- Lebenszyklus
Fachinformationen
PorenbetonProduktgruppeninformation |
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BegriffsdefinitionPorenbeton gehört wie Kalksandstein zu den dampfgehärteten (hydrothermal gehärteten) Baustoffen. Obwohl es sich bei Porenbeton streng genommen nicht um einen Beton handelt (Beton ist ein Gemisch aus Zement, Gesteinskörnungen und Wasser), wird er häufig den Leichtbetonen zugeordnet. Eine frühere Bezeichnung für Porenbeton war "Gasbeton". In Frankreich wird er mit "béton cellulaire" und im anglikanischen Raum als "autoclaved aerated concrete" bezeichnet. Aus Porenbeton werden sowohl bewehrte Bauteile (Montagebauteile) als auch Mauersteine hergestellt. | |
Wesentliche BestandteilePorenbetonsteine bestehen aus Quarzsand, gemahlenem Branntkalk und / oder Zement (zumeist Portlandzement, aber auch anderen Zementsorten) und Wasser. Branntkalk und Zement stellen das Bindemittel dar. Bei bestimmten Rezepturen werden zusätzlich geringe Anteile Gips oder Anhydrit beigegeben. Als Porosierungsmittel wird Aluminiumpulver oder –paste eingesetzt. Größere Elemente aus Porenbeton erhalten zusätzlich eine statisch nicht anrechenbare Transportbewehrung. Als „bewehrt“ gelten nur jene Porenbeton-Montagebauteile, die eine Bewehrung zur Aufnahme von Zugkräften enthalten. Diese Bewehrung besteht aus Stahldraht, der durch Punktverschweißung zu Matten verbunden und ggf. zu Körben gebogen und zusammengefügt wird (Schneider, 2008). | |
CharakteristikDer Porenbeton zeichnet sich durch niedrige Wärmeleitfähigkeit und Rohdichte bei gleichzeitig hoher Festigkeit aus. Porenbetonbauteile können auch mit tragender Funktion bei bis zu neungeschoßigen Gebäuden eingesetzt werden. Die Rohdichte kann bei der Herstellung stufenlos durch die Dosierung von Bindemittel und Treibmittel gesteuert werden. | |
Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und GesundheitsrelevanzPorenbeton besteht aus natürlich vorkommenden Rohstoffen ohne Zusatz chemischer Zusatzstoffe. Die Grundstoffe für die Herstellung von Porenbeton sind ausreichend vorhanden. Aus einem Kubikmeter fester Rohstoffe können bis zu fünf Kubikmeter Porenbeton hergestellt werden. Bei der Herstellung anfallender Porenbetonbruch und sortenreines Recyclingmaterial von der Baustelle kann wieder in den Produktionsprozess eingearbeitet werden. | |
LieferzustandPorenbeton wird in folgenden Formaten geliefert:
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Anwendungsbereiche (Besonderheiten)Baustoffe aus Porenbeton werden im Wand-, Dach- und Deckenbereich für tragende oder nicht tragende Zwecke eingesetzt. Thermofüße aus Porenbetonstein vermeiden Wärmebrücken zwischen Kellerdecke und Wandanschlüssen. Porenbeton eignet sich für Einfamilien- und Reihenhäuser ebenso wie für mehrgeschoßige Bauten. Er wird im Wohn-, Büro- und Gewerbebau eingesetzt. | |
Schneider, Ulrich (2008): „Porenbeton Bericht 4: Brandverhalten von Porenbetonbauteilen“, Hrsg.: Bundesverband Porenbeton, 2. Auflage, S 10-16 Zwiener/Mötzl (2006): Ökologisches Baustoff-Lexikon, 3. Auflage, C.F. Müller 2006 |
Gehen Sie, wie gewohnt über das große Ausklappmenü. Wenn Sie in dem linken Feld die Auswahl ändern möchten so entriegeln Sie einfach das Schloss durch anklicken.PorenbetonRisikobetrachtung Lebenszyklusphasen |
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PorenbetonPlanungs- und Ausschreibungshilfen |
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PorenbetonUmweltdeklarationen |
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Referenz | |
Referenz | |
PorenbetonBewertungssystem |
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Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB)Referenz | |
BNB-Kriterium BN_1.1.6 Risiken für die lokale Umwelt (Neubau)Referenz | |
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 |
PorenbetonTechnisches |
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Technische Daten
Weitere Bautechnische Daten zu Mauerwerksprodukten aus Porenbeton siehe [1]. | ||||||||||||||||||
Referenz | ||||||||||||||||||
