Bitumen
Was ist Bitumen?
Bitumen (Plural: Bitumina) ist nach DIN EN 12597 ein „nahezu nicht flüchtiges, klebriges und abdichtendes erdölstämmiges Produkt“, das bei Umgebungstemperatur extrem zähflüssig oder nahezu fest ist. Es besitzt sehr gute abdichtende Eigenschaften. Der Name Bitumen leitet sich von lateinisch "bitumen" = "Erdpech" ab.
Chemisch gesehen ist Bitumen ein Gemisch aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen. Genauer betrachtet ist es ein System aus einer öligen Grundmasse (Maltene), in der die dunklen, höhermolekularen Asphaltene dispergiert (fein verteilt) sind. Man darf Bitumen nicht mit Teer verwechseln, der aus Kohle hergestellt wird und in Deutschland schon lange nicht mehr als Baustoff verwendet werden darf.
Bitumen kommt auch natürlich vor, zum Beispiel im La Brea Asphaltsee auf der Insel Trinidad; man nennt diese Vorkommen Naturbitumen. Hauptsächlich wird es jedoch aus Erdöl produziert, d.h. industriell wird es als Rückstand bei der Vakuumdestillation von Erdöl gewonnen. Meist wird das Bitumen durch Einblasen von Luft (Air Blowing) weiterbehandelt, wodurch seine Eigenschaften justiert werden können. Bei einer kurzen Blaszeit entsteht Straßenbaubitumen, durch eine lange Reaktionszeit gewinnt man Oxidationsbitumen, welches ausschließlich als Industriebitumen verwendet wird.
Bitumen ist nicht gesundheits- oder wassergefährdend. Allerdings enthalten Bitumendämpfe, die bei der Heißverarbeitung entstehen, krebserregende polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK). Bitumen ist chemisch stabil gegenüber nichtoxidierenden Säuren und Basen, reagiert aber im Brandfall heftig mit Sauerstoff. Bei hohen Temperaturen fängt es an, sich langsam zu zersetzen. In Wasser ist es praktisch unlöslich und wird daher verwendet, um empfindliche Stoffe und Bauteile gegen Wasser zu schützen.
Die Eigenschaften von Bitumen lassen sich durch Additive gezielt anpassen. Durch das Mischen mit Polymeren werden polymer-modifizierte Bitumen (PmB) hergestellt. Sie weisen z.B. eine bessere Standfestigkeit bei höheren Temperaturen oder ein besseres Ermüdungsverhalten auf und werden auf besonders beanspruchten Oberflächen wie Autobahnen und Flughäfen eingesetzt.
Bitumen ist bei Umgebungstemperaturen nicht transportierbar und muss dafür auf über 100°C erhitzt werden. Damit es leichter verarbeitet werden kann, werden oft Fluxmittel (Fluxöle) hinzugegeben, die die Viskosität reduzieren.
Das Haupteinsatzgebiet von Bitumen ist Asphalt, ein Gemisch aus Gesteinskörnungen mit Bitumen als Bindemittel. Industriebitumen wird zu Dach- und Dichtungsbahnen, Asphaltanstrichen und Abdichtungsmitteln verarbeitet.
Straßenbaubitumen wird über den Nadelpenetrationstest nach DIN EN 1426 klassifiziert. So bedeutet beispielsweise Bitumen 50/70, dass die Eindringtiefe der Testnadel zwischen 5 und 7 mm liegt. Übliche Sorten sind 70/100, 50/70, 30/45 und 20/30. Je kleiner die Nummern sind, desto „härter“ ist die Bitumensorte.
2014 wurden in Deutschland 3,7 Mio. t Bitumen produziert. Der Weltverbrauch liegt bei rund 100 Mio. t; davon beinhalten rund 85% die Produktion von Asphalt für Straßen, Startbahnen von Flugplätzen und Wege, 10% für Dächer und 5% für sonstige Baustoffe. Der Bitumenverbrauch ist stark zyklisch und hängt insbesondere von den Konjunkturen im Straßen- und Hochbau ab.