Lightweight construction materials with a long lifetime are of growing interest to increase sustainability in the construction industry. Recently, a new concrete-based material, referred to as Carbon Concrete Composite (C³), was developed, enabling resource-saving constructions with enhanced resistance to environmental factors (e.g., corrosion). However, the experience of asbestos cement causing severe adverse health effects raised concern that fibers or pollutants impairing human health could be released in the lifetime of new construction materials. This dissertation gives a first structured investigation concerning undetected risks of C³ in scenarios involving dry-cutting processes, specifically, dry-cutting of C³ reinforcement materials and ready-made C³ in (1) construction works and (2) building demolition scenarios after domestic fire events. Dry-cutting of C³ reinforcement materials and C³ causes pyrolysis at the saw blade edge of the organic polymers present in the C³ reinforcement materials. In contrast, elevated temperatures in domestic fire events can cause a decrease in fiber diameters of the carbon fibers contained in the C³ reinforcement. Thus, particularly dry-cutting of C³ reinforcements and C³ exposed to domestic fires can induce the release of organic pollutants and, to a minor degree, hazardous fibers, respectively, causing a slight inflammatory response in human lung epithelial cells A549. Therefore, it is recommended that construction workers exposed to C³ aerosols reduce the aerosol release by using wet-cutting processes and use general protective measures (e.g., face masks).
Leichte Baumaterialien mit einer langen Lebensdauer sind von wachsendem Interesse, um die Nachhaltigkeit in der Bauindustrie zu erhöhen. Kürzlich wurde unter der Bezeichnung Carbon Concrete Composite (C³) ein neues Material auf Betonbasis entwickelt, das ressourcenschonende Konstruktionen mit erhöhter Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse (z. B. Korrosion) ermöglicht. Die Erfahrungen mit Asbestzement, der in der Vergangenheit schwere gesundheitliche Schäden verursacht hat, haben jedoch die Sorge geweckt, dass Fasern oder Schadstoffe mit toxischem Potenzial während der Lebensdauer neuer Baumaterialien freigesetzt werden könnten. In dieser Dissertation wird eine erste strukturierte Untersuchung zu unerkannten Risiken von C³ in Szenarien mit Trockenschnittverfahren durchgeführt, insbesondere dem Trockenschnitt von C³-Bewehrungsmaterialien und gebrauchsfertigem C³ während (1) Bauarbeiten und (2) Gebäudeabbruchszenarien nach Hausbränden. Das Trockenschneiden von C³-Bewehrungsmaterialien und C³ führt zur Pyrolyse der in den C³-Bewehrungsmaterialien enthaltenen organischen Polymere am Sägeblatt. Im Gegensatz dazu können erhöhte Temperaturen bei Hausbränden zu einer Verringerung des Faserdurchmessers der in den C³-Bewehrungsmaterialien enthaltenen Kohlenstofffasern führen. Daher kann insbesondere das Trockenschneiden von C³-Bewehrungen und C³, das Hausbränden ausgesetzt war, die Freisetzung von organischen Schadstoffen bzw. in geringem Maße von schädlichen Fasern verursachen, was eine leichte Entzündungsreaktion in menschlichen Lungenepithelzellen A549 hervorrufen kann. Deshalb wird empfohlen, dass Bauarbeiter, die mit Aerosolen von C³-Materialien in Kontakt kommen, die Aerosolfreisetzung durch die Verwendung von Nassschneideverfahren verringern und allgemeine Schutzmaßnahmen (z. B. Gesichtsmasken) anwenden.