Rohstoffe, Basis unseres Lebens

Rohstoffe, Basis unseres Lebens

Rohstoffe, Basis unseres Lebens

Baurohstoffe

Ganz Österreich hat einen Rohstoffbedarf von ca. 100 Millionen Tonnen pro Jahr. Der Großteil – knapp 80% – dieser Mengen an mineralischen Rohstoffen werden in der Bauwirtschaft verwendet. Hierbei spielen Infrastrukturbauten die größte Rolle. Für die Erhaltung und den Neubau von Straßen, Hoch- und Tiefbauten wie z.B. Wohnhausanlagen, Kanälen und Bahnanlagen werden Jahr für Jahr rund 66 Millionen Tonnen an Sand, Kies und Naturstein gebraucht. Die restlichen rund 34 Millionen Tonnen gehen in die Produktion von diversen Bauprodukten, wie Zement, Putze, Mörtel, Splitte und in den Straßen- und Bahnunterbau.

Nachfrage entscheidet über Ressourcenverbrauch

Jährlich werden in Österreich tausende Wohnungen und Häuser neu gebaut bzw. saniert. 2050 werden rund 10 Millionen Menschen in Österreich leben. Das bedeutet, dass pro Jahr bis zu 50.000 neue Wohnungen benötigt werden. Baurohstoffe sind für jegliche Infrastrukturbauten und damit für unseren Wohlstand unverzichtbar. Auch in Zukunft werden diese benötigt, um die bereits gebaute Infrastruktur zu erhalten. Die Herausforderung der kommenden Jahre ist – neben den Nutzungskonflikten – v.a. der weiterhin steigende Ressourcenverbrauch. Wohlstand und Lebensqualität verbunden mit einem rücksichtsvollen Umgang mit der Natur und ihren natürlichen Ressourcen müssen somit noch stärker in den Mittelpunkt rücken.

Öffentlicher Einsatz

Bauwirtschaft

Beim Hochbau (Wohn- und Industriegebäude etc.) gibt es sehr viele Einsatzbereiche für mineralische Rohstoffe. Die wichtigste Verwendung von Gesteinskörnungen ist jene für Beton, Fertigbeton, Betonfertigteile und Betonsteine. Darüber hinaus finden sich mineralische Rohstoffe aber auch in Natursteinplatten und Natursteinen für Fußbodenbeläge und Wandverkleidungen, beispielsweise aus Marmor oder Granit.

Auch beim Tiefbau (bei im Erdreich liegenden Bauten) gibt es zahlreiche Einsatzbereiche für mineralische Rohstoffe. So werden Gesteinskörnungen für den Straßen- und Dammbau, Baugrubensicherungen (Bohrpfähle), Talsperrenbau, Brückenbau, Tunnelbau, Siedlungswasserbau (Wasserver- und -entsorgung) benötigt. Aber auch die Wildbachverbauung, Hangsicherung bzw. Natursteinmauerwerke, Hochwassersicherung und Flussregulierungen sind ohne mineralische Rohstoffe in Form von Wasserbausteinen nicht machbar.

Straße

Der Straßenbau ist ein bedeutender Verbraucher mineralischer Rohstoffe. Einige Beispiele belegen die großen Mengen an mineralischen Rohstoffen, die beim Straßenbau benötigt werden:

  • Autobahnen: rd. 33 Tonnen pro Meter
  • hochrangige Straßen: rd. 8 Tonnen pro Meter
  • Gemeindestraßen, Güterwege: rd. 5 Tonnen pro Meter
  • Forststraßen: rd. 4 Tonnen pro Meter
  • Radwege: rd. 1,5 Tonnen pro Meter

Straßen bestehen aus mehreren Schichten. Diese enthalten auch unterschiedliche mineralische Rohstoffe: In den Deckschichten (Fahrbahn) wird sehr hochwertiges Material verwendet. Dieses muss eine große Festigkeit aufweisen und zudem sehr verschleißfest sein. Dafür muss das Einzelkorn viele Bruchflächen und scharfe Kanten aufweisen. Typische Gesteine für Straßendeckschichten (Beton od. Asphalt) sind sogenannte Hartgesteine: Diabas, Basalt, Granit, Amphibolit, Serpentinit, Porphyrit, Granulit. Die typischen Körnungen (Korngrößen): 4 bis 8 mm, 8 bis 11 mm, 11 bis 16 mm etc.

