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Fachinformationen
Kalksandsteine
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BegriffsdefinitionKalksandsteine sind dampfgehärtete Steine aus Kalk und Quarzsand zur Herstellung von Mauerwerk. Steine aus Kalksandstein sind üblicherweise in den Steinrohdichteklassen (RDK) 1,2 bis 2,2 erhältlich. In der Praxis werden im Wesentlichen für Lochsteine die RDK 1,4 - 1,6 und für Vollsteine die RDK 1,8 - 2,2 verwendet. Wärmetechnisch optimierte Kalksandsteine, welche zur Reduzierung linienförmiger Wärmebrücken eingesetzt werden, sind in den Steinrohdichteklassen 1,0 und 1,2 erhältlich. Die Kalksandstein-Industrie ist der zweitgrößte Hersteller von Wandbaustoffen in Deutschland (Architekten Informationssystem, 2006). |
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Wesentliche BestandteileKalksandsteine bestehen aus Kalk, Sand, Zuschlagstoffen (Gesteinsmehlen) und Wasser. |
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CharakteristikKalksandsteine sind maßgenau, druckfest, schalldämmend, Wärme und Feuchte speichernd bzw. regulierend. Um dem Anspruch an ein hohes Wärmeschutzniveau gerecht zu werden, werden bei beheizten Gebäuden nur folgende KS-Außenwandkonstruktionen eingesetzt: zweischaliges KS-Mauerwerk mit Wärmedämmung und einschaliges KS-Mauerwerk mit Wärmedämmverbundsystem (WDVS) bzw. mit hinterlüfteter Außenwandbekleidung. KS-Vormauersteine und KS-Verblender sind frostwiderstandsfähig. Die Eigenschaften und die Verwendung von Kalksandsteinen sind in DIN EN 771-2 in Verbindung mit der Anwendungsnorm DIN 20000-402 festgelegt. |
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Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und GesundheitsrelevanzKalksandstein besteht aus natürlich vorkommenden Rohstoffen ohne Zugabe chemischer Bestandteile. Als einziges Bindemittel wird Kalk verwendet. Die Grundrohstoffe sind in ausreichendem Maße vorhanden. Außerdem enthalten Kalksandsteine nur sehr geringe Konzentrationen an radioaktiven Isotopen. Der Sand wird meist in der Nähe des jeweiligen Kalksandsteinwerkes gewonnen. Die Lagerstätten werden nach dem umweltschonenden Abbau der Rohstoffe rekultiviert und stehen zur Nutzung z.B. als Naherholungsgebiete wieder zur Verfügung. Kalksandstein-Recycling: KS-Steine werden mit Brechwerken zerkleinert, und die so entstandene Recycling-Gesteinskörnung kann für die unterschiedlichsten Zwecke verwendet werden (Vegetationsbaustoff, Beton- und Straßenbau, Deponiebau, etc.), in sortenreiner Form auch wieder für die KS-Produktion. |
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LieferzustandKalksandstein wird in folgenden Formaten geliefert (DIN 20000-402):
Es werden folgende Steintypen nach DIN 20000-402 unterschieden (zusätzliches Kurzzeichen in Klammern):
Außerdem sind folgende Bauteile zur Systemergänzung und Sonderprodukte erhältlich:
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Anwendungsbereiche (Besonderheiten)Kalksandsteine werden für tragendes und nicht tragendes Mauerwerk vorwiegend zur Erstellung von Außen- und Innenwänden von Gebäuden verwendet. Sie eignen sich auch für die Erstellung von Kellerwänden. Spezialanwendungen sind Sichtmauerwerk, Kalksandsteinvormauersteine und Verblendungen / Verkleidungen. |
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DIN V 106 Kalksandsteine mit besonderen Eigenschaften DIN 20000-402:2017-01: Anwendung von Bauprodukten in Bauwerken – Teil 402: Regeln für die Verwendung von Kalksandsteinen nach DIN EN 771-2:2015-1. Rich, Hans (2004): Kalksandstein. Die Maurerfibel. 7. Auflage. Online-Quelle (abgerufen im März 2013) Architekten Informationssystem (2006): Kalksandstein 16. Jan 2006 Hrsg. Bundesverband Kalksandsteinindustrie e.V: Kalksandstein. Planungshandbuch. Planung, Konstruktion, Ausführung, Hannover, 6.1 Auflage 2015. |
