Disabled Javascript!  

Science Library.info

 You are reading this message because you have attempted to access a page on www.umwelt.science which requires Javascript to be enabled.

Javascript is an essential tool for much functionality on the internet, and is perfectly safe to use, since modern browsers prevent abusive use. If you have it disabled, you will not be able to run any interactive software.

You can enable it from the menubar of your browser, following these instructions: Instructions for enabling Javascript on different Browsers

Wörterbuch

Baumaterialien

Die nachhaltige Entwicklung erfordert Abfallminimisieren, und der Energieverbrauch zu reduzieren. Wie erfolgreich ist die Bauindustrie, ihre Obligationen gegen die nachhaltige Wirtschaft zu realisieren?

  • Asbest
    • Asbest ist ein faserförmiges Mineral, das verschiedene Formen aufweist: Chrysotil (Serpentingruppe, Weißasbest), Krokydolith (Magnesioriebeckit), Hornblend (Blauasbest), Grunerit (Brauner Asbest), Anthophyllit, and Aktinolith. Chrysotil ist die weitesten verbreitete Art von Asbest für technische Anwendungen und als Baumaterial in Form von Asbestzement, Asbestpappe, und Spray Asbest.

      Asbest war ein sehr weit verbreitetes Mineral bis in die 1980-er Jahre. Seit 1989 in der Schweiz und 1993 in Deutschland, die Herstellung und Verwendung von Asbest ist weitgehend verboten, wenn auch nicht total. Seit 2005 gilt ein EU-weites Verbot. Leider findet es immer noch große Produktionsmenge in bestimmten Ländern, trotz starker Kritik und Beweise für die Verbindung zwischen dem Einatmen von Asbestfasern und die spätere Entwicklung von Krebs (Asbestose und Mesotheliom).

      Asbest ist widerstandsfähig gegen Hitze (bis 1000 °C), nicht brennbar, isoliert (Temperatur, Feuer, Schall, Elektrizität), und ist resistent gegen aggressive Chemikalien, einschliesslich schwache Säuren. Es bat auch eine hohe Zugfestigeit und ist verrottungsfest.

      Chemische Formular: (Mg,Fe,Ni)3Si2O5(OH)4

      Es gibt etwa 3000 verschiedene Produkte aus oder mit Asbest gemacht. Asbest könnte in 80 Prozent der Häuser Europas vorhanden sein. Bauarbeiter sind ständig in Gefahr mit Asbest in kontakt zu kommen.

      In der Schweiz gilt seit 1989 ein breites Asbestverbot. Gebäude, die vor dem Asbestverbot gebaut wurden, eine Gesundheitsgefährdung darstellen. Dabei ist jegliche mechanische Bearbeitung (schleifen, bohren, fräsen, brechen, sägen) gefährlich, weil dabei teils grosse Mengen an Asbestfibern freigesetzt werden.

      MAK (Maximale Arbeitsplatz-Konzentrationen) -Werte in der Schweiz: 0,01 Asbestfasern/ml:

      Für Fasermasse: Länge >5 um, Durchmesser < 3 um, Verhältnis Länge : Durchmesse < 3:1 - Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (SUVA): Grenzwerte am Arbeitsplatz 2015 – MAK-Werte, BAT-Werte, Grenzwerte für physikalische Einwirkungen, [Stand 9.11.2015]

      Mesothelioma
      Mesothelioma-Krebsfälle von Asbest in der Luft

      Entsorgung in Deutschland: seit dem Jahr 1993, gilt ein praktisch absolutes Verbot der Nutzung von Asbest in Deutschland (GefStoffV). Weil Asbest nicht im Entsorgungskatalog verzeichnet ist, auf den meisten Deponien durfte Asbest nicht angenommen werden. Verschiedene Abfallverwertungsverfahren werden erarbeitet, um die Sondermüllkosten zu senken:

      - mechanische Zerkleinerugnsverfahren, wobei Fasern unter 1 um Faserlänge sind als nicht mehr gefährlich angesehen

      - thermische Verfahren und Verglasung. Unmögliche Veraussetzung von Fasergehalt Null in der Abluft machte diesen Verfahren unpraktish.