Für darunter liegende Tragschichten (Beton od. Asphalt) können darüber hinaus auch verschiedenste Kiese – diese unterscheiden sich durch den Quarzgehalt – bzw. Dolomite und Kalkgesteine verwendet werden. Ausschlaggebend sind hierbei die Festigkeit und der Bruchflächenanteil der Einzelkörner. Die typischen Körnungen (Korngrößen): 0 bis 8 mm, 8 bis 16 mm, 16 bis 32 mm, 0 bis 32 mm, 16 bis 22 mm etc.

Für die unterste Tragschicht (ungebunden) können fast alle Gesteine verwendet werden. Wichtig sind hierbei v.a. die Frostbeständigkeit und die Festigkeit der Gesteinskörnung. Die typischen Körnungen (Korngrößen): 0 bis 22 mm, 0 bis 32 mm, 0 bis 63 mm etc.

Für Pflaster und Straßenbefestigungen werden Natursteine, Pflastersteine, Pflasterplatten, Randsteine etc. verwendet. Typische Gesteine sind: Granite, Syenite, Diorite, Kersantite, Quarzporphyre, Basalte, Diabase, Gneise, Granulite. Die Herstellung erfolgt großteils händisch mit maschineller Unterstützung.

Mineralische Rohstoffe werden aber nicht nur für den Straßenbau verwendet, auch die Streusplitte für den Winterdienst sind ein wichtiges Einsatzgebiet. Dafür werden v.a. gebrochene und verschleißfeste Materialien benötigt: z.B. Hartgesteine, Dolomite, Kalke etc.

Bahn- bzw. Gleisbau

Für den Bahnstrecken- bzw. Gleiskörperbau wird von den mineralischen Rohstoffen v.a. der Gleisschotter benötigt. Zum Bau von einem Meter Bahnstrecke (Gleisbau) benötigt man 26 Tonnen mineralische Rohstoffe. Typische Materialien sind: Diabas, Basalt, Granit, Amphibolit, Serpentinit, Porphyrit.

Privater Einsatz

Hausbau

Beim Hausbau werden v.a. Gesteine aus Kalkgestein, Gips und Ton in verschiedenen Körnungen für Beton, Mauer-, und Dachziegel, Estriche (= Untergrund für Fußböden), Putze usw. gebraucht. Für Natursteinfußböden und Wandverkleidungen nutzt man oftmals Marmor oder Granit. Für ein durchschnittliches Einfamilienhaus benötigt man rund 440 Tonnen mineralische Baurohstoffe. Vielfach werden mineralische Rohstoffe aus optischen Gründen eingesetzt.

Haushalt & Kosmetik

Fein gemahlenes Gestein wird als Putzkörper im Scheuerpulver bzw. in der Scheuermilch im Haushalt, in der kosmetischen und auch in der pharmazeutischen Industrie eingesetzt. Dieses wird aus feinem oder grobem Marmor, Kalkstein oder Dolomit mit Hilfe von hochtechnischen Gesteinsmahlwerken hergestellt. Mit Kieselsäure wird die Scheuermilch stabilisiert. Ein wichtiges Beispiel hierfür ist die Zahnpasta. Diese enthält gefällte, micronisierte Kieselsäure und Calciumcarbonate als schonende weiße Putzkörper.

Tägliches Leben

Mineralische Rohstoffe begegnen uns auf Schritt und Tritt und begleiten uns Tag für Tag durchs Leben. Sie begegnen uns wenn wir aufstehen und ins geflieste Badezimmer gehen, um uns v.a. Spiegel beim Waschbecken mit Zahnpasta die Zähne zu putzen. Nicht nur die Badezimmereinrichtung ist aus mineralischen Rohstoffen, auch das Glas des Spiegels und die Zahnpasta beinhalten zu einem großen Teil feinste mineralische Rohstoffe.

Auch am Frühstückstisch finden wir eine Vielzahl an mineralischen Rohstoffen – neben dem Salz am Salzstangerl sind auch der Frühstücksteller und das Häferl aus Porzellan oder Ton. Und auch das Mobiltelefon besteht zu rund zwei Drittel aus mineralischen Rohstoffen wie Glas, Kupfer, Aluminium, Eisen, Quarz, Silizium, Nickel und Zinn – das restliche Drittel ist Kunststoff.

Mineralische Rohstoffen sind wichtiger Bestandteil in vielen Gebrauchsgegenständen wie Glas, Kosmetika, Fernseher, Papier, Farben, Lacke und sogar Futter- und Lebensmittel und so aus unserem Leben nicht wegzudenken.

