Stoffstrommanagement im Bauwesen

ein Haufen Bauschuttzum Vergrößern anklicken
Mineralische Bauabfälle lassen sich zu hochwertigen Recycling-Baustoffen aufbereiten
Quelle: flash100 / Fotolia.com

Der Bausektor ist einer der materialintensivsten Wirtschaftssektoren in Deutschland. Der überwiegende Teil des im anthropogenen Lager gebundenen Materialbestandes entfällt auf Bauwerke des Hoch- und des Tiefbaus. Zur Umsetzung einer Urban-Mining-Strategie kommt dem Bauwesen daher eine besondere Rolle zu.

Inhaltsverzeichnis

 

Verwertung von Baurestmassen

Jährlich werden große Mengen an Rohstoffen für den Bau von Gebäuden und Infrastrukturen aufgewendet, die meist erst nach vielen Jahren wieder infolge von Abbruch- und Umbaumaßnahmen als Bauabfälle freigesetzt werden. Um einerseits nicht erneuerbare Primärrohstoffe zu ersetzen und andererseits Deponiekapazitäten zu schonen, sollten aus Sicht des UBA die gebundenen Materialien gezielt in den Wertstoffkreislauf zurück geführt und ihr stoffliches Potenzial voll ausgeschöpft werden.

Bauabfälle, im Wesentlichen bestehend aus Bauschutt, Straßenaufbruch, Baustellenabfällen sowie der Fraktion Boden und Steine, stellen mit einem Anteil von rund 60 Prozent am Gesamtaufkommen die größte Abfallfraktion dar. Jährlich sind das über 80 Millionen Tonnen (ohne Bodenaushub), die einer Verwertung oder einer Beseitigung zugeführt werden müssen.

Dabei sind größere Mengen an Aushubmaterial, wie Boden und Steine, typisch für bauvorbereitende Handlungen im Hoch- und Tiefbau. Abbruchabfälle hingegen sind inhomogene Gemische, die aus einer Vielzahl von Materialien, wie Boden, Sand, Natursteinen, Betonstücken, Keramik, Ziegel, Fliesen, behandelten und unbehandelten Hölzern, Metallteilen oder Asphalt zusammen gesetzt sein können. Auch Installationselemente aus dem Elektrobereich wie beispielsweise Kabel und Geräte sowie Isolationsmaterialien und Rohrleitungen gehören dazu.

Nur ein sehr geringer Anteil der anfallenden Baurestmassen wird deponiert, das Gros wird aufbereitet und in unterschiedlichen Anwendungen verwertet. Dabei findet das Recycling von mineralischen Baustoffen analog zu den Lieferketten für Massenbaustoffe größtenteils in einem regionalen Kontext statt. Denn der Transport von Baurestmassen und daraus erzeugten Ersatzbaustoffen über weite Strecken von der Abbruch- bis zur Produktionsstätte ist durch niedrige Rohstoffpreise für Sand,  Kiese und Steine meist unwirtschaftlich und birgt zusätzliche Belastungen für die Umwelt.

Die Verwertungsmöglichkeiten für Bau- und Abbruchabfälle und daraus gewonnene Materialien sind vielfältig. Bei guter und gesicherter Qualität können Gesteinskörnungen aus Beton- und Mauerwerksbruch für die Herstellung von Betonen im Hochbau eingesetzt werden. Ansonsten stellen Landschaftsbauliche Maßnahmen, Unterbau- und Tragschichtherstellung im Straßen- und Wegebau sowie der Bau von Sicht- und Lärmschutzanlagen gängige Verwertungswege dar. Auch im Deponiebau besteht eine signifikante Nachfrage nach aufbereiteten Baureststoffen.

Trotz einer nominalen Verwertungsquote von über 90 Prozent für Bau- und Abbruchabfälle wird bei genauerer Betrachtung der Verwertungswege ersichtlich, dass eine hochwertige Kreislaufführung unter Weiternutzung der stofflichen-technischen Eigenschaften für die mineralischen Fraktionen nicht umfassend praktiziert wird. Von den derzeit jährlich anfallenden etwa 52 Millionen Tonnen an Bauschutt, überwiegend aus dem Hochbau, werden zwar knapp 80 Prozent recycelt, von diesen wird aber nur ein Bruchteil wieder als hochwertiger Betonzuschlagstoff eingesetzt. Rund 34 Millionen Tonnen an Recycling-Baustoffen (RC-Baustoffen) gelangen jährlich in den Straßenbau, aber auch dort nicht vorrangig in Frost- und Tragschichten und damit Anwendungen mit eng definierten Eigenschaften. Der überwiegende Teil wird weniger hochwertig bodennah eingesetzt, wie beispielsweise im Landschafts- und Wegebau oder als Ausgleichsmaterial. Der Einsatz von Recycling-Gesteinskörnungen mit definierten technischen Eigenschaften in Anwendungen, die keine besonderen Anforderungen an das Material stellen, entspricht einem Downcycling, das in informatorischen, logistischen und rechtlichen Hindernissen begründet ist.

