Rohstoffe / Ausgangsstoffe

Hauptbestandteile

Abb. 2.1.1 / Grafiken für die Hauptbestandteile der rezyklierten Gesteinskörnungen Typ 1 bis 4

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Die Primärrohstoffe zur Herstellung rezyklierter Gesteinskörnungen bestehen aus verschiedenen Abbruchabfällen von Gebäuden, Straßen oder anderen Bauwerken und werden daher beim Abriss dieser gewonnen.
Die Aufbereitung von Bau-und Abbruchabfällen zu Recycling-Baustoffen erfolgt in mobilen oder stationären Anlagen.

2016 setzten sich die Quellen für die RC-Gesteinskörnungen folgendermaßen zusammen [1]:

• 45.5 Mio t aus dem Bauschutt,
• 15,2 Mio t aus dem Straßenabbruch,
• 11,3 Mio t aus der Fraktion „Boden und Steine“ und
• 0,2 Mio t aus den Baustellenabfällen.

Verfügbarkeit

Das Bauschuttaufkommen stellt in Deutschland einen erheblichen Abfallstrom dar (58,5 Millionen Tonnen Bauschutt im Jahr 2016 [1]). Die Recyclingquote lag 2016 bei 78 %. Dennoch deckten Recycling-Baustoffe 2016 mit insgesamt 72,2 Millionen Tonnen nur einen Anteil von 12,7 % des Bedarfs an Gesteinskörnungen in Deutschland.
Aufbereitungsanlagen und damit rezyklierte Gesteinskörnungen sind überwiegend in Ballungszentren verfügbar, in denen mehr Gebäude bestehen, die irgendwann abgebrochen werden und in denen auch mehr Nachfrage nach Beton besteht [2].

Vermeidung des Asbesteintrags in Recyclingmaterial

Nach Schätzungen des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales (BMAS) sind in ca. 20% des Baubestands in Deutschland asbesthaltige Baustoffe verbaut. Betroffen sind Bauwerke, die vor dem Asbestverbot im Oktober 1993 errichtet oder saniert wurden. Zur Vermeidung von Asbestkontaminationen im Abbruchmaterial stand in der Vergangenheit der selektive Rückbau von Asbestzementerzeugnissen wie Dach- und Fassadenplatten im Vordergrund. Erst in den letzten Jahren lenkte sich die Aufmerksamkeit auch auf asbesthaltige Bauchemikalien (z.B.  Putze, Kleber und Spachtelmassen) oder Kleinteile (z.B. Abstandshalter in Stahlbetonbauwerken) in Bestandsgebäuden [3]. Das Asbestvorkommen im Baubestand ist daher viel höher als bisher angenommen.
Asbesthaltige Bauchemikalien oder Kleinteile verursachen im Regelfall Asbestkontaminationen im Spurenbereich unter 0,1 Gew-% des Abbruchabfalls [3]. Gemäß LAGA-Mitteilung M 23 (2015) [4] dürfen asbesthaltige Abfälle jedoch Sortier- und Behandlungsanlagen nicht zugeführt werden, auch wenn der Anteil der Fasern unter 0,1 Gew-% liegt¹. Anlagenbetreiber müssen zur Qualitätssicherung Sichtkontrollen des eingehenden Materials durchführen und ggf. bei Verdacht beproben. Asbesthaltige Bauchemikalien und Kleinteile sind in der Regel mit bloßem Auge aber nicht erkennbar [5]. Die LAGA-Mitteilung aus 2015 und auch die Begründung zur Ersatzbaustoffverordnung bilden damit Abfälle mit geringen Asbestgehalten noch nicht ausreichend ab [6].
Der LAGA-Bericht [3] empfiehlt:

• Überarbeitung LAGA-Mitteilung 23 „Vollzugshilfe zur Entsorgung asbesthaltiger Abfälle“
• Verankerung einer Vorerkundungspflicht bezüglich Asbest vor Abbruch-, Sanierungs- und Instandhaltungsarbeiten
• Harmonisierung des Chemikalienrechts: Das Inverkehrbringen von natürlichen asbesthaltigen Gesteinen sollte unabhängig vom Massegehalt ebenfalls nicht mehr zulässig sein.

