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PUR Montageschaum - Ökobilanz

Bauchemie

Montageschäume werden hergestellt durch Polyaddition von Diisocyanat und Polyolen.
Die ein- oder zweikomponentigen PUR-Schäume kommen in Druckgaspackungen (Schaumdosen) in den Handel.
Verwendung: zum Verfüllen von Fugen zwischen Mauerwerk und Fensterrahmen, Rohrleitungen, Dachanschlüssen, zum Montieren von Türzargen, zum Verfüllen von Mauerdurchbrüchen, zum Verkleben usw.
technische Eigenschaften: praktisch keine Feuchtigkeitsaufnahme, unverrottbar, beständig gegen Benzin und Mineralöle, nicht beständig gegen starke Säuren, fäulnisresistent, Baustoffklasse B 2 (B 1)

Herstellung

Schadstoffe
- vor allem Isocyanate, TCPP, halogenierte oder teilhalogenierte Treibgase
Energieverbrauch
- ca. 100 MJ/kg
Bestandteile
- Diisocyanate (MDI) und Polyole, z.T. PUR-modifizierter PIR-(Polyisocyanurat-)Schaum mit höherem Isocyanat-Anteil
- ca. 6-8% Treibmittel HFKW (Fluorkohlenwasserstoff) oder Treibmittelgemische aus CO2 und HFKW, bei HFKW-freien Schäumen auch Gemische aus leichtentzündlichen Kohlenwasserstoffen (Propan, Butan, Dimethylether)
- Flammschutzmittel: chlorierte Phosphorsäureester (TCPP oder TCEP); bei HFKW-freien Schäumen bis zu 35% Flammschutzmittel möglich; bei PIR-Schäumen ca. Halbierung der Flammschutzmittel möglich
Verfügbarkeit der Rohstoffe
- begrenzt (für Erdöl- und Erdgasprodukte)

Nutzung

Schadstoffe bei der Anwendung und während der Nutzungsphase
- Grenzwerte und Einstufungen für MDI (Diphenylmethan-4,4‘-Diisocyanat): MAK- Wert: 0,05 mg/m³ bzw. 0,005 ppm; Gefahr der Sensibilisierung; MAK-Wert für CO2: 9000 mg/m³ bzw. 5000 ppm; MAK-Wert für Ethylenglykol: 26 mg/m³ bzw. 10 ppm; Bemerkung Y (TRGS 900): Ein Risiko der Fruchtschädigung braucht bei Einhaltung des Grenzwertes nicht befürchtet zu werden; Gefahr der Hautresorption
- Flammschutzmittel TCPP: hohe Umweltpersistenz; in Nahrungsmittel und im Hausstaub nachgewiesen; es gibt Hinweise auf kanzerogene Wirkungen
- im Brandfall u.a. Entstehung von Cyanwasserstoff (HCN)

Rückbau

Entsorgung
- ausgehärtete Produktreste und Verpackungen mit ausgehärteten Resten können als hausmüllähnlicher Gewerbeabfall oder Baustellenabfall entsorgt werden
- für leere Schaumdosen besteht ein Rücknahme- und Wiederverwertungssystem (PDR PUR-Dosen-Recycling GmbH, Thurnau)
Verwertung
- Klebeverbindungen von Ortschäumen erschweren bzw. verhindern ein sortenreines Trennen von Bauteilen; durch Verunreinigung mit Montageschaum können betrof- fene Bauteile keiner sortenreinen stofflichen Verwertung zugeführt werden.
Rückbauaufwand
- Rückbau wegen Verklebung erschwert

