Diese Grundsätze gliedern sich in drei Teile. In Teil I wird das Konzept zur Bewertung von Bauprodukten hinsichtlich der Besorgnis des Entstehens einer schädlichen Bodenveränderung und hinsichtlich der Besorgnis einer schädlichen Verunreinigung des Grundwassers oder einer sonstigen nachteiligen Veränderung seiner Eigenschaften beschrieben. In Teil II wird das Bewertungskonzept an ausgewählten Bauprodukten konkretisiert. In Teil III werden die Analyseverfahren aufgelistet, die bei einer Bewertung von Bauprodukten nach Teil I und Teil II herangezogen werden sollen.

Teil II Bewertungskonzepte für spezielle Bauprodukte

1 Betonausgangsstoffe und Beton

1.1 Einleitung

Das folgende Kapitel erläutert die Bewertung der Auswirkungen von Betonausgangsstoffen als Bauprodukt oder Betonen auf Boden und Grundwasser. Es werden die Betonausgangsstoffe (einschließlich der Ausgangsstoffe für Konstruktionsmörtel):

• Zement,
• Betonzusatzstoffe,
• Betonzusatzmittel und
• Gesteinskörnungen (Betonzuschläge)

sowie Beton selbst betrachtet, die als Bauprodukt Zulassungsgegenstand sein können. Die Bewertung von Zement (oder anderen hydraulischen Bindemitteln), Zusatzstoffen, Zusatzmitteln und Gesteinskörnungen für andere Anwendungsbereiche (wie z.B. Mauermörtel, Injektionsmörtel oder -suspensionen im Erdund Grundbau) werden in anderen Abschnitten behandelt.

Eine Bewertung von Betonausgangsstoffen, die als Bauprodukt zugelassen werden sollen, kann sowohl auf Grund der Inhaltsstoffe als auch auf Grund der Herstellung erforderlich sein. Zur Beurteilung der Betonausgangsstoffe unter realen Bedingungen kann es u.U. notwendig werden, einen Standardbeton aus diesen Ausgangsstoffen herzustellen und zu untersuchen (s. Tabelle II.2).

Eine Bewertung von zuzulassenden Betonen ist nur dann erforderlich, wenn der Beton nicht genormte bzw. nicht zugelassene Betonausgangsstoffe enthält, deren Auswirkungen auf Boden und Grundwasser nicht bekannt sind.

Beton kann in der gesättigten sowie in der ungesättigten Bodenzone eingesetzt werden. Beton wird als Frischbeton verarbeitet und liegt, sobald er erhärtet ist, als Festbeton vor. In der Regel ist die Festbetonphase zu untersuchen und zu bewerten. Für bestimmte Anwendungsfälle ist auch die Frischbetonphase zu untersuchen und zu bewerten (z.B. Ortbeton).

Gefügedichter Beton wird als wasserundurchlässig im Sinne der Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser eingestuft. Daher sind die Anwendungsfälle BI und B2 (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil 1, Tabelle I.1) zu betrachten.

Haufwerksporiger Beton (u.a. Dränbeton) wird als wasserdurchlässig im Sinne der Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser eingestuft. Also kommen hier die Anwendungsfälle Al und A2 (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I, Tabelle I.1) in Betracht.

1.2 Stufe 1: Ermittlung und Bewertung aller relevanten Inhaltsstoffe

1.2.1 Ermittlung aller relevanten Inhaltsstoffe

Auf Grundlage der vom Antragsteller vorzulegenden Unterlagen (Art, Herkunft, Herstellungsprozess und chemische Angaben zum Bauprodukt) werden die zu untersuchenden relevanten Inhaltsstoffe festgelegt.

Tabelle II.1: Elutionsverfahren

Soll Beton, der unter Verwendung von mineralischen Abfällen zur Verwertung als Bauprodukt oder sollen mineralische Abfälle als Betonausgangsstoffe zugelassen werden, müssen die Stoffgehalte im Feststoff und im Eluat des unverdünnten und unvermischten Abfalls gemäß der LAGA-Mitteilung 20 "Anforderungen an die stoffliche Verwertung von mineralischen Abfällen - Technische Regeln" ¹ untersucht werden.

Nach der LAGA-Mitteilung 20 ¹ wird das Eluat nach dem Verfahren gemäß der Tabelle II-A.1 hergestellt.

Für Abfälle, für die die LAGA-Mitteilung 201 keine abfallspezifische Technische Regeln enthält, ist der Umfang der Untersuchungen durch den zuständigen Sachverständigenausschuss festzulegen.

Bei Materialien, bei denen auf Grund der Herkunft oder des Herstellungsprozesses ein Verdacht auf erhöhte Gehalte an Radionukliden besteht, die zu einer Gefährdung von Boden und Grundwasser führen könnten, ist zusätzlich die Radioaktivität (spez. Aktivität der Radionuklide ⁴⁰ K, ²²⁶ Ra und ²³² Th) gammaspektrometrisch zu untersuchen.

Abfälle zur Verwertung, bei denen ein Verdacht auf gesundheitsschädliche Mikroorganismen oder Viren (Krankheitserreger) besteht, sind gesondert zu untersuchen.

1.2.2 Bewertung der Inhaltsstoffe

Die Bewertung ist gemäß den Grundsätzen zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I, Abschnitt 3.1 durchzuführen.

1.3 Stufe 2: Ermittlung und Bewertung der mobilisierbaren Inhaltsstoffe

1.3.1 Allgemeines

Bei der Ermittlung und Bewertung der mobilisierbaren Inhaltsstoffe muss unterschieden werden, ob Beton oder Betonausgangsstoffe als Bauprodukt zugelassen werden. Da Betonausgangsstoffe nur für den Einsatz im Beton zugelassen werden, werden Betonwürfel einer festgelegten Zusammensetzung nach Tabelle II.2 eluiert. Für Betonausgangsstoffe können jedoch die Untersuchungen der Stufe 2 entfallen, wenn es bereits Nachweise über alle relevanten Inhaltsstoffe des Betonausgangsstoffes gibt, die belegen, dass bei dem Einsatz von mit diesem Betonausgangsstoff hergestellten Beton keine Besorgnis des Entstehens einer schädlichen Bodenveränderung und keine Besorgnis einer Grundwasserverunreinigung bestehen.

Das Ablaufschema des Bewertungskonzepts ist an zwei Beispielen in den Abbildungen II.1 und II.2 dargestellt.

1.3.2 Praxisnahe Eluatherstellung

1.3.2.1 Allgemeines

Entsprechend dem jeweiligen Anwendungsbereich sind die in Tabelle II.1 aufgeführten Elutionsverfahren zu verwenden (s. oben).

Die Untersuchung des Anwendungsfalles B2 (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil 1, Tabelle I.1) am Festbeton stellt den Normalfall dar. Wenn die Bewertung der mobilisierbaren Inhaltsstoffe in Stufe 2 die Besorgnis des Entstehens einer schädlichen Bodenveränderung und die Besorgnis einer Grundwasserverunreinigung erkennen lässt, wird dieser Anwendungsbereich in der Zulassung ausgeschlossen und nur der eingeschränkte Anwendungsbereich "Einsatz in der ungesättigten Bodenzone" zugelassen.

