Bitumen

Produktgruppeninformation


Bitumen Holzschnitzel

Begriffsdefinition

Bitumen ist ein Stoffgemisch, das als Rückstand bei der Destillation von Erdöl entsteht. Bitumen kommt aber auch in der Natur vor, wo er unter Sauerstoff bzw. Luftabschluss durch Abbau von Urpflanzen über Jahrmillionen entstanden ist.

Durch verschiedene Behandlungsarten und Zugabe von Kunststoffen lassen sich vor allem die physikalischen Eigenschaften wie Plastizität und Elastizität verändern.

Wesentliche Bestandteile

Zu den wesentlichen Bestandteilen von Bitumen gehören verschiedene Kohlenwasserstoffe wie Asphaltene, Erdölharze und Maltene. Als Zusätze werden z. B. Zeolite, Fettsäureamide, Fischer-Tropsch- und Montanwachse beigefügt.

Charakteristik

Bitumen sind feste bis flüssige Stoffgemische, die überwiegend aus hochsiedenden Kohlenwasserstoffen bestehen und schwarz bis dunkelbraun gefärbt sind. Alle Bitumen enthalten kein Teer und kein Pech.

Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Der Gehalt an krebserzeugendem Benzo[a]pyren (BAP) liegt typischerweise zwischen 0,4 - 4 mg/kg, also weitunterhalb der Grenze für die Kennzeichnungspflicht für BAP (50 mg/kg). 1

Lieferzustand

Abhängig vom Anwendungsfall

  • i. d. R. Verarbeitung im heißflüssigen Zustand (110-160°C)

Anwendungsbereiche (Besonderheiten)

  • Oberflächenbehandlung: Bitumenemulsionen, Bitumenlösungen, Bitumenlacke und -anstriche
  • Bitumenpappen, Bitumenpapiere, Dichtungsbahnen
  • Straßenbaubitumen, Walzasphalt, Gussasphalt
  • Gussasphaltestrich
  • Fugenvergussmassen
  • Außenschutz von Röhren

Bitumenart

Eigenschaften

Sortenbezeichnung/ Normierungen

Hauptanwendungsgebiete im Bauwesen

Straßenbaubitumen

(Destillationsbitumen)

weich bis hart

nach DIN EN 12591: Bezeichnung nach Nadelpenetration (1/10 mm):

160/220,

70/100, 50/70,

30/45, 20/30

Oberflächenbehandlung, Bitumenpappen, Bitumenpapiere, Bitumenemulsionen, Bitumenlösungen, polymermodifizierte Bitumen

Walzasphalt

Gussasphalt

Hochvakuumbitumen

(Hartbitumen bzw. Sprödbitumen)

Hart und spröde

nicht genormt, Herstellerangaben nach Erweichungstemperatur: HVB 85/95, HVB 90/100, HVB 130/140

Gussasphaltestrich

Bitumenlacke und -anstriche

Oxidationsbitumen (geblasenes Bitumen bzw. Industriebitumen)

Hart bis elastisch

nicht genormt, Herstellerangaben nach Erweichungstemperatur und Nadelpenetration: OB 70/30, OB 100/25, OB 135/10

Anwendung da, wo extrem hohe und tiefe Temperaturen zu erwarten sind:

Dichtungsbahnen

Fugenvergussmassen

Außenschutz von Röhren

Polymermodifiziertes Bitumen

Höhere Kohäsion

Größere Plastizitätsspanne

Große elastische Rückformung nach Entlastung

Geringere Alterung

TL Bitumen-StB 07 (2007)

Herstellerangaben nach Nadelpenetration und Erweichungspunkt sowie „A“ für elastomer-modifizierte Bitumen und „B“ für plastomer-modifizierte Bitumen: 25/55-55 A

Straßenbaubitumen

Quellen

1GISBAU Information - Bitumen

Scholz/Hiese: Baustoffkenntnis; 16. Auflage, 2007; Werner Verlag (Wolters Kluwer Deutschland GmbH), Köln

Bitumen
Bitumen
Bitumen
Bitumen
Bitumen

Technisches

Technische Daten

Heizwert 40,7 MJ/kg
Wärmeausdehnungskoeffizient 0,0006 1/K
spezifische Leitfähigkeit bei 35°C    10-13-0,1 Ohm/cm

Baustoffklasse nach DIN 4102-1

B1 (schwer entflammbar)

Färbung

braun, schwarz

Beständigkeit

wasserunlöslich; beständig gegen anorganische Säuren, Salze und Alkalien; löslich in Kohlenwasserstoffen gleicher Herkunft (Benzin, Mineralöldestillate) bzw. chem. Lösemittel (chlorierte Kohlenwasserstoffe, Benzol, Toluol)

