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Beim Landeskrankenhaus Oberwart wurde die Betonfassade mit einem Betonimmunsystem von  Sika saniert.  Foto: SikaSanierungsarbeiten im Gotthard-Tunnel: Fachkräfte applizieren die Silan-Imprägnierung mittels Luftdruck. Foto: Wacker Chemie AGOptimierte Betonrezepturen können sehr viel Energie und Ressourcen sparen. BASF entwickelte für das New Yorker „One World Trade Center“ ein „Green Sense“-Programm. Foto: BASFLösungsmittelfrei: „Greenline“ heißt ein neues Bornit-Produktprogramm für die Abdichtung vom Keller bis zum Dach, das ausschließlich lösemittelfreie Baustoffe umfasst. Foto: BornitLösungsmittelfrei: „Greenline“ heißt ein neues Bornit-Produktprogramm für die Abdichtung vom Keller bis zum Dach, das ausschließlich lösemittelfreie Baustoffe umfasst. Foto: BornitArbeitserleichternd: Hilfsmittel wie das Puppenauftragsgerät X-Bond 200 erlauben ergonomisches Arbeiten. Foto: Murexin

Strategien der Nachhaltigkeit

12.08.2014

„Nachhaltigkeit“ ist ein Schlagwort, das besonders in der Werbung gern strapaziert wird. Vor allem bei bauchemischen Produkten spielt Nachhaltigkeit jedoch eine wichtige Rolle. Wir zeigen positive Beispiele aus der Praxis.

Man kann es fast schon nicht mehr hören – das Wort Nachhaltigkeit. Zu oft und schnell wird es von Herstellern verwendet, um die eigenen Produkte zu bewerben. Nachhaltigkeit ist aber mehr als nur heiße Luft, denn mittlerweile hängt auch schon die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen daran. Gemäß dem Drei-Säulen-Modell kann nachhaltige Entwicklung nur durch das gleichzeitige und gleichberechtigte Umsetzen von umweltbezogenen, wirtschaftlichen und sozialen Zielen erreicht werden. Ziel ist eine zukunftsfähige, lebenswerte Gesellschaft, in der die Verantwortung gegenüber nachfolgenden Generationen wieder einen wesentlichen Stellenwert hat. 

Für Hersteller bauchemischer Produkte reicht es daher nicht aus, sich allein mit der Verbesserung von Rohstoffen, Rezepturen und Herstellverfahren zu befassen. Vielmehr geht es darum, auch die Verarbeitung effizienter und besser zu gestalten. Einerseits effizienter im Sinne von: Ich spare mir Zeit, Material und damit Geld. Andererseits „besser“ mit dem Ziel, die schwere und oft auch gesundheitsbelastende Arbeit zu erleichtern.

Bewährtes laufend verbessern

Bauen ohne Beton ist heutzutage kaum vorstellbar, liegt doch dessen Anteil bei Wohngebäuden inzwischen bei mehr als 50 Prozent, bei gewerblichen Hochbauten häufig sogar bei 90 Prozent. Dies führt dazu, dass etwa im Nachbarland Deutschland jährlich mehr als 40 Mio. Kubikmeter bzw. 100 Mio. Tonnen Transportbeton verbaut werden, hinzu kommt noch der Bedarf für die Fertigteilherstellung. 

Ein großes Potenzial für bauchemische Anwendungen liegt daher in der Weiterentwicklung und Verbesserung der Betonrezepturen. Die ursprünglich einfachen Mischungen aus Portlandzement und Kies werden immer öfter durch speziell abgestimmte Multikomponentengemische ersetzt. Dabei kommt es nicht nur auf die Zementart und den Zementanteil sowie eine optimierte Korngrößenverteilung der Zuschlagkörner an, sondern es werden häufig auch hochleistungsfähige organische Zusatzmittel eingesetzt. Im Transportbetonsektor haben z. B. die auf Polycarboxylatether (PCE) basierenden Fließmittel mit ihrer gegenüber früheren Produkten verbesserte Wirksamkeit und insbesondere deutlichen Steigerung des Konsistenzhaltevermögens zu einer Steigerung der Wirtschaftlichkeit und der Materialqualität beigetragen. 