Abb. II.1: Ablaufschema zur Bewertung von Betonen

BILD

* Wenn weitere anorg. Parameter vorhanden sind, für die kein Wert in Anhang I-D angegeben ist, findet eine Beratung im SVA statt

Eine Untersuchung des Anwendungsfalles BI (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I, Tabelle I.1) - der Einsatz von Festbeton in der ungesättigten Bodenzone - ist nur durchzuführen, wenn die Untersuchungen der Stufe 1 und der Anwendungsbereich eine relevante Mobilisierung von Inhaltsstoffen erwarten lassen.

1.3.2.2 Herstellung der Betone

Die Betone werden aus den Betonausgangsstoffen im Labor durch die Prüfstelle hergestellt, die die Zulassungsprüfung durchführt. Die Zusammensetzung der Betone soll in der Regel Tabelle II.2 entsprechen, wenn nicht der zuständige Sachverständigenausschuss eine andere Zusammensetzung festlegt.

Abb. II.2: Ablaufschema zur Bewertung von Abfällen als Betonausgangsstoffe

BILD

* Wenn weitere anorg. Parameter vorhanden sind, für die kein Wert in Anhang I-D angegeben ist, findet eine Beratung im SVA statt

Es ist eine Betonmischung mit dem zuzulassenden Material und eine Vergleichsmischung herzustellen. Hierdurch soll erreicht werden, dass die Veränderungen im Eluat dem zuzulassenden Ausgangsstoff zugeordnet werden können.

1.3.2.3 Herstellung und Lagerung der Probekörper vor der Festbetonelution

Aus den Betonmischungen (zuzulassendes Material und Vergleichsmischung) sind Betonwürfel mit den Abmessungen 100 mm x 100 mm x 100 mm nach DIN EN 12390-2: 2009-08 herzustellen (Schalöl darf nicht verwendet werden).

Tabelle II.2: Zusammensetzung der Betone

Die Würfel werden in der Regel nach einem Tag ausgeschalt.

Nach dem Ausschalen sind die Probekörper dicht verpackt bei einer Temperatur von 20 ± 2 °C zu lagern. In der Regel werden die Probekörper bis zu einem Alter von 56 Tagen gelagert. Die Anforderung gilt als erfüllt, wenn die Würfel beispielsweise sofort in eine mindestens 0,3 mm dicke Kunststofffolie zweifach eingewickelt und alle freien Ränder der Kunststofffolie mit Klebeband überklebt werden. Bei der Elution von organischen Substanzen ist die Lagerungsart mit dem Sachverständigenausschuss zu vereinbaren. In Abhängigkeit von der Festigkeitsentwicklung des Betons kann auch eine andere Lagerungsdauer festgelegt werden, die jedoch 91 Tage nicht überschreiten darf.

1.3.2.4 Elutionsversuche

1.3.2.4.1 Elution von Frischbeton ²

1.3.2.4.2 Elution von Festbeton

Die Betonwürfel werden nach dem Elutionsverfahren gemäß Tabelle II-A.3 (Langzeitstandtest) bzw. in Sonderfällen nach dem Elutionsverfahren gemäß Tabelle II-A.4 (s. auch Erläuterungen hierzu in Abs. 1.3.2.1) eluiert.

1.3.3 Stufe 2, 1. Schritt: Ermittlung und Bewertung der allgemeinen Parameter

Die Ermittlung und Bewertung der allgemeinen Parameter ist nach den Grundsätzen zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I, Abschnitt 3.2.1 durchzuführen.

Bei der Elution von Beton nach den vorgegebenen Elutionsverfahren sind hohe pH-Werte und hohe Werte für die elektrische Leitfähigkeit typisch. Dies ist in die Bewertung der allgemeinen Parameter miteinzubeziehen.

1.3.4 Stufe 2, 2. Schritt: Ermittlung und Bewertung der stofflichen Parameter am Eluat eines Standardbetons (für Betonausgangsstoffe) bzw. des zuzulassenden Betons

1.3.4.1 Ermittlung der stofflichen Parameter

Alle Eluate müssen auf die aus der Rezeptur ersichtlichen umweltrelevanten Stoffe oder die im Prüfplan festgelegten Parameter untersucht werden. Der Gesamtgehalt an organischen Verbindungen ist zusätzlich über den Summenparameter TOC (= Total Organic Carbon) zu erfassen.

Gegebenenfalls sind bei der Ermittlung der umweltrelevanten Stoffe auch Folgeprodukte, die durch Veränderungen physikalisch-chemischer Parameter (z.B. des pH-Wertes) entstehen können, einzubeziehen.

1.3.4.2 Bewertung der stofflichen Parameter

1.3.4.2.1 Frischbeton ²

1.3.4.2.2 Festbeton

• Langzeitstandtest (s. Tabelle II-A.3): Die im Standtest gemessenen Freisetzungen müssen die Werte, die aus den Geringfügigkeitsschwellen über Modellbetrachtungen abgeleitet werden, einhalten. Das Verfahren hierfür ist in Anhang II-B erläutert. Wenn organische mobilisierbare Inhaltsstoffe zu erwarten sind, wird in Anlehnung an den Langzeitstandtest untersucht und die Ergebnisse sind gesondert zu bewerten.
• Trogverfahren (s. Tabelle II-A.4): Die im Eluat des Trogverfahrens ermittelten Werte müssen die Werte, die aus den Geringfügigkeitsschwellen über Modellbetrachtungen abgeleitet werden, einhalten. Das Trogverfahren kommt nur in Sonderfällen zur Anwendung, da der Anwendungsfall B1 in der Regel sowohl aus Sicht des Grundwasser- als auch des Bodenschutzes unproblematisch ist.

1.3.5 Stufe 2, 3. Schritt: Ermittlung und Bewertung der biologischen Parameter

Wenn in den vorhergehenden Untersuchungen die ökotoxikologische Unbedenklichkeit nicht nachgewiesen werden konnte, sind die biologischen Parameter zu ermitteln und zu bewerten. Die Ermittlung und Bewertung der biologischen Parameter erfolgt nach den Grundsätzen zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I, Abschnitt 3.2.3.

Beim Einsatz von Tensiden (z.B. in Luftporenbildnern) ist der Fischtest durchzuführen, wenn die Rezeptur des Produktes Hinweise liefert, dass ein Bestandteil des Produktes ein spezifisch fischtoxisches Wirkpotential besitzen könnte und dass dieser Bestandteil in ökotoxikologisch relevanter Menge aus dem Bauprodukt eluiert werden könnte.

2 Schleierinjektionen

2.1 Einleitung

Das folgende Kapitel erläutert die Bewertung der Auswirkungen von Schleierinjektionen auf Boden und Grundwasser. Gemäß lfd. Nr. 1.11 der Liste C haben "Produkte zur Trockenlegung feuchter Mauern, ausgenommen Produkte, die im direkten Kontakt mit Boden und Grundwasser aushärten" für die Erfüllung bauordnungsrechtlicher Anforderungen nur eine untergeordnete Bedeutung. Da Schleierinjektionen in direktem Kontakt mit Boden und Grundwasser aushärten, fallen sie nicht unter die lfd. Nr. 1.11 der Liste C, sondern benötigen eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung.

Bei der Schleierinjektion wird ein undichtes Bauteil von innen nach außen rastermäßig durchbohrt. Die Bohrlöcher werden mit Packern bestückt. Es erfolgt eine Injektion durch das Bauteil hindurch in den Baugrund an der Außenseite des Bauteils.