Technische Regeln (DIN, EN)

DIN 1995

 

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Anforderungen an die Bindemittel

                        -4

2005

Teil 4: Kaltbitumen

DIN 1996

 

Prüfung bituminöser Massen für den Straßenbau und verwandte Gebiete

                        -9

1981

Teil 9: Quellversuch

                        -11

1981

Teil 11: Bestimmung von Marshall-Stabilität und Marshall-Fließwert

DIN 1996

 

Prüfung von Asphalt

                        -13

1984

Teil 13: Eindringversuch mit ebenem Stempel

                        -14

1990

Teil 14: Bestimmung der Korngrößenverteilung von aus Asphalt extrahierten Mineralstoffen

                        -17

1990

Teil 17: Bestimmung der Formbeständigkeit in der Wärme (Verformungswert nach Nüssel)

                        -18

1989

Teil 18: Kugelfallversuch nach Herrmann

DIN 52005

2004

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Asche

DIN 52006

 

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Prüfverfahren zur Bestimmung der Wassereinwirkung auf Bindemittelüberzüge

                        -1

2006

Teil 1: Bindemittelüberzug aus Bitumenemulsion

                        -2

2006

Teil 2: Bindemittelüberzug aus Kaltbitumen

                        -3

2006

Teil 3: Bindemittelüberzug aus Fluxbitumen

DIN 52007

 

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel- Bestimmung der Viskosität

                        -1

2013

Teil 1: Allgemeine Grundlagen und Auswertung

                        -2

2013

Teil 2: Messung mit dem Kugelzieh-Viskosimeter

DIN 52013

2007

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Duktilität

DIN 52033

2002

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung des Klebeverhaltens von Kaltbitumen

DIN 52043

2007

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Frost-Tau-Wechselversuch an Emulsionen

DIN 52045

 

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Verdunstungsprüfung

                        -1

2006

Teil 1: Prüfung von Kaltbitumen

                        -2

2007

Teil 2: Prüfung von lösemittelhaltigen Bitumenemulsionen (Haftkleber)

DIN 52047-2

1980

Prüfung bituminöser Bindemittel; Bestimmung des Brechverhaltens von Emulsionen, Unstabile anionische Bitumenemulsionen

 

DIN CEN/TS 15324

2008

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Äquiviskositätstemperatur basierend auf Viskosität bei niedriger Schergeschwindigkeit mit Hilfe eines dynamischen Scher-Rheometers in niederfrequentem Schwingungsmodus

DIN CEN/TS 15325

2008

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Null-Scherviskosität (ZSV) mit Hilfe eines Schubspannungs-Rheometers im Kriechmodus

DIN CEN/TS 16346, DIN SPEC 51146

2012

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Brechzeit und des kurzfristigen Haftverhaltens von kationischen Bitumenemulsionen mit Gesteinskörnung 2/4 mm

DIN EN 12592

2013

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Löslichkeit

DIN EN 12593

2007

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung des Brechpunktes nach Fraaß

DIN EN 12594

2013

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Vorbereitung von Untersuchungsproben

DIN EN 12595

2013

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der kinematischen Viskosität

DIN EN 12596

2013

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der dynamischen Viskosität mit Vakuum-Kapillaren

DIN EN 12597

2012

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Terminologie

DIN EN 12606

 

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel- Bestimmung des Paraffingehaltes

                        -1

2007

Teil 1: Destillationsverfahren

                        -2

2000

Teil 2: Extraktionsverfahren

DIN EN 12607

 

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Beständigkeit gegen Verhärtung unter Einfluss von Wärme und Luft

                        -1

2013

Teil 1: RTFOT-Verfahren

                        -2

2013

Teil 2: TFOT-Verfahren

                        -3

2013

Teil 3: RFT-Verfahren

 

DIN EN 12846

 

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Ausflusszeit mittels Ausflussviskosimeter

                        -1

2011

Teil 1: Bitumenemulsionen

                        -2

2011

Teil 2: Verschnittene und gefluxte bitumenhaltige Bindemittel

DIN EN 12847

2009

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung des Absetzverhaltens von Bitumenemulsionen

DIN EN 12848

2009

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Mischstabilität von Bitumenemulsionen mit Zement

DIN EN 12849

2009

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Eindringfähigkeit von Bitumenemulsionen

DIN EN 12850

2009

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung des pH-Wertes von Bitumenemulsionen

DIN EN 13074

 

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Rückgewinnung des Bindemittels aus Bitumenemulsion oder verschnittenen oder gefluxten Bitumen