 

Herausforderungen für die Zukunft

Nicht allein aus Aspekten der Ressourcenschonung wird es aus Sicht des UBA in Zukunft notwendig sein, die derzeitige Downcycling-Praxis durch andere Verwertungspfade für Baurestmassen zu ersetzen. So zeichnen sich einige Entwicklungen ab, die eine umfassende Verwertung der Baurestmassen in vorrangig minderwertigen Senken zukünftig erschweren werden:

  1. Die Baurestmassen werden deutlich ansteigen. Angesichts der demografischen Entwicklung in Deutschland, anhaltender Abwanderung und Schrumpfung insbesondere einiger ostdeutscher Kommunen und eines absehbaren Wandels der Wohnbedürfnisse werden Abbruch und Sanierung künftig zu signifikant höheren Bauschuttmengen führen. Dieser Trend verstärkt sich durch eine Zunahme des Bauens im Bestand, infolge des Abklingens der Nachholeffekte der deutschen Wiedervereinigung und der grundlegenden Sanierung von Bauwerken aus den Nachkriegsjahren. Eine Studie des Umweltbundesamtes kommt zum Schluss, dass durch oben genannte Entwicklungen die Verlagerung der Neubautätigkeiten in die städtischen Ballungsräume einer insgesamt eher rückläufigen Baustoffnachfrage gegenüber steht. Bis 2050 zeichnet sich ab, dass deutschlandweit insgesamt eine weit größere Menge an Baustoffen, etwa das Anderthalbfache, aus dem Wohngebäudebestand abfließt, als neu in diesen eingebracht werden wird. Langfristig wird damit der Gebäudebestand zur Rohstoffquelle.
  2. Derzeit bevorzugte Verwertungswege werden regional eine Sättigung erfahren. So beispielsweise im Deponiebau und im Straßen- und Wegebau, deren Aufnahmekapazität für RC-Baustoffe zu einem limitierenden Faktor werden wird. Durch den demographischen Übergang wird auch im Infrastrukturbereich der Neubau „auf der grünen Wiese“ immer weniger notwendig, die Bedeutung der Bestandserhaltung dagegen immer größer. Die anfallenden Altmaterialien können daher in Zukunft nach ihrer Aufbereitung zu einem großen Teil im Straßenbau selbst wieder eingesetzt werden.
  3. Die ökologischen Qualitätsanforderungen für Ersatzbaustoffe werden sich bundeseinheitlich erhöhen. Durch die Mantelverordnung (MantelVO) wird eine bisherige gesetzliche Regelungslücke geschlossen und Einsatzbereiche, zum Beispiel im Landschafts- und Erdbau sowie Verfüllungen zum Schutz des Bodens und des Grundwassers stärker reglementiert.
    Damit die aus Baurestmassen gewinnbaren Sekundärrohstoffe und insbesondere auch weniger werthaltige Fraktionen wie Feinmaterialien sowie Boden und Steine auch zukünftig verwertet werden können, müssen für Materialien mit günstigen stofflichen Eigenschaften also weitere anspruchsvolle Einsatzbereiche erschlossen werden.
 

Getrennte Erfassung verbessern

Die Verwertung von Baurestmassen in anspruchsvollen Anwendungen in weitaus größerem Umfang als bislang erfordert entsprechende Verfahren zur Gewinnung und Herstellung hochwertiger und gütegesicherter mineralischer Rezyklate.

Nicht alle Recycling-Baustoffe weisen dieselbe Qualität auf. Die späteren Verwertungsmöglichkeiten werden maßgeblich von den bautechnischen Eigenschaften des Ausgangsmaterials, der Zusammensetzung des Bauschutts und der eingesetzten Abbruch- und Aufbereitungstechnik bestimmt. Dabei steigen die Voraussetzungen für ein hochwertiges Recycling mit der Sortenreinheit der anfallenden Materialien, Fremd- und Schadstoffe hingegen mindern die Qualität des Recycling-Materials.