2.2 Stufe 1: Ermittlung und Bewertung aller relevanten Inhaltsstoffe

Die Rezepturen der einzelnen Komponenten der lnjektionsmittel sind gemäß dem Muster-Stoffdatenblatt des DIBt vorzulegen. Zusätzlich ist ein technisches Datenblatt des Injektionsmittels vorzulegen, aus dem Aushärtezeit und das Mischungsverhältnis der einzelnen Komponenten hervorgehen.

Die Rezeptur wird vom DIBt entsprechend den Grundsätzen zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I, Abschnitt 3.1 bewertet.

2.3 Stufe 2: Ermittlung und Bewertung der mobilisierbaren Inhaltsstoffe

2.3.1 Praxisnahe Eluatherstellung

Anhand der ermittelten Inhaltsstoffe im Bauprodukt ist unter Berücksichtigung der Kenntnis des Entstehungsprozesses des Bauproduktes festzustellen, welche Stoffe unter Praxisbedingungen eluiert werden können. Zu deren Erfassung ist ein dafür geeignetes Elutionsverfahren anzuwenden. Eine Unterscheidung der Anwendung von Injektionsmitteln in der gesättigten und in der ungesättigten Zone gemäß Tabelle I.1 (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I) wird bei der Auswahl der Elutionsverfahren nicht gemacht, da Abdichtungen mit Injektionsmitteln sowohl in der gesättigten als auch in der ungesättigten Zone vorgenommen werden können. Da diese Injektionsmittel nachträglich aushärten, ist außer dem Anwendungsfall B (wasserundurchlässig) gemäß Tabelle I.1 (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I) das Produkt nicht nur nach der Aushärtungsphase, sondern auch während dessen zu untersuchen.

Im Rahmen der Eluatherstellung sind von der Prüfstelle parallel geeignete technische Kenndaten des Bauprodukts zu untersuchen, diese sind als Identitätsnachweis in den Prüfbericht aufzunehmen.

Produkt während der Aushärtungsphase und am ausgehärteten Produkt

Die Prüfung während der Aushärtung erfolgt mit dem Säulenversuch mit umgekehrter Fließrichtung gemäß Tabelle II-A.5. Beim Säulenversuch wird fraktionsweise Eluat abgezogen. Die Messwerte zu den Untersuchungsparametern während der lnjektions- und Aushärtungsphase zeigen einen typischen Verlauf. Sie steigen kurz nach der Injektion stark an und fallen dann produktspezifisch auf die Ausgangswerte des unbelasteten IJmströmungswassers ab. Letzteres ist eine notwendige Voraussetzung für die Umweltverträglichkeit. Dies gilt auch für den TOC (Summenparameter für die Gesamtheit der organischen Inhaltsstoffe). Die Eluatfraktionen, bei denen der TOC die höchsten Werte aufweist, werden mit TOC_max bezeichnet. Die Eluatfraktionen, bei denen der TOC auf den Wert des Ausgangswassers abgeklungen ist, werden mit TOC _Abkling bezeichnet. Die Fraktionen der zeitlich aufeinander folgenden Eluate sind so zu nehmen, dass die Konzentrationen von TOC_max und TOC _Abkling erfasst werden. Das Volumen der genommenen Proben und der Zeitpunkt der Probenahme nach Versuchsbeginn sind im Protokoll anzugeben.

Für die Ermittlung der biologischen Parameter wird ein Mischeluat aus mehreren Eluaten mit maximalem TOC-Gehalt (TOC_max) und einem Eluat aus der Abklingphase des TOC-Verlaufs (TOC _Abkling) verwendet. Das oben genannte Elutionsverfahren (Säulenversuch mit umgekehrter Fließrichtung) deckt außer der Untersuchung der Aushärtungsphase auch die Untersuchung des ausgehärteten Produkts mit ab.

Falls bereits Prüfungen mit einem anderen Prüfverfahren durchgeführt wurden, wird die Eignung des Prüfverfahrens im Einzelfall im SVA "Umweltschutz - B 2 -" beurteilt.

2.3.2 Stufe 2, 1. Schritt: Ermittlung und Bewertung der allgemeinen Parameter

2.3.2.1 Ermittlung der allgemeinen Parameter

Alle Eluate müssen auf die folgenden Parameter untersucht werden:

• pH-Wert ³,
• elektrische Leitfähigkeit,
• Geruch,
• Färbung, Trübung,
• Neigung zur Schaumbildung.

2.3.2.2 Bewertung der allgemeinen Parameter

Die Ergebnisse sind dahingehend zu bewerten, ob schädliche Veränderungen des Grundwassers auftreten können. Auffälligkeiten können zum Ausschluss führen. Die Eluate der Untersuchung von Produkten während der Aushärtungsphase werden nach folgenden Kriterien bewertet:

• pH-Wert:
  Der pH-Wert im Eluat sollte 10 nicht überschreiten. Der pH-Wert sollte innerhalb von 28 Tagen auf den pH-Wert des Ausgangswassers abklingen. Bei höheren pH-Werten muss nachgewiesen werden, dass im Eluatversuch (Säulenversuch) nicht mehr als 0,1 mol/kg Produkt an OH--Ionen in sieben Tagen ausgewaschen werden. Darüber hinaus muss erkennbar sein, dass keine unbegrenzte Freisetzung von Hydroxidionen aus dem Bauprodukt erfolgt, d.h. dass die pH-Wert-Zunahme abklingen und der pHWert des Prüfwassers in 28 Tagen wieder erreicht werden muss.
• Leitfähigkeit:
  Der in der Trinkwasserverordnung vorgegebene Wert von 25001.1S/cm gilt als Richtwert. Eine Überschreitung dieses Wertes ist kein alleiniges Ausschlusskriterium. Höhere Werte müssen im Einzelfall bewertet werden.
• Färbung, Trübung, Geruch, Neigung zu Schaumbildung: Treten im Eluat solche Auffälligkeiten auf, soll nach 28 Tagen wieder der Zustand des Ausgangswassers erreicht sein. Allerdings ist eine, auch nach 28 Tagen anhaltende geringe Veränderung des Eluats kein alleiniges Ausschlusskriterium.

2.3.3 Ermittlung und Bewertung der stofflichen Parameter

2.3.3.1 Ermittlung der stofflichen Parameter

Alle Eluate (insbesondere die einzelnen Fraktionen des Eluats zur Untersuchung von Produkten während der Aushärtung) müssen auf den Summenparameter TOC untersucht werden. Ausgewählte Eluatfraktionen oder Mischungen aus mehreren Eluatfraktionen der Eluate der Säulenversuche werden gegebenenfalls auf sonstige, aus der Rezeptur des Injektionsmittels ersichtlichen Stoffe, für die eine Geringfügigkeitsschwelle (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I, Anhang I-D) existiert, untersucht. Im Weiteren sind ökotoxikologisch relevante Einzelstoffe, die über die Rezeptur bekannt sind oder von denen bekannt ist, dass sie entstehen können, auch wenn keine Geringfügigkeitsschwelle existiert, zu erfassen.

In den Injektionsmitteln können Metallverbindungen als Katalysatoren enthalten sein, daher ist das Eluat ggf. auf Metallionen zu untersuchen. Eventuell sind bei der Ermittlung umweltrelevanter Stoffe auch Folgeprodukte einzubeziehen, die durch Veränderungen physikalisch-chemischer Parameter (z.B. des pH-Wertes) entstanden sind. Die Festlegung der zu untersuchenden Parameter erfolgt im DIBt nach Abstimmung mit dem SVA "Umweltschutz - B 2 -".