                        -1

2011

Teil 1: Rückgewinnung durch Verdunstung

                        -2

2011

Teil 2: Stabilisierung nach Rückgewinnung durch Verdunstung

DIN EN 13075

 

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung des Brechverhaltens

                        -1

2013

Teil 1: Bestimmung des Brechwertes kationischer Bitumenemulsionen, Verfahren mit Feinmineralstoff

                        -2

2009

Teil 2: Bestimmung der Mischzeit von Feinanteilen in kationischen Bitumenemulsionen

DIN EN 13301

2010

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Ausölneigung von Bitumen

DIN EN 13302

2010

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der dynamischen Viskosität von bitumenhaltigem Bindemittel mit einem Viskosimeter mit rotierender Spindel

DIN EN 13303

2009

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung des Masseverlustes von Industriebitumen nach Erwärmung

DIN EN 13304

2009

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Spezifikationsrahmen für oxidiertes Bitumen

DIN EN 13305

2009

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Spezifikationsrahmen für Hartbitumen für industrielle Anwendungen

DIN EN 13358

2010

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung des Destillationsverlaufes von mit Mineralölfluxmitteln verschnittenen oder gefluxten bitumenhaltigen Bindemitteln

DIN EN 13398

2010

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der elastischen Rückstellung von modifiziertem Bitumen

DIN EN 13399

2010

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Lagerbeständigkeit von modifiziertem Bitumen

 

DIN EN 13587

2010

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Streckeigenschaften von bitumenhaltigen Bindemitteln mit dem Zugprüfverfahren

DIN EN 13588

2008

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Kohäsion von bitumenhaltigen Bindemitteln mit der Pendelprüfung

DIN EN 13589

2008

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Streckeigenschaften von modifiziertem Bitumen mit dem Kraft-Duktilitäts-Verfahren

DIN EN 13614

2011

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung des Haftverhaltens von Bitumenemulsionen bei Wasserlagerung

DIN EN 13632

2010

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Visualisierung der Polymerverteilung in polymermodifiziertem Bitumen

DIN EN 13702

2010

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der dynamischen Viskosität von modifiziertem Bitumen mit dem Platte-Kegel-Verfahren

DIN EN 13703

2004

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Formänderungsarbeit

DIN EN 13808

2011

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Rahmenwerk für die Spezifizierung kationischer Bitumenemulsionen

DIN EN 1425

2012

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Feststellung der äußeren Beschaffenheit

DIN EN 1426

2007

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Nadelpenetration

DIN EN 1427

2007

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung des Erweichungspunktes - Ring- und Kugel-Verfahren

DIN EN 1428

2012

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung des Wassergehaltes von Bitumenemulsionen - Azeotropisches Destillationsverfahren

DIN EN 1429

2011

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung des Siebrückstandes von Bitumenemulsionen und Bestimmung der Lagerbeständigkeit durch Sieben

DIN EN 1430

2009

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Teilchenpolarität von Bitumenemulsionen

DIN EN 1431

2009

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung des Destillationsrückstandes und des Öldestillates von Bitumenemulsionen mittels Destillation

DIN EN 14733

2009

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Werkseigene Produktionskontrolle von Bitumenemulsionen, gefluxtem und verschnittenem Bitumen

 

DIN EN 14769

2012

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Beschleunigte Langzeit-Alterung mit einem Druckalterungsbehälter (PAV)

DIN EN 14770

2012

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung des komplexen Schermoduls und des Phasenwinkels - Dynamisches Scherrheometer (DSR)

DIN EN 14771

2012

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Biegekriechsteifigkeit - Biegebalkenrheometer (BBR)

DIN EN 15322

2011

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Rahmenwerk für die Spezifizierung von verschnittenen und gefluxten bitumenhaltigen Bindemitteln

DIN EN 15323

2007

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Beschleunigte Langzeit-Alterung mit dem Verfahren mit rotierendem Zylinder (RCAT)

DIN EN 15326

2007+

A1:2009

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Messung der Dichte und der relativen Dichte - Pyknometerverfahren mit Kapillarstopfen

DIN EN 16345

2012

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Ausflusszeit von Bitumenemulsionen mit dem Redwood Nr. II-Viskosimeter

DIN EN 58

2012

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Probenahme bitumenhaltiger Bindemittel

DIN ISO 3733

2003

Mineralölerzeugnisse und bituminöse Bindemittel - Bestimmung des Wassergehaltes - Destillationsverfahren

DIN SPEC 1026, DIN CEN/TS 15963

2010

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Bruchwiderstandstemperatur mittels eines Drei-Punkt-Biegeversuches an einem gekerbten Probekörper

