Produktgruppeninformation
Alumiumfolie
Begriffsdefinition
Aluminium ist das dritthäufigste Element in der Erdkruste und kommt chemisch gebunden in Bauxit, Tonen und anderen Verbinden vor.
Die Bezeichnung Aluminium wird als Oberbegriff für alle Werkstoffe auf Basis von Aluminium verwendet. Darunter fallen Aluminiumlegierungen, Reinaluminium und Reinstaluminium. Aluminium gehört zur Gruppe der Leichtmetalle und ist heute nach Stahl das am häufigsten verwendete Metall. Im Bauwesen werden für Bleche, Bänder und Profile Knetlegierungen verwendet, die im Vergleich zu Gusslegierungen normalerweise weniger Legierungselemente enthalten. Gusslegierungen werden im Bauwesen zum Beispiel als Türklinken genutzt. Legierungselemente bewirken in geringen Mengen eine gezielte Änderung der Eigenschaften.
Beispiel für Werkstoffnummer EN-AW 3103: Si 0,5 %, Fe 0,7 %, Cu 0,1 %, Mn 0,9 - 1,5 %, Mg 0,3 %, Cr 0,1 %, Zn 0,2 %, Zr+Ti 0,1 %, Rest Al.
Die weitere Differenzierung erfolgt im Kapitel Rohstoffe.
Wesentliche Bestandteile
Hauptbestandteil
- Aluminium
Legierungselemente
- Mangan
- Magnesium
- Silizium
- Zink
- Kupfer
Charakteristik
Aluminium ist leicht und ein guter elektrischer Leiter. Außerdem ist es sehr weich, dehnbar und kann durch Auswalzen zu dünnen Folien verarbeitet werden.
Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und Gesundheitsrelevanz
Bauteile aus metallischem Aluminium oder Legierungen erhalten durch Kontakt mit Luft eine Oxidschicht, wodruch sie bei Kontakt gesundheitlich unbedenklich sind. Aluminiumpulver kann bei Kontakt mit Laugen chemisch reagieren und hochentzündliches Wasserstoffgas bilden.
Lieferzustand
- Bleche
- Bänder
- Profile
- Drähte
- Formsteile
- Aluminiumpulver zur Herstellung von Porenbeton (Anteil AL im Porenbeton ≤ 0,01 - 0,4%)
Anwendungsbereiche (Besonderheiten)
- Strangpressprofil für Fenster, Türen, Fensterwände, Fassaden, Fußgängerbrücken
- Bleche und Bänder für Dachdeckungen, Dachzubehör
- profilierte Bleche (Profiltafeln) und Blechformteile für Dachdeckung und Fassaden
- Kaschierung von Bitumen- und Hochpolymerbahnen und als Sperrfolien
- Baubeschläge für Fenster und Türen
- Baumaterial für Leichtbaukonstruktionen
- Installation: Kunststoffbeschichtetes Rohrleitungsmaterial
- Treibmittel für Porenbeton
Umweltdeklarationen
Die folgende Tabelle liefert eine Übersicht zu Zeichen & Deklarationen, die für die Produktgruppe relevant sind. Neben Herstellererklärungen, Informationen in Sicherheitsdatenblättern (SDB) oder allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen (abZ) können diese den Nachweis für umwelt- und gesundheitsrelevante Kriterien in Planung und Ausschreibung (s. Reiter Planungsgrundlagen) ermöglichen. Detaillierte Informationen finden sich außerdem in den einzelnen Produktgruppen.
Übersicht Umweltdeklarationen: Metalle
Stand 07/2024
Blei | Gusseisen | Kupfer | Stahl | Zink | ||||||||
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Umweltzeichen |
Umweltzeichen gehören zu den freiwilligen Produktkennzeichnungen. Sie bieten die Möglichkeit, Unterschiede von Produkten innerhalb einer Produktgruppe hinsichtlich ihrer Umwelt- und Gesundheitsrelevanz festzustellen, auch wenn sie keine allgemeinverbindlichen Gebote oder Verbote aufstellen können. Inhalt aufklappen |
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Blauer Engel |
- |
- |
- | - | - | - | ||||||
Österreichisches Umweltzeichen | - |
- |
- | - | - | - | ||||||
EU Ecolabel (Blume) | - | - | - | - | - | - | ||||||
Nordic Swan Ecolabel | - | - | - | - | - | - | ||||||
natureplus Umweltzeichen (nur für Produkte aus nachwachsenden und/oder umweltverträglich gewonnenen mineral. Rohstoffen / mind. 85 Masse%) |
- |
- |
- |
- | - | - | ||||||
eco-INSTITUT-Label | + (Profile, Verbundfolien) |
- | - | - | - | - | ||||||
EMICODE / Raumlufthygiene | ./. | ./. |
./. | ./. | ./. | ./. | ||||||
Cradle to Cradle2 / Built Environment and Furnishings | + | - | (+) | (+) | + | (+) | ||||||
GISBAU Klassifizierungs-system |
Das GISBAU Klassifizierungssystem ermöglicht es durch den GISCODE oder GISBAU Produktcode, Produkte von denen die gleichen Gesundheitsgefahren ausgehen, in einer Gruppe zusammenzufassen. Die Klassifizierung ist auf den Arbeitsschutz ausgerichtet. Gemäß Minimierungs- und Substitutionsgebot der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) ist grundsätzlich das Produkt mit den geringstmöglichen Belastungen zu verwenden. (siehe unten: Ersatzproduktgruppe prüfen?) Inhalt aufklappen |
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Metalle sind nicht im GISBAU-System klassifiziert. | ||||||||||||
Umweltprodukt-deklaration (EPD) |
