Mineralwolle, Schmelztabletten und Presslinge für die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA).
Quelle: BAM
In Deutschland werden jährlich rund 20 Millionen Tonnen Mineralwolle zur Wärme- und Schalldämmung für Dächer und Fassaden sowie als Brandschutzprodukte eingesetzt. Ein wichtiger Aspekt bei der Entwicklung eines Konzepts zur Optimierung des Lebenszyklus künstlicher Mineralfaserdämmstoffe ist das Recycling. Bisher wird Mineralwolle hauptsächlich herstellerspezifisch als Verschnitt oder in seltenen Fällen durch Rückführung in den Herstellungsprozess auf Baustellen recycelt. Nach dem Abriss wird sie auf Deponien entsorgt und steht somit nicht mehr als verwertbarer Rohstoff zur Verfügung. Um ein Recyclingprodukt zu erhalten, das den Anforderungen der Hersteller entspricht, ist es wichtig, zwischen den beiden gebräuchlichsten Arten, Glaswolle und Steinwolle, zu unterscheiden. Eine Vermischung beider Produkte muss vermieden werden, da sie aufgrund ihrer unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung nicht im Recyclingprozess des jeweils anderen Produkts verarbeitet werden können.
Auf Grundlage der VDI-Richtlinie 3492 ist es möglich, anhand der Massenanteile von acht Oxiden (SiO2, Al2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, Fe2O3 und TiO2) zu bestimmen, ob es sich um Glas- oder Steinwolle handelt. In dieser Studie wurden 141 größtenteils unbekannte, in Deutschland gesammelte Mineralwollen mittels Röntgenfluoreszenzanalyse untersucht. Diese etablierte Analysemethode ermöglicht die quantitative Bestimmung von Elementen von Bor bis Uran. Mittels multivariater Visualisierung können extreme Proben und potenzielle Ausreißer identifiziert werden. Neben der Bestimmung des Materials ist eine oxidbasierte Differenzierung in „alte“ und „neue“ Steinwollen möglich, d.h. in Materialien, die vor bzw. nach 2000 hergestellt wurden. Faserstäube aus Mineralwollen wurden 1970 als krebsverdächtig eingestuft. Deshalb dürfen gemäß TRGS 905 in Deutschland seit 2000 nur noch Mineralwollen in Vertrieb gebracht werden, die gemäß festgelegten Kriterien als „unbedenklich“ gelten. „Neue“ Steinwollen zeichnen sich in ihrer Zusammensetzung vor allem durch höhere Al2O3 und niedrigere SiO2 Gehalte aus, wobei die Zuordnung aufgrund der in der VDI-Richtlinie 3492 vorgegebenen Grenzwerte häufig nicht eindeutig ist. Auch bei der Bearbeitung dieser Fragestellung können multivariate Methoden die Klassifizierung von Steinwollen unterstützen. Diese Publikation umfasst die bisher umfangreichste Sammlung von Oxidgehalten von Mineralwollen und stellt ein Referenzwerk für zukünftige Nutzer und Anwendungen dar.
How reliable is the X-ray fluorescence-based differentiation between glass wool and rock wool and the age classification of rock wool?
Andrea Paul, Zoe Liestmann, Steffen Zaenker, Kristin Vogel, Tanja Broszies, Markus Ostermann
X-Ray Spectrometry, 2024