DIN V 52022

2005

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung des Splitthaltevermögens von polymermodifizierten Bindemitteln für Oberflächenbehandlungen

DIN-Fachbericht CEN/TR 15352

2006

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Entwicklung von auf das Gebrauchsverhalten bezogenen Spezifikationen: Statusbericht 2005

Bauregelliste

Das Deutsche Institut für Bautechnik stellt in den Bauregellisten A, B und C die technischen Regeln für Bauprodukte und Bauarten sowie bauaufsichtlich geregelte und nicht geregelte Bauprodukte und Bauarten auf.
Nach Zustimmung der obersten Bauaufsichtsbehörden der Länder wird die Bauregelliste bekannt gegeben. Erwerb und weiterführende Informationen zu Bauregelliste und ihren Regelungsbereichen siehe unter → www.dibt.de
Eine Darstellung und Erläuterungen zur Klassifizierung von Bauprodukten siehe im Lexikon → Klassifizierung von Bauprodukten

Quellen

Scholz/Hiese: Baustoffkenntnis; 16. Auflage, 2007; Werner Verlag (Wolters Kluwer Deutschland GmbH), Köln

Bitumen

Literaturtipps

Arbeitsgemeinschaft der Bitumen-Industrie e.V .; Schriftenreihe: Heft 56 Bitumen und seine Anwendung; 1991;  Hamburg

Arbeitsgemeinschaft der Bitumen-Industrie e.V.; Schriftenreihe: Heft 57 Abdichtung mit Bitumen; 1992; Hamburg

ARBIT/VDD; Leitfaden zum Umgang mit Bitumen und bitumenhaltigen Produkten auf dem Dach, Stand 3/97; 1997

Birkner, Ch. et al; Technische Regeln für die Planung und Ausführung von Abdichtungen mit Polymerbitumen- und Bitumendichtungsbahnen vdd. E.V Frankfurt, 2007

Bitumen-Artikel des Berufsgenossenschaftlichen Forschungsinstitut für Arbeitsmedizin

Gahlmann 94; Dr. Ing. Heinrich Gahlmann; Produkt- und Ökoprofil Bituminöser Dichtungsbahnen von Vaparoid; 1994; Eigenverlag; Affoltern a.A. CH

Glet W.; Luftgrenzwerte für Dämpfe und Aerosole aus Bitumen, asphalt 9/97; 1997

Güsfeldt K.-H.; Umweltverträglichkeit von Bitumen und Asphalt

Sellers, T.; Plywood and Adhesive Technology; 1985; Marcel Dekker, Inc.; New Yorkshell; Deutsche Shell AG; Shell Bitumen; Produktinformationen, laufende Fortführung

GISBAU Information - Bitumen

Scholz/Hiese: Baustoffkenntnis; 16. Auflage, 2007; Werner Verlag (Wolters Kluwer Deutschland GmbH), Köln

www.asphalt.de

Bitumen

Rohstoffe / Ausgangsstoffe

Hauptbestandteile

Bitumen ist ein Gemisch von hochmolekularen Kohlenwasserstoffen und wenig Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff.

  • C (80…88%)
  • H (7…11%)
  • O (1…12%)
  • N (<1.5%)
  • S (0.5…7%)

Natürliches Bitumen (Naturasphalt) + Erdöl

Fett- und Eiweißstoffe niedriger Organismen wurden in sauerstofffreien Gewässern durch Fäulnisbakterien zu Faulschlamm umgebildet. Die sich bei diesem Prozess bildenden festen Kohlenwasserstoffe können im Gestein verbleiben (Naturasphalt). Die entstehenden flüssigen Kohlenwasserstoffe bilden das Erdöl.

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Abgesehen von sogenannten "Naturasphalt"-Vorkommen stammt Bitumen aus der Erdölfraktionierung. Rohöllagerstätten werden durch Bohrungen erschlossen und das Erdöl abgepumpt. Über Rohrleitungen gelangt das Erdöl zu Transportstationen (Bahn, Schiff) oder direkt in die Raffinerie.

Verfügbarkeit

Die Verfügbarkeit von Bitumen ist direkt an die Erdölproduktion gekoppelt. 2011 wurden weltweit 3.998 Mio. t Erdöl gefördert. Nach Angaben des BGR „betrug das verbleibende Potential an Erdöl … Ende 2011 rund 585 Mrd. t“ (BGR).

Der Bitumengehalt im Erdöl schwankt im Durchschnitt je nach Herkunft zwischen 0 und 30 %. Nordseeöl enthält praktisch kein, kuwaitisches Erdöl relativ viel Bitumen. Der Durchschnitt weltweit beträgt etwa 6%. Nicht alles Bitumen, das aus der Erdölfraktionierung anfällt, wird tatsächlich genutzt.

