Sicherheit und Prävention am Bau
Gefährliches Phenolphthalein: Es gibt Alternativen
Phenolphtalein wird für die Bestimmung der Karbonatisierung von Beton verwendet. Es gilt als krebserzeugend, mutagen und reproduktionstoxisch. Neue Forschungsergebnisse zeigen andere Indikatoren auf, mit denen sich die Lebensdauer von Stahlbetonbauwerken ebenso zuverlässig bestimmen lässt – jedoch ohne Gesundheitsrisiken für die Beschäftigten.
Trotz bewiesener Gesundheitsgefahr gilt Phenolphtalein als Standardindikator für die Bestimmung der Karbonatisierungstiefe von Beton. Aufgrund bestehender Risiken unterliegt der Stoff dem Substitutionsgebot im Sinne des ArbeitnehmerInnenschutzgesetzes.
Neue Forschungsergebnisse der Smart Minerals GmbH zeigen, dass mit alternativen Indikatoren wie o-Kresolphthalein oder Thymolphthalein gleichwertige Ergebnisse ohne Gesundheitsrisiken erzielt werden können.
Was es mit der Karbonatisierung von Beton auf sich hat
Die Karbonatisierung von Beton ist ein für die Dauerhaftigkeit von Stahlbetonwerken zentraler Prozess. Es handelt sich um die Reaktion von Kohlendioxid (CO2) aus der Luft mit dem Zementstein (im Beton), wodurch der pH-Wert der Porenlösung von etwa 13 auf 9 sinkt. Diese Verringerung des pH-Wertes führt zum Verlust des passiven Korrosionsschutzes am Bewehrungsstahl und erhöht die Korrosionsgefahr, wodurch sich mit der Zeit der Stahlquerschnitt der Bewehrung verkleinert. In der Folge wäre die Aufnahme von Zugkräften nicht mehr gegeben. Um eine lange Lebensdauer von Stahlbetonwerken zu gewährleisten, ist es daher entscheidend, dass an den Stahleinlagen keine Korrosion, z. B. durch Karbonatisierung, auftritt.
Was ist die Indikatorlösung?
Die Bestimmung der Karbonatisierungstiefe ist essenziell für die Beurteilung von Bauwerkszuständen und Instandsetzungsmaßnahmen. Sie kann mit verschiedenen Verfahren erfolgen. Ein weitverbreitetes Prüfverfahren ist die Indikatorlösung. Zur Ermittlung der Karbonatisierungstiefe, also des Bereiches, in dem kein Korrosionsschutz mehr besteht, wird normgemäß an einer frisch gebrochenen Betonoberfläche – nach der Entfernung von Staub und losen Partikeln – eine 1%ige Phenolphthaleinlösung in 70%igem Alkohol aufgesprüht. Diese Phenolphthaleinlösung verfärbt sich in nicht karbonatisierten Bereichen rosa-violett und bleibt in karbonatisierten Bereichen farblos.
Krebserzeugend, mutagen, reproduktionstoxisch
Das Verfahren ist einfach, aber auch problematisch: Phenolphthalein wurde 2011 als „Substance of Very High Concern“ (SVHC, übersetzt: besonders besorgniserregender Stoff) unter REACH (eine EU-Chemikalienverordnung, die Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung von Chemikalien behandelt) aufgenommen und ist als gesundheitsgefährdend zu kennzeichnen. Einstufung gemäß der CLP-Verordnung: krebserzeugend (H350), mutagen (H341) und reproduktionstoxisch (H361f).
Das STOP-Prinzip
Das ArbeitnehmerInnenschutzgesetz fordert nach dem STOP-Prinzip die Substitution gefährlicher Stoffe. Gefahrenbekämpfung muss an der Quelle erfolgen, Maßnahmen zu kollektivem Gefahrenschutz kommen vor individuellem Gefahrenschutz. Demnach ist die Substitution von gefährlichen Stoffen durch ungefährliche oder weniger gefährliche zu priorisieren. Persönliche Schutzausrüstung für Arbeitnehmer:innen ist nur ergänzend und als allerletzte Möglichkeit zum Schutz zulässig, wenn technische und organisatorische Maßnahmen nicht ausreichen. In der Bauwirtschaft muss deshalb Phenolphthalein durch gleichwertige, weniger gefährliche Indikatoren ersetzt werden.
Ein Forschungsprojekt der Smart Minerals GmbH mit Unterstützung der AUVA, der Prüf-, Inspektions- und Zertifizierungsstelle der Stadt Wien (MA 39) sowie der Lafarge Cement Technical Center Vienna GmbH (CTEC) untersuchte Alternativen zu Phenolphthalein wie o-Kresolphthalein, Thymolphthalein und Mischindikatoren. Die Anforderungen wurden sowohl im Labor als auch in Feldversuchen an realen Bauwerken untersucht und zeigten, dass o-Kresolphthalein und Thymolphthalein alle Kriterien erfüllen. Besonders o-Kresolphthalein überzeugt durch bessere Sichtbarkeit auf dunkleren Betonoberflächen und einen ähnlichen Farbton wie Phenolphthalein, was die Akzeptanz in der Praxis erhöhen wird.
Durch den Einsatz sicherer Indikatoren wird das Risiko für Arbeitnehmer:innen reduziert, ohne die Qualität der Bauwerksdiagnose zu beeinträchtigen. ●
Zusammenfassung:
Phenolphthalein ist gesundheitsschädlich und muss gemäß AschG ersetzt werden. O-Kresolphthalein und Thymolphthalein bieten gleichwertige Ergebnisse, wobei o-Kresolphthalein visuell auf dunklerem Betonuntergrund bei der Bestimmung der Betonkarbonatisierung besser erkennbar ist.