Zusammenfassung

Polyurethan-Montageschäume sind 1- oder 2-Komponenten-Systeme zum Verfüllen von Fugen und Hohlräumen zwischen Mauerwerk und Fensterrahmen, von Mauerdurchbrüchen, zum Montieren von Türzargen, etc.
Nachhaltigkeit:
Rohstoff für PUR-Montageschaum ist Erdöl. Zur Fertigung eines Kubikmeters PUR werden ca. 70 Liter Erdöl benötigt. Die Herstellung der Grundstoffe ist sehr energieaufwendig. Alle gängigen PUR-Schäume enthalten Diphenylmethan-4,4‘-diisocyanat (MDI), außerdem Polyole, Treibmittel sowie in geringen Mengen Hilfsstoffe. Isocyanate können Allergien auslösen, Gefahr besteht vorwiegend während der Verarbeitungsphase, Grenzwerte sind zu beachten. Dänische Analytiker fanden beim Versprühen eines 2-K-Schaumes 500 µg MDI-verwandter Chemikalien pro Kubikmeter Luft. In Großbritannien wurde als Summen-Grenzwert 70 µg/m³ Luft festgelegt, der gemessene Wert überschreitet demnach deutlich den Grenzwert. Als Treibmittel wurde lange Zeit ozonschichtschädigendes →FCKW eingesetzt, dann wurde FCKW durch HFKW ersetzt. Seit 2003 wird Montageschaum in Deutschland auch HFKW-frei angeboten.
Der Verzicht auf das schwer brennbare HFKW als Treibmittel erfordert einen höheren Einsatz von Flammschutzmitteln bzw. eine Umstellung des Herstellungsprozesses zur Realisierung der Baustoffklasse B2.
Als →Flammschutzmittel verwendet wird chlorierter Phosphorsäureester (TCPP), der sich in Nahrungsmitteln und im Hausstaub findet und evtl. kanzerogene Wirkungen verursacht. Im Handel verfügbar sind bereits Montageschäume ohne halogenierte Flammschutzmittel (höherer Preis, derzeit nur als B2-Schaum erhältlich).
Durch die Klebewirkung des Schaumes entstehen bei der Verarbeitung innige und nur mit hohem chemischen oder mechanischen Aufwand lösbare Materialverbünde, die eine sortenreine Entsorgung erschweren. Zusammen mit inertem Verbundmaterial werden PUR-Altschäume derzeit noch deponiert. Dabei besteht die Gefahr, dass die ozonschicht- bzw. klimaschädigenden FCKW- oder HFKW-Treibmittel ausdiffundieren. Daher sollten halogenhaltige Altschäume nicht deponiert, sondern durch kontrollierte Verbrennung unschädlich vernichtet werden.

Fazit:
Der Einsatz von Montageschaum trägt nachhaltig zur Verbesserung der Wärmedämmung und Luftdichtigkeit von Gebäuden bei. Die Anwendung von Montageschäumen ist jedoch wegen der Inhaltsstoffe bedenklich. Toxikologisch oder ökotoxikologisch problematisch sind die Isocyanate sowie das →Flammschutzmittel TCPP. In jüngster Zeit zeichnen sich einige Verbesserungen bei der Formulierung von PUR-Schaum ab. Bei hohen Isocyanurat-Strukturen im Schaum (PIR-Schaum) kann bei gleich hoher Brandschutzeinstufung auf einen Teil der Flammschutzmittel verzichtet werden. Dieser sich abzeichnende Trend eröffnet ein wegweisendes, ökologisch aber noch nicht zufriedenstellendes Substitutions- und Einsparpotential bei Flammschutzmitteln.

Die sortenreine Entsorgung von PUR-Altschäumen ist stoffbedingt erschwert, in der Praxis liegen schlecht lösbare Materialverbünde vor. Das Recycling von PUR-Altschäumen ist sehr aufwendig und wirtschaftlich unrentabel. Unter derzeitigen Voraussetzungen kann der Einsatz von PUR-Schaum aus ökologischer Sicht nicht empfohlen werden.

Praxistest

Anstatt Montageschaum: Schon mal beim Fenstereinbau die Anschlußfugen mit Mineralwolle ausgestopft? Erstens dauert das ewig, zweitens staubt es ordentlich und drittens ist die Luftdichtigkeit der Fuge fraglich. Dosenschaum jedenfalls dichtet nicht nur, sondern dämmt auch noch in einem Arbeitsgang (λ=0,035 W/mK). Kein Wunder, dass die Schaumdose mit zum beliebtesten Handwerkszeug auf der Baustelle gehört. Konkurrenzlos ist der Schaum auf jeden Fall bei verwinkelteten Hohlräumen, und zwar dort, wo man mit der Hand nicht hinkommt.
Die Kehrseite: Die im PU-Schaum enthaltenen Isocyanate wirken möglicherweise allergieauslösend oder gar krebserzeugend. Jedenfalls ist beim Ausschäumen auf sehr gute Durchlüftung zu achten. Während der Nutzungsphase sind die Emissionen aus dem ausgehärteten Produkt dagegen gleich Null. Aufgrund der reduzierten Brandgefahr sollten PU70-Schäume den hochentzündlichen PU80-Schäumen vorgezogen werden (GISCODE-Einstufung auf Dose beachten). Beim Ausschäumen unbedingt Handschuhe und Schutzbrille tragen. Frischer Schaum klebt wie der Teufel - auch da, wo´s nicht sein soll.