Eine bundesweite Pflicht zur Vorerkundung gibt es in Deutschland derzeit noch nicht. „Wenn eine Vorerkundung […] ausbleibt, ist mittelfristig aufgrund der Rechtsunsicherheit auf Betreiberseite mit einem massiven Rückgang des Bauschuttrecyclings und mit einer Vervielfachung der […] zusätzlichen Deponiemenge zu rechnen.“ [3]
Aufbauend auf den Erkenntnissen des LAGA-Berichts [3] wurde das Diskussionspapier „Asbest im Bauschutt, in Recyclingmaterial und in Altablagerungen“ [6] erstellt, das die notwendigen Arbeitsschritte und Prüfungen sowie den Gesamtablauf mit Bewertungen für eine hohe Qualität des Recyclingmaterials beschreibt. Das Diskussionspapier wurde als Grundlage zur Erarbeitung einer VDI Richtlinie in das entsprechende Gremium des VDI eingebracht. Die LAGA-Mitteilung M 23 soll zeitnah überarbeitet werden (Stand März 2022).
Das Diskussionspapier [6] kommt zu dem Schluss, dass Asbest in der Regel in Bestandsgebäuden so separiert werden kann, dass anschließend kein Asbest im Bauschutt mehr nachgewiesen wird. Erfolgt die Asbestseparierung vor dem Abbruch / Umbau und nach dem Stand der Technik, sind keine erneuten Prüfungen im weiteren Weg des Bauschuttabfalles zum Recyclingrohstoff mehr notwendig. „Bau- und Abbruchabfälle können als asbestfreier Abfall behandelt und verwertet werden, wenn

• von einem unabhängigen Fachgutachter bei sorgfältiger Anwendung der o.g. Regelwerke kein Asbest im Bauwerk (in der baulichen oder technischen Anlage)

nachgewiesen wird oder

• Asbestprodukte nach Umsetzung eines Rückbaukonzeptes wie von dem Fachgutachter testiert vollständig entfernt wurden und
• der anschließende Rückbau der baulichen oder technischen Anlage unter gutachterlicher Begleitung stattgefunden hat und
• der entstandene mineralische Abfall abschließend gutachterlich bewertet wurde.“

¹ Natürlich vorkommende Gesteine, die geogen bedingt Asbestminerale enthalten, dürfen nach der Gefahrstoffverordnung gewonnen und verwendet werden, wenn sie weniger als 0,1 Ma-% Asbest enthalten [3]

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Herstellung von rezyklierter Gesteinskörnung ist gleich zu setzen mit der Verwendung von Recyclingmaterial.

Das Bundesinstitut für Strahlenschutz (BfS) publizierte in [7] 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] KWB - Kreislaufwirtschaft Bau, „Mineralische Bauabfälle Monitoring 2016. Bericht zum Aufkommen und zum Verbleib mineralischer Bauabfälle im Jahr 2016. 2019. (Online-Quelle), zuletzt abgerufen am 08.09.2020

[2] Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung – R-Beton. Zement-Merkblatt Betontechnik B 30, 11.2021. (Online-Quelle), zuletzt abgerufen am 28.01.2022

[3] LAGA (Bundes/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall) / Bericht des Erfahrungsaustausches zum Umgang mit Bau- und Abbruchabfällen mit geringen Asbestgehalten an den Ausschuss für Abfalltechnik (ATA) der LAGA. April 2020. (Online-Quelle), zuletzt aufgerufen am 8.9.2022

[4] LAGA (Bundes/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall): Mitteilung 23 „Vollzugshilfe zur Entsorgung asbesthaltiger Abfälle“. Stand Juni 2015. (Online-Quelle), zuletzt aufgerufen am 8.9.2022

[5] BDE (Bundesverband der Deutschen Entsorgungs-, Wasser- und Kreislaufwirtschaft e.V.): Asbestfreie-Baustoffe aus dem Baubestand. 01.02.2020. (Online-Quelle), zuletzt aufgerufen am 8.9.2022

[6] Diskussionspapier zur Erkundung und Bewertung der Ad-hoc-Arbeitsgruppe „Asbest im Bauschutt, in Recyclingmaterial und in Altablagerungen“. V21 vom 11.03.2022. (Online-Quelle), zuletzt aufgerufen am 8.9.2022

[7] Gehrcke K., Hoffmann B., Schkade U., Schmidt V. , Wichterey K.: Fachbereich Strahlenschutz und Umwelt: (Online-Quelle), abgerufen im November 2020