2.3.3.2 Bewertung der stofflichen Parameter

Der TOC-Gehalt muss innerhalb von 28 Tagen auf die Anfangskonzentration des umströmenden Wassers (Blindwert) abfallen. Die ermittelten Stoffgehalte müssen die Geringfügigkeitsschwellen (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I, Anhang I-D) ggf. unter Berücksichtigung von Ubertragungsfunktionen ⁴ einhalten.

2.3.4 Ermittlung und Bewertung der biologischen Parameter

2.3.4.1 Ermittlung der biologischen Parameter

Wenn der gemessene TOC höher ist als der des eluierenden Wassers, sind folgende Wirkungstests mit Eluaten gemäß Abschnitt 2.3.1 [d. h. Mischung aus 3 Eluatfraktionen mit maximalem TOC-Gehalt (TOC_max) und einem Eluat aus der Abklingphase (TOC_Abkling)] durchzuführen ⁵:

• Daphnien-Test,
• Algen-Test,
• Leuchtbakterien-Lumineszenz-Test und ggf. der Leuchtbakterien-Zellvermehrungshemmtest,
• biologische Abbaubarkeit,
• terrestrische Tests ⁶,
• ggf. umu-Test bzw. Ames-Test.

Bei TOC-Werten < 50 mg/l muss der biologische Abbau nicht nachgewiesen werden, da in diesem Konzentrationsbereich keine aussagekräftigen Ergebnisse gewonnen werden. Ggf. kann die Ermittlung der biologischen Abbaubarkeit als Beurteilungskriterium nicht ausreichen und es muss über eine Charakterisierung des TOC nachgewiesen werden, dass keine toxisch wirkenden Verbindungen entstehen können.

Bei PU-Systemen ist die Entstehung von aromatischen Aminen und/oder freien Isocyanaten zu untersuchen.

2.3.4.2 Bewertung der biologischen Parameter

Die Prüfung der biologischen Tests muss ergeben, dass keine negativen Auswirkungen auf Boden und Grundwasser zu erwarten sind. Die Tests an den Eluaten müssen die Vorgaben der Grundsätze "Bewertung der Auswirkungen auf Boden und Grundwasser" (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser -Teil I, Stufe 2, 3. Schritt) einhalten.

Die Inhaltsstoffe müssen biologisch abbaubar sein. Mangelnde Abbaubarkeit ist kein alleiniges Ausschlusskroterium, sondern wird nur im Zusammenhang mit den Ergebnissen der biologischen Tests bewertet.

3 Kanalsanierungsmittel

3.1 Einleitung

Die Bewertung der Umweltverträglichkeit von Kanalsanierungsmitteln erfolgt im Rahmen der Erteilung von allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen. Aussagen zur Umweltverträglichkeit von Kanalsanierungsmitteln werden in allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen unter Berücksichtigung verfahrensspezifischer Besonderheiten getroffen.

Kanalsanierungsmittel können in der ungesättigten sowie in der gesättigten Zone eingesetzt werden, d.h. es können die Anwendungsfälle B1 und B2 (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I, Tabelle I.1) auftreten. Hierbei ist zu beachten, dass es Fälle geben kann, in denen die zur Sanierung verwendeten Materialien erst nach dem Einbringen aushärten. Bei der Erteilung allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassungen kann bei Vorliegen dieser Voraussetzung eine Begrenzung der in die Umwelt austretenden Volumina der Komponenten vorgenommen werden.

Derzeit kommen folgende Verfahren für den nicht begehbaren Bereich von Abwasserkanälen und -leitungen - im Folgenden Kanäle genannt - mit erteilten allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen zum Einsatz:

1. Flutungsverfahren

Methode: Flutungsverfahren sind grabenlose Abdichtungsverfahren für Abwasserkanäle, -leitungen und Schächte, bei denen zwei Lösungen nacheinander eingesetzt werden. Ein gereinigter und abgeschotteter Kanal bzw. Leitungsabschnitt wird mit der ersten Lösung geflutet, welche in die undichten Stellen eindringt. Nach einer verfahrensspezifischen Verweilzeit wird die erste Lösung abgesaugt. Nach einem Zwischenspülen mit Wasser wird eine zweite Lösung in den abgesperrten Kanalbereich eingefüllt. Auch diese dringt durch die

schadhaften Stellen der Abwasserleitung in den umgebenden Boden der Leitungszone ein. Durch chemische Reaktionen der beiden Lösungen entsteht dort eine örtlich begrenzte und wasserdichte Verfestigung unter Einschluss der umgebenden Bodenpartikel. Der Zyklus des Befüllens und Abpumpens wird ggf. mehrfach wiederholt, bis ein Absinken der Flüssigkeiten im Startschacht nicht mehr feststellbar ist.

Anwendungsbereiche: alle Rohrwerkstoffe und Querschnittformen, gerissene Kanäle, Schächte und Rohrverbindungen.

Werkstoffe: Wasserglassysteme mit organischen oder anorganischen Härtern.

2. Spachtel- und Verpressverfahren (Robotertechnik)

Methode: Voraussetzung für die Anwendung dieses Verfahrens ist die hinreichende Reinigung des zu sanierenden Leitungsabschnittes und ein spezifischer Flächenabtrag im Bereich der zu sanierenden Stellen, der i.d.R. mittels Fräsrobotersystemen erfolgt.

An die so vorbereiteten schadhaften Stellen wird unter Kamerabeobachtung eine Packer-Robotereinheit gefahren. Diese ist entweder mit einer Kartusche, die mit Komponenten des zuvor gemischten Harzsystems befüllt ist oder sie ist mit mehreren Kartuschen, die mit den jeweiligen Harzkomponenten befüllt sind, ausgerüstet. Die Packer-Roboter-Einheit wird so positioniert, dass die Manschetten des Packers eine Abschottung des zu sanierenden Bereichs bewirken. Mittels Druckluft werden das angemischte Harz aus der Kartusche bzw. die einzelnen Komponenten aus den Kartuschen über eine Zwangsmischeinrichtung in die schadhaften Stellen gepresst. Das Einbringen des Harzgemisches kann auch über sogenannte Verpressschuhe erfolgen. Dabei handelt es sich um Verpresswerkzeuge, die an der schadhaften Stelle positioniert werden. Über entsprechende Austrittöffnungen wird das Harz in die schadhaften Stellen gepresst. Zum Abschluss wird die jeweilige Packer-Robotereinheit aus der sanierten Leitung entfernt.

Anwendungsbereich: Sanierung von Rohrverbindungen, Längs- und Querrissen sowie von Seitenzuläufen (Bereich der Einbindung von Hausanschlussleitungen an den jeweiligen Sammelkanal); Verwendung i.d.R. zur Sanierung von Abwasserleitungen aus Steinzeug, Beton- und Stahlbeton.

Werkstoffe: z.B. Methacrylat-, Acryl-, Polyurethan-, Epoxidharze und Injektionsmörtel.