      Am 1. Januar 2005 haben die EU-Staaten ein generelles Asbestverbot beschlossen, denn Asbeststaub ist hochgradig Krebs erregend; da aber vom Kontakt mit dem Asbest bis zum Ausbruch der Krankheit meist mindestens 10 bis 15 Jahre vergehen, kommt - so eine Schätzung im europäischen Parlament - bis zum Jahr 2030 eine Welle von zirka 500.000 Asbest-Toten auf Europa zu.

      Während die meisten Industrieländer in der Überzeugung einig sind, dass Asbest verboten sein sollte, wird Asbest leider in den Entwicklungs- und Schwellenländern immer häufiger eingesetzt. Das ist weil Asbest billiger ist als Ersatzstoffe, und Gafahren für Arbeiter sind auf ein nidriger Prioritätsebene gesetzt.

        Asbestproduktion (2011 / '000 Tonnen pro Jahr):
      • Russland 1.000
      • China 440
      • Brasilien: 302
      • Kasachstan 223
      • Kanada: 50
      • Indien: 19
  • Asbestsanierung
    • In der Schweiz wurden zwischen 1930 und 1980 viele Baumaterialien und Gegenstände verwendet, die Asbestfasern enthalten. Asbestfasern in der Lunge verursachen schwere Erkrankungen, vor allem bei beruflich exponierten Personen. Seit 1989 ist deshalb die Verwendung von Asbest generell als Baumaterial in der Schweiz verboten. Zu diesem Zweck hat die Schweiz die ILO Asbest Übereinkommen über die Verwendung von Asbest in Bezug auf Sicherheit, in der ab 1993 ratifiziert ab.

      Die schweizerische Bauarbeitenverordnung, Artikel 3 hält fest, was vor Ausführung von Bauarbeiten zu tun ist.

      In Art. 3, Planung von Bauarbeiten, aus Kapitel 2 der Verordnung über die Sicherheit und den Gesundheitsschutz der Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer bei Bauarbeiten, ist aufgeführt:

      »Besteht der Verdacht, dass besonders gesundheitsgefährdende Stoffe wie Asbest oder polychlorierte Biphenyle (PCB) auftreten können, so muss der Arbeitgeber die Gefahren eingehend ermitteln und die damit verbundenen Risiken bewerten. Darauf abgestützt sind die erforderlichen Massnahmen zu planen. Wird ein besonders gesundheitsgefährdender Stoff im Verlauf der Bauarbeiten unerwartet vorgefunden, sind die betroffenen Arbeiten einzustellen und ist der Bauherr zu benachrichtigen.« [29.6.2005, Stand 1.11.2011] .

      Im weiterem, seit 2009 besteht für Asbest eine Ermittlungspflicht. Vor Umbauten und Renovationen muss abgeklärt werden, ob Asbest im Gebäude vorhanden ist.

      Das Problem ist gross, weil zurzeit Asbest sich findet in über 3000 Anwendungen und Produkten, einschliesslich:

      Dachschindeln, Dach-Wellplatten, Fassadenverkleidungen, Rohre und Rohreisolierung, Teile für elektrische Geräte, Füllstoff, Trenn- und Gleitmittel in der Kabel-, Reifen- und Gummiwarenherstellung, Bremsbelägen, Dichtungen, Fußbodenbelägen aus Kunststoff, Schnüre in alten Fensterdichtungen...

      Aus der Umgebungsluft gefilterter Asbeststaub wird nach der Norm VDI 3492 mittels Rasterelektronenmikroskop und Röntgenstrahlen nachgewiesen.

      Asbest ist als eine Kategorie von kontrollierter Abfall unter Anhang I des Basler Übereinkommens über die Kontrolle der grenzüberschreitenden Verbringung gefährlicher Abfälle und ihrer Entsorgung aufgeführt [1992].

      zuständige Behörden

      BAG (Bundesamt für Gesundheit) is ist verantwortlich für die Klassifizierung von Krebs erregenden Stoffe unter den Toxic Substances Act, und gibt die Information der Öffentlichkeit über Grenzwerte für die Raumluftkonzentrationen.

      BAFU (Bundesamt für Umwelt) überwacht die Umsetzung der Gefahrstoffverordnung. Es überwacht das Verbot der Verwendung, den Verkauf und die Einfuhr von Asbest und Produkte, die Asbest enthalten, sowie die Entsorgung von Asbest.