Herstellung

Herstellungsprozess

Als Rohstoffe für rezyklierte Gesteinskörnung werden Abbruchabfälle (Beton, Mörtel, Ziegel etc.) verwendet. Im Idealfall werden die Abfälle direkt auf der Baustelle in Mulden oder Containern vorsortiert. Anschließend werden diese zur Recyclinganlage transportiert und dort einer Eingangskontrolle  unterzogen. Ergibt sich aufgrund der Vorermittlung ein Verdacht auf Schadstoffbelastungen, sind analytische Untersuchungen erforderlich. Der Umfang dieser Untersuchungen richtet sich nach den Vorkenntnissen zum Bauwerk. Soll der spätere RC-Baustoff im eingeschränkt offenen Einbau in technischen Bauwerken verwendet werden findet die TR LAGA ¹ Boden Anwendung. In allen anderen Fällen (z. B. Input-Output-Überwachung von RC-Anlagen, Einbau mit technischen Sicherungsmaßnahmen) wird zur Bewertung der Qualität von RC-Baustoffen die TR LAGA Bauschutt herangezogen, ergänzt durch Parameter der TR Boden (z. B. Schwermetalle im Feststoff und im Eluat). Des Weiteren sind in DIN 4226-101 Höchstwerte und Analyseverfahren für Inhaltsstoffe rezyklierter Gesteinskörnungen angegeben. Des Weiteren erfolgt eine Differenzierung nach folgenden Kriterien:

• Betonabbruch
• Stahlbetonabbruch
• Ziegelschutt
• Mauerwerksabbruch
• Gemischter Beton- und Mauerwerksabbruch
• Mit nichtmineralischen Baustoffen verunreinigter Bauschutt

Die Lagerung erfolgt im Freien nach Materialsorten getrennt. Angeliefertes kontaminiertes Material wird in speziell gekennzeichneten, geschlossenen Containern oder überdachten Flächen gelagert und fachgerecht entsorgt.

Durch Bagger, Radlader oder andere stetige Fördereinrichtungen wird der Bauschutt einer Zerkleinerung in z. B. Backenbrechern, Prallbrechern, Hammerbrechern oder Shreddern zugeführt. Aufgabe der Zerkleinerung ist die Herabsetzung der oberen Korngröße, der Erzeugung bestimmter Korngrößenverteilungen und dem Aufschließen von „Verwachsungen“, d. h. dem Freilegen der Einzelkomponenten aus Verbundstoffen (z. B. Stahl und Beton bei Stahlbeton).

Anschließend gelangt der Bauschutt zur Siebung, die zur Begrenzung der oberen und unteren Korngröße (Schutz der nachgeschalteten Anlagenteile) oder der Erzeugung einer bestimmten Korngröße dient. Zur Siebung stehen verschiedenen Maschinen zur Verfügung, z. B. Roste, Wurf- oder Rotationssiebmaschinen. Im Anschluss an die Siebung wird der Bauschutt sortiert. Die Sortierung dient insbesondere der Trennung von gemischten Bauabfällen. Es wird zwischen trockenen und nassen Sortierverfahren unterschieden. Hierfür werden die physikalischen Merkmale des Bauschutts genutzt. So kann nach der Dichte, der Benetzbarkeit, den magnetischen oder elektrischen oder den optischen Eigenschaften getrennt werden.

Unterscheidung zwischen mobilen und stationären Recyclinganlagen

Mobile Recyclinganlagen sind für Abbruchbaustellen mit großem Aufkommen an Bauabfall geeignet (z. B. Autobahnerneuerung, Industrieabbruch). Vorteil ist die Möglichkeit einer direkten Weiterverarbeitung der erzeugten Produkte. Des Weiteren ist der Platzbedarf gering und es fallen nur geringe Investitionskosten und Platzvorbereitungsarbeiten an.

Stationäre Recyclinganlagen werden in Aufbereitungszentren in Ballungsräumen eingesetzt. Ein größeres Bauschuttaufkommen und dessen Absatz müssen innerhalb eines begrenzten Gebietes längerfristig gesichert sein. Vorteil ist die gute Produktqualität, Produktvielfalt und eine bessere Güteüberwachung.

Umweltindikatoren / Herstellung

Energieaufwand

Im Vergleich zur Herstellung von natürlicher Gesteinskörnung entfällt die Energie für den Abbau, zusätzlich wird aber Energie für den Transport zur Recyclinganlage benötigt. Ebenso wie bei der Herstellung von natürlicher gebrochener Gesteinskörnung wird Energie für Zerkleinerung, Klassierung und der Reinigung verwendet.
Im Vergleich zu natürlicher Gesteinskörnung wie Sande und Kiese aus Flüssen oder Seen wird für die Aufbereitung mehr Energie verbraucht. Der Arbeitsschritt der Sortierung erfordert je nach Verfahren zusätzlich Energie.