Gewinnung

Trocken- und  Nass­baggerung

Die Gewinnung von Sand und Kies erfolgt durch Trocken- oder Nassbaggerung. Die Rohstoffe werden mit Schaufel- oder Kettenbaggern gewonnen. Danach wird das Material gewaschen und  gesiebt oder auch großes Material in Brechern zerkleinert. Der in verschiedene Körnungen gesiebte und eingeteilte Rohstoff wird auf Halden oder in Silos gelagert und zur Weiterverarbeitung bereitgehalten.

Sprengung

Im Steinbruch erfolgt die Gewinnung des Felsgesteins heute durch Sprengen, Reißen oder Herausschneiden von Blöcken. Bei diesen Gewinnungsmethoden wird das gesprengte oder gerissene Material durch Brecher und Mühlen vielfach zerkleinert und in verschieden Korngruppen gesiebt. Die großen Blöcke werden als Wasserbausteine verwendet oder händisch weiterbearbeitet. Mit Förderbändern, Radladern oder Muldenkippern wird das abgesprengte Material zur Aufbereitung gebracht. In mehreren Brech- und Siebvorgängen wird der Rohstoff zerkleinert und gesiebt.

Transport

Die mineralischen Rohstoffe werden nach der Gewinnung entweder per Bahn oder LKW an ihren Einsatzort transportiert. Aus Kostengründen haben mineralische Baurohstoffe in der Regel einen geringen Transportradius von durchschnittlich nicht mehr als 25 Kilometer. Die Mitglieder des Forums Rohstoffe sind damit nicht nur bedeutende regionale Wertschöpfer, sie gewährleisten auch eine ausgezeichnete Nahversorgung – was Transportkosten und Verkehr reduziert und v.a. Anrainer, Umwelt und Straßen schont.

Gewinnungs­stätten

Steinbrüche

Unsere Vorfahren haben schon früh erkannt, dass viele Gesteine und Minerale unterschiedliche Eigenschaften haben und daher für viele Dinge gut zu gebrauchen sind. Neben Werkzeugen fanden Steine schon früh als Baumaterial Verwendung. Zunächst wurden Gesteinsbrocken gesammelt und aufeinandergelegt, doch bald schon begann man damit, Gesteine systematisch zu gewinnen. Die Geburtsstunde des ersten Steinbruchs schlug! Die gewonnen Gesteine werden zu Baustoffen, Pflastersteine, Platten etc. weiter verarbeitet oder aber als Schotter oder Splitt im Straßenbau oder als Gleisschotter eingesetzt. Aus Steinblöcken werden Platten herausgesägt, geschliffen und zu Fensterbänken, Küchenplatten, Tischen, Treppenstufen, Bodenbelägen usw. verarbeitet.

In Österreich gibt es derzeit rund 350 aktive Steinbrüche, in denen v.a. Granit, Gneis, Kalkstein, Marmor, Dolomit, Mergel, Quarz, Quarzit, Granit, Gneis, Konglomerat und Sandstein gewonnen werden.

Sand- und Kiesgruben/trocken

Auch Sand und Kies haben eine lange Entstehungsgeschichte. Jedes Körnchen Sand war einmal massives Felsgestein. Sonne, Regen, Hitze, Kälte, Tauwetter und Frost haben kleinere und größere Brocken durch Erosion herausgelöst. Im Laufe der Zeit bildeten sich unter den Felsabbrüchen Schutthalden aus losem Geröll. Wasser, Wind und Gletschereis rissen große Mengen an Geröll mit sich und lagerten sie im weiten Umfeld der Erosionsorte wieder ab. So wurden in den Flüssen riesige Gesteinstrümmer zu kleinen Brocken und in der Folge zu hochwertigem Sand und Kies rund geschliffen und abgelagert. In Österreich werden in rund 950 Sand- und Kiesgruben mineralische Rohstoffe gewonnen.

Baggersee/Sand und Kies/nass

Nassbaggerungen sind Materialentnahmen im Grundwasserbereich. Für die Gewinnung von Sand und Kies stehen unterschiedliche Gewinnungstechnologien zur Verfügung. Ihre Verwendung richtet sich nach den jeweiligen Gegebenheiten der Lagerstätten und den entsprechenden Abbauplanungen. Zum Einsatz gelangen z.B. Schwimmgreifer, Schürfkübelbagger, Schrapper und Kettenbagger. Durch Freilegung des Grundwasserkörpers entstehen nicht ablassbare Oberflächengewässer (Baggersee, Grundwasserteich), die später als Landschaftssee, Bade- oder Angelteich etc. genutzt werden.

Wie entstehen Minerale und Gesteine?

