Schadstofflabor für Asbest: Neue Verfahren für Analyse und Aufbereitung

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Asbest ist kein Randthema einzelner Altbauten, sondern ein strukturelles
Problem im Gebäudebestand. Um Verfahren für den sicheren Umgang mit dieser
Altlast zu entwickeln, betreibt das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP
am Standort Holzkirchen ein spezialisiertes Schadstofflabor. Dort arbeiten
die Forschenden daran, Asbest zuverlässig nachzuweisen, belastetes
Material aufzubereiten und es perspektivisch wieder in Stoffkreisläufe
zurückzuführen.

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.« Mit den anstehenden
Sanierungs- und Infrastrukturprogrammen gewinnt das Thema weiter an
Bedeutung.

Forschung unter kontrollierten Bedingungen

Das Fraunhofer IBP will diese Lücke schließen und risikobehafteten
Bauschutt künftig wieder nutzbar machen – ein Ansatz, der vor dem
Hintergrund knapper Ressourcen für die Industrie zunehmend an Bedeutung
gewinnt.
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.

Asbest in Echtzeit erkennen

Für die Bauwirtschaft ist die schnelle und verlässliche Identifikation von
Asbest entscheidend. Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung IOSB hat das Fraunhofer 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 belastete Materialien
so großflächig und berührungsfrei identifizieren, perspektivisch auch
direkt auf der Baustelle oder in Recyclinganlagen. Das Verfahren ist
bereits zum Patent angemeldet, ein Prototyp existiert.
Ergänzend entwickeln die Forschenden eine Methode, mit der sich
Asbestfasern ohne Zeitverzug in der Luft nachweisen lassen. Ziel ist es,
Belastungen unmittelbar zu erkennen und fundierte Entscheidungen im
laufenden Betrieb zu ermöglichen.

Aufbereitung statt Deponierung

Neben der Detektion geht es darum, wie sich asbestbelastetes Material
sicher aufbereiten und wieder in den Stoffkreislauf zurückführen lässt.
Ausgangspunkt ist die elektrodynamische Fragmentierung. Mit diesem
Verfahren lässt 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.

Anwendungsfall: Hochstraße Ludwigshafen

Die praktische Relevanz zeigt sich im Projekt ReAsCon. Als Referenz dient
der Rückbau der Hochstraße Ludwigshafen, bei dem in den nächsten fünf
Jahren über 300.000 Tonnen asbestbelasteter Beton anfallen. Bei dieser
Größenordnung entscheidet die Frage, ob Materialien deponiert oder
verwertet werden können, über erhebliche wirtschaftliche Effekte. Ziel der
Arbeiten ist es, belastete und unbelastete Materialströme besser zu
unterscheiden und verwertbare Anteile gezielt in den Stoffkreislauf
zurückzuführen.

Plattform für weitere Schadstoffthemen

Das Schadstofflabor ist modular aufgebaut und kann auf weitere
Fragestellungen ausgeweitet werden. Künftig rücken unter anderem 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.