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Kalksandsteine
Risikobetrachtung Lebenszyklusphasen |
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Kalksandsteine
Planungs- und Ausschreibungshilfen |
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Kalksandsteine
Umweltdeklarationen |
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Kalksandsteine
Bewertungssystem |
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Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB)Referenz |
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BNB-Kriterium BN_1.1.6 Risiken für die lokale Umwelt (Neubau)Referenz |
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BNB-Kriterium BK_1.1.6 Risiken für die lokale Umwelt (Komplettmodernisierung)Referenz |
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BNB-Kriterium BN_3.1.3 - InnenraumhygieneReferenz |
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BNB-Kriterium BN_4.1.4 - Rückbau, Trennung, VerwertungReferenz |
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QuellenReferenz |
Kalksandsteine
Technisches |
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Technische Daten
1 Loch- und Hohlblocksteine, 2 Voll- und Blocksteine |
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Referenz |
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Technische Regeln (DIN, EN)Bei den hier genannten Technischen Regeln handelt es sich um eine Auswahl, für weitere Normen siehe Beuth-Verlag.
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QuellenBundesverband Kalksandstein Industrie e.V.: Eigenschaften und Stoffwerte Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) 2021/1; Amtliche Mitteilungen 2022/1 (Ausgabe: 17. Januar 2022 mit Druckfehlerberichtigung vom 4. März 2022) (zuletzt abgerufen am 9.9.2022) |
Kalksandsteine
Literaturtipps |
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Kalksandsteine
Rohstoffe / Ausgangsstoffe |
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Hauptbestandteile
Zusammensetzung eines Kalksandsteins (gemäß Richtrezeptur der Tabelle unten) Kalksandsteine werden aus Kalk, Quarzsand, Zuschlagstoffen (Gesteinsmehle) und Wasser hergestellt. Es werden keine chemischen Zusätze benötigt, ein entsprechender Einsatz ist nicht bekannt. Zur Farbgebung, insbesondere bei Vormauersteinen und Verblendern, werden Eisenoxid- und Chromoxidpigmente verwendet. Anteil der Rohstoffe im Produkt und durchschnittlicher Verbrauch an Rohstoffen pro Tonne (t) Kalksandstein (Starzner S. & Wurmer-Weiss P. (2000))
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Umwelt- und Gesundheitsrelevanz
Zusammensetzung eines Kalksandsteins nach Rohstoffherkunft Kalksandstein besteht aus natürlich vorkommenden Rohstoffen ohne Zugabe chemischer Bestandteile. Gewinnung der PrimärrohstoffeDie Produktionsstandorte befinden sich in der Nähe natürlicher Sandvorkommen. Quarzsand wird meist im Nassverfahren mit Baggern aus Flüssen oder Seen gewonnen. Bei der Gewinnung und Aufbereitung von Quarzsand bestehen an allen Arbeitsplätzen mit unmittelbarem Zugang zum Material Expositionen gegenüber Quarz-A-Staub (BGIA-Report 8/2006, Weiteres zu Quarzstaub siehe Verarbeitung / Arbeitshygienische Risiken. Branntkalk wird durch Brennen von Kalkstein hergestellt (--> Kalk) Beim Kalksand-Leichtstein wird als Gesteinskörnung ein „natürlich porosiertes Silikat“ verwendet. Genauere Angaben dazu machen die Hersteller nicht. Es könnte sich dabei z.B. um Perlite handeln, welche in Griechenland abgebaut werden. VerfügbarkeitDie Rohstoffe sind in ausreichendem Maße vorhanden. Verwendung von Recyclingmaterialien / ProduktionsabfällenIm Werk in geringen Mengen anfallender Produktionsausschuss (Bruch, Fehlsteine) wird im Werk gebrochen und als Zuschlag der Produktion zu 100 % wieder zugeführt. RadioaktivitätReferenz Landinanspruchnahme (Landuse)Die Rohstoffe werden im Tagebau gewonnen. Die Abbauflächen werden nach der Beendigung der Abbautätigkeiten rekultiviert oder renaturiert. |