Die Umweltproduktdeklaration (EPD = Environmental Product Declaration) eines Produktes macht Aussagen zum Energie- und Ressourceneinsatz und in welchem Ausmaß ein Produkt zu Treibhauseffekt, Versauerung, Überdüngung, Zerstörung der Ozonschicht und Smogbildung beiträgt. Außerdem werden Angaben zu technischen Eigenschaften gemacht, die für die Einschätzung der Performance des Bauproduktes im Gebäude benötigt werden, wie Lebensdauer, Wärme- und Schallisolierung oder den Einfluss auf die Qualität der Innenraumluft.1 Inhalt aufklappen |
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EPD1 | + | - | - | - | + | + | ||||||
Branchen-EPD1 | + | - | - | - | + | - | ||||||
Umweltindikatoren |
Einheitliche Werte zu Umweltindikatoren wie z.B Primärenergieaufwand, Abfall, Abiotischer Ressourcenverbrauch, Ozonabbaupotential, Treibhauspotential usw. liefert die Datenbank ÖKOBAUDAT des Informationsportals Nachhaltiges Bauen. Inhalt aufklappen |
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ÖKOBAUDAT-Datensätze |
4.3.01Aluminiumbleche |
4.6.01 Bleibleche | 4.1.05 Guss- und Schmiedeteile aus Stahl und Eisen | - | 4.1.01 Betonstabstahl 4.1.02 Betonstahlmatten 4.1.03 Stahlprofile 4.1.04 Stahlbleche 4.1.05 Guss- und Schmiedeteile aus Stahl und Eisen 4.2.01 Edelstahlbleche 4.2.03 Edelstahl Trinkwasserrohre |
4.1.03 Stahlprofile |
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Hinweis: Da sich die verfügbare Datensatzanzahl regelmäßig ändert, werden an dieser Stelle nur die vorgesehenen Gliederungspunkte in den Kategorien der Datenbank genannt und keine Aussagen zur Verfügbarkeit von Datensätzen gemacht. Der Link ÖKOBAUDAT-Datensätze führt zur Datenbank, im "Kategorienbrowser" kann dann über die Gliederungspunkte nach aktuellen Datensätzen gesucht werden. |
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Sonstige freiwillige Produkt-Deklarationen |
Die Plattform baubook beispielsweise bietet für Händler und Hersteller von Bauprodukten die Möglichkeit einer online-Deklaration z.B. anhand der deutschen BNB/QNG-Kriterien oder der österreichischen ÖkoBauKriterien. Inhalt aufklappen |
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baubook BNB/QNG Produktinformationen | Unter "BNB und QNG Produktinfos" findet man Produkte, die den Anforderungen von BNB 1.1.6 und QNG 313 entsprechen. Hersteller können ihre Produkte in der Plattform deklarieren und die Nachweisdokumente hinterlegen. Durch baubook erfolgt eine Prüfung der Einhaltung der Anforderungen vor Freischaltung. siehe baubook Produktinformationen zu BNB und QNG |
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baubook ÖkoBauKriterien |
Unter "ÖkoBauKriterien" findet man eine Sammlung von Kriterien und Produkten, die derzeit vor allem in Österreich, insbesondere in der Stadt Wien, für die ökologische Ausschreibung verwendet werden. |
+ | Zeichen / Label bzw. Produktkennzeichnungen für diese Produktgruppe vorhanden |
(+) | derzeit kein Produkt aus dieser Produktgruppe zertifiziert bzw. recherchierbar |
- | Zeichen / Label bzw. Produktkennzeichnungen für diese Produktgruppe nicht vorhanden bzw. Produktgruppe nicht im Geltungsbereich |
./. | Zeichen / Label für diese Produktgruppe nicht relevant |
x | Produkte aus dieser Produktgruppe können die Kriterien des Zeichens/Labels definitionsgemäß nicht erfüllen |
1 Die hier als vorhanden markierten EPDs und Branchen-EPDs sind als Auswahl ohne Anspruch auf Vollständigkeit zu verstehen und finden sich z.B. auf den Seiten der ÖKOBAUDAT Datenlieferanten. 2 Bei Cradle to Cradle-Zertifizierungen gibt es insgesamt 4 Bewertungsstufen von Bronze bis Platin in 5 Kategorien. Zur Einordnung der Qualität gehört also immer auch das tatsächlich erreichte Bewertungsniveau, was z.B. bei Bronze (insbesondere in Material Health) noch relativ niedrig ist!
Technisches
Technische Daten
Alle technischen Kennwerte können je nach Zusammensetzung (Reinaluminium, Legierung) und Herstellungsverfahren variieren. Konkrete Werte sind den Produktdatenblättern zu entnehmen oder beim Hersteller zu erfragen.
Die in Bauanwendungen vewendeten Legierungen sin in den einschlägigen Baunormen EN 1999-1-1 und EN 1999-1-4 spezifiziert.
Werkstoffnummer alt |
Werkstoffnummer neu |
chem. Bez. |
3.0515 |
EN AW-3103 |
AlMn1 |
3.0525 |
EN AW-3005 |
AlMn1Mg0,5 |
3.0526 |
EN AW-3004 |
AlMn1Mg1 |
3.3207 |
EN AW-6101B |
EAlMgSi0,5 |
Baustoffklasse nach DIN 4102-1
A1
Euroklasse nach DIN EN 13501-1
A1
Färbung
stumpf, silbergrau
Beständigkeit
sehr korrosionsbeständig durch dünne Oxidschicht
Baustoffklasse nach DIN 4102-1
A1
Euroklasse nach DIN EN 13501-1
A1
Färbung
stumpf, silbergrau
Beständigkeit
sehr korrosionsbeständig durch dünne Oxidschicht
Technische Baubestimmung
Die allgemeinen Anforderungen an bauliche Anlagen und die Verwendung von Bauprodukten werden in den Landesbauordnungen geregelt. Bei Bedarf können diese allgemeinen Vorgaben durch Technische Baubestimmungen konkretisiert werden. Das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) macht im Auftrag der Länder die Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) bekannt, die als Grundlage für die Umsetzung in Landesrecht dient.