3. Kurzlinerverfahren

Methode: Kurzliner bestehen aus flexiblen, mit Reaktionsharz getränkten Trägermaterialien. Durch Aushärten an der Schadensstelle entsteht eine mit der Kanalwandung festverklebte Innenschale begrenzter Länge. Das vor Ort mit Reaktionsharz getränkte Trägermaterial wird mittels Einbaugerät wie z.B. Packern durch vorhandene Schächte zur Schadensstelle transportiert, dort genau positioniert, an die Kanalwandung angepresst und - mit oder ohne Wärmezufuhr - in verfahrensbedingt vorgegebener Zeit zum Aushärten gebracht.

Anwendungsbereiche: lokal begrenzte Schadensbilder, d.h. Risse, Scherbenbildung, Brüche, Undichtigkeiten, auch Sanierung von kürzeren Rohrabschnitten.

Werkstoffe: z.B. Trägermaterialien aus Polyesternadelfilz oder Textilglasmatten; Epoxid-, Polyester-, Methacrylat- und Polyu retha n ha rze.

4. Schlauchliningverfahren (Vor Ort härtendes Schlauch Lining)

Methode: Ein flexibler, mit Kunstharz getränkter Nadelfilzoder Glasfasergewebeschlauch wird in geeigneter Weise in den zu sanierenden Kanalabschnitt (Altkanal) eingebracht, dort mittels Wasser- oder Luftdruck so positioniert, dass er formschlüssig an der Innenseite des Altkanals anliegt und -mit oder ohne Wärmezufuhr oder UV-Licht - in verfahrensbedingt vorgegebener Zeit zum Aushärten gebracht. Es entsteht so im Altkanal ein neues Rohr aus Kunststoff. Verfahrensbedingt sind die Schläuche auf der Innen- und/oder Außenseite mit Schutzfolien ausgestattet.

Anwendungsbereich: Abwasserleitungen mit Kreisquerschnitten aus Beton, Stahlbeton, Steinzeug, Faserzement, GFK, PVC-U, PEHD und Gusseisen sowie für Abwasserleitungen mit Eiprofilquerschnitten aus Steinzeug, Beton oder gemauertem Klinker, sofern der Querschnitt der zu sanierenden Abwasserleitung den verfahrensbedingten Anforderungen und den statischen Erfordernissen genügt.

Werkstoffe: z.B. Epoxid-, Polyester- und Vinylesterharze.

5. Hutprofiltechnik

Methode: Ein flexibler vorgefertigter Nadelfilz- oder Glasfaserschlauch mit angesetztem Kreisring wird i.d.R. vor Ort mit Kunstharz getränkt und mittels einer Roboter-Packereinheit an die Stelle des Seitenzulaufs eines Abwasserkanals bzw. -leitung gefahren. Dieses harzgetränkte Hutprofil wird mittels einer innenliegenden und mit Druckluft beaufschlagten Gummiblase vom Packer aus in die Hausanschlussleitung eingebracht, dabei gelangt die harzgetränkte Außenseite an die Innenseite der Hausanschlussleitung. Die dem Abwasser zugewandte Seite kann mit einer Schutzfolie versehen sein. Durch Druck in der Gummiblase wird der Hut an die Innenwand der Hausanschlussleitung und die Hutkrempe an die Wandung des Kanalrohres gepresst. Der Druck in der Gummiblase wird so lange aufrechterhalten, bis das Harz weitgehend gehärtet ist. Der Härtungsvorhang kann durch Warmwasserzirkulation oder Dampf unterstützt und damit beschleunigt werden. Zum Abschluss wird der Packer aus der sanierten Leitung entfernt.

Anwendungsbereich: Sanierung von undichten Seitenzuläufen (Bereich der Einbindung von Hausanschlussleitungen an den jeweiligen Sammelkanal) bzw. Wiederanschluss von Seitenzuläufen nach erfolgter Sanierung mittels Schlauchlinern, Noppenbahnlinern oder Close-Fit-Linern.

Werkstoffe: z.B. Trägermaterialien aus Glasfasermatten, Polyesterfasermatten; Epoxid- und Vinylesterharze.

6. Noppenbahnliningverfahren

Methode: Schadhafte Abwasserleitungen werden durch Einbringen vorkonfektionierter PE-HD-Liner und Verfüllen des Ringraumes mit Injektionsmörtel saniert.

Dazu wird in die schadhafte Leitung ein mit "Preliner" bezeichneter Schlauch aus Polyethylen (PEHD) eingezogen. In seinen Abmessungen entspricht dieser der Länge und dem Querschnitt der zu sanierenden Leitung. Der Preliner wird mittels Luftdruck bzw. Wasser an die Innenwand der zu sanierenden Leitung angepresst. Im aufgestellten Preliner wird ein mit Noppen besetzter und als "Inliner" bezeichneter aus PEHD bestehender weiterer Liner eingezogen. Die Noppen definieren einen Ringraum, der mit einem Injektionsmörtel verfüllt wird.

Anwendungsbereich: Sanierung von Abwasserleitungen aus Beton, Stahlbeton, Steinzeug, Faserzement, GFK, PVC-U, PEHD und Gusseisen, sofern die zu sanierenden Abwasserleitungen einen Kreisquerschnitt aufweisen und den verfahrensbedingten Anforderungen sowie den statischen Erfordernissen genügen.

Werkstoffe: z.B. PEHD-Bahnen, Injektionsmörtel.

7. Sanierung mittels vorgefertigter verformter Kunststoffrohre

Methode: Ein im Herstellwerk zwangsverformtes Kunststoffrohr wird in den zu sanierenden Kanalabschnitt eingebracht. Mittels Dampfbeaufschlagung wird das verformte Kunststoffrohr soweit gedehnt, dass es wieder seine ursprüngliche kreisrunde Form annimmt. Durch Drucksteigerung wird eine weitere Dehnung des Kunststoffrohrs bewirkt, so dass es sich an die Rohrwand der zu sanierenden Abwasserleitung nahezu formschlüssig anlegt.

Anwendungsbereich: Sanierung von Abwasserleitungen aus Beton, Stahlbeton, Steinzeug, Faserzement, Gusseisen, GFK, PVC-U und PEHD, sofern die zu sanierenden Abwasserleitungen einen Kreisquerschnitt aufweisen und den verfahrensbedingten Anforderungen sowie den statischen Erfordernissen genügen.

Werkstoffe: z.B. PEHD, PVC.

8. Einzelrohr-Lining

Methode: Einzelne im Herstellwerk gefertigte Kurzrohre werden in den zu sanierenden Kanalabschnitt eingebracht und dabei wasserdicht miteinander verbunden.

Anwendungsbereich: Sanierung von Kanälen aus allen üblichen Materialien.

Werkstoffe: z.B. PEHD, PVC-U, Steinzeug.

9. Berstliningverfahren

Methode: In die schadhafte Abwasserleitung wird ein dynamischer Berstkopf eingezogen. Dabei wird die vorhandene Leitung zerstört. Die Bruchstücke der zerstörten Leitung werden in den umgebenden Boden gedrückt. Beim Einziehen werden gleichzeitig Produktrohre, wie unter Punkt 8 beschrieben, nachgezogen und miteinander so wasserdicht verbunden, dass diese eine neue Abwasserleitung in der Trasse der bisherigen ergeben.

Anwendungsbereich: Ersetzen von Kanälen aus allen üblichen Materialien.

Werkstoffe: z.B. PEHD, PVC-U, Steinzeug.