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QuellenStarzner S. & Wurmer-Weiss P. (2000): ECOBIS 2000, ökologisches Baustoffinformationssystem BGIA-Report 8/2006: Quarzexpositionen am Arbeitsplatz. Hrsg: Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaft (HVBG) Gehrcke K., Hoffmann B., Schkade U., Schmidt V. , Wichterey K.: Fachbereich Strahlenschutz und Umwelt: Natürliche Radioaktivität in Baumaterialien und die daraus resultierende Strahlenexposition, Online Quelle |
Kalksandsteine
Herstellung |
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HerstellungsprozessHerstellung der RohlingeGemahlener Branntkalk (→Kalk) und Quarzsand werden im Verhältnis von etwa 1:12 mit Wasser intensiv miteinander gemischt und über eine Förderanlage in einen Reaktionsbehälter geleitet. Dort löscht der Branntkalk zu Kalkhydrat Ca(OH)2 ab. Dieser Vorgang dauert in der Regel 4 Stunden. In einem Nachmischer wird das Gemisch durch weitere Wasserzugabe auf Pressfeuchte gebracht. In automatischen Pressen mit einem Druck von in der Regel 15 N/mm² (Maximalwert 25 N/mm²) wird die Rohmasse zu Rohlingen geformt. Die Rohlinge werden auf Härtewagen gestapelt und in den Autoklaven eingebracht. DampfhärtungDas Härten der Rohlinge erfolgt in Autoklaven (Druckkessel) unter Sattdampf bei ca. 12 - 16 bar und Temperaturen von 160 - 200°C über einen Zeitraum von ca. 4 - 8 Stunden. Die exakten Werte richten sich nach der Mischungsrezeptur der Steine und den zu erreichenden Festigkeiten. Beim Härtungsprozess kommt es durch den heißen Wasserdampf zur Anlösung der Kieselsäure von der Oberfläche der Sandkörner. Die Kieselsäure bildet mit dem Bindemittel Kalkhydrat kristalline Bindemittelphasen, die eine feste Verzahnung der Sandkörner bewirken. Das Produktionsverfahren des Kalksand-Leichtsteins ist mit dem der Kalksandsteinherstellung identisch. |
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Umweltindikatoren / HerstellungReferenz EnergieaufwandDer Bedarf an nicht erneuerbarer Primärenergie (PEI) für die Herstellung von Kalksandsteinen (inkl. Rohstoffgewinnung) wird durch die Produktion des Steins und das Kalkbrennen dominiert. Je nach Elektrizitätsquelle und spezifischen Produktionsbedingungen dominiert der eine oder der andere der beiden Prozesse. Die restlichen Rohstoffe, die Verpackung und die Anlieferung der Rohstoffe machen nur einen sehr geringen Teil des PEI aus. Im Kalksandsteinwerk selbst wird die meiste Energie für die Autoklavierung aufgebracht. Der Energiebedarf für die Autoklavierung kann durch Wärmerückgewinnung aus dem Kondensat und Weiternutzung des beim Abfahren des Autoklaven entstehenden Dampfes reduziert werden. |
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Charakteristische EmissionenBei der Kalksandsteinproduktion wird vor allem Wasserdampf emittiert. Die weiteren Emissionen aus der Kalksandsteinproduktion stammen gemäß ECOINVENT REPORT (2007) aus dem Energieeinsatz. Als Energieträger kommen heute im wesentlichen Erdgas und leichtes Heizöl (anstelle von Schweröl) zum Einsatz. Der Umstieg auf diese Energieträger wurde als Maßnahme zur Reduzierung der Emissionen (Reduktion des Ausstoßes von Schwefeldioxid, Kohlendioxid und Stickoxiden) bei der Kalksandsteinproduktion ergriffen. Während des Aushärtungsprozesses reagiert Branntkalk mit Wasser zu Calciumhydroxid, welches wiederum mit Kohlendioxid zu Calciumcarbonat reagiert. Die Menge an Kohlendioxid, welche aus der Atmosphäre entnommen wird, kann stöchiometrisch berechnet werden. |