Viele unterschiedliche geologische Prozesse führen zur Bildung von Mineralen und zur Entstehung von Gesteinen. Man unterscheidet je nach Art der Steinwerdung drei Gruppen:

Ablagerungsgesteine

Ablagerungsgesteine 

Ablagerungsgesteine, Sedimente oder Schichtgesteine entstehen durch die Ablagerung von Material auf dem Land, in Fließgewässern, Seen und Meeren statt. Dazu gehören: Sandsteine, Kalksteine oder auch Verwandte des Kalksteins: Kreide, Salz und Gips, Kohle, Lockersedimente, Löss und Fossilien

Erstarrungsgesteine (magmatische Gesteine)

Erstarrungsgesteine (magmatische Gesteine)

Etwa 90% der Gesteine in der Erdkruste sind Erstarrungsgesteine. Nach ihrer Entstehung werden sie in zwei Gruppen unterteilt:

Plutonite nach Pluton, dem griechischen Gott der Unterwelt

Plutonite (Tiefengesteine) entstehen durch Erstarren von Magma im Erdinneren. Sie erstarren und kristallisieren innerhalb der Erdkruste gewöhnlich in einer Tiefe von einem bis mehreren Kilometern. Plutonite haben eine mittel- bis grobkörnige Struktur. Ihre bekanntesten Vertreter sind Granit, sowie der Diorit und der Syenit.

Vulkanite nach Vulcanus, dem römischen Gott des Feuers

Vulkanite (Ergussgesteine). Diese entstehen aus Magma, das aus dem Erdinneren an die Erdoberfläche ausgetreten ist (Lava) und dort durch Erkalten erstarrt. Vulkanite entstehen bei der Erstarrung von Lava, durch Vulkanismus an der Erdoberfläche ausgetretenes Magma. Infolge ihrer raschen Erstarrung sind sie oft sehr feinkörnig oder sogar glasig. Zu den bekanntesten Vertretern dieser Gesteinsgruppe zählen Basalt sowie der Andesit und der Trachyt.

Umwandlungsgesteine (metamorphe Gesteine)

Umwandlungsgesteine (metamorphe Gesteine)

Diese Gesteine haben ihre Form geändert und sind umgewandelt worden. Das passiert dann, wenn magmatische oder sedimentäre Gesteine beispielsweise bei einer Gebirgsbildung in große Tiefe und dort unter großen Druck und Hitze geraten. Dadurch werden sie teilweise oder ganz aufgeschmolzen. Dabei können neue Minerale gebildet werden und zu schönen Kristallen heranwachsen.

  • aus Glimmer wird Schiefer
  • aus Kalkstein wird Marmor
  • aus Sandstein wird Quarzit
  • aus Granit wird Gneis

Fest- und Lockergestein

Die Gruppe der Baurohstoffe umfasst Fest- und Lockergesteine, die wegen ihrer physikalisch-technischen Eigenschaften im Hoch-, Tief- und Verkehrswegebau verwendet werden. Mit einer jährlichen Gesamtproduktion von etwa 100 Millionen Tonnen sind sie bei weitem die bedeutendste Gruppe der festen mineralischen Rohstoffe in Österreich. Die Baurohstoffe werden in Lockergestein wie Sand und Kies sowie in Festgesteine wie Natursteine und Bruchsteine unterteilt.

www.geologie.ac.at

Festgesteine

sind kompakte Gesteine, die als einheitlicher Felsblock vorliegen. Durch geologische Vorgänge können sie schon vor der Gewinnung durch Klüfte oder Störungszonen vorzerkleinert werden. Festgesteine wie Basalt, Granit, Kalkstein werden meist durch Sprengarbeit gewonnen. Nutzbare Festgesteine sind im Bereich der Böhmischen Masse v.a. die Granite, Ganggesteine, Gneise, Granulite und Marmore. In der Helvetischen Zone Vorarlbergs liegen Vorkommen wertvoller Kieselkalke, in der Flyschzone werden Zementrohstoffe gewonnen und in den Kalkalpen überwiegt die Nutzung der Kalksteine und Dolomite. In der Grauwackenzone sind Diabase, Quarzite und Karbonatgesteine hervorzuheben und in den zentralen Abschnitten der Alpen werden nahezu alle Arten von metamorphen Gesteinen genutzt, sofern sie fest genug sind. Im Steirischen Becken werden Basalte zu Brecherprodukten verarbeitet.