3.2 Stufe 1: Ermittlung und Bewertung aller relevanten Inhaltsstoffe

3.2.1 Ermittlung aller Inhaltsstoffe

Für die Bewertung von Kanalsanierungsmitteln sind die Rezepturen gemäß dem DIBt-Muster-Stoffdatenblatt aller zur Anwendung kommender Komponenten und eine Kurzbeschreibung der Verfahrensweise sowie ggf. Reaktionsgleichungen vorzulegen.

3.2.2 Bewertung der Inhaltsstoffe

Anhand der Kenntnisse über die relevanten Inhaltsstoffe sind die in Stufe 2 zu ermittelnden Stoffe festzulegen. Ferner sind die geltenden Ausschlusskriterien (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I, Abs. 3.1) zu überprüfen:

• Werden die geltenden Verwendungsverbote und Beschränkungen für spezielle Stoffe eingehalten (z.B. Chemikalien-Verbotsverordnung)?
• Werden kanzerogene (R 45) (sofern sie nicht ausschließlich über den inhalativen Weg krebserzeugend wirken), mutagene (R 46) oder reproduktionstoxische Stoffe (R 60, R 61) aktiv eingesetzt? Bei Kunstharzsystemen darf z.B. kein Acrylamid eingesetzt werden, da Acrylamid gemäß der Beschränkungsrichtlinie 76/769/EWG mit "krebserzeugend" und "erbgutverändernd" zu kennzeichnen ist.

In Lösungen, die bei Flutungsverfahren einzeln injiziert werden (d.h. sowohl Komponente 1 als auch Komponente 2), dürfen keinesfalls Stoffe, die nach der EU-Richtlinie 67/548/EWG mit "N", "T+" und "T" gekennzeichnet werden müssen, enthalten sein.

Vor Stufe 2, nach Vorlage der Rezeptur und der Verfahrensweise ist der Prüfplan mit dem DIBt abzustimmen.

3.3 Stufe 2: Ermittlung und Bewertung der mobilisierbaren Inhaltsstoffe

3.3.1 Praxisnahe Eluatherstellung

Anhand der ermittelten Inhaltsstoffe im Bauprodukt ist unter Berücksichtigung der Kenntnis des Entstehungsprozesses des Bauproduktes festzustellen, welche Stoffe unter Praxisbedingungen eluiert werden können. Zu deren Erfassung ist ein dafür geeignetes Elutionsverfahren anzuwenden. Eine Unterscheidung der Anwendung von Kanalsanierungsmittel in der gesättigten und in der ungesättigten Zone gemäß Tabelle I.1 (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil 1) wird bei der Auswahl der Elutionsverfahren nicht gemacht, da Kanalrohre sowohl in der gesättigten als auch in der ungesättigten Zone eingebaut sein können. Da bestimmte Kanalsanierungsmittel erst während der Einbringung aushärten, ist außer dem Anwendungsfall B (wasserundurchlässig) gemäß Tabelle I.1 (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I) das Produkt nicht nur nach der Aushärtungsphase, sondern auch während ihr zu untersuchen.

Im Rahmen der Eluatherstellung sind von der Prüfstelle parallel geeignete technische Kenndaten des Bauprodukts zu untersuchen, diese sind als Identitätsnachweis in den Prüfbericht aufzunehmen.

Produkt während der Aushärtungsphase und am ausgehärteten Produkt

Für die Prüfung während der Aushärtung können folgende Verfahren (s. Anhang II-A) angewendet werden:

• Säulenversuch mit umgekehrter Fließrichtung (s. Tabelle II-A.5)
• Technikumsversuch (s. Tabelle II-A.6)
• oder geeignetes anderes Prüfverfahren (die Eignung ist mit dem DIBt abzuklären)

Beim Säulenversuch mit umgekehrter Fließrichtung und dem Technikumsversuch wird fraktionsweise Eluat abgezogen. Die Messwerte zu den Untersuchungsparametern während der Injektions- und Aushärtungsphase zeigen einen typischen Verlauf. Sie steigen kurz nach der Injektion stark an und fallen dann produktspezifisch auf die Ausgangswerte des unbelasteten Umströmungswassers ab. Letzteres ist eine notwendige Voraussetzung für die Umweltverträglichkeit. Dies gilt auch für den TOC (Summenparameter für die Gesamtheit der organischen Inhaltsstoffe). Die Eluatfraktionen, bei denen der TOC die höchsten Werte aufweist, werden mit TOC_max bezeichnet. Die Eluatfraktionen, bei denen der TOC auf den Wert des Ausgangswassers abgeklungen ist, werden mit TOC _Abkling bezeichnet. Die Fraktionen der zeitlich aufeinander folgenden Eluate sind so zu nehmen, dass die Konzentrationen von TOC_max und TOC _Abkling erfasst werden. Das Volumen der genommenen Proben und der Zeitpunkt der Probenahme nach Versuchsbeginn sind im Protokoll anzugeben. Für die Ermittlung der biologischen Parameter wird ein Mischeluat aus mehreren Eluaten mit maximalem TOC-Gehalt (TOC_max) und ein Eluat aus der Abklingphase des TOC Verlaufs (TOC _Abkling) hergestellt. Die oben genannten Elutionsverfahren (Säulenversuch mit umgekehrter Fließrichtung und Technikumsversuch) decken außer der Untersuchung der Aushärtungsphase auch die Untersuchung des ausgehärteten Produkts mit ab.

In Abhängigkeit des Verfahrens sowie des Anwendungsbereichs des Sanierungsverfahrens sind die in Tabelle II.3 angegebenen Elutionsverfahren zu verwenden.

Bei dem Noppenliningverfahren, der Sanierung mittels vorgefertigter Kunststoffbauteile, dem Einzelrohr-Lining sowie dem Berstliningverfahren reicht im Regelfall die Angabe der eingesetzten Materialen aus. Elutionsversuche sind nicht durchzuführen.

3.3.2 Stufe 2, 1. Schritt: Ermittlung und Bewertung der allgemeinen Parameter

3.3.2.1 Ermittlung der allgemeinen Parameter

Alle Eluate müssen auf die folgenden allgemeinen Parameter untersucht werden:

• pH-Wert ⁷
• elektrische Leitfähigkeit
• Geruch
• Färbung, Trübung
• Neigung zur Schaumbildung

Tabelle II.3: Elutionsmethoden in Abhängigkeit von dem Sanierungsverfahren

Bei den Eluatverfahren zur Untersuchung von Produkten während der Aushärtungsphase sind alle Eluate auf die oben genannten Parameter zu untersuchen.

3.3.2.2 Bewertung der allgemeinen Parameter

Die Ergebnisse sind dahingehend zu bewerten, ob schädliche Veränderungen des Grundwassers auftreten können. Auffälligkeiten können zum Ausschluss führen.