Insbesondere gipshaltige Stoffe im Bauschutt erweisen sich in dieser Hinsicht als problematisch. Denn die darin enthaltenen Sulfate können in Anwesenheit von Wasser und anderen reaktionsrelevanten Stoffen aufquellen und in Betonen, Mörteln oder ungebundenen Schichten Gefügestörungen verursachen. Die Belastungsfähigkeit der Recycling-Baustoffe kann durch dieses so genannte Gipstreiben stark beeinträchtigt werden.

Von besonderer Bedeutung für eine hochwertige Verwertung sind daher selektive Rückbau- und Abbruchverfahren, bei denen die Baustofffraktionen bereits an der Abbruchstelle sorgfältig getrennt und Schadstoffe frühzeitig ausgeschleust werden. Dazu sind Kenntnisse über die stoffliche Zusammensetzung des Objektes und möglicherweise darin befindliche Schadstoffe, sowie eine umfangreiche Vorplanung unabdingbar. Dies stellt zwar einen erhöhten Aufwand dar, welcher aber durch die daraus folgende Minimierung der Abfallmengen zur Entsorgung und des Aufwandes zur späteren Aufbereitung des Bauschutts aufgewogen werden kann. So konnte durch ökobilanziell bewertete Modellvorhaben gezeigt werden, dass eine Schadstoffentfrachtung durch selektive Vorgehensweisen die Umweltwirkungen bei der Herstellung von Recycling-Gesteinskörnungen aus Altbeton reduzieren kann. Es können nicht nur energieintensive und gegebenenfalls abwasserlastige nachfolgende Sortierprozesse eingespart werden, sondern höchste Gütekriterien überhaupt erst erfüllt werden.

Das UBA setzt sich daher dafür ein, dass eine Pflicht zur Getrennterfassung von Bau- und Abbruchabfällen, beispielsweise für Dämmmaterialien, gipshaltige Abfälle, Keramik und Ziegel, im Rahmen der bevorstehenden Novelle in die Gewerbeabfallverordnung (GewAbfV) aufgenommen wird.

Dies scheint für die Zukunft auch aus dem Grund sinnvoll, als dass ein weiterer Anstieg des Gipsanteils im anfallenden Bauschutt zu erwarten sein wird. In Anbetracht der begrenzten Verfügbarkeit von Naturgips und einer abnehmenden Verfügbarkeit von REA-Gips kann ein sortenrein gewonnener Recyclinggips auch für die Herstellung von Gipsprodukten eine echte Alternative sein. Das Umweltbundesamt initiierte daher ein Forschungsvorhaben mit dem Ziel, Maßnahmen und Möglichkeiten, wie Erfassungs- und Transportsysteme oder Verfahren zur Gipsaufbereitung zu ermitteln, die realisiert werden müssen, um das Gipsrecycling in Deutschland in gewerblichen Maßstab auf den Weg zu bringen.

Die Optimierung von Recyclingtechniken wird in Zukunft auch für andere Baustoffe an Bedeutung gewinnen. Die Vielfalt an Bauprodukten nimmt immer weiter zu, so werden ständig neue Werkstoffe oder komplexe Verbundstoffe eingesetzt, für die noch unklar ist, inwieweit sie sich später bei Umbau oder Abriss aus dem Bauschutt separieren lassen.

Die sortenreine Trennung, Sortierung und Homogenisierung der einzelnen Bauschuttfraktionen ist ungeachtet des selektiven Rückbaus technisch sehr anspruchsvoll und erfordert Verfahren wie die Nahinfrarottechnik zur Detektion – bislang vor allem im Kunststoff- und Papierrecycling eingesetzt.

 

Recycling-Beton

Mineralische Bauabfälle lassen sich durch Zerkleinern, Sieben und Klassieren zu Recycling-Baustoffen aufbereiten. So können prinzipiell hochwertige Recyclinggesteinskörnungen gewonnen werden, die gleichwertig wieder im konstruktiven Bau als Betonzuschlag eingesetzt werden können. Sie weisen analoge bautechnische Eigenschaften zu Kiesen und gebrochenen Natursteinen auf und können dazu beitragen, diese wertvollen Rohstoffvorkommen zu schonen.

Die bautechnischen Grundlagen für einen Rezyklat-Einsatz im Beton sind in den beiden Normungswerken DIN 10945 / EN 206-1 und DIN 4226-100 / EN 12610 geregelt. Damit müssen Recycling-Baustoffe dieselben bautechnischen Anforderungen erfüllen wie die für denselben Verwendungszweck eingesetzten Primärbaustoffe. Eine entsprechende Baustoffprüfung erfolgt nach genau denselben Regelwerken, wenngleich die Eignungsprüfung für Recycling-Baustoffe mit höheren Aufwendungen verbunden ist.