Der sog. "Naturasphalt" ist Bitumen mit Sedimentgesteinen vermischt. Naturasphalt ist als Rohstoffquelle von untergeordneter Bedeutung.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Zum Einsatz möglicher Recyclingmaterialien liegen keine Informationen vor.

Radioaktivität

Natürlich Radionuklide in Baustoffen können vorkommen in Abhängigkeit von Material und Zuschlagstoffen. Zum Schutz der Bevölkerung vor Strahlenbelas­tungen werden in Deutschland seit mehr als 20 Jahren Untersuchungen und Bewertungen der radioaktiven Stoffe in Baumaterialien durchge­führt. Nach einer Studie des BfS wurden in Deutschland keine zu Bauzwecken verwendbaren Materialien festgestellt, die infol­ge erhöhter Uran- und Radiumkonzentrationen zu höhe­ren Konzentrationen des Radon-222 (Radon) in Räumen führen könnten.

Bei den derzeit handelsüblichen Bauproduktgruppen sind aus der Sicht des Strahlenschutzes keine Einschränkungen erforderlich. Allerdings ist auch weiterhin die vorgegebene Beschränkung des Anteils industrieller Rückstände als Zuschlag zu beachten, siehe ausführliche BfS-Informationen zu Baustoffen unter http://www.bfs.de/de/ion/anthropg/baustoffe.html.
Asphalt und Bitumenwerkstoffe eignen sich dagegen zum Schutz vor radioaktiver Strahlung. Bitumen besitzt eine hohe Absorptionsfähigkeit für energiereiche Gammastrahlung und Gussasphalt bietet aufgrund seiner großen Dichte einen guten Strahlenschutz gegen Betastrahlen.1

Quellen

Scholz/Hiese: Baustoffkenntnis; 16. Auflage, 2007; Werner Verlag (Wolters Kluwer Deutschland GmbH), Köln
1Walter Peffekoven: Gussasphalt – der umweltfreundliche Baustoff
(http://www.gussasphalt.de/pdf/SD_109.pdf abgerufen 11/2013)

Bitumen

Herstellung

Prozesskette

Prozesskette Bitumen

Herstellungsprozess

Bitumen ist ein Erdölprodukt und bleibt in der Erdölraffinerie (Petrochemie) nach der Gewinnung von Benzinen, Flugbenzin, Heizölen, Schwerölen und den sog. Naphtafraktionen, die in Europa für die Herstellung der Kunststoffe verwendet wird, zurück.

Nach einer Vorbehandlung (Reinigung) werden die Rohöle durch normale Destillation in leichtflüchtige Fraktionen aufgespalten. Durch eine Vakuumdestillation (bei Temperaturen von 350 bis 380°C) werden weitere Öle herausgezogen und zurück bleibt Bitumen. Aus den für die Bitumenherstellung ausgewählten Erdölen sind 25 bis 37 M.-% Bitumen zu gewinnen. Hochvakuumbitumen (Hartbitumen) erhält man durch Weiterbehandlung in einer zusätzlichen Bearbeitungsstufe, in der weitere hochsiedende Öle abgetrennt werden. Oxidationsbitumen werden in speziellen Blasreaktoren aus weichem Destillationsbitumen hergestellt. Durch Einblasen von Luft bei Temperaturen von 230 bis 290°C verändern sich Erweichungspunkt und Nadelpenetration. Polymermodifizierte Bitumen werden durch Mischung und chemische Verbindung aus Destillationsbitumen und Polymeren, z. B. Styrol-Butadien-Styrol "SBS“, hergestellt. 

Umweltindikatoren / Herstellung

Einheitliche Werte zu Umweltindikatoren in WECOBIS soll zukünftig ausschließlich die Datenbank Ökobau.dat des Informationsportals Nachhaltiges Bauen des BMUB liefern.

Die Ökobau.dat stellt Umweltprofile für Bauprodukte bereit, die als erforderliche Datengrundlage für die Lebenszyklusanalyse eingesetzt werden. Für Bauprodukte gibt es Herstellungs- und End-of-Live- Datensätze.
Weiterführende Informationen zur Ökobau.dat im Zusammenhang mit dieser Produktgruppe finden sich in WECOBIS unter Fachinformationen / Reiter Umweltdeklarationen → Ökobau.dat / Umweltindikatoren
Da in der Herstellung von Bauprodukten ein großer Anteil der verursachten Umweltbelastungen auf den Verbrauch von nicht erneuerbaren Energieträgern zurückzuführen ist, stellt die Graue Energie (kumulierter Primärenergieaufwand nicht erneuerbar) dafür einen guten Indikator dar.