Lockergestein

Lockergesteine sind durch Verwitterungs- und Umlagerungsvorgänge entstandene, unverfestigte Gesteine mit unterschiedlicher Korngröße. Lockergesteine wie Sand, Kies und Ton werden durch Abgraben mit dem Bagger gewonnen. Qualitativ hochwertige sandige Kiese liegen vorwiegend in den quartären Terrassen der Donau und der Schmelzwasserzuflüsse im Alpenvorland und am Alpenostrand. Auch in den ehemals vergletscherten Regionen sind große Sand-Kies-Lagerstätten zu finden, deren Aufbereitung sich aber aufwendiger gestaltet. Stellenweise werden auch Hangschuttvorkommen im Gebirge und Kiessande entlang der Bäche und Flüsse genutzt.

Gesetzliche Rahmenbedingungen & Technik

Ressourcenzugang hat für Österreich strategische Bedeutung

Der sichere Zugang zu Ressourcen wie mineralischen Rohstoffen ist eine wirtschaftliche Frage von zunehmender strategischer Bedeutung und stellt eine Grundvoraussetzung für die Absicherung eines Industriestandorts dar. Die Versorgung der Wirtschaft mit Sand, Kies und Schotter ist längst kein Thema mehr, mit dem sich Österreich allein auseinanderzusetzen hat. Die Versorgung mit mineralischen Rohstoffen ist für Europa eine Herausforderung, die eine gemeinsame Strategie aller Europäischer Mitgliedsstaaten erfordert.

Europa benötigt jährlich 3,5 Mrd. Tonnen Baurohstoffe, die vorwiegend im Hoch- und Tiefbau eingesetzt werden. Um diesen Bedarf weiter sicher zu stellen, hat die Europäische Kommission bereits im November 2008 eine Strategie präsentiert, die eine verbesserte Versorgung und Absicherung Europas mit nicht-energetischen Rohstoffen langfristig sicherstellen soll.

Österreichs Rohstoffstrategie

So hat auch das Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft (BMWFW) als Reaktion auf diese Herausforderungen eine Rohstoffstrategie entwickelt, die in Analogie zur EU-Rohstoffstrategie auf drei Säulen ruht:

1. Säule:

Sicherung des langfristigen Zugangs zu heimischen Lagerstätten durch raumordnerische Maßnahmen

2. Säule:

Sicherung eines fairen und diskriminierungsfreien Zugangs zu mineralischen Rohstoffen auf den Weltmärkten

3. Säule:

Schonung von primären Ressourcen und effizienter Umgang mit Rohstoffen durch Steigerung der Ressourceneffizienz und Verbesserung des Recyclings

Österreichischer Rohstoffplan

Mit dem 2010 fertiggestellten „Österreichischen Rohstoffplan“ schuf die öffentliche Verwaltung erstmals jene Rahmenbedingungen, die eine Grundlage zur langfristigen Standortsicherung der Unternehmen und zur Mineralrohstoffversorgung darstellen. Mit diesem sollten die Entscheidungsträger langfristig sicherstellen, dass neben der Rohstoffversorgung der Gemeinde auch die wirtschaftliche Wertschöpfung der Branche in der Gemeinde bleibt. Der Österreichische Rohstoffplan, der auf einen breiten Konsens zwischen Bund, Ländern und der einschlägig tätigen Wirtschaft abzielt, stellt somit einen wichtigen Generationenvertrag zur Rohstoffsicherung dar.

Der „Österreichische Rohstoffplan“ wurde nicht nur in Österreich als Meilenstein in der Rohstoffsicherung angesehen, auch die EU-Kommission befürwortete im Zuge der europaweiten „Raw Materials Initiative“ den heimischen Ansatz sogar als „Best Practice“-Modell eines nachhaltigen Ressourcenmanagements. In enger Zusammenarbeit mit der Geologischen Bundesanstalt und den Bundesländern war es im Auftrag des Wirtschaftsministeriums gelungen, Vorkommen von Sand, Kies und Bruchsteinen zu identifizieren, die ohne raumordnerische Konflikte gewonnen werden können. Diese Vorkommen sollten nunmehr in der Raumplanung der Bundesländer berücksichtigt werden und so eine Rohstoffversorgung für mindestens 50 Jahre (Lockergestein) bzw. mindestens 100 Jahre (Festgestein) garantieren.

Neun Bundesländer mit jeweils unterschiedlichen Raumordnungsgesetzen erfordern jedoch unterschiedliche Lösungsansätze. Die Phase der Umsetzung ist daher insbesondere in zeitlicher Hinsicht anspruchsvoll. Die konsensorientierte Umsetzung wird vom Wirtschaftsministerium fachlich begleitet.