Weitere Informationen dazu bzw. produkt- und bauartspezifische Informationen siehe
→ DIBt / Informationsportal Bauprodukte und Bauarten
→ DIBt / Zulassungs- und Genehmigungsverzeichnisse
Technische Regeln (DIN, EN)
DIN EN 485 |
|
Aluminium und Aluminiumlegierungen - Bänder, Bleche und Platten |
-1 |
2010 |
Teil 1: Technische Lieferbedingungen |
-2 |
2013 |
Teil 2: Mechanische Eigenschaften |
-3 |
2003 |
Teil 3: Grenzabmaße und Formtoleranzen für warmgewalzte Erzeugnisse |
-4 |
1994 |
Teil 4: Grenzabmaße und Formtoleranzen für kaltgewalzte Erzeugnisse |
DIN EN 515 |
1993 |
Aluminium und Aluminiumlegierungen; Halbzeug; Bezeichnungen der Werkstoffzustände |
DIN EN 573 |
|
Aluminium und Aluminiumlegierungen - Chemische Zusammensetzung und Form von Halbzeug |
-1 |
2005 |
Teil 1: Numerisches Bezeichnungssystem |
-2 |
1994 |
Teil 2: Bezeichnungssystem mit chemischen Symbolen |
-3 |
2013 |
Teil 3: Chemische Zusammensetzung und Erzeugnisformen |
-5 |
2007 |
Teil 5: Bezeichnung von genormten Kneterzeugnissen |
DIN EN 575 |
1995 |
Aluminium und Aluminiumlegierungen - Vorlegierungen, durch Erschmelzen hergestellt - Spezifikationen |
DIN EN 1386 |
2008 |
Aluminium und Aluminiumlegierungen - Bleche mit eingewalzten Mustern - Spezifikationen |
DIN EN 1999 |
2010 |
Eurocode 9: Bemessung und Konstruktion von Aluminiumtragwerken |
DIN 17611 |
2011 |
Anodisch oxidierte Erzeugnisse aus Aluminium und Aluminium-Knetlegierungen - Technische Lieferbedingungen |
GSB AL 631 |
2013 |
Internationale Qualitätsrichtlinien für Beschichtung von Bauteilen aus Aluminium |
RAL-GZ 638 |
2008 |
Gitterroste |
RAL-GZ 639 |
2008 |
Blechprofilroste |
Literaturtipps
European Aluminium Association (EAA): v.alueurope.eu
The new Environmental Profile Report for the European Aluminium Industry (April 2008)
Michael Ritthoff, Holger Rohn, Christa Liedtke: MIPS berechnen : Ressourcenproduktivität von Produkten und Dienstleistungen, Wuppertal 2002, ISBN 3-929944-56-1 (Wuppertal Spezial Nr. 27)
U.S. Geol. Survey, Mineral Commodity Summaries, Jan. 2008
Nord/SüdNetz „Bei uns bleibt der Dreck“ – Aluminium vom Amazonas, DGB Bildungswerk, Düsseldorf 2009
Handelsblatt online, 04.04.09: Aluminiumproduzent Rusal
Gesamtverband der Aluminiumindustrie e. V.
http://www.aluinfo.de
Wellmer, Friedrich W. / Dalheimer, Manfred / Wagner, Markus: Economic Evaluations in Exploration, Springer Verlag Berlin, 2. Ed. 2007
Bundesinstitut für Risikobewertung BFR: Keine Alzheimer-Gefahr durch Aluminium aus Bedarfsgegenständen, Aktualisierte gesundheitliche Bewertung Nr. 033/2007
Susanna Schäfer, Universität Kassel, FB05 Gesellschaftswissenschaften, Soziologie: Soziale Auswirkungen des Bauxitabbaus im brasilianischen Regenwald im Bundesstaat Pará in Juruti. Dokumentarischer Bericht der sozialen Auswirkungen des Bauxitabbaus, Forschungsaufenthalt 2005-07 in Juruti im Bundesstaat Pará. (2007)
Paulus, Andrea: Ökonomische und ökologische Effekte der Nutzung des Werkstoffs Aluminium - Ein Beitrag zur Berücksichtigung der Nutzungsphase in der modellgestützten Stoffstromanalyse -, Dissertation TH Aachen, 2005
Arnim von Gleich, Martin Brahmer-Lohss, Manuel Gottschick, Dirk Jepsen, Knut Sander: Nachhaltige Metallwirtschaft Hamburg, Erkenntnisse – Erfahrungen - praktische Erfolge, Endbericht des BMBF-Projektes, Hamburg, August 2004
Gleich, Arnim von; Ayres, Robert U.; Gößling-Reisemann, Stefan (Eds.): Sustainable Metals Management, Springer Verlag, 2006, ISBN: 978-1-4020-4007-8
Rombach. G.: Limits of Metal Recycling, in: Gleich, A. von; Ayres, R.; Gößling-Reisemann, S. (eds.): Sustainable Metals Management, Kluwer Dordrecht 2004
Wellmer, F.-W.; Wagner, M.: Metallic Raw Materials – Constituents of our Economy. From the Early beginnings to the Concept of Sustainable Development, in: Gleich, A. von; Ayres, R.; Gößling-Reisemann, S. (eds.): Sustainable Metals Management, Kluwer Dordrecht 2004
Seminararbeit „Aluminium und Silizium: von der Lagerstätte bis zur Verwendung“
www.rz.uni-karlsruhe.de/~dg21/geochem0304/AlSi.pdf
Daraus zitierte Quellen:
- Metalle in der Umwelt, Verteilung, Analytik und biologische Relevanz, Hrsg: Ernest Martin, Verlag: Chemie,1984, Kapitel: Aluminium: Marika Geldmacher-von Mellinckord, Erlangen
- Scheffer/Schachtschabel: Lehrbuch der Bodenkunde, 14 Auflage, Stuttgart, 1998
Aluminiumzentrale, Aluminium Taschenbuch Band 1 -3, Aluminium Verlag, Düsseldorf:
- Band 1: Grundlagen und Werkstoffe (2002)
- Band 2: Umformen von Aluminium Werkstoffen, Gießen von Aluminium-Teilen, Oberflächenbehandlung von Aluminium, Recycling und Ökologie (1999)
- Band 3: Weiterverarbeitung und Anwendung (2003)
Altenpohl Dietrich: Aluminium von Innen, Aluminium Verlag, 5. Auflage 2005, Düsseldorf
Deutscher Bundestag 13. Wahlperiode: Aluminium ökonomische, ökologische und soziale Folgen, Drucksache 13/6833 vom 28.01.97, 1997
Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen: Leitfaden Nachhaltiges Bauen, 1999, Bonn
Falbe J.: Römpp Chemie Lexikon, Bd. 1-6, Georg Thieme Verlag, 1996, Stuttgart, New York
Seit 2002 liegt das Nachschlagewerk auch als Online-Version vor.
