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Es wurden auf der Grundlage einer umfassenden Literaturstudie zur Emission von flüchtigen organischen Bestandteilen aus Baustoffen ein Prüfverfahren ausgewählt und für die Untersuchung von Beton modifiziert. Mit dem ausgewählten Prüfverfahren, einer Prüfkammer mit einem Volumen von 1 cbm ("Aachener Prüfkammer"), wurden zur Charakterisierung der gasförmigen Emission von leichtflüchtigen organischen Stoffen aus Beton mit Betonzusatzmitteln systematische Untersuchungen durchgeführt. Dazu wurden Betone mit acht verschiedenen Betonzusatzmitteln untersucht, die aufgrund der chemischen Wirkstoffe ausgewählt wurden. Zusätzlich wurde der Anfluß des Wasserzementwertes und der Zementart auf die gasförmige Emission untersucht. Es gibt bisher keine Kriterien zur Bewertung einer gasförmigen Emission aus Beton. Deshalb wurden für eine erste Abschätzung Kriterien aus anderen Gebieten herangezogen. Es wurde eine Bewertung der möglichen Belastung der Atmosphäre und der Bodenluft durchgeführt. Zudem erfolgte eine toxikologische Bewertung der gasförmigen Emissionen aus diesen Betonen. Eine Belastung der Luft gemäß TA-Luft und der Bodenluft (Eikmann-Kloke-Werte) ging unter den gegebenen Versuchsbedingungen von keinem der untersuchten Betone aus. Die MAK-Werte wurden von keinem der untersuchten Betone überschritten. Die Untersuchungen zeigten, daß das Prüfverfahren mit der "Aachener Prüfkammer" für einen Vergleich der untersuchten Betone mit Betonzusatzmittel geeignet ist.
Inhaltsverzeichnis
1 EINLEITUNG 1
1.1 Allgemeines 1
1.2 Problemstellung 1
1.3 Zielsetzung und Vorgehensweise 2
2 BETONZUSATZMITTEL UND UMWELT 3
2.1 Mögliche Umweltbelastung durch gasförmige Emissionen aus Betonen mit BZM 3
2.2 Einteilung der Betonzusatzmittel in Wirkstoffgruppen 4
2.3 Beschreibung der Wirkstoffe 4
3 GASFÖRMIGE EMISSIONEN AUS BAUSTOFFEN/BAUTEILEN - SACHSTAND 9
3.1 Allgemeines 9
3.2 Flüchtige organische Bestandteile 9
3.3 Mechanismus der Gasemission aus zementgebundenen Baustoffen 10
3.4 Gasförmige Emissionen aus zementgebunden Baustoffen - Forschungsergebnisse 11
3.5 Untersuchungsverfahren zur Ermittlung der gasförmigen Emission um weltrelevanter organischer Stoffe 13
3.5.1 Allgemeines 13
3.5.2 Prüfkammerverfahren 13
3.5.2.1 Versuchsaufbau 13
3.5.2.2 Prüfbedingungen 16
3.5.2.3 Quantitative Auswertung 17
3.5.2.4 Senkeneffekte 19
3.5.3 Emissionsprüfzellenverfahren 20
3.6 Richt- und Grenzwerte 21
3.6.1 Summe flüchtiger organischer Verbindungen - TVOC 21
3.6.2 Bewertung einer möglichen Innenraumbelastung 22
3.7 Emissionsquellen und -charakteristika von VOC 26
3.8 Wirkung von VOC-Emissionen auf die Bodenluft und den Boden 28
4 CHARAKTERISIERUNG DER AUS GANGS STOFFE 29
4.1 Betonzusatzmittel 29
4.1.1 Auswahl der BZM 29
4.1.2 Chemische Charakterisierung der verwendeten Betonzusatzmittel 29
4.1.2.1 Infrarotspektroskopie 29
4.1.2.2 Headspace-Gaschromatographie 34
4.2 Verwendete Betone 34
5 UNTERSUCHUNG DER GASFÖRMIGEN EMISSION MIT DEM PRÜFKAMMER VERFAHREN 36
5.1 Versuchsaufbau 36
5.2 Versuchsdurchführung 38
5.3 Bestimmung der VOC 39
5.4 Bestimmung der Aldehyde 40
5.5 Darstellung und Diskussion der Ergebnisse der Untersuchungen zur gasförmigen Emission 40
5.5.1 Beschreibung der Ergebnisse 40
5.5.2 Bewertung der Ergebnisse 50
5.5.2.1 Bewertungskriterien 50
5.5.2.2 Bewertung 52
6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 54
7 LITERATUR 56
ANHANG A: TABELLEN Al-A29
ANHANG B: BILDER Bl-B13
ANHANG C: VOC-ANALYTIK Cl-C3
ANHANG D: INFRAROTSPEKTREN, CHROMATOGRAMME D1-D77