      SUVA (Schweizersiche Unfallversicherung): mit Arbeitssicherheit und des entsprechenden Arbeitgeberpflichten betroffen. Verantwortlich für die Verhinderung von Berufskrankheiten durch Asbest am Arbeitsplatz. SUVA definiert TLV (threshold limit values/ Grenzwerte) für Stoffe, die gefährlich für die menschliche Gesundheit sind.

      Kantone und Gemeinden: Bau-Codes, die Asbestsanierung betreffen.

      KAI (Kantonale Arbeitsinspektorate) und SECO (Staatssekretariat für Wirtschaft): Behörden für die Durchführung von Arbeitsschutzmassnahmen.

      FACH

      FACH (Koordinationsgruppe Forum Asbest der Schweiz) wurde 2002 gegrundet, um die Verfahren zu vereinfachen, und die Kontrolmassnahmen zu koordinieren.

      Die Verordnung über die Bekämpfung der Luftverschmutzung (CH) anzeigt Chrysotil und andere Asbestformen als krebserregende Stoffe, Klasse 1. Diese Stoffe müssen so weit wie technisch und betrieblich möglich und wirtschaftlich tragbar eingeschränkt werden, jedoch nicht mehr als 0,1 mg m3 bei einer Massenflussrate von 0,5 g / h.

      Es gibt keine gesetzlichen Grenzwerte für Schadstoffe in der Umgebungsluft in den privaten Wohnungsbau, obwohl sie betont, dass die Konzentrationen von über 1.000 m -3 sollte nicht toleriert werden.

      MAK (maximale Arbeitsplatzkonzentation) = 0.01 lungengängiger Asbestfasern LAF / ml Luft (= 10k RAF / m3 Luft).

  • Zement
    • Zement un Beton sind wichtige Baustoffe, bei exponentiell wachsenden Raten produziert (19 Gt in 2010). China allein produziert mehr als die Hälfte aller Beton der Welt für seine massiven Tiefbauprojekte.

      Kalkstein

      Kalkstein ist ein Sedimentgestein, ein gewöhnlicher Baustein, der für seine ästhetischen Qualitäten verwendet wird. Kalkstein ist besonders anfällig für Erosion durch sauren Regen.

      Kalkstein entstand aus den Ablagerungen von Schalen und Skeletten diverser Meeresorganismen, und beinhaltet Kalzium in Form von Aragonit und Kalzit.

      Kalkstein kann unterschiedliche Formen (kristalline, klastische, körnige oder nicht-körnige) annehmen. Seine Grundform ist weiss, aber Verunreinigungen können zu Färbungen führen. Kalkstein kann sich über eine Metamorphose zu Marmor rekristallisieren.

      Puzzolan

      Puzzolan ist ein Inhaltsstoff in der Betonrezeptur. Es reagiert chemisch mit CaOH (Kalziumhydroxid) und Wasser, um die Bindung und strukturelle Festigkeit von Beton hinzuzufügen.

      Puzzolan ist vulkanischer Asche und wurde von den Römern dem Beton beigefügt. Der Name leitet sich von Pozzuoli, Neapel, wo die vulkanischen Bimssteine und Tuffen von Mt. Vesuvius von den Römern abgebaut wurden.

      Die römische Betonherstellung-Technik war bis zum 15. Jahrhundert verschollen. Erst due Entdeckung des Buchs De architectura, des römischen Architekten Vitruv, gab wieder Einblick in die 'Rezeptur' der Kalk-Puzzolan Bindemittel. Im 18. Jahrhundert wurde Portlandzement, auf der Basis eines leicht verfügbaren Kalksteins, die vorherrschende Form.

      Belit

      Belit ist ein Mineral in Portlandzement, und ist für dessen 'späte Stärke' bei der Aushärtung verantwortlich. Die Hauptkomponente des Belit ist Dikalziumsilikat, Ca2SiO4.

      Alite

      Alit ist der gemeinsame Name für Trikalziumsilicat, Ca3SiO5. Alit ist das Mineral in Portlandzement, das während der Aushärtung die Frühfestigkeit sichert.