Charakteristische Emissionen

Beim Zerkleinern, dem Transport innerhalb der Anlage, dem Klassieren und Sortieren des Bauschutts kommt es zu starken Lärm- und Staubemissionen, die Arbeitsschutzmaßnahmen wie Ohren- und Atemschutz nötig machen.

Maßnahmen Gesundheitsschutz

Es sollte persönliche Schutzausrüstung getragen werden (Augen-, Atem- und Gehörschutz). Des Weiteren ist eine generelle Vorsicht und Achtsamkeit gefordert bei dem Umgang mit den Maschinen, da unter Umständen Material herausgeschleudert werden kann oder sich größere Bauschuttstücke in den Zerkleinerungsaggregaten verklemmen können etc.

Maßnahmen Umweltschutz

Maßnahmen zum Schutz der Umwelt und der Luft sind Einhausung von Anlagen, und Befeuchtung des zu Zerkleinernden Materials etc. und Einbau von Filtern sowie Kreislaufführung von Waschwasser.
Generell ist zu sagen, dass die Umweltbelastung bei mobilen Recyclinganlagen größer ist als bei stationären Anlagen, da umfangreichere technische Maßnahmen getroffen werden können.

Transport

Bei mobilen Recyclinganlagen ist der Transportaufwand des Bauschutts zur Anlage gering, da die Anlage in unmittelbarer Nähe der Großbaustelle errichtet wird. Grundlage dafür ist der Transport der mobilen Anlage zum Standort.
Bei stationären Recyclinganlagen muss der Bauschutt zur Anlage transportiert werden. Da die Transportkosten mit zunehmender Entfernung immer größer werden, wird bei der Konzeptionierung von stationären Recyclinganlagen eine maximale Transportentfernung der Bauabfälle von 25 km ² um den Standort der Anlage angenommen. Das heißt, der Transport von Bauschutt ist in der Regel lokal geprägt.

Quellen

¹ LAGA Mitteilung 20 Anforderungen an die stoffliche Verwertung von mineralischen Reststoffen/Abfällen (Technische Regeln):
Teil I: Allgemeiner Teil,
Teil II: Technische Regeln für die Verwertung - 1.2 Bodenmaterial und sonstige mineralische Abfälle (31.08.2004)
Teil III: Probenahme und Analytik (31.08.2004)
(Online Quelle), zuletzt aufgerufen am 8.9.2022

² Anette Müller: Baustoffrecycling: Entstehung - Aufbereitung – Verwertung. Springer Vieweg. 2018

Verarbeitung

Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

Bei der Verarbeitung (meist industriell) sind keine umwelt- und gesundheitsrelevanten Beeinträchtigungen bekannt.
Der Altbeton wird in Recyclinganlagen zu Betonsplitt und Betonbrechsand aufbereitet.
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.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Bei der Verarbeitung insbesondere von feinen Materialien ist eine Staubbelastung möglich. Durch persönliche Schutzmaßnahmen wie Atemschutzmasken können deren Auswirkungen vermindert werden.

AGW-Werte

Allgemeiner Staubgrenzwert, alveolengängige Fraktion
AGW: 3 mg/m³
Allgemeiner Staubgrenzwert, einatembare Fraktion
AGW: 10 mg/m³
Quarzstaub (A-Fraktion)
K1 (TRGS 906) Tätigkeiten oder Verfahren, bei denen Beschäftigte alveolengängigen Stäuben aus kristallinem Siliziumdioxid in Form von Quarz und Cristobalit ausgesetzt sind, werden als krebserzeugend bezeichnet.
Quelle: Wingis-online „Tätigkeiten mit quarzhaltigen mineralischen Stäuben“

Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU

Für rezykierte Gesteinskörnung liegt keine Einstufung nach GISBAU in WINGIS online vor.

Für „Tätigkeiten mit quarzhaltigen mineralischen Stäuben“ werden folgende Angaben in WINGIS-online gemacht:
„Einatmen von mineralischen quarzhaltigen Stäuben in hohen Konzentrationen über lange Zeiträume kann zu Gesundheitsschäden führen. Neben vorübergehenden Beschwerden wie Husten können chronische Schädigungen (z. B. Silikose) auftreten. Quarzstaub kann Krebs erzeugen!“

Emissionen

Bei der Verarbeitung von rezyklierter Gesteinskörnung kann es zu einer Staubentwicklung kommen.