Schreiber Andrea, Zapp Petra: Energieverbrauch und Emissionen bei der Produktion von Aluminium, Umwelt Nr. 1/2, 1999
Korrosionsschutz metallischer Werkstoffe Korrosionswahrscheinlichkeit in einer atmosphärischen Umgebung, Beuth Verlag, 1997, Berlin
Ostermann Friedrich: Anwendungstechnologie Aluminium, 1998, Berlin
Pape Lutz-Peter: Untersuchungen zur Optimierung des Aluminiumkreislaufs, Dissertation TU Berlin, 1995
Becker Eric: Reststoffe des Aluminium-Recyclings Chancen der Aufarbeitung und Weiterverwertung, Dissertation TH Aachen, 1993
Rohstoffe / Ausgangsstoffe
Hauptbestandteile
Aluminium ist nach Sauerstoff und Silizium mit ca. 8 % das dritthäufigste Element der Erdkruste, tritt aber stets in chemischen Verbindungen mit anderen Elementen auf. Es ist das häufigste Metall der Erdkruste; erst danach folgt Eisen mit einem Anteil von ca. 5 %. Aluminium ist allgegenwärtig in Feldspaten und Glimmern oder in deren Verwitterungsprodukten wie Ton und Lehm enthalten.
Als Rohstoff für die Aluminiumgewinnung wird fast ausschließlich Bauxit verwendet.
Umwelt- und Gesundheitsrelevanz
Gewinnung der Primärrohstoffe
Bauxit als bekanntestes Aluminium-Mineral wird im Tagebau gewonnen. Es ist ein erdiges Sedimentgestein, das in seiner Zusammensetzung starke Schwankungen aufweist. Im Wesentlichen setzt es sich aus Aluminiumoxid Al2O3 (40 bis 60%), Eisenoxid Fe2O3 (0 bis 30%), Siliziumdioxid SiO2 (bis 5%) und Titandioxid TiO2 (bis 2,5%) zusammen, wobei das Eisenoxid die meist rötliche Färbung bedingt. Aktuell liegen die Hauptfördergebiete von Bauxit Australien, Brasilien, China, Indonesien, Indien und Guinea.
Verfügbarkeit
Aluminium ist das häufigste Metall der Erdkruste und ist daher in fast unerschöpflichem Ausmaß vorhanden. Allerdings wird Aluminium gegenwärtig nur aus Bauxiterz gewonnen. Die bekannten und heute als wirtschaftlich abbauwürdig angesehenen Bauxitreserven der Erde betragen ca. 140 Mrd. t. Der Weltjahresverbrauch betrug 2012 ca. 262 Mio. t.
Produktion von Rohaluminium in Deutschland
in Tonnen |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
Primäraluminium |
551.000 |
605.900 |
291.700 |
402.500 |
432.500 |
410.400 |
492.400 |
Sekundäraluminium |
857.600 |
720.900 |
560.800 |
611.100 |
634.400 |
535.00 |
597.00 |
Produktion von Aluminiumhalbzeug in Deutschland
in Tonnen |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
Walzfabrikate |
1.903.000 |
1.816.800 |
1.560.100 |
1.876.800 |
1.835.400 |
1.854.500 |
1.933.00 |
Stangen |
36.000 |
34.500 |
25.100 |
35.400 |
38.300 |
30.500 |
30.600 |
Profile |
541.800 |
520.300 |
404.600 |
507.400 |
530.800 |
491.900 |
495.500 |
Rohre |
22.600 |
23.000 |
13.700 |
16.600 |
17.300 |
13.400 |
13.400 |
Drähte |
14.400 |
14.400 |
11.600 |
14.800 |
16.400 |
16.600 |
16.800 |
Leitmaterial |
3.000 |
3.200 |
3.600 |
4.200 |
4.800 |
4.400 |
5.000 |
Insgesamt |
2.520.800 |
2.412.200 |
2.018.700 |
2.455.200 |
2.443.000 |
2.411.300 |
2.949.300 |
Quelle: Gesamtverband der Aluminiumindustrie
Weitere Informationen (auch weltweite Zahlen) auf der Homepage des Gesamtverbandes der Aluminiumindustrie e.V. (GDA) http://www.aluinfo.de/index.php/produktion.html
Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen
In Deutschland wird mittlerweile inzwischen mehr Aluminium aus dem Kreislauf gewonnen als über den primären Bereich. Durch das Recycling werden Energie- und Wasserverbrauch, Abfallaufkommen, Emissionen und Rohstoffverbrauch reduziert.