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Maßnahmen GesundheitsschutzBei der Verarbeitung von Quarzsand bestehen Expositionsrisiken gegenüber Quarz-A-Staub an allen Arbeitsplätzen mit unmittelbarem Zugang zum Rohmaterial (BGIA-Report 8/2006). (Weiteres → Verarbeitung / Arbeitshygienische Risiken) |
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Maßnahmen UmweltschutzDer Umstieg auf schadstoffarme Energieträger (Erdgas) hat zu einer Reduktion der Emissionen (Schwefeldioxid, Kohlendioxid und Stickoxiden) bei der Kalksandsteinproduktion geführt. Abwässer werden neutralisiert. |
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TransportDie Produktionsstandorte befinden sich in der Nähe der Quarzsandvorkommen. |
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Quellen
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Kalksandsteine
Verarbeitung |
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Technische Hinweise / VerarbeitungsempfehlungenKalksandsteine werden mithilfe von Normal- oder Dünnbettmörtel (Mauermörtel) vermauert. Angaben über den Mörtelbedarf sind z.B. in Rich (2004, Seite 36) zu finden. Grundsätzlich können Kalksandsteine mit allen Putzmörteln (Putzmörtel) verkleidet werden. Rationalisierungsansätze wie die Herstellung großformatiger Steine, die mit Verlegehilfen versetzt werden, entlasten den Maurer und beugen Gesundheitsschäden vor. Kalksandsteine mit einer Masse über 25 kg müssen mit Hilfe von Hebezeugen versetzt werden. |
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Arbeitshygienische RisikenAllgemeinesBeim Schneiden der Steine kann es zu Staubbelastungen kommen. Neben E-Staub (einatembare Fraktion) und A-Staub (alveolengängige Fraktion) entsteht auch alveolengängiger Quarzstaub, da quarzhaltige Sande für die Kalksandsteinherstellung verwendet werden. Einatembarer Quarz kann Krebserkrankungen der Atemwege verursachen. Kalksandstein gilt mit einem Quarzgehalt von 30 bis 60 % ebenso wie Beton als sehr quarzhaltiges Material. Der Quarzgehalt im A-Staub beim Sägen und Fräsen kann bis zu 15 % betragen (BGIA-Report 8/2006). Schutzmaßnahmen wie z.B. staubarme Arbeitsverfahren sind in Kapitel 4 der TRGS 559 „Mineralische Stäube“ zu finden. Zur Verminderung der Staubbelastung können Steine z.B. nass geschnitten, entstehender Staub direkt erfasst und die Baustelle gereinigt werden. Seit 2005 müssen zementhaltige Mörtel grundsätzlich chromatarm sein (maximaler Gehalt an löslichen Chrom-VI 2 mg/kg). Das Risiko an Mauerkrätze zu erkranken ist dadurch stark vermindert (WINGIS online). Gesundheitsgefahren gehen von der Alkalität (hoher pH-Wert) zementhaltiger Mörtel aus. AGW-WerteStaubgrenzwerte:
Da Quarzstaub mit Erscheinen der TRGS 906 als krebserzeugend K1 eingestuft wurde, ist der ursprüngliche Arbeitsplatzgrenzwert von 0,15 mg/m3 nicht mehr rechtsgültig. In der Handlungsanleitung für die arbeitsmedizinische Vorsorge der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (BGI/GUV-I 504-1.1, Juni 2009) werden daher Arbeitsverfahren genannt, bei denen der Arbeitgeber eine Arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung (G 1.1 Mineralischer Staub, Teil 1: Quarzhaltiger Staub) durchführen lassen muss. Pflichtuntersuchungen sind bei „Schleif-, Schneid- (Trenn-), Schlitz- und Fräsarbeiten von quarzhaltigen