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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Quellen[1] Bundesverband Porenbetonindustrie e.V.: Mauerwerksprodukte aus Porenbeton - Bautechnische Daten. Stand 04/202. (zuletzt abgerufen am 9.9.2022) 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) |
PorenbetonLiteraturtipps |
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Bundesverband Porenbetonindustrie e.V.: Homann, Martin (2008): Porenbeton Handbuch. Hrsg.: Bundesverband Porenbeton, 6. Auflage. [abgerufen im August 2013] Schneider, Ulrich (2008): „Porenbeton Bericht 4: Brandverhalten von Porenbetonbauteilen“, Hrsg.: Bundesverband Porenbeton, 2. Auflage |
PorenbetonRohstoffe / Ausgangsstoffe |
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HauptbestandteileZusammensetzung eines Porenbetonsteines (ohne Wasser)
Die Anteile von Zement und Branntkalk im Porenbeton sind sehr variabel. Porenbetonsteine können außerdem einen relevanten Anteil an Mehl aus Porenbetonbruch enthalten. Bewehrter Porenbeton enthält zusätzlich ca. 24 kg Bewehrungsstahl pro m³ (Quelle: produktspezifische EPD des IBU). | |||||||||||||||||||||||||||||||
Umwelt- und GesundheitsrelevanzZusammensetzung eines Porenbetonsteines nach Rohstoffherkunft
Gewinnung der PrimärrohstoffePorenbetonwerke liegen in unmittelbarer Nähe der erforderlichen 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) Der am häufigsten für Porenbeton verwendete Portlandzement (CEM I) besteht zu mindestens 95 % aus Portlandzementklinker, der durch Brennen von gemahlenen Kalk-, Ton- bzw. Mergelgesteinen bei Temperaturen von etwa 1450 °C hergestellt wird (--> Zement). VerfügbarkeitDie Rohstoffe sind in ausreichendem Maße vorhanden. Verwendung von Recyclingmaterialien / ProduktionsabfällenNeben den Primärrohstoffen enthält Porenbeton auch wiederverwendbaren Porenbeton aus der Produktion und sortenreines Recyclingmaterial von der Baustelle. RadioaktivitätNatürliche Radionuklide in Baustoffen können vorkommen in Abhängigkeit von Material und Zuschlagstoffen. Zum Schutz der Bevölkerung vor Strahlenbelastungen werden in Deutschland seit mehr als 20 Jahren Untersuchungen und Bewertungen der radioaktiven Stoffe in Baumaterialien durchgeführt. In einer Studie des Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) wurden für die Baustoffgruppe Porenbeton folgende möglichen Dosisbeiträge gemessen:
Eine Übersicht über mögliche Dosisbeiträge durch äußere Gammastrahlung aus Baumaterialien, sowie eine Übersicht über mögliche Dosisbeiträge durch Radonexhalation aus Baumaterialien (Messprogramm BfS-bbs 2007-09) erhalten Sie hier. Landinanspruchnahme (Landuse)Die Rohstoffe werden im Tagebau gewonnen. Die Abbauflächen werden nach Beendigung der Abbautätigkeiten rekultiviert oder renaturiert. | |||||||||||||||||||||||||||||||
Quellen
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PorenbetonHerstellung |
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Prozesskette
Prozesskette nach Porenbeton Handbuch (Homann 2008) | |
HerstellungsprozessPorenbetonDer aufbereitete Quarzsand (Feinmahlung in Kugelmühlen im Trockenverfahren oder Aufbereitung zu Schlämmen im Naßverfahren) wird mit den Bindemitteln (gemahlener Branntkalk und/oder Zement) unter Zugabe von Wasser zu einer wässrigen Suspension gemischt. Kurz vor dem Abfüllen der Suspension in die Gießformen wird das Treibmittel (Aluminiumpulver bzw. -paste) zugegeben. Das Wasser löscht unter Wärmeentwicklung den Kalk. Das Aluminium reagiert mit dem alkalischen Wasser der Suspension. Es bildet sich Wasserstoff, der die Poren (Durchmesser der Makroporen ca. 0,5 - 1,5 mm) erzeugt und ohne Rückstände noch im Werk entweicht. Aus 1m³ Rohstoff werden je nach Rohdichteklasse bis zu 5m³ Porenbeton hergestellt. Nach dem ersten Abbinden entstehen halbfeste Rohblöcke, die maschinell in entsprechende Steinformate zugeschnitten werden. Dabei anfallende ungehärtete Produktionsrückstände werden als Rückgutschlamm der Produktion wieder zugeführt. Zur Dampfhärtung werden die zuvor geschnittenen Rohblöcke in Autoklaven (Härtekessel) gefahren und für ca. 6 - 12 Stunden