      Klinker

      Klinker ist ein Gemisch aus Kalziumsilikaten, meistens Alit (Ca3SiO5) und Belit (Ca3SiO4), und ist das Produkt der Sinter von Kalkstein und Alumosilikat Mineralien bei der Herstellung von Zement.

      Flugasche

      Flugasche entsteht während der Kohleverbrennung und entweicht den Öfen und Abgasen im Gegensatz zur Bodenasche, welche auf dem Boden der Kesselkammer zurückbleibt.

      Flugasche ist leicht von Abgasen zu entfernen. Elektrostatische Abscheider laden die Partikel mit elektrostatischer Ladung, welche von geladenen Platten angezogen werden.

      Flugasche kann in der Betonproduktion verwendet werden, als Ersatz für Portlandzement. Sie enthält variierende Mengen an Siliziumdioxid und Oxide von Aluminium und Kalzium.

      Das US-EPA hat Steinkohlenflugasche nicht als gefährlichen Abfall eingestuft (Ruling Dezember 2014 der RCRA, Ressourcenschonung und Recovery Act). Allerdings Flug- und Bodenasche aus anderen Verbrennungsanlagen, wo zB. die Kraftstoffquelle ist Abfall, kann als Gefahrgut deklariert werden.

  • Sedimentgestein
    • Kalkstein ist ein Sedimentgestein, ein gewöhnlicher Baustein, der für seine ästhetischen Qualitäten verwendet wird. Kalkstein ist besonders anfällig für Erosion durch sauren Regen.

      Kalkstein entstand aus den Ablagerungen von Schalen und Skeletten diverser Meeresorganismen, und beinhaltet Kalzium in Form von Aragonit und Kalzit.

      Kalkstein kann unterschiedliche Formen (kristalline, klastische, körnige oder nicht-körnige) annehmen. Seine Grundform ist weiss, aber Verunreinigungen können zu Färbungen führen. Kalkstein kann sich über eine Metamorphose zu Marmor rekristallisieren.

      Durch erhöhte Säure im Regen, kann Kalkstein aufzulösen, um Höhlen zu verlassen. Dies führt zu gefährlichen Bodensenkungen Ereignisse.

  • NOx-Adsorption von Beton
    • Beton ist in der Vergangenheit eine Quelle der Luftverschmutzung gewesen, vor allem NOx und CO2. Neue Mischungen und Konstruktionsmerkmale ermöglichen Beton diese Schadstoffe aus der Luft zu adsorbieren, um dadurch einen Reinigungsvorteil zu gewährleisten.

      Adsorption wird von der IUPAC (Internationale Union für reine und angewandte Chemie) definiert als die „Anreicherung von Stoffen aus Gasen oder Flüssigkeiten an der Oberfläche eines Festkörpers, allgemeiner an der Grenzfläche zwischen zwei Phasen.“

      Der Schweizer Gotthard-Strassentunnel erlebt ein tödliches Feuer im Oktober 2001. Zwei Lastwagen kollidierten, und das resultierende Inferno tötete 11 Menschen und verletzte viele andere. Die meisten Todesfälle wurden durch den Aufbau von giftigen Rauch aus dem brennenden Kraftstoff verursacht. Die strukturelle Integrität des Tunnels wurde stark beschädigt, und verursachte einen Zusammenbruch als die Betonauskleidung scheiterte.

      Der Unfall förderte Untersuchungen, wie Beton verbessert werden kann, um ihn sicherer und feuerbeständiger zu machen. Es ist immer angenommen worden, jedoch, dass Beimengungen, die Eigenschaften ändern, wie Feuerverzögerung und Adsorption/Absorption, durch einen Verlust der Festigkeit, Härte oder Elastizität bezahlt würden mussen.

      Ein Team von Forschern im Süden der Schweiz begann mit der innovativen Idee mit der Einschließung von Aktivkohle in Beton zu experimentieren. Zu ihrer Freude, es funktionierte nicht nur die Feuerbeständigkeit zu verbessern, sondern führte zu einer erstaunlichen Entdeckung: Aktivkohle in Beton kann auch Schadstoffe aus der Luft saugen!