Im Kapitel Energieaufwand finden sich ggf. allgemeine Informationen zum Thema, die die Produktgruppe prägen.

Energieaufwand

Primärenergie bei der Herstellung von 1 kg Bitumen

  

Destillationsbitumen

Polyethylen

Primärenergie [MJ/kg]
davon stoffgebundene Heizenergie

50
45

81-89
64-71

Die aufgeführten Zahlen über den Primärenergiebedarf von Bitumen beziehen sich auf alle Erdölfraffinerie-Produkte ab einem Standort in Europa inkl. Transport des Rohöls. Die Zahlen wurden vom Verband der europäischen Kunststoffindustrie erhoben, bilanziert und publiziert. Bei diesem Bilanzsystem werden alle Erdölraffinerieprodukte als gleichwertige Produkte (und Kohlenstoffquellen) angesehen. Häufig, insbesondere von Interessenvertretern, wird Bitumen als Neben- oder Abfallprodukt der Erdölfraktionierung betrachtet und ohne Heizwert oder als "ökologisches Gratisprodukt" mit 0 MJ/kg Herstellungsenergie ausgewiesen. Dies widerspricht den üblichen Zuordnungsregeln in der Bilanzierung der Erdölraffinierie. Die Zahlen zum Energieaufwand und zu den Emissionen bei der Herstellung zeigen deutlich, dass es sich beim Bitumen um einen wenig energieintensiven Stoff aus der erdölverarbeitenden Industrie mit vergleichsweise geringen Emissionen handelt.

Für Hochvakuum- oder Oxidationsbitumen sind keine Zahlen verfügbar. Die eventuell erforderliche Energie, für eine zusätzliche Erhitzung, beträgt schätzungsweise 4-8 MJ/kg. Bei Polymerbitumen kommt der Kunststoffanteil hinzu (→ Polymerbitumen-Dichtungsbahnen).

Charakteristische Emissionen

ausgewählte Emissionen bei der Herstellung von 1 kg Bitumen

  

Destillationsbitumen

Polyethylen

Luftemissionen

Kohlenwasserstoffe [g]

3

21

Abwasseremissionen

Salze, gesamt [g]

<0,02

<0.2

 

Kohlenwasserstoffe [g]

0,02

0,1

Kritisch im Hinblick auf die Anwendung von Heißbitumen oder bei offener Verbrennung ist der hohe Schwefelgehalt, die metallischen Elemente (Vd, Ni, Cu) sowie der Gehalt an krebserzeugenden PAK. Der PAK-Gehalt liegt im Bereich einiger ppm und somit etwa um den Faktor 1000 unter dem PAK-Gehalt von Steinkohle-Teer (Promille bis Prozente).

Maßnahmen Gesundheitsschutz

Die Destillationsanlagen in Raffinerien sind geschlossene Systeme, sodass von keiner besonderen Gefahr für die Gesundheit ausgegangen werden kann.

Maßnahmen Umweltschutz

Abgesehen von den mit dem Erdöltransport verbundenen Risiken, sind bei der Bitumenherstellung keine besonderen Risiken zu erwarten.

Transport

„Als Transportgut fällt Bitumen in die Gefahrgutklasse 9 (Erwärmte flüssige Stoffe) der internationalen Regeln für den Transport von Gefahrgut (ADR). Dabei wird die von Bitumen ausgehende Gefahr ausschließlich in der für den Transport erforderlichen Temperatur von über 100°C gesehen, die zur Erhaltung der Pumpfähigkeit erforderlich ist.“

Online-Quelle

Quellen

Scholz/Hiese: Baustoffkenntnis; 16. Auflage, 2007; Werner Verlag (Wolters Kluwer Deutschland GmbH), Köln

asphalt.de umweltvertraeglichkeit: Online-Quelle

Bitumen

Verarbeitung

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Arbeitshygienische Risiken und Umweltbelastungen bei der Verarbeitung von Bitumen und bitumenhaltigen Produkten sind in vielen Fällen relevant. Vor allem bei der Verarbeitung von Heißbitumen, beim Befestigen von bituminösen Abdichtungsbahnen und bei der Verwendung von Kaltbitumen oder Chemikalien mit Bitumen auf Lösemittelbasis (→  Voranstriche).

Gleichzeitig muss allerdings betont werden, dass Bitumen um Größenordnungen weniger gefährlich ist als Teer und dass Bitumen heute nicht mehr mit Teer "verschnitten" wird.