Auch durch den verstärkten Einsatz von klinkerarmen Zementen, die einen höheren Anteil von Füllstoffen wie Hüttensand und Flugasche enthalten, lassen sich die Emissionen nach Einschätzung der Internationalen Energie-Agentur um rund 13 Prozent senken. Solche Zemente härten jedoch wesentlich langsamer aus – ein Nachteil, der aber mit innovativen Betonzusätzen kompensiert werden kann. 

Nanotechnologie macht’s möglich

Bei Umgebungstemperaturen von etwa 20 Grad Celsius braucht es durchschnittlich rund zwölf Stunden, bis eine Betongussform geöffnet werden kann – wertvolle Zeit, in der die Form nicht weiter genutzt werden kann. Wird der flüssige Beton mithilfe von Wasserdampf erhitzt, beschleunigt das zwar das Aushärten, fordert aber auch viel zusätzliche Energie. Außerdem kann es dabei zu inneren Spannungen, Verfärbungen und einer gröberen Oberfläche des fertigen Betonteils kommen.

Mit dem Erhärtungsbeschleuniger X-Seed von BASF lassen sich Fertigteile zum einen schneller und in besserer Qualität herstellen, und zum anderen kann der Energieverbrauch – und damit der Ausstoß des Klimagases CO2 – erheblich reduziert werden. Die Technologie beruht auf dem Hinzufügen eines Stoffs, der im Beton ohnehin enthalten ist: Calciumsilicathydrat.

Die flüssigkeitsumgebenen CSH-Kristalle von wenigen Nanometern Durchmesser können aufgrund ihres geringen Volumens in großen Mengen und in sehr gleichmäßiger Verteilung untergebracht werden. An diese CSH-Keime können sich dann beim Aushärten des Betons weitere Moleküle aus dem Zement anlagern. Die so entstehenden Kristalle verdichten und verhaken sich schließlich zum kompakten Zementstein. Die synthetischen Kristallkeime halbieren die Zeit bis zum Ausschalen bei 20 Grad Celsius von etwa zwölf auf sechs Stunden, ohne dass am Endprodukt irgendwelche Unterschiede festzustellen wären.

Die Siedlung Linth Escher in Zürich Oerlikon ist geradezu ein Vorbild für nachhaltiges Bauen. Weil alle Zimmer Anschluss zum Flur haben, kann die Lüftung über eine Abhangdecke erfolgen. Eingelegt in den Decken sind nur Stromkabel. Das Tragwerk besteht aus Low-Carbon-Concrete, also Beton mit niedriger CO2-Belastung, der vorwiegend mit dem Bindemittel CEM lll aus Hüttensand/Flugasche mit wenig Zement hergestellt wird.

Das schwindarme Material eignet sich bestens für die bis 25 Meter langen Abschnitte der einschaligen selbsttragenden Sichtbetonfassade. Die erste Etappe wurde im Herbst 2010 begonnen, schon bald aber kam das langsame Abbindeverhalten des Zements dem gewünschten Bauprogramm in die Quere, denn das Ausschalen war erst nach drei Tagen möglich. Nach Versuchen mit dem Beschleuniger X-Seed 100 von BASF zeigte sich aber, dass damit früher ausgeschalt werden konnte und die Betonkanten weniger beschädigt wurden. Der leitende Ingenieur stellte daraufhin eine Checkliste bezüglich „Maßnahmen bei tiefen Temperaturen“ zusammen, die sich vollauf bewährt haben. 

Vorbeugen ist besser als sanieren

Ein wesentlicher Faktor für betriebswirtschaftliche und ökologische Berechnungen von Bauten ist die voraussichtliche Gebrauchsdauer, die sich aus der Lebensdauer der einzelnen Baustoffe und der Konstruktion des Bauteils ergibt. Um hier hohe Werte zu erzielen, müssen die Bauteile großzügig dimensioniert werden, weiters sind entsprechende Schutzmaßnahmen gegen schädigende Einflüsse zu treffen. 

Bleiben wir beim Beispiel Beton: Dieser wird als vielseitiges Baumaterial speziell im Hoch- und Tiefbau meist in Verbindung mit Stahl verwendet. Doch beide Werkstoffe sind anfällig gegenüber Schadstoffen, die in Verbindung mit Feuchtigkeit in den Baustoff eindringen. Schäden durch Korrosion können die teuren Folgen sein. Durch eine hydrophobierende Imprägnierung lassen sich die hohen Sanierungskosten z. B. an Brücken vermeiden. Eine Tiefenhydrophobierung mit wasserabweisenden Silanen schützt den noch unbeschädigten Beton viele Jahre vor Wasser und Salzen und ist wesentlich kostengünstiger (1:10) als eine spätere Generalsanierung. Wichtig ist allerdings, dass die Silane mehrere Millimeter tief in den Baustoff eindringen.

