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12 | 2013

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TECHNIK UND MANAGEMENT

TECHNIK UND MANAGEMENT Wasser/Abwasser Entwässerungsrinnen aus Beton haben viele Umweltvorteile auf ihrer Seite. Ökobilanz von Beton- und Polymerbeton-Entwässerungsrinnen Bei Produkten für die Oberflächenentwässerung stehen heute vor allem Nachhaltigkeitsaspekte im Fokus. Bei einem ökobilanziellen Vergleich der beiden gängigen Werkstoffe für Entwässerungsrinnen schneidet Beton gegenüber dem Polymerbeton sehr gut ab. Definition der Kontrahenten Der Vergleich bezieht sich auf jeweils 100 Rinnenkörper zur Regenwasserableitung mit einer Nennweite von 300 mmund analogen Leistungsmerkmalen. Die Betonrinnen haben ein Gewichtvon je 110kgbei einemBindemittelgehalt von je18kg(CEMII B-S). Eine Polymerbetonrinne mit äquivalenten hydraulischen und mechanischen Eigenschaften wiegt 64 kg und hat einenBindemittelgehalt vonmindestens 6,4 kg. Als Bindemittel dient ein ungesättigtes Polyesterharz-Duroplast. Zur Bewertung werden Bilanzen des Vereins Deutscher Zementwerke (VDZ) fürden Primärenergiegehaltvon Zement und der American Composites ManufacturersAssociation (ACMA) fürden Primärenergiegehalt des Harzes verwendet. Die Bindemittelanteile des Polymerbetons liegen unter optimalen Produktionsbedingungen bei 10 Prozent pro Rinne;prozess-undrohstoffbedingtkann dieser Wert biszu15Prozentbetragen. Bernd Schiller und Roland Coerdt Das geringereGewicht vonEntwässerungsrinnenaus Polymerbetonund der damit verbundene Transportvorteil gegenüber Rinnenaus Betonwerdenvon den Herstellern der Polymerbetonprodukte häufig als Argument füreinenvermeintlich höheren Nachhaltigkeitswert angeführt.Umdieszuüberprüfen sollen im Folgendendie jeweiligen Primärenergieverbräuche und Treibhauspotenziale verglichenwerden. AlsGrundlagedient die Methode der Ökobilanz nach ISO 14040 und14044, die es ermöglicht, die Umweltauswirkung von Erzeugnissen über den gesamtenLebensweg zu erfassen undzubewerten. Weniger Primärenergie für Betonrinnen Aus Tabelle 1wird deutlich: Der Primärenergieverbrauch einer vergleichbaren Polymerbetonrinne ist trotz des geringeren Gewichts mindestensneunmal so hochwie bei einerRinne aus Beton. Auf100 Rinnenkörpergerechnetist dieser Mindestmehraufwand äquivalent mit dem Verbrauch von 1380 Litern Dieselkraftstoff. Mit dieser Menge könnte ein Lkw eine Strecke von rund 4600 km zurücklegen. Als weitere Vergleichsgröße bietet sich das CO 2 -Äquivalent der Bindemittelherstellung an. Bei der Zementherstellung fällt neben dem thermisch bedingtenauchein rohstoffbedingter Beitrag zum Treibhauseffekt an. Denn ne- 38 UmweltMagazin Dezember 2013