einer Sattdampf-Atmosphäre von 180°C - 200°C bei einem Druck von ca. 8 - 12 bar ausgesetzt. Dampf und Kondensat werden nach Abschluß des Härtungsprozesses in einen nächsten Autoklaven bzw. in einen Speicher geleitet. Der ausgehärtete Porenbeton besteht im wesentlichen aus hochfestem Kalziumsilikathydrat und Luftporen. Bewehrter PorenbetonDie Bewehrung (in Form von Matten oder Körben) wird in einem Tauchbad korrosions-schutzbehandelt, da der Porenbeton wegen seiner hohen Porosität keinen ausreichenden Schutz bildet. Als Korrosionsschutz dient eine kunststoffvergütete Zementschlämme, Wasserlack, oder Bitumen mit einer Beimischung von Quarz zur Erhöhung der Haftung. | |
Umweltindikatoren / HerstellungReferenz
EnergieaufwandDie Dampferzeugung für die Autoklavierung erfolgt überwiegend mit Erdgas. Der Energiebedarf kann durch Wärmerückgewinnung aus dem Kondensat und durch Weiternutzung des beim Abfahren des Autoklaven entstehenden Dampfes reduziert werden. Die Bereitstellung der thermischen Energie für die Dampfhärtung, die Kalkherstellung und die Zementherstellung benötigen den größten Teil an Primärenergie. Die Aufteilung zwischen den drei Prozessen im konkreten Produkt ist abhängig von den individuellen Rezepturen und Herstellungsverfahren. Sie liegt zwischen ungefährer Gleichverteilung und 50:50 Aufteilung zwischen Dampferzeugung einerseits und Kalk- und Zementherstellung andererseits. | |
Charakteristische EmissionenBei der Porenbetonproduktion wird vor allem Wasserdampf emittiert. Als Energieträger wird vorwiegend Erdgas benutzt, wodurch Schadstoffe in den Abgasen gering gehalten werden. Die Emissionen von Stickoxiden oder Schwefeldioxiden sind gering im Vergleich zu den Emissionen bei der Herstellung der Vorprodukte (v.a. Zement). | |
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) | |
Maßnahmen UmweltschutzDer Umstieg auf schadstoffarme Energieträger (Erdgas) hat zu einer Reduktion der Emissionen (Schwefeldioxid, Kohlendioxid und Stickoxide) bei der Porenbetonproduktion geführt. Abwässer werden neutralisiert. | |
TransportDie Produktionsstandorte befinden sich in der Nähe der Quarzsandvorkommen. Alle weiteren Grundstoffe stammen aus einem Umkreis von maximal 200 Entfernungskilometern zum Werk (Homann, 2008). | |
Quellen
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PorenbetonVerarbeitung |
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Technische Hinweise / VerarbeitungsempfehlungenMauersteine aus Porenbeton werden mithilfe von Dünnbettmörtel (Mauermörtel) vermauert. Grundsätzlich kann Porenbeton mit allen Putzmörteln verkleidet werden. Porenbeton wird mit Sägen zerteilt. Das Schneiden mit schnellrotierenden Geräten ist wegen der Stauberzeugung ungeeignet. Beim Schneiden mit schnellrotierenden Geräten kommt es außerdem zu Lärmemissionen. Rationalisierungsansätze wie die Herstellung großformatiger Steine, die mit Minikran versetzt werden, entlasten den Maurer und beugen Gesundheitsschäden vor. Das täglich durch körperlichen Einsatz bewegte Gewicht pro Maurer kann damit von knapp 2000 auf 500 kg gesenkt werden (Homann, 2008). Bauelemente aus Porenbeton mit einer Masse über 25 kg müssen mit Hilfe von Hebezeugen versetzt werden. | |
Arbeitshygienische RisikenAllgemeinesBeim Schneiden der Steine kann es zu Staubbelastungen kommen. Neben E-Staub (einatembare Fraktion) und A-Staub (alveolengängie Fraktion) entsteht auch alveolengängiger Quarzstaub, da quarzhaltige Sande für die Porenbetonherstellung verwendet werden. Einatembarer Quarz kann Krebserkrankungen der Atemwege verursachen. Beim Porenbeton kann der Quarzgehalt bis zu 30 % betragen, der Quarzgehalt im A-Staub beim Sägen und Fräsen 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. Die bei der Verarbeitung von Porenbeton eingesetzten Dünnbettmörtel sind mineralische Mörtel, die außer Methylzellulose kaum organische Bestandteile enthalten (Homann, 2008). 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 Porenbeton (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 handelsüblichem Porenbeton emittieren - mit Ausnahme von Staub (siehe Rubrik „Arbeitshygienische Risiken“) - auch bei der Bearbeitung keine gesundheitsgefährdenden Substanzen. | |