Materialien mit schnell laufenden Maschinen“ erforderlich. Bei anderen Arbeiten mit Quarzstaubkontakt sind G 1.1 Untersuchungen anzubieten (BG Bau, 2011). In der TRGS 559 „Mineralische Stäube“, Anlage 1, Tabelle 1 werden typische Tätigkeiten aus verschiedenen Branchen in drei Expositionskategorien (1-3) in Bezug auf die Exposition mit mineralischen Stäuben eingeteilt. Tätigkeiten der Bauwirtschaft sind unter 7. aufgelistet. „Nasssägen von Mauersteinen in geringem zeitlichen Umfang (allgemeine Maurerarbeiten, Zuschneiden durch Verwender)“ (7.9.1) wird z.B. folgendermaßen eingestuft:
Der ursprüngliche AGW von 0,15 mg/m3 für Quarz wurde bei dieser Tätigkeit somit in 90 % der Fälle eingehalten. Beim Vermörteln ist der AGW von 5 mg/m3 für die E-Stäube aus Portlandzement zu beachten. REACH / CLPReferenz Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAUDas Gefahrstoff-Informationssystem der Berufsgenossenschaft BAU (GISBAU) enthält keine GISCODE-Einstufung für Kalksandstein (GISCODES für Mörtel und Klebstoffe siehe dort). Informationen zu „Tätigkeiten mit quarzhaltigen mineralischen Stäuben“ sind unter www.wingis-online.de, Bau-Bereich „Hochbau“ zu finden. EmissionenAus handelsüblichen Kalksandsteinen emittieren - mit Ausnahme von Staub (siehe Rubrik „Arbeitshygienische Risiken“) - auch bei der Bearbeitung keine gesundheitsgefährdenden Substanzen. |
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Umweltrelevante InformationenEnergiebedarfDer Energiebedarf für die Verarbeitung ist vernachlässigbar (ev. Mischen von Mörtel, Schneiden der Kalksandsteine). WassergefährdungVon einer Wassergefährdung im Zusammenhang mit der Kalksandsteinverarbeitung ist nicht auszugehen. TransportKalksandsteine sind regional produzierte und eingesetzte Produkte. Die durchschnittlich zu überbrückende Distanz bei der Produktauslieferung beträgt aufgrund der dezentralen Herstellung nur ca. 40 bis 60 km (Kalksandstein, 2004). Quellen
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Kalksandsteine
Nutzung |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiken NeuzustandSchadstoffabgabe / Emissionen in den AußenraumSiehe Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer NutzungSchadstoffabgabe / Emissionen in den InnenraumAufgrund der Abwesenheit flüchtiger Stoffe verhält sich Kalksandstein sowohl im Neuzustand als auch während der Nutzungsphase unproblematisch hinsichtlich Emissionen von Schadstoffen in den Innenraum. Bei den derzeit handelsüblichen Bauproduktgruppen sind aus Sicht des Strahlenschutzes keine Einschränkungen erforderlich siehe Radioaktivität. Schadstoffabgabe / Emissionen in den AußenraumEs ist mit keiner Schadstoffabgabe bzw. mit keinen Emissionen in den Außenraum zu rechnen. |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiken im SchadensfallBrandfallKalksandsteine sind als „nicht brennbar“ in Baustoffklasse A1 eingeordnet. Im Branddfall entstehen keine toxischen Gase oder Dämpfe aus Kalksandatein. WassereinwirkungEs werden keine Stoffe ausgewaschen, die wassergefährdend sein können. |
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Beständigkeit NutzungszustandUnter 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“. Kalksandsteine fallen unter die Bauproduktgruppen 331.111 (Mauerwerkstein für Außenwand), 335.411 (Bekleidungen: Klinker, Kalksandstein, Sichtbeton), 341.111 (Mauerwerkstein für tragende Innenwand), 342.111 (Mauerwandstein für nicht tragende Innenwand), für die eine Nutzungsdauer von über 50 Jahren angegeben wird. |