Zur Entsorgung leerer Dosen: Fraglich ist, ob das organisierte PU-Dosen-Recycling tatsächlich immer reibungslos funktioniert. Gerade im Heimwerkerbereich dürfte es eine ziemlich hohe Dunkelziffer von via Hausmüll entsorgten Leerdosen geben.
Für den Heimwerker ein kleiner Trost sind neuerdings die mit Sicherheitsventil verschließbaren Dosen. Vorteil: Der Schaum läuft nicht nach, noch brauchbare Dosen verstopfen deshalb auch nicht so schnell und können nach längerer Arbeitsunterbrechung wieder genutzt werden. Ein großer Fortschritt, nicht nur, weil damit unnötiger Abfall vermieden wird. Vor allem auch, weil das gewaltsame Öffnen verstopfter Dosen in der Vergangenheit schon zu schlimmen Unfällen geführt hat.

Der Profi arbeitet mit Pistolenschaum. Hier gibts keine Probleme mit verstopften Dosen, solange man nach Dosenleerung die Schaumpistole sofort auf eine neue Dose aufschraubt. Wenn dennoch Verstopfung droht, muss die Schaumpistole mit speziellem Lösungsmittel durchgepustet werden (was zusätzlich eine Umweltsünde ist, wie die ganze PU-Schäumerei sowieso). Der Reiniger hilft jedoch auch nur, solange der Schaum noch nicht erhärtet ist.

Was die richtige Dosierung angeht: Wenig effizient sind 2-K-Schäume. Der Schaum muss auf einen Sitz vollständig ausgebracht werden. 2-K-Schaum deshalb nur in Ausnahmefällen verwenden, wenn schnelle Aushärtung des Schaums gefordert ist.

Langzeit-Bewährung: Weil der Baustoff noch relativ jung ist, besteht wenig Erfahrung zur Langzeit-Beständigkeit von ausgehärtetem PU-Schaum. An 20-30 Jahre altem Schaum habe ich Versprödung und Schrumpfung beobachtet, insbesondere wo Schaum UV-Licht ausgesetzt ist (dazu genügen kleine Undichtigkeiten in der Außenhaut). Deutlich zuverlässiger scheinen mir grundsätzlich Fugenabdichtungen mit Kompriband zu sein. Abdichtung beim Fenstereinbau deshalb: Kompriband nach außen anordnen, restlichen Hohlraum nach innen mit Schaum, Mineralwolle oder ähnlichem verfüllen. Zuletzt noch außen die Fuge mit dampfdurchlässigem Klebeband verschießen.

Öko-Alternative zum PU-Schaum (Stand 5/2010):
- silanterminierter, isocyanat- und halogenfreier Schaum (Produkt: Illbruck FM810 1K-Öko Elastikschaum). Besonderheit: Baustoffklasse B3

Öko-Alternativen zum Montageschaum spez. für den Tür- und Fenstereinbau:
- geschlossenzelliges Rundprofil aus PE in versch. Stärken
- Mineralfaserwolle im PE-Folienschlauch
- Hanf-Stopfmaterial
- Spritzkork (aber ohne Lösungsmittel!)

Quellen

- www.wecobis.de
- www.baubook.at
- Berufsgenossenschaften der Bauwirtschaft: GISBAU - Datenbank, Gefahrstoff-Informationssystem


Die vorliegenden Datenblätter wurden mit freundlicher Genehmigung des Blok Verlag dem Buch "Nachhaltiges Bauen in der Praxis" entnommen.

Verfasser der Baustoff-Datenblätter:
Bernhard Kolb, seit über 30 Jahren tätig im Bereich energieeffizientes und nachhaltiges Bauen. Zahlreiche Veröffentlichungen zum Thema.

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