Mit großer Wahrscheinlichkeit sind die polyzyklischen Kohlenwasserstoffe (PAK) für das krebserzeugende Potential von Teerprodukten verantwortlich. Unter den PAK ist Benzo(a)pyren (BaP) eine Leitsubstanz. Die Einstufung eines Produktes in Bezug auf krebserzeugende Wirkung wird aufgrund der BaP-Konzentration (>50ppm) vorgenommen. Anhand der nachfolgenden Tabelle lassen sich die Unterschiede im krebserzeugenden Potential zwischen Steinkohleteer und Bitumen erkennen. Das Bitumen wird heute nicht mehr als krebserzeugend eingestuft.

Material

[ppm] an PAK

[ppm] an BaP

Teer

265000 bis 500000

4200 bis 14000

Bitumen

2,5 bis 60

1,2 bis 2,74

AGW-Werte

Die bei der heißen Verarbeitung entstehenden Dämpfe und Aerosole sowie die Lösemittel in bituminösen Chemikalien unterstehen nach TRGS 900/901 den folgenden Bedingungen:

  • Heißbitumen bzw. Blockbitumen ist nicht kennzeichnungspflichtig. Es gelten relativ niedrige Luftgrenzwert von 15 mg/m³ (außen) und 20 mg/m³ (innen) für die Dämpfe und Aerosole. Die MAK-Kommission bewertet Bitumen als "hautresorptiv" und "krebserzeugend Kategorie 2"
  • Voranstriche auf Emulsionsbasis sind nicht kennzeichnungspflichtig und stellen ein geringes arbeitshygienisches Risiko dar.
  • Voranstriche auf Lösemittelbasis sind nach Gefahrstoffverordnung kennzeichnungspflichtig. Die Gesundheitsgefährdung richtet sich nach Gehalt und Art der Lösemittel (Aromaten).

REACH / CLP

Die REACH-Verordnung regelt die Herstellung, das Inverkehrbringen und den Umgang mit Industriechemikalien. Zur Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen, dient die CLP-Verordnung (Verordnung über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen), um ein hohes Schutzniveau für die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu gewährleisten.

Wird ein Produkt nicht als Stoff oder Gemisch, sondern als Erzeugnis eingestuft, ist kein Sicherheitsdatenblatt (SDB) erforderlich und Gefahrstoffbezeichnungen entfallen. Lediglich besonders besorgniserregende Stoffe (SVHC) müssen ausgewiesen werden.

Produkte aus Bitumen werden herstellerseitig sowohl als Stoff als auch als Zubereitung eingestuft. 
Produkt bezogene Informationen gemäß CLP-Verordnung müssen daher in den Sicherheitsdatenblättern (SDB) der jeweiligen Produkte ausgewiesen sein.

Lediglich besonders besorgniserregende Stoffe (SVHC) müssen ausgewiesen werden. Produkt bezogene Informationen hierzu finden sich dann in den Sicherheitsdatenblättern (SDB) des Herstellers.

Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU

kaltverarbeitbare Bitumenprodukte in der Bauwerksabdichtung

Emissionen

Durch die heiße Verarbeitung des Bitumens entstehen flüchtige organische Kohlenwasserstoffe (VOC) als Luftemissionen, die mit Lösemittelemissionen vergleichbar sind. Die Daten zu VOC-Emissionen sind nicht sehr zuverlässig. Im Rahmen von Gesamtfrachtberechnungen geht man von 80g VOC pro t Heißmischgut im Straßenbau aus. Dabei handelt es sich um einen groben Durchschnittswert für die Erwärmung, den Transport und die Bereitstellung des Heißmischgutes. Diese Emissionen sind nicht relevant, wenn man sie beispielsweise mit Voranstrichen vergleicht. Dies gilt selbst dann, wenn man die unterschiedlichen Aufwandmengen und die zusätzlichen Aerosol-Emissionen berücksichtigt.

Typische Emissionen

Blockbitumen

Voranstrich

bei der Verarbeitung

Heissverarbeitung

Bitumenemulsion

Bitumenlack

Lösemittelemissionen [g/kg]

1-2

0-80

250-500

Aerosole [g/kg]

0.5-1

0

0

Umweltrelevante Informationen

Energiebedarf

Bitumen lässt sich als Blockbitumen v.a. im Straßenbau aber auch im Hochbau nur bei höheren Temperaturen verarbeiten. Die Erhitzung beispielsweise der Sorte 85/25 auf 200°C erfordert auf der Baustelle oder in größeren Mischgutanlagen zwischen 4 und 8 MJ/kg.

Wassergefährdung

Oxidationsbitumen wird als nicht wassergefährdend eingestuft. Bitumenanstriche, -lacke oder –anstriche werden zum Teil in WGK 2 „wassergefährdend“ eingestuft mit dem Hinweis: Giftig für Wasserorganismen.