Quelle der Abb.: Rombach. G.: Limits of Metal Recycling, in: Gleich, A. von; Ayres, R.; Gößling-Reisemann, S. (eds.): Sustainable Metals Management, zitiert in Nachhaltige Metallwirtschaft, S. 94
Bedingt durch die Legierungsbestandteile für Guss- und Knetlegierungen gelangen die Nebenbestandteile auch immer in die Recyclingmaterialien hinein. Dadurch steigt die Anzahl der Nebenbestandteile mit der Zeit an, was die Eigenschaften des Sekundäraluminiums beeinflusst. Derartige Störstoffe können aus der Schmelze mit vertretbarem Aufwand derzeit nicht wieder entfernt werden. Daher wird häufig mit Primäraluminium oder mit niedrig lagierten Schrotten "verdünnt". Heute wird Sekundäraluminium aus Altschrotten hüfig nicht zu Knetlegierungen, sondern zu Gusslegierungen verarbeitet. Sortenreines Sammeln und Sortieren wirkt diesem Sachverhalt entgegen. Die Weiterentwicklung von Trenntechnologien wird von der Aluminiumindustrie ebenfalls vorangetrieben.
In die Richtung sortenreines Sammeln und Sortieren handelt beispielsweise die Initiative A/U/F , die über Mitgliedschaften garantiert, dass Anwendungen im Baubereich aus Knetlegierungen nach ihrer Nutzung gesammelt werden, um diese wieder zu Pressbolzen zu verarbeiten. Damit wird der erneute Einsatz der Legierungen im Fenster und Fassadenbereich möglich.1
Altaluminium, Fabrikationsabfälle und Schrotte werden zu Sekundäraluminium erschmolzen. Der Energieverbrauch liegt hier bei nur ca. 5% des ursprünglichen Wertes.
Aus Sekundäraluminium werden z. B. Motorenteile, Vormaterialbänder für die Dosenproduktion, Felgen, Treibstoffbehälter, Profile für Fahrzeugindustrie und Bauwesen aber auch Maschinenbauteile, Komponenten für den Flugzeugbau, Druckluftbehälter und vieles mehr erzeugt.
Radioaktivität
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.
Aluminium und Aluminiumprodukte sind nicht radioaktiv und tragen daher nicht zur Strahlenexposition der Bewohner bei.
Landinanspruchnahme (Landuse)
Der Landverbrauch durch den Bauxitabbau ist wegen geringer Mächtigkeit der Erzschichten beträchtlich, es werden große Mengen Erde bewegt. Ausgeerzte Minen werden wieder rekultiviert. Aus den Flächen entstehen beispielsweise Nutzflächen für Ackerbau und Viehzucht.
Quellen
1Walter Lonsinger, A/U/F, www.a-u-f.com
Herstellung
Prozesskette
Herstellungsprozess
⇒ auch Metalle
Aluminium wird in einem zweistufigen Prozess erzeugt. In einem ersten Prozessschritt (Bayer-Verfahren) wird das in dem Bauxit-Erz enthaltene Aluminiumoxid mit Natronlauge aufgeschlossen. Dafür werden zunächst größere Bauxitbrocken zerkleinert und gemahlen, anschließend mit Natronlauge versetzt und im Autoklaven (200°C, 40 bar) zu Aluminiumhydroxid umgesetzt.
Bei diesem Vorgang bleiben die Oxide von Eisen, Titan und Silizium sowie viele giftige Schwermetalle ungelöst und fallen als Rückstandsprodukt im sogenannten Rotschlamm an. Dieser wurde früher in Gewässer abgeleitet, wird aber heute auf kontrollierten Deponien abgelagert oder für die Herstellung von Pigmenten weiterverarbeitet. Vor der Deponierung werden die Erzrückstände von der Natronlauge getrennt. Die Natronlauge wird im Kreislauf geführt.
Das gewonnene Zwischenprodukt Aluminiumhydroxid wird im Drehrohrofen oder nach dem Wirbelschichtverfahren bei etwa 1200-1300 °C zu Aluminiumoxid weiterverarbeitet.
In einem zweiten Arbeitsgang wird schließlich metallisches Aluminium durch Elektrolyse aus dem Aluminiumoxid nach dem Kryolith-Tonerde-Verfahren (Hall-Héroult-Prozess) gewonnen. Um den hohen Schmelzpunkt von Aluminiumoxid (über 2000 °C) herabzusetzen, mischt man es mit Kryolith Na3AlF6.
Dadurch lässt sich die Schmelze bei 950 - 970 °C durch die Stromwärme der Elektrolyse flüssig erhalten. Sie wird in speziellen Elektrolysezellen durchgeführt, die eine mit Kohle ausgekleidete, als Kathode fungierende Wanne besitzen. Das Metall sammelt sich dann am Boden dieser Wanne in flüssiger Form an. Als Anode dienen in die Schmelze eintauchende kohlenstoffhaltige Stäbe.
Das flüssige Hüttenaluminium wird aus den Elektrolysezellen abgesaugt, in die Gießerei übergeführt und nach Zusatz von Legierungsbestandteilen zu Walzbarren, Drahtbarren oder Pressbolzen gegossen. Aus den Walzbarren werden Bleche, Bänder oder Folien gewalzt. Die Pressbolzen werden zu Profilen oder Rohren gepresst und aus den Drahtbarren werden Drähte hergestellt.
Diese Knetlegierungen haben als Hauptlegierungselemente Magnesium, Mangan und Silizium, bei einigen seltenen Legierungen werden Kupfer oder Zink verwendet. Ihr Anteil liegt im Durchschnitt zwischen 2 bis 2,5 %.