Umweltrelevante InformationenEnergiebedarfDer Energiebedarf für die Verarbeitung ist vernachlässigbar (ev. Mischen von Mörtel, Schneiden der Porenbetonsteine). WassergefährdungVon einer Wassergefährdung im Zusammenhang mit der Porenbetonverarbeitung ist nicht auszugehen. TransportAuf Grund der zentralen Produktion ergeben sich je nach Entfernung vom Produktionsstandort ev. höhere Transportweiten. Quellen
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PorenbetonNutzung |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiken NeuzustandSchadstoffabgabe / Emissionen in den InnenraumSiehe Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung Schadstoffabgabe / Emissionen in den AußenraumEs ist mit keiner Schadstoffabgabe bzw. mit keinen Emissionen in den Außenraum zu rechnen. | |
Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer NutzungSchadstoffabgabe / Emissionen in den InnenraumAufgrund der Abwesenheit flüchtiger Stoffe verhält sich Porenbeton 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. | |
Umwelt- und Gesundheitsrisiken im SchadensfallBrandfallPorenbeton ist als „nicht brennbar“ in Baustoffklasse A1 eingeordnet. Im Brandfall entstehen keine toxischen Gase oder Dämpfe aus Porenbeton. WassereinwirkungUnter Wassereinwirkung reagiert Porenbeton schwach alkalisch. Es werden keine Stoffe ausgewaschen, die wassergefährdend sein können (Homann, 2008). | |
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“. Außenwände aus Porenbeton fallen unter die Bauproduktgruppen Mauerwerkswand (Code Nr. 331.111) oder Betonwand (Code Nr. 331.211), für die eine Nutzungsdauer von mindestens 50 Jahren angegeben wird. Innenwände aus Porenbeton fallen unter die Bauproduktgruppen Mauerwerkswand (Code Nr. 341.111 und 342.111) oder Betonwand (Code Nr. 341.211 und 342.211), für die eine Nutzungsdauer von mindestens 50 Jahren angegeben wird. Decken aus Porenbeton fallen unter die Bauproduktgruppe Betondecken (Code Nr. 351.111), für die eine Nutzungsdauer von mindestens 50 Jahren angegeben wird. | |
InstandhaltungBei großen und tiefgehenden Beschädigungen muss Porenbeton mit einem gleichartigen Material ausgebessert werden. Bei tiefgreifenden Schäden wird die Schadstelle am besten geöffnet und rechteckig ausgeschnitten. In das Loch werden passgenaue Stücke gesetzt. Der Mörtel muss auf das Material abgestimmt sein. Es können dieselben Mörtel wie zur Verarbeitung von Porenbeton eingesetzt werden. | |
QuellenBresch, Carl-M. (2000): Kraftschlüssige Verbindung nach allen Seiten. Der Maler- und Lackierermeister 3/2000. Online-Quelle [abgerufen im September 2013] |
PorenbetonNachnutzung |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiko RückbauBeim Rückbau kann Staubentwicklung ein Risiko für Mensch und Umwelt darstellen. | ||||
WiederverwendungDie Wiederverwendung von Bauteilen aus Porenbeton ist prinzipiell möglich. (Porenbetonsteine oder -elemente müssen unzerstört ausgebaut werden können). | ||||
Stoffliche VerwertungBauteile aus Porenbeton können mit konventionellen Verfahren abgebrochen und anschließend durch Brecher zerkleinert werden. Die stoffliche Verwertung von Abbruchmaterial aus Porenbeton erfolgt meist im Zuge der Aufbereitung und Wiederverwertung von Bauschutt. Für hochwertiges Recycling muss Porenbeton von den restlichen Baurestmassen getrennt gesammelt werden. Die stoffliche Verwertung von sauberem Abfallmaterial im Porenbetonwerk ist mehrfach im Kreislauf möglich. Auch die Verwertung in Form von Ölbinder oder Katzenstreu ist üblich. | ||||
Energetische VerwertungNicht relevant (kein Heizwert). | ||||
Beseitigung / Verhalten auf der DeponieEine Beseitigung von Abbruchabfällen ist auf Inertstoffdeponien möglich. | ||||
EAK-AbfallschlüsselPorenbeton fällt unter die Abfallgruppe 17 Bau- und Abbruchabfälle. Einen eigenen Abfallcode für Porenbeton 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 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. Zugriff: Online-Quelle [abgerufen am 28.5.2013] |