Entwässerungsrinnen Beton Polymerbeton Polymerbeton C50/60 UP 10% UP 15% Rinnengewicht 110 kg 64 kg 64 kg Bindemittelgehalt 18 kg 6,4 kg 9,6 kg Primärenergiebedarf Bindemittel Primärenergiebedarf Sand Primärenergieverbrauch Bindemittel Sand Produktionsprozess 2,6 MJ/kg 0,09 MJ/kg feucht 46,8 MJ/Rinne 8,3 MJ/Rinne 5,4 MJ/Rinne 515 MJ/Rinne 16,7 MJ/Rinne 12,5 MJ/Rinne* 771,8 MJ/Rinne 15,8 MJ/Rinne 12,5 MJ/Rinne* Gesamt 60,5 MJ/Rinne 544,2 MJ/Rinne 800,1 MJ/Rinne Tabelle 1:Primärenergiebedarf für Ausgangskomponenten und Produktion, *geschätzter Wert ben demBrennprozessbei derKlinkererzeugung ist auch die Dekarbonatisierung zu berücksichtigen. So entsteht bei der Herstellung eines Kilogramms Zement ein CO 2 -Äquivalent von 0,59 kg. Bei ungesättigtem Polyesterharz wirdein Wertvon3,2 kg CO 2 pro Kilogramm ungesättigtes Polyesterharz ermittelt. Pro Betonrinne ergibt sich somit ein CO 2 -Äquivalent von 13 kg; die Polymerbetonrinne weist abhängig vomHarzanteil einCO 2 -Äquivalent von26,5bis zu 47,5 kg auf. DieHerstellung einer Polymerbetonrinne verursacht die doppelte bis dreifache MengeKohlendioxid. Trotzdes geringerenTransportgewichtesder Polymerrinnenmüssteein Lkw,mit 100Rinnenbeladen, 3100 km zurücklegen, bis die CO 2 -Bilanz zur schwereren Betonrinne ausgeglichen ist. Die Berechnung basiert auf derFormel 60 gCO 2 /t *km. Als Zwischenbilanz lässt sich festhalten: Der WerkstoffBeton isttrotz desDekarbonatisierungseffektes bei der Zementherstellung und des höheren Gewichts der Rinnen deutlich umweltfreundlicherals Polymerbetonauchbei den für das Klima relevanten Schadstoffemissionen. Stichwort Polymerbeton Polymerbeton besteht hauptsächlich aus natürlichen, trockenen mineralischen Rohstoffen, wie zum Beispiel körniger Granit, Quarzsand, Basalt, Kalziumkarbonat, Blähton oder Perlit. Sie werden mit einem Gemisch aus Reaktionsharzen, wie Polyester, Epoxid oder Phenol, sowie Härterund Beschleunigerstoffen gebunden. Das Materialgemisch des Polymerbetons wird in unausgehärtetem Zustand in Formen verbracht und mittels Vibration verdichtet. 80,4 MJ/kg 0,29 MJ/kg trocken Weitere Vorteile von Betonrinnen Der Anteil von Zementen und Betonenaus Sekundärstoffensteigt kontinuierlich. Dadurch werden Ressourcengeschont und gleichzeitig Deponieraum für industrielle Nebenstoffe gespart. Durch Rezepturen mit gezielt ausgewählten Kompositzementen sowie Betonzusatzmitteln und -stoffen lassen sich Betone mit anwendungsgerechten Eigenschaften und sehr hohen Druckfestigkeiten von weit über 100 kN/mm² erzeugen. Hohe Druckfestigkeitswerte sindalso keine Domäne derPolymerbetonhersteller. Wertstoff Verwertungsquote 2001 in % Beton aus Straßenbau 92,2 Beton allgemein 63,7 Glas 87,7 Kunststoff 98,8 Papier, Pappe 82,6 Tabelle 2: Verwertungsquote verschiedener Wertstoffe Mitverbrennung von Abfällen Ein weiterer ökologischer Vorteil: 60 Prozent des Energiebedarfs bei der Zementherstellung werden aus der Verbrennung von Industrieabfällen generiert –Tendenz steigend. Die Verwendung dieser Sekundärenergie ist ökologisch unbedenklich, da giftige Stoffe aus den Abfällen imVerbrennungsprozesszerfallen. Der intensiveEinsatz von Sekundärbrennstoffen, aber auch die Substitution vonenergieintensivem Zementklinker durch zum Beispiel Hüttensand sind wesentliche Gründe für den niedrigen Primärenergieaufwand und dasgeringe Treibhauspotenzial. Die Produktion von Betonrinnen zeichnetsichaußerdem durch eine gute Prozessfähigkeit aus, die sich positiv in der Ökobilanz niederschlägt. In einem technisch ausgereiften, robusten Prozess wird Abfall komplett vermieden, denn Bruch oder Frischbetonrückmengen können entweder „frisch“ in die Produktion zurückgeführt oder nach Erhärten wieder aufbereitetwerden. Auch über den Herstellungsprozess hinaus istBeton ein nachhaltiger Werkstoff. Eine zweckentsprechende Zusammensetzung sorgt für die nötige Stabilität und Haltbarkeit auch bei extremen dynamischenBelastungen. Beweis hierfür ist die ausschließliche Verwendung hochfesterBetone im Bereichvon Flughafenflächen, Industrie-Umschlagplätzen oder Panzerstraßen. Auch Produkte aus Polymerharzen sind bei entsprechend hohem Harzgehalt sehr stabil. Betonjedochist auchohne denEinsatz ökologisch bedenklicher Zugaben formstabil und hochbelastbar. Beton: hohe Verwertungsquote Beton hat ferner einen höheren Aufbereitungsfaktor alszum Beispiel Altglas oder Kunststoff (siehe Tabelle 2) und bleibt auchnachder Nutzungsphaseein Wertstoff. Betonabbruchkann vielseitig wiederverwendet werden. Polymerbetondagegen lässt sich nur auf Deponien entsorgen oder unter bestimmten Voraussetzungen als Unterbau imStraßenverkehr einsetzen. Er kann in keiner Weise mehr in einen Produktlebenszyklus zurückgeführt werden. Fazit Entwässerungsrinnen müssen natürlichfunktionalseinund vorallemeines können: sicher und zuverlässig anfallendes Niederschlagswasser sammeln und ableiten. Die Entwässerungsleistung istbei mineralischenRinnenwerkstoffengleich; Faserfixbeton, Betonund Polymerbetonleisten in dieser Hinsicht gleichermaßen gute Arbeit. Nachgewiesen ist jedoch, dass unter ökologischen Gesichtspunkten Beton deutliche Vorteile bietet. Dr.-Ing. Bernd Schiller und Dipl.-Ing. (FH) M. Eng. Roland Coerdt, Hauraton, Rastatt, roland.coerdt@hauraton.com Bild und Tabellen (2): Hauraton UmweltMagazin Dezember 2013 39

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