgemäßer Nutzung.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

Betone bergen keine brandrelevante Gefährdung, da sie selbst aufgrund der mineralischen Natur nicht brennbar sind.

Wassereinwirkung

Untersuchungen zum Auslaugverhalten von Betonzusatzmitteln aus Betonen weisen darauf hin, dass deren Wirkstoffe fest in die Zementsteinmatrix eingebunden werden oder aber nur geringfügige Mengen der eingesetzten Grundstoffmengen freigesetzt werden.
Beim Einsatz von Betonzusatzstoffen (z. B. Flugasche) ist zwar mit einem insgesamt höheren Gehalt an Schwermetallen im Beton zu rechnen, die umweltrelevante Auslaugung aus dem Beton ist bei der Verwendung von Flugasche jedoch insgesamt geringer - das Porengefüge des Betons wird durch die puzzolanische Reaktion der Flugasche im Beton selbst deutlich verkleinert und damit die Eluation stark gebremst.

Generell ist anzumerken, dass es in Deutschland bislang kein einheitliches und genormtes Prüfverfahren gibt, um das Auslaugverhalten bzw. die Mobilisierbarkeit der zu betrachtenden Stoffe zu bestimmen. In diesem Bereich werden intensive Forschungen betrieben.

Für Dichtstoffe gelten für Prüfung und Zulassung die Normen DIN EN 15651 Teile 1 bis 5:
„Fugendichtstoffe für nicht tragende Anwendungen in Gebäuden und Fußgängerwegen“ und DIN 18540: „Abdichten von Außenwandfugen im Hochbau mit Fugendichtstoffen.“

Beständigkeit Nutzungszustand

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

Instandsetzung

Da Beton- bzw. Stahlbetonbauteile aufgrund ihrer Herstellung, Nutzung oder Exposition gegenüber betonschädigenden Medien in ihrer visuellen Erscheinung oder Funktion beeinträchtigt sind, können Betoninstandsetzungsmaßnahmen nötig werden.
Die Richtlinie Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen (Instandsetzungs-Richtlinie) des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (kurz DAfStb) beschreibt verschiedene bekannte Instandsetzungsprinzipien. Seit 2006 wird die Betoninstandsetzung auf europäischer Ebene durch die Norm EN 1504 (in Deutschland DIN EN 1504) Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken geregelt.

Die Grundprinzipien lassen sich wie folgt zusammenfassen:
1. Schutz der Bewehrungsoberfläche vor Korrosion durch

• Beschichtung der Bewehrung
• elektrochemischen Korrosionsschutz

2. Wiederherstellung der Betonoberfläche durch

• Verschluss von Rissen
• Reprofilierung von Fehlstellen

3. Schutz der Betonoberfläche vor dem Eindringen korrosiver Medien durch

• Erhöhung der Betonüberdeckung der Bewehrung
• Auftrag von Oberflächenschutzsystemen

Quellen

DIN EN 15651 Teile 1 bis 5: „Fugendichtstoffe für nicht tragende Anwendungen in Gebäuden und Fußgängerwegen“, 12/2012

DIN 18540: „Abdichten von Außenwandfugen im Hochbau mit Fugendichtstoffen“, 12/2006 und Entwurf 06/2013

Nachnutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiko Rückbau

Beim Rückbau von Betonprodukten kann es zu Staubentwicklung kommen.

Wiederverwendung

Die Wiederverwendung von Betonbauteilen - insbesondere Fertigteile - ist prinzipiell möglich und stellt eine Alternative zur stofflichen Aufbereitung und Verwertung des Betons dar, siehe Datenblatt Fertigteilbeton.

Eine Wiederverwendung von Frischbeton ist in Betonwerken unter Zusatz von Recyclinghilfen möglich. In geringen Mengen kann dieser mit Recyclinghilfen modifizierte Frischbeton dann neu hergestelltem Beton zugesetzt werden.

Stoffliche Verwertung

Grundsätzlich kann Altbeton (Beton am Ende seiner Nutzungsphase, z. B. aus Hoch- und Tiefbau, Straßenbeton, Betonwaren wie Pflastersteine oder Dachsteine) nach entsprechender Aufbereitung als rezyklierte Gesteinskörnung für Beton eingesetzt werden. Der Altbeton wird in Recyclinganlagen zu Betonsplitt und Betonbrechsand.
Gemäß der Richtlinie des DAfStB „Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung“ kann sortenreiner Betonsplitt und Betonbrechsand bis zu gewissen Grenzen als Gesteinskörnung für Beton wieder eingesetzt werden. Auf Grund von weiteren Untersuchungen wurde die Richtlinie auf Gesteinskörnungen aus mineralischen Baustoffgemischen (Bauschutt) erweitert.

Höchstanteile von rezyklierten Gesteinskörnungen (Typ1/Typ2) in Beton nach DIN 1045 nach der Richtlinie des DAfStB:

Die festgelegten Grenzen ergeben sich aus der Forderung, dass Betone mit Betonsplitt die Anforderungen der DIN 1045 ohne Einschränkung in gleicher Weise erfüllen sollen, wie Betone mit ausschließlich primären Gesteinskörnungen.

Der direkten, sortenreinen Verwertung von Beton im eigenen Kreislauf (Wiederverwendung zum Beton) sind unter Berücksichtigung der Aufbereitungstechniken Grenzen gesetzt. Bei der herkömmlichen Zerkleinerung fallen rund 30% des Betons als Brechsand an.
Selbst bei einer theoretischen Aufbereitung zu Splitt > 2 mm kann der RC-Splitt nur zu rund 60% im Kreislauf gehalten werden. Betonbrechsand kann auch für untergeordnete Betone eingesetzt werden.

Haupteinsatzbereiche von aufbereitetem Altbeton sind derzeit immer noch der klassifizierte und nicht klassifizierte Straßenbau.

Für besondere Anwendungen werden zum Teil Hochleistungsbetone mit Fasern (z. B. Stahlfaserbeton, Ultrahochfester Beton) eingesetzt. In der Regel finden Stahlfasern aber auch Polymerfasern Verwendung. Insbesondere bei Mikrodrahtfasern und feinen Polymerfasern findet eine intensive Verzahnung mit der Bindemittelmatrix des Betons statt. Für die Eigenschaften des Betons ist dieser intensive Verbund sehr wichtig, es stellt aber eine Herausforderung an das Betonrecycling dar, die in den kommenden Jahren bewältigt werden muss.

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Die Ablagerung von Betonabbruch ist stark rückläufig → Stoffliche Verwertung.

EAK-Abfallschlüssel