Oberflächenvergütung
Anodische Oxidation
Durch die anodische Oxidation, dem sogenannten Eloxal-Verfahren, lassen sich Oxydschichten auf der Aluminiumoberfläche erzeugen, die 50- bis 5000-mal so dick sind wie seine natürliche Oxydhaut. Bei diesem Verfahren wird im Gegensatz zu den galvanischen Überzugverfahren eine metallische Schutzschicht nicht auf dem Werkstück abgeschieden, sondern durch Umwandlung der obersten Metallzone ein Aluminiumoxid gebildet. Diese Schichten sind keramisch hart und fest mit dem Metall verbunden. Sie verleihen dem Aluminium ein dekoratives Aussehen. Dies geschieht durch elektrolytische Behandlung der zu eloxierenden Gegenstände in mehr oder weniger verdünnten Lösungen von Schwefelsäure und Oxalsäure. Je nach Legierungsbestandteilen, Metallgefüge, Elektrolytzusammensetzung lassen sich gleichmäßige, vollkommen lichtechte, transparente, sowie graue, hell- bis dunkelbronzene und schwarze Oxydschichten erzeugen.
Anodisierungsschichten können mit organischen bzw. anorganischen Farbstoffen (Tauchfärbung) oder elektrolytisch in Metallsalzlösung (elektrolytische Färbung) gefärbt werden.
Galvanisieren
Aluminium kann mit allen galvanisch abscheidbaren (elektrolytisch) Metallen überzogen werden (z. B. vernickeln, verkupfern, verchromen, verzinken, verzinnen). Dabei muss vor dem Galvanisieren die sich auf der Oberfläche des Aluminiums befindliche natürliche Oxydschicht durch eine Oberflächenvorbehandlung mittels einer Reinigung, Entfettung und Beizung beseitigt werden, um die für das anschließende Galvanisieren erforderliche Oberflächengüte zu erreichen.
Umweltindikatoren / Herstellung
Einheitliche Werte zu Umweltindikatoren (z.B. Primärenergieaufwand, Treibhauspotential) liefert die Online-Datenbank ÖKOBAUDAT des Informationsportals Nachhaltiges Bauen. Die Plattform ÖKOBAUDAT stellt Umweltprofile für Bauprodukte bereit, die als erforderliche Datengrundlage für die Ökobilanzierung (Lebenszyklusanalyse) von Gebäuden eingesetzt werden. Für Bauprodukte gibt es dort Herstellungs- und End-of-Live-Datensätze. → Datenbank der ÖKOBAUDAT
In der Herstellung von Bauprodukten ist ein großer Anteil der verursachten Umweltbelastungen auf den Verbrauch von nicht erneuerbaren Energieträgern zurückzuführen. Der in den Datensätzen geführte "kumulierte Primärenergieaufwand nicht erneuerbar" (Graue Energie, PENRT) ist daher ein wichtiger Umweltindikator für den Ressourcenverbrauch und i.d.R. gleichgerichtet mit dem Treibhauspotential (GWP), einem wichtigen Indikator der Umwelt(aus)wirkungen.
Informationen zu ÖKOBAUDAT-Datensätzen im Zusammenhang mit dieser Produktgruppe finden sich in WECOBIS unter Fachinformationen / Reiter Zeichen & Deklarationen → Übersicht Umweltdeklarationen / Umweltindikatoren.
Energieaufwand
Zur Herstellung von 1 t Aluminium sind 2 t Aluminiumoxid bzw. 4 - 5 t Bauxit erforderlich. Es werden etwa 440 kg Elektrodenkohle, 100 kg Natronlauge, 16 kg Aluminiumfluorid (AlF), 390 kg Petrolkoks und ca. 15.000 kWh Strom bei der Elektrolyse benötigt. (Mehr als 50 % dieser Energie wird in Europa aus Wasserkraft bereitgestellt.) Dabei entstehen 0,7 - 1,5 t Rotschlamm und eine große Menge Abwasser, die über alle Wasch- und Reinigungsschritte bei 15,5 m³/t liegt.
Wenn Aluminium zurückgewonnen wird und zu neuem Aluminium erschmolzen wird, dann werden nur etwa 5-10 % der für die Primärproduktion erforderlichen Energiemenge verbraucht.
Quelle: Gesamtverband der Aluminiumindustrie e. V.
Für die Herstellung von Aluminiumprofilen und –blechen werden für alle Produktionsschritte bis hin zum Fertigprodukt (siehe Grafik Prozesskette) rund 135 GJ pro Tonne Aluminiumblech/profil nicht erneuerbare Energie eingesetzt. Dabei werden 9,2 t Treibhaus relevante Emissionen freigesetzt. Das Recycling von einer Tonne Aluminium benötigt rund 5,9 GJ nicht erneuerbare Energie und generiert 0,4 t Treibhaus relevante Emissionen.
Charakteristische Emissionen
Als Nebenprodukt entstehen bei der Schmelzflusselektrolyse von Aluminium Fluoride, die sich in den Abgasen der Aluminiumhütten wiederfinden und in den 70-80er Jahren zu erheblichen Emissionen beigetragen haben. Durch den Einsatz von Filtertechniken ist die Fluorbelastung der Umgebung erheblich reduziert worden. Vielmehr wird das Fluor heute rezykliert und im Kreislauf geführt, was zur Reduzierung des Bedarfs an AlF geführt hat. Weiter entstehen durch die Verbrennung der Anoden auch CO, CO2 und SO2 , die zu den Emissionen beitragen.
Maßnahmen Gesundheitsschutz
Bei der Herstellung von Aluminium ist auf persönliche Schutzausrüstung zu achten (Augen-, Gesichts-, Gehör-, Hautschutz).
Maßnahmen Umweltschutz
Insbesondere bei der Deponierung des Rotschlamms (Abfallprodukt aus dem Bauxitaufschluss mit Natronlauge) müssen besondere Umweltschutzmaßnahmen getroffen werden, dass die gelösten Schwermetalle nicht ins Grundwasser und den Boden gelangen.
Transport
Da Bauxit als Rohstoff für Aluminium in Deutschland nicht abgebaut wird und es deshalb z. B. aus Australien, Venezuela, Guinea, Guyana, Ghana und Brasilien importiert werden muss, kommt es zu langen Transportwegen, vorzugsweise auf dem Wasserweg per Schiff.
