Bitumen

Bitumen ist ein erdölstämmiges Produkt, das nahezu nicht flüchtig und bei Raumtemperatur sehr zähflüssig bis fast fest ist. Es wird hauptsächlich aus Erdöl hergestellt und vor allem wegen seiner Abdichtungs- und Bindeeigenschaften eingesetzt.

Definition
Bitumen, auch als Naturbitumen bekannt, ist ein nahezu nicht flüchtiges, klebriges und abdichtendes Produkt, das laut DIN EN 12597 aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen zusammengesetzt ist. Es wird in der Industrie hauptsächlich als Bindemittel im Asphalt und in weiteren Anwendungen verwendet.

Hintergrund / Entstehung
Der Begriff „Bitumen“ leitet sich vom lateinischen „bitumen“ ab, was "Erdpech" bedeutet. Chemisch gesehen handelt es sich bei Bitumen um ein Gemisch, das aus einer öligen Grundmasse, den Maltenen, und höhermolekularen Asphaltenen besteht. Es darf nicht mit Teer verwechselt werden, der aus Kohle hergestellt wird und nicht mehr als Baustoff verwendet wird.

Bitumen kann sowohl natürlich vorkommen, wie zum Beispiel im La Brea Asphaltsee auf Trinidad, als auch industriell aus Erdöl, vorwiegend als Rückstand bei der Vakuumdestillation gewonnen werden. Dieser Prozess erzeugt Bitumen, das durch Luftblasen (Air Blowing) weiterverarbeitet wird, um seine Eigenschaften zu optimieren. Bei kurzer Blaszeit erhält man Straßenbaubitumen, während eine längere Blaszeit Oxidationsbitumen ergibt, das vorwiegend als Industriebitumen verwendet wird.

Bitumen hat keine gesundheits- oder wassergefährdenden Eigenschaften, jedoch können die Dämpfe, die beim Erhitzen entstehen, krebserregende polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) enthalten. Es ist chemisch stabil gegenüber bestimmten Säuren und Basen, reagiert jedoch bei hohen Temperaturen und im Brandfall heftig mit Sauerstoff.

Eigenschaften
Bitumen hat spezifische physikalische und chemische Eigenschaften, die es für unterschiedliche Anwendungen qualifizieren.

Zusammensetzung:
Bitumen besteht aus Maltenen und Asphaltenen.
- Physikalische Merkmale: Bei Umgebungstemperatur ist Bitumen extrem zähflüssig oder nahezu fest.
- Qualitätsunterschiede: Bitumen wird nach dem Nadelpenetrationstest gemäß DIN EN 1426 klassifiziert. Beispiele sind Sorten wie 70/100, 50/70, 30/45 und 20/30, wobei kleinere Zahlen „härtere“ Bitumensorten bezeichnen.
- Chemische Besonderheiten: Bitumen ist in Wasser praktisch unlöslich und kann durch Additive modifiziert werden, um polymer-modifiziertes Bitumen (PmB) zu erzeugen, das verbesserte Eigenschaften aufweist, wie bessere Standfestigkeit und Ermüdungsverhalten.

Anwendung und Bedeutung im Markt
Die Hauptanwendung von Bitumen liegt in der Herstellung von Asphalt, das Gesteinskörnungen mit Bitumen kombiniert. Weitere industrielle Anwendungen umfassen die Herstellung von Dach- und Dichtungsbahnen sowie Abdichtungsmitteln. 2014 wurden in Deutschland 3,7 Millionen Tonnen Bitumen produziert, während der weltweite Verbrauch bei etwa 100 Millionen Tonnen lag. Rund 85 % dieses Verbrauchs entfallen auf die Asphaltproduktion für Straßen und Flugstartbahnen. Der Bitumenverbrauch ist stark zyklisch und von den jeweiligen Konjunkturen im Straßen- und Hochbau abhängig.

Abgrenzung zu ähnlichen Begriffen
Bitumen unterscheidet sich von Teer, der aus Kohle gewinnt wird und in Deutschland nicht mehr als Baustoff zulässig ist. Während Bitumen aus Erdöl stammt und chemisch stabil ist, führt die Zersetzung von Bitumen bei hohen Temperaturen zu unterschiedlichen Reaktionen.