Nur dann ist der Beton zuverlässig geschützt. Für die Tiefenhydrophobierung von Betonbauten werden häufig Spezialsilane von Wacker verwendet. Sie sind alkalistabil, können also im Lauf der Zeit nicht vom Beton zersetzt werden; außerdem sind sie farblos bzw. farblich auf den Beton abgestimmt, damit die optische Wirkung durch das Siliconharznetzwerk im Innern des Baustoffs nicht beeinträchtigt wird. Der Wirkstoff wird direkt auf die Betonoberfläche appliziert. Nach dem Auftrag bedeckt den Bauteil eine etwa 0,2 bis 0,5 Millimeter dünne Silanschicht, die nach und nach ins Innere des Betons eindringt. Typischerweise ist die Hydrophobierung innerhalb von drei bis vier Stunden abgeschlossen.

Wissenschaftliche Studien belegen, dass sich auf diese Weise Sanierungszyklen von Brückenpfeilern deutlich verlängern lassen bzw. Sanierungen unter Umständen ganz überflüssig werden. Bei ungeschützten Brücken hingegen kann das Salz schon nach wenigen Jahren die Stahlbewehrung in 40 bis 50 Millimeter Tiefe erreichen, wie ein 2005 durchgeführtes Pilotprojekt an 16 bayrischen Brücken zeigte.

Sollte doch eine Sanierung der Betonfassade anstehen, muss im ersten Schritt der Untergrund vorbereitet werden. Statt des Hochdruckwasserstrahlens kann ebenso mit Trockeneis gestrahlt werden. Diese Methode hat drei wesentliche Vorteile: 
1. Es bleibt kein Reinigungsmedium zur Entsorgung übrig, weil das Trockeneis beim Aufsprühen sofort sublimiert. 
2. Trockeneis ist sehr weich, deshalb wird die Oberfläche – im Gegensatz zu Hochdruckwasserstrahlen – nicht beschädigt.
3. Durch den direkten Übergang vom festen in den gasförmigen Zustand des Trockeneises wird eventuell freiliegendes Armierungseisen nicht korrodiert. 

Eingesetzt wurde diese Methode beim Landeskrankenhaus Oberwart, dessen Fassade mithilfe von SikaGard-Produkten saniert wurde. Auf die vorbereitete Untergrundfläche wurde das SikaGard-Betonimmunsystem aufgebracht. Dieses Sika-System ist ein elastischer und strukturerhaltender Sichtbetonschutz. Mangelhafter Sichtbeton mit hohem Anteil an Poren, Lunkern oder Kiesnestern sowie beschädigter Beton kann mit den drei aufeinander abgestimmten Produkten (SikaGard-551 S Elastic Primer bzw. SikaGard-552 S Aquaprimer, SikaGard-545 Elastofill und SikaGard-550 W Elastic) saniert und zugleich verschönert werden.

Abdichtung mit grünen Produkten

Unter dem Namen „Greenline“ hat das Zwickauer Bauchemieunternehmen Bornit ein Produktprogramm für die Abdichtung von Bauwerken vom Keller bis zum Dach entwickelt, das ausschließlich lösemittelfreie Baustoffe umfasst. Die Greenline-Produkte basieren auf einer umweltschonenden Bitumenemulsion und werden unter Beigabe weiterer Komponenten zum Endprodukt veredelt.

Bei der Entwicklung gelang es sogar, die traditionellen, lösemittelhaltigen Varianten in vielen Bereichen zu übertreffen. So eignet sich beispielsweise die neuentwickelte Bitumengrundierung aufgrund ihrer starken Haftkraft auch für Metalluntergründen wie Zink, Kupfer oder Aluminium. Die hochelastische Bitumen-Latex-Beschichtung hat eine deutlich höhere Bruchdehnung (370 Prozent) und kann auch bei der Sanierung von Bitumen-Schweißbahnen angewandt werden. 