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InstandhaltungVormauersteine oder andere Kalksandsteine, welche der Witterung ausgesetzt sind, können Verwitterungsschäden wie z.B. Abschuppen, Aufblättern und Abbröckeln, Fehl- und Hohlstellen, Ausblühungen oder Risse erleiden. Es kann zum Bewuchs mit Algen oder Flechten kommen. Nicht stark haftender Schmutz an der Oberfläche von Sicht-Kalksandsteinen kann mit einem Stahlbesen entfernt werden. Altputzflächen lassen sich am besten mit einem Hochdruckreiniger von störenden Schichten befreien. Mittels Sandstrahlen lässt sich festhaftender Schmutz oder der Anstrich entfernen. Zum Entfernen von Verschmutzungen oder Beschichtungen können auch chemische Mittel eingesetzt werden. Dabei muss sichergestellt sein, dass das Mittel restlos entfernt wird. Zur Instandhaltung von Kalksandsteinen werden außerdem unterschiedlichste Beschichtungssysteme angeboten, welche Salzausblühungen und/oder das Wachstum und die Verfärbung durch Moos, Algen und Schimmelpilze verhindern sollen (Baumarkt.de). Aus ökologischer Sicht ist ein maßvoller Einsatz von chemischen Reinigungsmitteln oder Beschichtungen anzuraten. Mögliche Gesundheits- oder Umweltgefährdungen durch Inhaltsstoffe wie Lösemittel, Biozide oder wassergefährdende Substanzen sind zu vermeiden. |
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QuellenBaumarkt.de, o.A.: Altbau-Fassade reinigen, verputzen und sanieren. Online-Quelle [abgerufen im September 2013] |
Kalksandsteine
Nachnutzung |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiko RückbauBeim Rückbau kann die Staubentwicklung ein Risiko für Mensch und Umwelt darstellen. |
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WiederverwendungDie Wiederverwendung von Kalksandsteinen ist nur bedingt möglich (Steine müssen unzerstört ausgebaut werden können). |
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Stoffliche VerwertungBauteile aus Kalksandstein können mit konventionellen Verfahren abgebrochen und anschließend durch Brecher zerkleinert werden. Die stoffliche Verwertung von Abbruchmaterial aus Kalksandsteinen erfolgt meist im Zuge der Aufbereitung und Wiederverwertung von Bauschutt. Kalksandstein kann als Bestandteil von Betonzuschlagsmaterial oder von Schüttmaterial verwendet werden. Für hochwertiges Recycling muss Kalksandstein von den restlichen Baurestmassen getrennt gesammelt werden. Für Kalksandsteine mit einer hohen Frostwiderstandsfähigkeit ist in jedem Fall sicher zu stellen, dass in Kalksandstein-Recyclingmaterialien keine Holzreste oder Fremdstoffe mit vergleichbarer Wirkung enthalten sind (Architekten Informationssystem, 2005). Die stoffliche Verwertung von Abfallmaterial im Kalksandstein ist mehrfach im Kreislauf möglich. |
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Energetische VerwertungNicht relevant (kein Heizwert). |
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Beseitigung / Verhalten auf der DeponieEine Beseitigung von Abbruchabfällen ist auf Inertstoffdeponien möglich. |
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EAK-AbfallschlüsselKalksandsteine fallen unter die Abfallgruppe 17 Bau- und Abbruchabfälle. Einen eigenen Abfallcode für Kalksandsteinabfälle gibt es nicht. Am ähnlichsten sind sie in chemischer und mineralogischer Konsistenz der Untergruppe 17.01 Beton, Ziegel, Fliesen und Keramik. Je nach Auslegung über die bessere Zugehörigkeit können sie dort folgenden Abfallgruppen zugeordnet werden:
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QuellenAbfallverzeichnis-Verordnung vom 10. Dezember 2001 (BGBl. I S. 3379), die zuletzt durch Artikel 5 Absatz 22 des Gesetzes vom 24. Februar 2012 (BGBl. I S. 212) geändert worden ist. Online-Quelle [abgerufen am 23.4.2013] Architekten Informationssystem (2005): Kalksandstein-Recycling, 23.05.2005 |