      In der Tat, ihrer Beton so viel CO2 und NOx sequestrieren kann, bietet er eine Netto-Senke für den Schadstoffen. Der Einsatz Beton dieser Art kann nicht nur die Umweltauswirkungen der Herstellung des Zements selbst eliminieren, aber kann weiterhin die Luft von NOx und CO2 aus anderen Quellen für Jahrzehnte reinigen. Und der neue Beton zeigt keinen Verlust an Festigkeit, Haltbarkeit oder Langlebigkeit.

      Die Kombination dieser bemerkenswerten Eigenschaften mit seinem verbesserten Brandschutz macht diesen neuen Beton besonders geeignet für den Einsatz in Straßentunneln, wo die Anhäufung von Fahrzeugabgasen, mit Brandgefahr kombiniert, ein allgegenwärtiges Gefahr darstellt.

      "Wir haben die Idee bekommen, als wir maßgeschneiderte Betonmischungen für die AlpTransit-Eisenbahntunnel Projekt entwickelt haben," sagt der führende Ingenieur und Forscher Michel Di Tommaso, von IMM, die Istituto Meccanica dei Materiali im Tessin, der italienischsprachige Kanton der Schweiz. "Der Gotthard-Straßentunnel-Brand war ein Weckruf. Der Beton sie benutzt hatten, schlug fehl, dank Abplatzungen (Eng. spalling) - das ist, wenn Wassermoleküle durch die Hitze in die Betonmatrix verdunsten, und so eingeschlossen haben nirgendwo zu gehen - dann platzt der Beton... wie Popcorn."

      Ein standard Anti-Spalling Technik in der Betonherstellung ist die Einbeziehung von Polypropylen (PP). PP schmilzt, wenn es ein Feuer gibt, und den ganzen Beton Mikrorisse bekommt, die bieten Platz und Wege für den Wasserdampf zu entkommen und katastrophalen Druckaufbau zu vermeiden.

      "Obwohl PP das Abplatzen Problem mildert, hilft es gar nichts bei der Frage der Schadstoffe, die ein noch ernsteres Problem ist." Di Tommaso und sein Team sich entschieden, zu untersuchen, ob es eine Alternative gäbe, die eine Zwei-in-Eins-Lösung bieten könnte: noch stärkere Feuersicherheit, mit Schadstoffreinigung.

      Die Gase, über den die Umweltschützer am meisten sorgen, sind die Gruppe von Verbindungen, die durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen entstehen. Die Emissionen umfassen verschiedene Kombinationen von Stickstoff und Sauerstoff, allgemein bekannt als NOx. Die häufigste NOx aus Autoabgasen sind NO und NO2. Letzteres ist ein photosynthetisches Gas, das unter Sonnenlicht Ozon erzeugt, noch ein großes städtisches Schadstoffproblem. Es wird auch mit Wasser in Wolken reagieren, um saurer Regen zu bilden.

      Die Schweiz verbraucht viel Beton in ihrer enormen Tiefbauprojekten, wie dem neuen AlpTransit Eisenbahntunnel, der längste der Welt, dieses Jahr abgeschlossen. Aber Europas Verbrauch ist klein im Vergleich zu China, das derzeit 53% der jährlichen Betonherstellung der Welt verbraucht. Etwas in der Größenordnung von 5,5% bis 6,5%1 der anthropogenen Treibhausgase sind das Ergebnis der Zementproduktion für Beton allein. Umwandlung der über 4 Milliarden Tonnen Zement jährlich produziert in eine Netto-Senke wird mehr als 3 Milliarden Tonnen CO2 sparen.

      "Das Biochar scheint eine Möglichkeit zu bieten, Beton nachhaltig zu machen, welches alle anderen Qualitäten, die wir brauchen über eine breite Palette von Anwendungen besitzt," sagt Michel Di Tommaso. "Die Wissenschaft hat gezeigt, dass es funktioniert. Alles, was wir jetzt tun müssen, ist die Industrie zu überzeugen, ihre Gewohnheiten zu ändern - aus den richtigen Gründen."

      IMM SA ist ein Unternehmensmitglied der Umwelt.Science, und für weitere Informationen über ihre Forschung sehe ihre Mitgliederseite: Corporate Member Homepage: umwelt.science/IMM.

      Ein Profil über den Forscher Michel Di Tommaso ist auch vorhanden: Profil: Michel Di Tommaso.

      1 Cemnet.com: Harnessing CO2