Mit der neuen selbstvernetzenden, reaktiv abbindenden Dichtungsschlämme Aquafin-RS300 setzt auch das Bautenschutzunternehmen Schomburg neue Maßstäbe. Das Spektrum erstreckt sich über den Einsatz als Bauwerksabdichtung bis hin zur Abdichtung im Verbund mit Belägen und Bekleidungen aus Fliesen und Platten in durch Wasser hochbeanspruchten Innen- und Außenbereichen wie Schwimmbädern, Balkonen und Terrassen. Bei solchen extremen Beanspruchungen kommen die Vorteile des Produkts besonders zur Geltung. Es trocknet nahezu witterungsunabhängig aus, und das Zugdehnungsverhalten nach nur einem Tag entspricht dem klassischer MDS-Produkte nach 28 Tagen. 

Anwender profitieren von der leichten Verarbeitbarkeit – das geschmeidige Produkt lässt sich ganz leicht spachteln – und die Kunden vom raschen Baufortschritt sowie von der nachhaltigen Bestandssicherung. So können etwa bei Bauwerksabdichtungsmaßnahmen bereits nach sechs Stunden Dämmplatten verklebt und der Baukörper nach 48 Stunden verfüllt werden.

Reduktion von Lösemitteln

Wer Wohnraum saniert, kennt das Problem: Lästige Spuren der Vergangenheit wie z. B. Ruß-, Nikotin- oder Kaffeeflecken lassen sich mit herkömmlichen Innendispersionsfarben nur schwer dauerhaft überdecken. Dazu möchte man, besonders im Wohnbereich oder auch speziell beim Ausmalen selbst, nur sehr ungern auf lösemittelhaltige Farben zurückgreifen. Mit der Aqua-Sperrisolierfarbe IF 3000 bietet Murexin hier eine hochwertige lösemittelfreie und langlebige Lösung zur dauerhaften Isolierung der unerwünschten Flecken. Das Produkt erhielt das Umweltzeichen der Republik Österreich, wodurch der Anwender sicher sein kann, dass es nicht nur hohe ökologische Ansprüche erfüllt, sondern auch hinsichtlich Verbrauch, Deckkraft und Abriebverhalten erstklassige Werte erreicht. Für die Hersteller von bauchemischen Produkten reicht es nicht aus, sich allein mit der Verbesserung von Rohstoffen, Rezepturen und Herstellverfahren zu befassen.

Vielmehr geht es darum, auch die Verarbeitung effizienter, besser und weniger gesundheitsbelastend zu gestalten. Beispiel: Viele Bauprodukte wie Lacke enthalten den Stoff N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) zur Herstellung wasserbasierter Dispersionen. Wegen der thermischen Stabilität wird dieser Stoff oft als Lösungsmittel verwendet, auch wenn er stark gesundheitsgefährdend sein kann. Der Erlass des Chemikaliengesetzes vom 1. Juni 2009 stuft Rezepturen mit mehr als fünf Prozent NMP als toxisch ein. Im Gegensatz dazu stellt Murexin mit den beiden widerstandsfähigen Aqua-Parkettlacken „Sport NTS 95“ und „Extrem NX 85“ dem Verarbeiter völlig lösemittelfreie Produkte mit null Prozent NMP-Anteil zur Verfügung.

Nachhaltige Mauerwerksinstandsetzung

Renovierungsarbeiten an denkmalgeschützten Bauwerken und solchen von historischem und künstlerischem Interesse gelten zu Recht als besonders anspruchsvoll, und die zusätzliche Anforderung, auch hier umweltfreundliche und nachhaltige Systeme einzusetzen, macht die Aufgaben nicht gerade einfacher. Bei den Produkten der Mape-Antique-Linie setzt der Hersteller Mapei auf bauphysikalische Qualitäten von Kalk in Kombination mit natürlich vorkommendem Puzzolan. Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Produkte der Mape-Antique-Linie entsprechen den bei historischem Mauerwerk und Putz verwendeten Materialien und können kompatibel bei allen Bauwerken verwendet werden. Gleichzeitig sind sie durch die Zusammensetzung resistent gegen Umwelteinflüsse, extrem diffusionsoffen für aufsteigende Feuchtigkeit und gelöste Salze.

Durch diese Eigenschaft trocknen feuchte Mauern, weitere Kristallbildung wird verhindert und es entsteht ein gesundes und behagliches Umfeld. Je nach Problemstellung bzw. vorgegebenen Leistungsmerkmalen bietet Mapei eine Vielzahl von nachhaltigen Produkten sowohl für bestehende Bauwerke als auch für Neubauten. 

Autor/in:
Jürgen Niederdöckl
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