Verarbeitung
Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen
Aluminium ist sehr gut kalt und warm verformbar, lässt sich schweißen, löten, kleben und schmieden und besitzt eine hohe Leitfähigkeit für Strom und Wärme.
Aluminium und Aluminiumlegierungen können, wie andere Metalle auch, grundsätzlich durch Schmelzschweißen verbunden werden, allerdings nur unter dem Ausschluss von Sauerstoff, da auch während des Schweißens die Bildung einer Oxidschicht verhindert werden muss. Unterschiede in der Schweißbarkeit, abhängig vom Gehalt an Legierungsbestandteilen, engen die praktische Anwendung teilweise ein.
Löten dient zum Verbinden metallischer Werkstoffe mit Hilfe eines geschmolzenen Zusatzmetalls (Lotes), dessen Schmelztemperatur tiefer als die der Grundwerkstoffe liegt. Dabei müssen die Berührungsstellen der Grundwerkstoffe durch flüssiges Lot benetzt werden, ohne selbst an zu schmelzen. Dabei wird zwischen Hartlöten (Arbeitstemperatur 450° C bis 900° C für Aluminium bis ca. 600°C) und Weichlöten (Arbeitstemperatur unterhalb 450°C) unterschieden.
Arbeitshygienische Risiken
Allgemeines
Die Berührung von Flussmittel beim Löten mit der Haut, besonders bei Hautwunden, ist zu vermeiden, Werkstatt oder Arbeitsplatz sind ausreichend zu lüften (VBG 15). Bei Spritzern und Verätzungen ist wiederholtes Abspülen mit reinem Wasser notwendig, Verätzungen sollten nachfolgend ärztlich versorgt werden.
Maßgebend für die Sicherheit am Arbeitsplatz sind die Unfallverhütungsvorschriften. Hier ist besonders die Vorschrift Nr. 15 (UW VBG 15), Schweißen, Schneiden und verwandte Verfahren zu beachten.
AGW-Werte
Der Grenzwert für die alveolengängige Fraktion nach TRGS 900 für Aluminium-Feinstaub als Metall, Metalloxid und -hydroxid wurde mit 6 mg/m³ festgelegt.
Nach Wingis-Online beträgt der AGW für Aluminium 3 mg/m³ gemessen in der alveolengängigen Franktion.
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.
Aluminium wird als Stoff, Aluminiumlegierungen als Gemische/Zubereitungen eingestuft. Produkt bezogene Informationen gemäß CLP-Verordnung müssen daher in den Sicherheitsdatenblättern (SDB) der jeweiligen Produkte ausgewiesen sein.
Aluminiumbleche oder Formteile aus Aluminium können auch als Erzeugnis eingestuft werden. Informationen und Unterstützung zu den Auskunftsrechten finden sich unter www.reach-info.de.
Emissionen
Sehr feines metallisches Aluminiumpulver kann bei Kontakt mit Wasser oder Laugen entzündliche Gase bilden.
Umweltrelevante Informationen
Energiebedarf
Bei der Verarbeitung von Aluminiumbauteilen wird Energie zum Umformen (Biegen/Anpassen) von Blechen oder Fügen benötigt.
Wassergefährdung
Nach derzeitigen Erkenntnissen liegt keine Wassergefährdung durch Aluminium vor.
Transport
Aufgrund der hohen Energiepreise gibt es in Deutschland nur noch wenige Standorte an denen Aluminium produziert wird. 2005 mussten beispielsweise die Aluminiumwerke Stade und Hamburg schließen.1 Das Aluminiumwerk in Hamburg wurde 2007 von neuen Besitzern wieder in Betrieb genommen.2
Quellen
1 BGR Rohstoffinformationen 2012, Online-Quelle (abgerufen 10/2014)
2 Trimet Aluminium Historie, Online-Quelle (abgerufen 04/2014)
Nutzung
Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung
Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum
Nach bisherigem Kenntnisstand erfolgt keine Schadstoffabgabe bei bestimmungsgemäßer Nutzung.
Biologische und toxikologische Bedeutung
Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich auf Aluminiumverbindungen, nicht aber auf metallisches Aluminium.
"Aluminium ist in allen Lebewesen, Pflanzen und Tieren enthalten. Der Körper gesunder erwachsener Menschen bekommt etwa 10 bis100 mg Aluminium täglich mit der Nahrung, nur etwa 1 bis 2% von Aluminium wird im Körper gespeichert. Aluminium findet sich in allen Organen und in den Knochen. Besonders hoch ist der Aluminiumgehalt in der Haut, den Haaren sowie der Lunge."
Quelle: Metalle in der Umwelt, Seite 303
In der Umwelt werden in den sauer gewordenen Gewässern zunehmend lebensfeindliche Mineralien aus dem Gestein auflösen, die vorher unlöslich waren. So konnte in vielen Bächen und Flüssen in der letzten Zeit eine angestiegene Aluminiumkonzentration nachgewiesen werden. Das hat in vielen Bächen ein extremes Artensterben ausgelöst. Neben diesen ökologischen Folgen konnte auch festgestellt werden, dass das Trinkwasser zunehmend mit Aluminium belastet wird. In Nord- und Nordostbayern wurden in Wasserwerken Aluminiumkonzentrationen von bis zu 9 mg/l gemessen. Die EU Grenzwert für Aluminium in Trinkwasser beträgt 0,05 mg/l, zulässiger Höchstwert 0,2 mg/l.
"Manche Pflanzen reichern Aluminium sehr stark an (bis zu 100 mg/g Trockengewicht). Freie Aluminium-Ionen (in saueren Böden) können für die Pflanzen toxisch sein. Bei Konzentrationen in der Bodenlösung von 10-20 mg/L treten Wurzelschäden und Wachstumsstörungen der Pflanzen auf, dabei reagieren landwirtschaftliche Kulturpflanzen empfindlicher schon ab 1,2 bis 1,5 mg/l."