Bitumen

Nutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Sie befinden sich in einer WECOBIS-Grundstoffgruppe. 

Für eine ganzheitliche Betrachtung sind zusätzlich die jeweiligen Bauproduktgruppen zu betrachten. Im rechten Navigationsmenü finden sich Links zu den zugeordneten Bauproduktgruppen. Wenn Sie sich in einer Bauproduktgruppe befinden, sind dort ggf. Links zu den zugeordneten Grundstoffen abgebildet.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Auch die längerfristige Schadstoffabgabe in die Luft ist bei Innenanwendungen zu beachten. Bei versiegeltem Gussasphalt hat man in Einzelfällen noch nach längerer Zeit Emissionen gemessen, die zu Geruchsbelästigungen im Innenraum führen können (→  Gussasphalt und Asphaltmastix ). Dabei spielt die Temperatur vermutlich eine entscheidende Rolle.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

Bitumen ist bei Normaltemperatur schwerentflammbar (Baustoffklasse B1). Bei Heißbitumen sind jedoch Maßnahmen gegen Selbstentzündung erforderlich. Aufgrund der Zusammensetzung und der chemischen Struktur, muss angenommen werden, dass die Brandgase relativ toxisch sind. Selbst bei einer Verbrennung mit ausreichender Sauerstoffzufuhr entstehen schwefelhaltige Brandgase, die gesundheitsgefährlich sind. Überhitztes oder brennendes Bitumen kann auch in erheblichem Maße zur Brandausbreitung beitragen.

Wassereinwirkung

Die Beständigkeit von Bitumen ist schon aufgrund der Entstehungsgeschichte verhältnismäßig hoch. Bitumen ist vor allem gegenüber wässrigen Laugen, Säuren und Salzen beständig. Gegenüber organischen Lösemitteln, Benzinen oder Ölen ist es im Gegensatz zu Teer nicht beständig. Gegenüber Hitze ist Bitumen selbstverständlich unbeschränkt beständig. An der Luft und unter Einfluss von Licht (UV-Strahlen) versprödet das Bitumen.

Bitumen

Nachnutzung

Wiederverwendung / Wiederverwertung / Beseitigung

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Stoffliche Verwertung

Eine stoffliche Verwertung von Bitumen ist grundsätzlich möglich und wird in Form von Asphalt in großem Maße praktiziert. Eine gewisse Qualitätseinbuße ist in Kauf zu nehmen, weshalb rezyclierter Asphalt nicht für die anspruchsvollen Deckschichten im Straßenbau verwendet wird.

Im Hochbau ist ein Recycling von bituminösen Produkten kaum sinnvoll. Bitumen und bituminöse Produkte sind fest mit anderen Bauteilen verbunden und lassen sich nicht oder nur mit großem Aufwand in eine sortenreine Abfallfraktion trennen. Zudem ist Bitumen derzeit ein ständig verfügbarer Rohstoff (Kopplung an die Erdölförderung) und mit dem rezyclierten Straßenasphalt ist das Angebot von Rezyclat zurzeit größer als die Nachfrage.

Energetische Verwertung

Bitumen hat mit einem Heizwert von ca. 40 MJ/kg einen fast gleichhohen Energieinhalt wie Heizöl. Die Verbrennung in geeigneten Anlagen mit möglichst hohem Wirkungsgrad der Energienutzung ist deshalb sinnvoll. Die Verbrennungsanlagen sollten mit weitergehenden Rauchgasreinigungsanlagen ausgerüstet sein, da der Schwefelgehalt etwa so hoch ist wie beim Schweröl. Ökotoxikologisch relevante Mengen an Schlacke und Filterstäuben entstehen bei der Verbrennung von Bitumen nicht.

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Bitumen ist kein besonders überwachungsbedürftiger Abfall und somit kein Sondermüll. Ein Abbau unter Deponiebedingungen dürfte in Anbetracht der Entstehungsgeschichte des Bitumens höchstens in außerordentlich langen Zeiträumen erfolgen. Dennoch ist eine Ablagerung auf Deponien in Anbetracht des hohen Heizwertes ökologisch nicht sinnvoll. Nach TA-Siedlungsabfall muss Bitumen energetisch verwertet werden.

EAK-Abfallschlüssel

17 03 02 Bitumengemische mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 03 01 fallen

Weitere mögliche EAK-Abfallschlüssel aufgrund der verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten und damit verbundenen weiteren Bestandteile z. B. Lösemittel sind ggf. in den zugeordneten Bauprodukten enthalten.