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 Gefahrstoff 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.
Wissenschaftlicher Ansprechpartner
Christian Kaiser
Abteilungsleiter Mineralische Werkstoffe und Baustoffrecycling
E-Mail: christian.kaiser@ibp.fraunhofer.de
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