Forschungs-Thema:
Thoronreduzierende Beimischung für mineralische Baustoffe
Ausgangssituation
Im Jahre 2012 veröffentlichte das Helmholtz-Zentrum München eine wissenschaftliche Arbeit zum Thema natürliche Radionuklide aus mineralischen Baustoffen. Diese Arbeit war für uns von Pro Lehm der Anlass, sich mit diesem Thema auseinanderzusetzen.
Forschungsziele
Nach einer gründlichen Recherche von Pro Lehm und umfangreichen Gesprächen mit Experten in diesem Fachbereich entschieden wir uns, das Thema intensiv zu bearbeiten. Anfang 2016, nach vielen vorbereitenden Detailschritten, hatten wir ein Handlungskonzept entwickelt, das wir dann in einem Innovationsprojekt mit der WTSH ( Wirtschafts- und Technologieförderung Schleswig Holstein ) umsetzten. Das Hauptziel war, die Thoronexhalation von mineralischen Baustoffen, im speziellen von Lehmbaustoffen, deutlich zu reduzieren, ohne die positiven bauphysikalischen Eigenschaften von Lehmbaustoffen negativ zu beeinflussen.
Entwicklung eines wissenschaftlich fundierten Analyseverfahrens
In Zusammenarbeit mit Dipl.-Phys. Oliver Meisenberg vom Helmholtz Zentrum München entwickelten wir im Zeitraum 2016-2018 ein robustes und reproduzierbares Analyseverfahren für belastbare und wiederholbare Ergebnisse.
Projektergebnisse
Nach Hunderten von Messungen mit verschiedenen mineralischen Beimischungen zu Kalk-, Zement- und Lehmbaustoffen entwickelten wir Ende 2018 eine Rezeptur, die eine signifikante Verringerung der Thoronexhalation möglich machte. Sowohl Dr. Hoffmann vom Bundesamt für Strahlenschutz als auch Herr Meisenberg empfahlen einen Richtwert von unter 100 Bq/m3. Dieser Richtwert orientiert sich an dem Radonrichtwert für Innenräume, der schon wesentlich intensiver erforscht ist.
Abbildung 1 veranschaulicht die Veränderung der Thoronexhalation (gemessen in Bequerel pro Kubikmeter) bei Lehmputzen durch Verwendung einer optimierten Rezeptur über unsere AKTIVIT-Beimischungen. Durch diese Beimischungen, z.B. im Lehmoberputz und in der Lehmfarbengrundierung, kann die Thoronexhalation um bis zu 85 % reduziert werden:
Abbildung 2 zeigt die Exhalation von Radon (rote Linie) und Thoron (schwarze Linie) bei einem Versuchsablauf mit einem marktüblichen Standardlehmputz. Die Versuchszeit wurde in gleichmäßige Messintervalle eingeteilt und war in der Regel auf 24 Stunden begrenzt:
Abbildung 3 zeigt die Exhalation von Radon (rote Linie) und Thoron (schwarze Linie) bei einem Versuchsablauf mit einem marktüblichen Standardlehmputz, jedoch diesmal mit einer mineralischen AKTIVIT-Beimischung. Die Versuchszeit wurde, wie bei Abbildung 2 1, in gleichmäßige Messintervalle eingeteilt. Gut erkennbar ist, dass die durchschnittliche Thoronexhalation unter 100 Bq/m3 liegt:
Abbildungen 4 und 5 zeigen die Thoronexhalation von einem marktüblichen Kalk-Zement-Putz. Auch hier wirken die mineralischen AKTIVIT-Beimischungen thoronreduzierend:
In der Praxis bewährt
Wie in den Abbildungen dargestellt, erreichen wir durch das Konzept der Beimischungen zum Ausgangsputzmaterial die Empfehlung des Bundesamtes für Strahlenschutz und bleiben unter 100 Bq/m³. Gleichzeitig werden durch die Beimischung von Aktivit-Lehmputzen auch die Raumklima-aktiven Eigenschaften erhöht. Die Verarbeitung der neuen Lehmputze ist vergleichbar mit den Standardputzen, und auch die Haftung am Untergrund ist sehr gut. Die Mehrkosten durch die Beimischungen bewegen sich je nach Ausgangsmaterial zwischen 50 und 100 € pro Tonne und sind somit noch deutlich im bezahlbaren Bereich. Auf fremden und eigenen Baustellen haben wir bis heute die neuen Lehmputzmischungen erfolgreich auf über 7400 m² großflächig angewendet. Die Arbeitsabläufe sind unkompliziert und praktikabel und können von anderen Firmen ohne große Schwierigkeiten mit deren Putzequipment umgesetzt werden.
Weitere Arbeitsschritte
Die Zusammenarbeit mit Herrn Meisenberg war sehr hilfreich und hat uns in die Lage versetzt, fundiert wissenschaftlich arbeiten zu können. Wir haben vor, in weiteren Schritten zusammen mit dem Bundesamt für Strahlenschutz und dem Bundesamt für Materialforschung weitere Untersuchungen durchzuführen, um detaillierter das Thema Thoron vor allem bei zementbasierten Baustoffen zu erfassen.
Schutzrechte
Im März 2022 wurde unser Patent für Raumklima-verbessernde und Thoron-reduzierende Beimischungen zu Lehmputzsystemen registriert und 2023 erteilt.
Momentane Situation
Die Marktentwicklung für Raumklima-verbessernde und Thoron-reduzierte Kalk-, Zement- und Lehmbaustoffe ist mittlerweile ein wichtiges Thema für viele Bauinteressenten, Handwerksfirmen und Herstellern von mineralischen Baustoffen. Wir sind in der Lage, dieses komplexe Thema darzustellen und können für ganz individuelle Anforderungen praktikable Lösungen durch rein mineralische und natürliche Beimischungen anbieten.
Durch die AKTIVIT-Beimischungen bei mineralischen Baustoffen werden folgende Rauminnenklimawerte positiv verändert:
- erhöhte Luftfeuchteaufnahme und –abgabe
- beschleunigte Feuchtediffusionsprozesse
- antibakterielle Wirkung
- erhöhte Wärmedämmung
- deutlich erhöhte Absorption von Schadstoffen und Gerüchen aus den Wänden und aus der Innenraumluft
- Elektrosmog reduzierend
- gute Wärmerückstrahlung
- Alle AKTIVIT-Baustoffe sind recyclebar oder renaturalisierbar
Exportrelevanz
Da die Komponenten der Beimischungen weltweit regional verfügbar sind, können wir auch international agieren. In Äthiopien setzen wir unsere Lehmbaukonzepte schon seit 2018 um und können ohne große Investitionen Arbeitsplätze vor Ort auf regionaler Ebene aufbauen. Dies sind aktive Maßnahmen, um der Abwanderung in die Großstädte und nach Europa entgegenzuwirken.
Erfreuliche Nachfrage nach unseren AKTIVIT-Baustoffen
Wir stehen seit Jahren mit anderen wichtigen Akteuren im Bereich ökologischen Bauens in Kontakt. Auch viele konventionell arbeitende Betriebe haben mittlerweile Interesse an unseren AKTIVIT-Baustoffen.