Die Eluate der Untersuchung von Produkten während der Aushärtungsphase werden nach folgenden Kriterien bewertet:

• pH-Wert
  Der pH-Wert im Eluat sollte 10 nicht überschreiten. Da auch ein pH-Wert von 10 dauerhaft nicht wünschenswert ist, muss der pH-Wert innerhalb von 28 Tagen auf den pHWert des Ausgangswassers abklingen. Bei höheren pH-Werten muss nachgewiesen werden, dass im Eluatversuch (Säulenversuch) nicht mehr als 0,1 mol/kg Produkt an OH--lonen in sieben Tagen ausgewaschen werden. Darüber hinaus muss erkennbar sein, dass keine unbegrenzte Freisetzung von Hydroxidionen aus dem Bauprodukt erfolgt, d.h. dass die pH-Wert-Zunahme abklingen und der pH-Wert des Prüfwassers in 28 Tagen wieder erreicht werden muss.
• Leitfähigkeit
  Der in der Trinkwasserverordnung vorgegebene Wert von 2500 lIS/cm gilt als Richtwert. Eine Überschreitung dieses Wertes ist kein alleiniges Ausschlusskriterium. Höhere Werte müssen im Einzelfall bewertet werden.
• Färbung, Trübung, Geruch, Neigung zu Schaumbildung Treten im Eluat solche Auffälligkeiten auf, soll nach 28 Tagen wieder der Zustand des Ausgangswassers erreicht sein. Allerdings ist eine, auch nach 28 Tagen anhaltende geringe Veränderung des Eluats kein alleiniges Ausschlusskriterium.

3.3.3 Stufe 2, 2. Schritt: Ermittlung und Bewertung der stofflichen Parameter

3.3.3.1 Ermittlung der stofflichen Parameter

Alle Eluate (insbesondere die einzelnen Fraktionen der Eluatverfahren zur Untersuchung von Produkten während der Aushärtung) müssen auf den Summenparameter TOC untersucht werden. Die Eluate des Trogverfahrens und ausgewählte Eluatfraktionen oder Mischungen aus mehreren Eluatfraktionen der Eluate der Säulenversuche werden auf sonstige, aus der Rezeptur des Kanalsanierungsmittels ersichtlichen Stoffe, für die eine Geringfügigkeitsschwelle (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I, Anhang I-D) existiert, untersucht. Im weiteren sind ökotoxikologisch relevante Einzelstoffe, die über die Rezeptur bekannt sind oder von denen bekannt ist, dass sie entstehen können, auch wenn keine Geringfügigkeitsschwelle existiert, zu erfassen.

Eventuell sind bei der Ermittlung umweltrelevanter Stoffe auch Folgeprodukte, entstanden durch Veränderungen physikalisch-chemischer Parameter (z.B. des pH-Wertes), einzubeziehen.

3.3.3.2 Bewertung der stofflichen Parameter

Die ermittelten Stoffgehalte müssen die Geringfügigkeitsschwellen (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I, Anhang I-D) ggf. unter Berücksichtigung von Ubertragungsfunktionen4 einhalten.

Die Eluate der Untersuchung von Produkten während der Aushärtungsphase werden zusätzlich nach den folgenden Kriterien bewertet:

• Der TOC-Gehalt muss innerhalb von 4 Wochen auf die Anfangskonzentration des umströmenden Wassers (Blindwert) abfallen.
• Der Natriumgehalt sollte wie der pH-Wert verlaufen. Wenn dies nicht der Fall ist, wäre eine Klärung dieses Vorganges notwendig.

3.3.4 Stufe 2, 3. Schrift: Ermittlung und Bewertung der biologischen Parameter

3.3.4.1 Ermittlung der biologischen Parameter

Wenn der gemessene TOC höher ist als der des eluierenden Wassers, sind folgende Wirkungstest mit allen Eluaten (d.h. TOC_max und TOC _Abkling) durchzuführen ⁸ Daphnien-Test, Algen-Test, Leuchtbakterien-Lumineszenz-Test/Leuchtbakterien-Zellvermehrungshemmtest sowie ggf. umu-Test oder Ames-Test. Ist nach Kenntnis der Rezeptur mit dem Auftreten von mutagenen Stoffen während der Injektionsmaßnahme nicht zu rechnen, so kann der umu-Test bzw. der Annes-Test entfallen. Ferner wird jeweils der aerobe biologische Abbau ermittelt. Bei TOC-Werten < 50 mg/l muss der biologische Abbau nicht nachgewiesen werden, da in diesem Konzentrationsbereich keine aussagekräftigen Ergebnisse gewonnen werden.

Bei der Untersuchung von Spachtel- und Verpressverfahren ist Folgendes zu beachten:

• Bei Polyurethan-Systemen ist die Entstehung von aromatischen Aminen und/oder freien Isocyanaten zu untersuchen.

3.3.4.2 Bewertung der biologischen Parameter

Die Prüfung der biologischen Tests muss ergeben, dass keine negativen Auswirkungen auf Boden und Grundwasser zu erwarten sind. Die biologischen Tests

• am Eluat des Trogversuchs und
• am Eluat der TOCAbkhg-Phase und am Eluat der TOCmax Phase aus dem Säulenversuch oder dem Technikumsversuch

müssen die Vorgaben der Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I, Stufe 2, 3. Schritt) einhalten.

Die Inhaltsstoffe der Eluate müssen biologisch abbaubar sein. Mangelnde Abbaubarkeit ist kein alleiniges Ausschlusskriterium, sondern wird nur im Zusammenhang mit den Ergebnissen der biologischen Tests bewertet.

.

Tabelle II-A.1 Modifiziertes DEV-S4-Verfahren

Tabelle II-A.2 Versuch für Frischbeton

[wird noch ergänzt]

Tabelle II-A.3 Standtest für Festbeton

Tabelle II-A.4 Trogverfahren

Tabelle II-A.5 Säulenversuch mit umgekehrter Fließrichtung

Tabelle II-A.6 Technikumsversuch zur Beurteilung von Bodeninjektionsmitteln bzw. Kanalsanierungsmitteln

Tabelle II-A.7 Trogverfahren

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1 Allgemeines

Für die Bewertung der Auslaugung von Festbeton in Kontakt mit Grundwasser (s. Tabelle II.1) wurde eine praxisgerechte Modellrechnung durchgeführt. Im Folgenden werden die Grundlagen hierzu erläutert.

Bei der Bewertung der Auslaugung von Stoffen aus Beton müssen die Geringfügigkeitsschwellen (s. Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Teil I, Abs. 2.1) eingehalten werden. Beim Einbau von Beton im Grundwasser ist der Ort der Einhaltung der Geringfügigkeitsschwelle eine Grundwasserschicht in Kontakt mit der Oberfläche des betrachteten Bauteils.

Zu beachten ist, dass kurzzeitig erhöhte Konzentrationen in dünnen Grenzschichten wasserrechtlich nicht relevant sind. Es ist daher grundsätzlich zulässig, die auftretenden Konzentrationen sowohl kleinräumig als auch kurzzeitig zu mitteln. Die Auslaugung anorganischer Stoffe aus Beton geht mit zunehmender Kontaktzeit zurück. Daher fallen die Stoffkonzentrationen mit der Zeit und mit zunehmendem Abstand zum Bauteil ab. Für die Bewertung ist entscheidend, über welchen Zeitraum und über welche Kontaktgrundwasserschichtdicke die ermittelten Konzentrationen gemittelt werden können. Die Kontaktgrundwasserkonzentrationen werden nicht unmittelbar aus einem Laborversuch hergeleitet, da die Randbedingungen, unter denen der Laborversuch durchgeführt wird, nicht die tatsächlichen Gegebenheiten der Praxis widerspiegeln. Für die Übertragung der Laborergebnisse auf reale Verhältnisse sind Modellbetrachtungen notwendig. Im Folgenden wird zusammenfassend erläutert, unter welchen Randbedingungen diese Prognose durchgeführt wird.

