Fraunhofer IBP entwickelt neue Verfahren für Asbest-Aufbereitung

Teaserbild-Quelle: Fraunhofer IBP / F. Bachmeier

Wird auf einer Baustelle Asbest nachgewiesen, gilt oft der gesamte Bauschutt als gefährlicher Abfall. Im Schadstofflabor des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik (IBP) in Holzkirchen entwickeln Forschende Verfahren, um Asbest zuverlässig zu erkennen und belastetes Material sicher aufzubereiten.

Quelle: Fraunhofer IBP / F. Bachmeier

Schadstoffbelastete Proben werden von außen in das Labor gebracht.

Asbest ist kein Randthema einzelner Altbauten, sondern ein strukturelles Problem im Gebäudebestand. Schätzungen zufolge enthalten rund drei Viertel aller Gebäude, die zwischen 1930 und 1993 errichtet oder saniert wurden, den Schadstoff in unterschiedlichen Bauprodukten. Für Bau und Recyclingunternehmen bedeutet das: Sanierung und Rückbau erfolgen häufig unter Unsicherheit. Die Folgen seien steigende Kosten, Verzögerungen und Einschränkungen bei der Verwertung, heisst es in einer Pressemitteilung des Fraunhofer Instituts für Bauphysik (IBP).

Wird Asbest vermutet oder nachgewiesen, gilt in der Praxis häufig der gesamte Bauschutt als gefährlicher Abfall. «Fehlende Verfahren für eine sichere Trennung und Aufbereitung bremsen die Recyclingwirtschaft deutlich aus», sagt Christian Kaiser, Abteilungsleiter Mineralische Werkstoffe und Baustoffrecycling am Fraunhofer IBP. «Ist in Brücken Asbest verbaut, muss das gesamte Baumaterial als Gefahrenstoff betrachtet werden. Materialien, die sich eigentlich wiederverwenden liessen, landen im teuren Sondermüll, weil Verfahren für einen sicheren Umgang fehlen.»

Forschung unter kontrollierten Bedingungen

Das IBP will diese Lücke schliessen und risikobehafteten Bauschutt künftig wieder nutzbar machen. Der Ansatz gewinne vor dem Hintergrund von knappen Ressourcen für die Industrie zunehmend an Bedeutung, heisst es. Um entsprechende Verfahren für den sicheren Umgang mit der gefährlichen Altlast zu entwickeln, betreibt das Institut am Standort Holzkirchen ein spezialisiertes Schadstofflabor. Hier arbeiten die Forschenden daran, Asbest zuverlässig nachzuweisen, belastetes Material aufzubereiten und es perspektivisch wieder in Stoffkreisläufe zurückzuführen.

Das Schadstofflabor ist als eigenständige, abgeschottete Containereinheit konzipiert und räumlich von anderen Gebäuden getrennt. Mehrstufige Schleusensysteme, Unterdrucktechnik und gefilterte Luftführung verhindern, dass Fasern oder andere Schadstoffe nach aussen gelangen. Die Bearbeitung kontaminierter Materialien erfolgt in geschlossenen Systemen, sogenannten Glove‑Boxen. Proben lassen sich dort analysieren und Prozesse erproben, ohne dass ein direkter Kontakt entsteht.

«Diese Infrastruktur ermöglicht es uns, reale Fragestellungen aus Bau‑ und Recyclingpraxis unter kontrollierten Bedingungen zu bearbeiten», sagt Kaiser. Ziel sei es, Lösungen zu entwickeln, die sich später direkt auf Baustellen oder in Aufbereitungsanlagen einsetzen lassen.

Quelle: Fraunhofer IBP

Im Gefahrstofflabor des Fraunhofer IBP werden Asbest und andere mineralische Schadstoffe nach geltenden technischen Regeln untersucht und neue Prüfverfahren validiert.

Asbest in Echtzeit erkennen

Für die Bauwirtschaft sei die schnelle und verlässliche Identifikation von Asbest entscheidend, heisst es in der Mitteilung weiter. Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) hat das IBP ein optisches Detektionsverfahren entwickelt. Es nutzt eine physikalische Eigenschaft von Asbestfasern, den sogenannten Pleochroismus. Je nach Lichteinfall verändern die Fasern ihre Farbe, während andere mineralische Baustoffe diesen Effekt nicht zeigen.

Mithilfe automatisierter Bildauswertung lassen sich laut dem Institut belastete Materialien damit grossflächig und berührungsfrei identifizieren, perspektivisch auch «direkt auf der Baustelle oder in Recyclinganlagen». Das Verfahren sei bereits zum Patent angemeldet, zudem existiere ein Prototyp. Ergänzend entwickeln die Forschenden gemäss Mitteilung auch eine Methode, mit der sich Asbestfasern ohne Zeitverzug in der Luft nachweisen lassen. Ziel sei es, «Belastungen unmittelbar zu erkennen und fundierte Entscheidungen im laufenden Betrieb zu ermöglichen».

Aufbereitung statt Deponierung

Neben der Detektion dreht sich die Forschung auch darum, wie sich asbestbelastetes Material sicher aufbereiten und wieder in den Stoffkreislauf zurückführen lässt. Ausgangspunkt dafür ist laut dem IBP die «elektrodynamische Fragmentierung». Mit diesem Verfahren lasse sich Beton in seine mineralischen Bestandteile wie Sand und Kies zerlegen. Im Schadstofflabor untersuchen die Forschenden, unter welchen Bedingungen sich dabei auch Asbestfasern zuverlässig vom Material trennen lassen. Dafür wurde ein geschlossenes Prozesssystem entwickelt, das selbst bei hohen Belastungen ein Austreten von Fasern verhindert. «Die Menge an Bauschutt, die deponiert werden muss, lässt sich so auf etwa ein Drittel reduzieren», sagt Kaiser.

Die praktische Relevanz zeigt sich im Projekt «ReAsCon». Hauptziel davon ist die Entwicklung innovativer Lösungen zur selektiven Abtrennung und Aufbereitung von belastetem Abbruchmaterial. Als Referenz dient der Rückbau der Hochstraße Ludwigshafen, bei der in den nächsten fünf Jahren über 300’000 Tonnen asbestbelasteter Beton anfallen werden. Bei dieser Grössenordnung entscheide die Frage, ob Materialien deponiert oder verwertet werden können, über erhebliche wirtschaftliche Effekte. Ziel der Arbeiten ist es laut dem IBP, belastete und unbelastete Materialströme besser zu unterscheiden und verwertbare Anteile gezielt in den Stoffkreislauf zurückzuführen.

PFAS im Schadstofflabor

Das Schadstofflabor ist modular aufgebaut und kann nach Angaben des Instituts auch auf weitere Fragestellungen ausgeweitet werden. Künftig rücken so unter anderem auch die Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS) in den Fokus. Diese langlebigen Industriechemikalien reichern sich in Umwelt und Infrastruktur an und stellen Unternehmen vor neue Herausforderungen. Auch Fragestellungen aus dem Batterierecycling lassen sich in der Anlage untersuchen, etwa im Umgang mit fluorhaltigen Verbindungen. «Für Unternehmen wird der Umgang mit Schadstoffen zunehmend zu einem wirtschaftlichen Faktor. Verlässliche und schnelle Analytik entscheidet darüber, ob Materialien verwertet oder deponiert werden, wie hoch Stillstandskosten ausfallen und wie belastbar Kalkulationen sind», so Christian Kaiser. (mgt/pb)