Bislang konnte sich der Einsatz von Recycling-Beton in Deutschland noch nicht flächendeckend durchsetzen. Dabei steigt die Zahl der erfolgreichen Pilotprojekte, insbesondere in Rheinland Pfalz, Baden Württemberg und Berlin stetig an. Auch der Kanton Zürich stellt eine Modellregion dar, in der dies erfolgreich praktiziert wird.

 

Hemmnisse beseitigen

Obwohl aus rein technischer Sicht somit nichts gegen den vermehrten Einsatz von Recycling-Baustoffen spricht, wird dieser in der Baupraxis nach wie vor durch diverse Hemmnisse erschwert.

Oftmals sind Recycling-Baustoffe immer noch durch mangelnde Kenntnis und Erfahrungen in der Anwendung mit einem negativen Image behaftet. Die fehlende Akzeptanz hat negative Auswirkungen auf die Nachfrage seitens der Bauherren und folglich wird in der Abbruch- und Aufbereitungspraxis der logistische und technische Aufwand sehr gering gehalten. Das Ergebnis sind überwiegend Recyclingbaustoffe, die nur für einfache Anwendungen zugelassen sind.

Zentrale Herausforderungen zur Steigerung des Einsatzes hochwertiger Recycling-Baustoffe sind folglich die Verbesserung der Informationslage auf unmittelbarer Akteursebene und somit die Steigerung der Akzeptanz dafür. Besonders der öffentlichen Hand als größter Bauherr der Bundesrepublik kommt in dieser Hinsicht eine Vorreiterfunktion zu. Durch die produktneutrale Ausschreibung von Baumaßnahmen oder sogar Schaffung von Anreizen für den Einsatz von Recycling-Baustoffen könnten entsprechende Anstöße geliefert werden. Ein erster Schritt in diese Richtung wurde mit der Anpassung der Beschaffungskriterien für Bundesbauten durch die „Allianz für Nachhaltige Beschaffung“ getan. Nun muss noch ein Diskriminierungsverbot für den Einsatz mineralischer Rezyklate auf Länder- und kommunaler Ebene etabliert und praktiziert werden.

Auch das Umweltbundesamt wird seiner Vorbildfunktion im Bereich des nachhaltigen Bauens gerecht. So ist im UBA-Erweiterungsbau am Hauptsitz Dessau-Roßlau, dessen Fertigstellung für Anfang 2018 geplant ist, neben anderen umweltverträglichen Baustoffen auch Recycling-Beton eingesetzt worden. Insgesamt wurden für den Bau 1.600 Kubikmeter und damit 55 Prozent an Recyclingbeton dort eingesetzt, wo Betonteile nicht drückendem Wasser ausgesetzt sind oder andere Sonderanforderungen besitzen.

Als bedeutendes Hindernis einer hochwertigen Verwertung stellt sich insbesondere auch die nachteilige Marktsituation für Recycling-Baustoffe im Vergleich zu Primärprodukten heraus.

Die Herstellung qualitativ hochwertiger Recycling-Baustoffe ist mit zusätzlichen Kosten für den selektiven Abbruch und entsprechende Aufbereitungsverfahren verbunden. Niedrige Rohstoffpreise für Steine und Kiese und geringere Kosten zur Qualitätskontrolle von Primärprodukten haben zur Folge, dass hochwertige Recycling-Baustoffe preislich zum Teil nicht günstiger sind als Natursteinprodukte. So besteht derzeit nur wenig Anreiz zum Einsatz von Recycling-Produkten und entsprechende Absatzmärkte fehlen. Bislang war analog dazu auch der Anreiz zur Bereitstellung von hochwertigem Recycling-Material eher gering. Billige Senken und „Schlupflöcher“ für mineralische Bauabfälle, wie die Rekultivierung und Verfüllung von Steinbrüchen und Gruben, konkurrierten mit einer hochwertigen Verwertung. Dies wird in Zukunft mit Inkrafttreten der novellierten Bundesbodenschutzverordnung (BBodSchV) nicht mehr möglich sein. Durch eine Begrenzung der mineralischen Fremdbeimengung zum Bodenmaterial für Verfüllungen auf 10%, wird der Einsatz hochwertiger mineralischer Abfälle für minderwertige Verfüllungsmaßnahmen maßgeblich eingedämmt. Dies stellt eine wichtige Voraussetzung dar, um die Marktsituation für Recycling-Produkte in Zukunft nachhaltig zu verbessern.