Umweltrelevante Informationen

Energiebedarf

Bei der Verarbeitung von rezyklierter Gesteinskörnung als Körnung wird Energie beim Mischen zu einem verarbeitbaren Putz, Mörtel oder Beton verbraucht. Die Energiemenge ist abhängig von den verwendeten Mischaggregaten.

Wassergefährdung

Nach DIN EN 12620 dürfen nur rezyklierte Gesteinskörnungen verwendet werden, die keine umweltschädlichen Auswirkungen, insbesondere auf Boden und Grundwasser haben, wobei der Nachweis durch die Festlegungen gemäß Bauregelliste B, Teil 1, zu führen ist.

Zitat DIN 4226-100:2002-02, Anhang I (informativ)
Bewertung der Auswirkungen rezyklierter Gesteinskörnungen und daraus hergestellter Betone und Mörtel auf Boden und Grundwasser
„ … Die rezyklierten Gesteinskörnungen selber müssen jedoch Eigenschaften aufweisen, die es ermöglichen, daraus Beton oder Mörtel herzustellen, von denen unter den Bedingungen, unter denen sie eingebaut werden, in absehbarer Zeit weder ein Grundwasserschaden noch schädliche Bodenveränderungen ausgehen können und die nicht zu einer Schadstoffanreicherung im Wertstoffkreislauf führen. Deshalb werden in dieser Norm rezyklierte Gesteinskörnungen sowohl hinsichtlich der relevanten Inhaltsstoffe (Schadstoffgehalte im Feststoff) als auch hinsichtlich der mobilisierbaren Inhaltstoffe (Schadstoffkonzentration im Eluat) (siehe 4.8) bewertet.“
Der Tabelle G.1 in DIN 4226-100 sind sowohl die Höchstwerte als auch die Analyseverfahren mit normativer Verlinkung zu entnehmen. 

Transport

Bei mobilen Recyclinganlagen ist der Transportaufwand der rezyklierten Gesteinskörnung gering, wenn sie auf der in unmittelbarer Nähe befindlichen Großbaustelle direkt wieder eingesetzt wird (z. B. Straßenbaustelle).
Bei stationären Recyclinganlagen sind größere Transportentfernungen zurückzulegen. Aus Kostengründen findet der Transport der rezyklierten Gesteinskörnung aber auf lokaler bis regionaler Ebene (Einzugsgebiet bis ca. 25 km) statt.
Einzugsgebiete werden häufig durch wirtschaftliche Parameter definiert, wie z. B. von vorhandener Bauschuttmenge, verfügbarer Infrastruktur oder z. B. aktuellen Spritpreisen.

Nutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Nach DIN EN 12620 dürfen für die Herstellung von Betonen nur rezyklierte Gesteinskörnungen verwendet werden, die keine umweltschädlichen Auswirkungen haben.
Generell kann die Freisetzung von umweltrelevanten Stoffen aus dem Beton/RC-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/RC-Beton insgesamt enthalten sind.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Umwelt- und gesundheitsrelevante Beeinträchtigungen sind nicht bekannt.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

Rezyklierte Gesteinskörnung birgt keine brandrelevante Gefährdung.

Wassereinwirkung

Nach DIN EN 12620 dürfen nur rezyklierte Gesteinskörnungen verwendet werden, die keine umweltschädlichen Auswirkungen, insbesondere auf Boden und Grundwasser haben. DIN 4226-101 und DIN 4226-102 regeln die Prüfung der umwelttechnischen Eignung von rezyklierten Gesteinskörnungen. Bei Einhaltung der bautechnischen Voraussetzungen <s>Es</s> sind grundsätzlich keine Umwelt- und Gesundheitsrisiken zu erwarten.
Zum Auslaugverhalten von Beton siehe Datenblatt Beton.

Nachnutzung

Wiederverwendung

Natürlich vorkommende Gesteine, die gegen bedingt Asbestminerale enthalten, dürfen nach der Gefahrstoffverordnung wiederverwendet werden, wenn sie weniger als 0,1 M-% Asbest enthalten. Abfälle, die Asbest aus technischen Anwendungen enthalten, dürfen dagegen nicht rezykliert werden, auch wenn der Anteil der Fasern unter 0,1 Gew-% liegt [1].

Sonst bestehen bei der Nachnutzung von rezyklierten Gesteinskörnungen gegenüber jener von natürlichen Gesteinskörnungen keine Besonderheiten.