2 Prognose der Stoffkonzentrationen im Kontaktgrundwasser mit Hilfe von Rechenmodellen

Zur Prognose der Stoffkonzentration im Kontaktgrundwasser muss der Stoffeintrag bestimmt und das Modellgebiet definiert werden.

2.1 Berechnung des Stoffeintrags

Der Stoffeintrag entspricht der Freisetzung aus dem Beton. Bei den durchgeführten Modellrechnungen wurde eine diffusionskontrollierte Freisetzung angenommen. Dies kann anhand der Ergebnisse aus dem Langzeitstandtest (Tabelle II-A.3) überprüft werden, indem die ermittelte Auslaugrate J doppeltlogarithmisch über der Auslaugzeit t aufgetragen wird (s. Abbildung II-B.1).

Abb. II-B.1: Überprüfung des maßgeblichen Freisetzungsmechanismus

BILD

Tabelle II-B.1: Randbedingungen zur Prognose von Stoffkonzentrationen im Kontaktgrundwasser

Bei diffusionskontrollierter Freisetzung gilt:

FORMEL

J(t) : Auslaugrate in g/(m²d)
C_mo,o : mobilisierbare Stoffmenge in g/m³
D_e: effektiver Diffusionskoeffizient bei T = 10° C in m²/d
t: Zeit in d

Der effektive Diffusionskoeffizient wird aus den Ergebnissen des Standtests berechnet und die mobilisierbare Stoffmenge wird bei pH12 an gemahlenen Proben ermittelt. Mit diesen Daten kann eine Wertetabelle für J(t) erstellt werden, die in das Transportprogramm FEFLOW eingelesen werden kann, wobei die Auslaugrate noch durch Multiplikation mit der effektiven Porosität des Bodens auf Freisetzung im Grundwasser umgerechnet wird.

Ergibt sich eine steilere Steigung als m = -0,5, so stellt die Berechnung der Stoffkonzentration nach Diffusionsansatz eine Abschätzung auf der sicheren Seite dar.

2.2 Modellgebiet

Für die Durchführung der Simulation muss ein Modellgebiet festgelegt werden. Im Rahmen von [1] wurden einige Parametervariationen durchgeführt und mit der DIBt-Projektgruppe "Boden- und Grundwassergefährdung durch Baustoffe" diskutiert. Die daraufhin ausgewählte Einbausituation ist in Abbildung II-B.2 dargestellt. Die Zeilen 1 bis 3 und 6 bis 7 der Tabelle II-B.1 geben die Grundfläche des Bauteils und die Eigenschaften des Grundwasserleiters wieder.

Abb. II-B.2: Schnitt durch das ausgewählte Modellgebiet

BILD

Zur Anpassung an die neuen Geringfügigkeitsschwellen [2] wurden weitere Modellrechnungen durchgeführt [3]. Die Vorgaben zur Mittelung der Kontaktgrundwasserkonzentration wurden entsprechend Zeilen 3 und 4 festgelegt.

Die Modellierung der Stoffausbreitung erfolgte am Beispiel des Elements Chrom. Die Ergebnisse wurden entsprechend auf andere Stoffe übertragen.

Abb. II-B.3: Ermittlung der mittleren Kontaktgrundwasserkonzentration (Bsp. Chrom)

BILD

3 Festlegung von Richtwerten für den Laborversuch

Mit Hilfe der Ergebnisse der Modellierung der Stoffausbreitung im Grundwasser kann die zeitlich und räumlich gemittelte Konzentration im Kontaktgrundwasser berechnet werden (s. Abbildung II-B.3).

Durch die Modellierung diverser Betone konnte ein funktionaler Zusammenhang zwischen der gemittelten Kontaktgrundwasserkonzentration und der Freisetzung im Langzeitstandtest bestimmt werden. Mit Hilfe der ermittelten Geradengleichung konnte dann eine zulässige Freisetzung (E56) für den Laborversuch abgeleitet werden, die der Geringfügigkeitsschwelle (GFS) entspricht (s. Abbildung II-B.4).

Abb. II-B.4: Ableitung der zulässigen Freisetzung im Langzeitstandtest für das Element Chrom

BILD

E₅₆ = GFS / 0,97 mit E₅₆ in mg/m² und GFS in
μ g/l
d.h. die zulässige Freisetzungsrate im Langzeitstandtest beträgt bei einer GFS von 7
μ g/lfür Chrom 7,2 mg/m².

4 Literatur

[1] Hohberg, I.: Charakterisierung, Modellierung und Bewertung des Auslaugverhaltens umweltrelevanter, anorganischer Stoffe aus zementgebundenen Baustoffen. Berlin: Beuth. - In: Schriftenreihe des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton Nr. 542, 2003

[2] Länderarbeitsgemeinschaft Wasser; LAWA: Ableitung von Geringfügigkeitsschwellen für das Grundwasser (Ausgabe Dez. 2004). Düsseldorf: Länderarbeitsgemeinschaft Wasser, LAWA, 2004.

[3] Brameshuber, W.; Vollpracht, A.: Modellrechnungen zur Untersuchung der Auswirkungen der neuen LAWA-Regelungen auf die Bewertung der Umweltverträglichkeit von Beton. Aachen: Institut für Bauforschung, 2004/2005. - Forschungsbericht Nr. F 909

*) Die Verpflichtungen aus der Richtlinie 98/34/EG über ein Informationsverfahren auf dem Gebiet der Normen und technischen Vorschriften (in der aktuellen Fassung abrufbar im Internet unter www.eurlex.europa.eu) sind beachtet worden.

1) LAGA-Mitteilung 20 "Anforderungen an die stoffliche Verwertung von mineralischen Abfällen - Technische Regeln", in der jeweils aktuellen Fassung, Erich Schmidt Verlag Berlin, Mitteilungen der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) Nr. 20 oder www.1agaonline.de
2) Wird noch ergänzt.
3) Ggf. kann es erforderlich sein, den pH-Wert des frisch angemischten Injektionsgels zu bestimmen. Hierbei sollten keine pH-Werte > 10,5 auftreten.
4) Derzeit liegen für Schleierinjektionen und für Produkte zur Sanierung undichter Abwasserkanäle noch keine Ubertragungsfunktionen vor.
5) Wenn allerdings durch die Rezeptur die organischen Stoffe, die über den TOC erfasst werden, hinreichend bekannt sind und für diese organischen Stoffe Geringfügigkeitsschwellen existieren, kann in Rücksprache mit dem DIBt auf die Untersuchung und Bewertung der biologischen Parameter verzichtet werden.
6) Da noch keine hinreichenden Erfahrungen bezüglich terrestrischer Tests von Bauprodukten vorliegen, entfällt zurzeit die Durchführung der terrestrischen Tests. Die Festlegung über den Testumfang erfolgt zu einem späteren Zeitpunkt.
7) Ggf. kann es erforderlich sein, den pH-Wert eines frisch angemischten Injektionsgels (z.B. bei Flutungsverfahren oder Spachtel- und Verpressverfahren) zu bestimmen. Hierbei sollten keine pH-Werte > 10,5 auftreten.
8) Wenn allerdings durch die Rezeptur die organischen Stoffe, die über den TOC erfasst werden, hinreichend bekannt sind und für diese organischen Stoffe Geringfügigkeitsschwellen existieren, kann in Rücksprache mit dem DIBt auf die Untersuchung und Bewertung der biologischen Parameter verzichtet werden.

ENDE