Quelle: Scheffer/Schachtschabel: 1998:S.329, sowie
www.rz.uni karlsruhe.de/~dg21/geochem0304/AlSi.pdf (Seminararbeit „Aluminium und Silizium: von der Lagerstätte bis zur Verwendung“ S. 14)
Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall
Brandfall
Aluminium selbst ist nicht brennbar (A1). Seine Wärmeleitfähigkeit ist mehr als 3-mal so hoch wie bei Stahl. Ein brandschutztechnischer Vorteil des Aluminiums liegt darin, dass dieses Metall oft keine statische Aufgabe übernehmen muss, sondern für Fenster, Türen, Geländer und Beschläge, also im Innenausbau verwendet wird. Aufgrund der niedrigen Schmelztemperatur von 660°C geht eine gewisse Gefahr der Brandverbreitung durch flüssiges tropfendes Metall aus, wodurch die Brandbekämpfung erschwert wird.
Wassereinwirkung
Durch Oberflächenbehandlung oder die natürliche Oxidschicht von Aluminium und Aluminiumlegierungen sind diese im pH-Bereich von 5-8, d. h. auch bei Wassereinwirkung, beständig.
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“.
Instandhaltung
Oberflächen von Aluminiumbauteilen können im Laufe der Zeit verfärben. Diese Verfärbungen können in der Regel mit einfachen Haushaltsreinigungsmitteln beseitigt werden. 1
Quellen
1 alu provasystem, Online-Quelle (abgerufen 10/2013)
Nachnutzung
Wiederverwendung / Wiederverwertung / Beseitigung
„Die Recyclingraten liegen in den wichtigsten Verwendungsbereichen zwischen 85 und 95 Prozent und bei Produktionsschrotten bei nahezu 100 Prozent Daher wird Aluminium überwiegend nicht "verbraucht", sondern "genutzt" und anschließend immer wieder erneut nutzbar gemacht.“
Quelle: GDA http://www.aluinfo.de/index.php/alu-lexikon.html?lid=74
Umwelt- und Gesundheitsrisiko Rückbau
Bauelemente aus Aluminium können ohne größere Umwelt- und Gesundheitsrisiken zurückgebaut werden. Geschraubte Verbindungen sind dabei leichter zu trennen als geschweißte, gelötete oder geklebte Verbindungen, was den Rückbau erleichtert.
Wiederverwendung
Bauteile aus Aluminium, können je nach Zustand direkt wiederverwendet werden, oder wenn das nicht möglich ist der stofflichen Verwertung zugeführt werden.
Stoffliche Verwertung
Zurzeit kommen rund 96 % des im Bauwesen anfallenden Aluminiumschrotts in den Verwertungskreislauf zurück. Dieses Sekundäraluminium wird heute häufig für Gusslegierungen verwendet.
Im Gussaluminium ist der Recyclatanteil sehr hoch. Für im Bauwesen eingesetzte Bleche und Profile wird derzeit aufgrund der geforderten Legirungen aber auch wegen der nicht vorhandenen Schrotte Primäraluminium verwendet.
Während der Produktion anfallende Reststoffe werden, wenn sie nicht wieder am Ort der Entstehung eingesetzt werden, von den Sekundärhütten oder den Hüttengießereien eingeschmolzen. Die nach dem Gebrauch der aluminiumhaltigen Güter entstehenden Altstoffe werden aufbereitet und dann wieder zu Legierungen verarbeitet.
Die Aktivitäten der Industrie zur Erhöhung der Recyclingquote waren sehr erfolgreich. In die Richtung sortenreines Sammeln und Sortieren handelt beispielsweise die Initiative A/U/F, die über Mitgliedschaften garantiert, dass Anwendungen im Baubereich aus Knetlegierungen nach ihrer Nutzung gesammelt werden, um diese wieder zu Pressbolzen zu verarbeiten. Damit wird der erneute Einsatz der Legierungen im Fenster und Fassadenbereich möglich.1
Allerdings ist das Problem der Kennzeichnung und der erforderlichen sortenreinen Trennung für die Schließung von Kreisläufen ohne Qualitätsverlust noch nicht abschließend gelöst.
Energetische Verwertung
Eine energetische Verwertung von Aluminiumprodukten ist in Abhängigkeit ihrer Beschaffenheit möglich. Zum Beispiel können Folien in der Müllverbennung oxidieren. Dabei wird Energie freigesetzt. Nicht geschmolzenes Aluminium und geschmolzenes Aluminium werden über Wirbelstromabscheider aus der Bodenasche zurückgewonnen und dem Kreislauf zugeführt. Befindet sich das Aluminium in den Flugstäuben, kann es durch Feuchtigkeit chemisch reagieren. Dadurch kann es zu einer Verpuffungsreaktion kommen, die zu Risiken der Arbeitssicherheit beim Transport und Entsorgung führen kann.2
Beseitigung / Verhalten auf der Deponie
Da Aluminium fast vollständig im Kreislauf geführt wird, fallen nur geringe zu deponierende Mengen Aluminium an, bei denen es nach derzeitigem Wissenstand keine Probleme bei der Deponierung gibt.
EAK-Abfallschlüssel
12 01 03 | NE-Metallfeil- und -drehspäne |
12 01 04 | NE-Metallstaub und -teilchen |
12 01 13 | Press- und Stanzabfälle (Abfälle aus der mechanischen Formgebung) |
16 01 17 | Nichteisenmetalle |
17 04 02 | Aluminium (Bau- und Abbruchabfälle) |
19 10 02 | NE-Metall-Abfälle |
19 12 03 | Nichteisenmetalle |
Quellen
1 Walter Lonsinger, A/U/F, www.a-u-f.com
2G. Magel, W. Spiegel: Wasserstoffbildungspotential von MVA-Flugstäuben (L24)(http://www.chemin.de/Publikationen/PDF/vo-29-2.pdf)