BK - 05. Bituminöse Bindemittel

• Asphaltstrassenbau als Abdichtungen und Beschichtungen
• Dichtungsbahnen
• Dichtstoffe

• Bitumen ist ein thermoplastischer Stoff. Seine Konsistenz ändert sich mit der Temperatur. Diese reicht von hart bei tiefen Temperaturen bis zu dünnflüssig bei Temperaturen zwischen 150 bis 200°C. Diese Zustandsänderungen sind praktisch beliebig wiederholbar und umkehrbar. Bitumen eignen sich deshalb auch sehr gut für die Wiederverwendung.
• Bitumen haben die Fähigkeit, Stoffe miteinender zusammenzukleben. Sie werden deshalb als Bindemittel eingesetzt.
• Bitumen sind wasserdicht und deshalb als Abdichtungsmaterial sehr verbreitet. Im kalten Zustand sind Bitumen schwerflüchtig (keine Geruchsbildung). Sie sind sowohl gut wärme- und schalldämmend als auch elektrisch Isolierend.

• beständig gegen:
• Wasser
• Säuren
• Laugen
• Salze

• nicht beständig gegen:
• Fette
• Öle
• Benzin
• Diesel

Die Nadelpenetration bezeichnet die Härte des Bitumens bei Zimmertemperatur. Dabei wird eine mit 100 g belastete Nadel auf einem 25°C warmen Bitumen aufgesetzt und fallen gelassen. Den Weg der die Nadel in 5 Sekunden eindringt, wird gemessen. Je höher die Penetration, desto weicher ist das Bitumen.

werden durch feinste Verteilungen von Bitumentröpfchen in Wasser unter Zugabe von Emulgatoren hergestellt. Beim Kontakt mit einem mineralischem Untergrund (Beton, etc.) bleiben die Bitumenteilchen an der Oberfläche haften, während das Wasser verdunstet. Zurück bleibt eine reine Bitumenschicht.

Als Verbindungsschicht, auf den Asphalt aufgetragen um die Beläge zu verbinden.

thermoplastisch (verändert sich nach Temperatur), bindend

• sind schwerflüchtige, dunkelfarbige Gemische
• aus organischen Bestandteilen
• mit thermoplastischen Eigenschaften

Destillationsbitumen (Strassenbaubitumen) sind weiche bis mittelharte Bitumen die durch die Destillation von Erdöl in mehreren Stufen bei Temperaturen bis 360°C gewonnen werden.

Durch die Weiterverarbeitung von weichen Bitumen. Sie sind besonders kälte- und wärmeunempfindlich.

Werden Destillationsbitumen und Polymere (Polymere = Kunststoffe) gemischt, spricht man von Polymermodifizierten Bitumen (PmB). Dabei beeinflussen die Polymere vor allem die Zähigkeit des Bitumens.

Gefahr im Umgang mit Bitumen besteht vor allem wegen den hohen Temperaturen (120 bis 200°C) beim Herstellen und Verarbeiten. Da bei der Heissverarbeitung von Bitumen schädliche Kohlenwasserstoffdämpfe entstehen, ist auf eine ausreichende Belüftung - besonders bei geschlossenen Räumen - zu sorgen. Die Entsorgung von Bitumenemulsionen in die Kanalisation ist verboten.

• 50-70% Bitumen
• 30-50% Wasser
• Emulgator 1%

• thermoplastisch (verformbar)
• wasserdicht (gute Abdichtung)
• gute wärme- und schalldämmer
• wirken Isolierend
• Recycelbar

In der Schweiz weisen praktisch alle Strassen Walzasphaltdecken auf. Bitumen werden in einer Aufbereitungsanlage bei 170 bis 180°C mit Mineralstoffen zu Asphalt vermischt. Die Zusammensetzung des Mischgutes erfolgt nach den Erfordernissen die eine Strasse zu erfüllen hat. Der Bitumengehalt beträgt ca. 5 %. Das aufbereitete, heisse Mischgut wird zur Baustelle transportiert, dort von Fertigern eingebaut und von Walzen verdichtet. Aufgrund der thermoplastischen Eigenschaften des Bitumens kann der neue Strassenbelag bereits nach dem Abkühlen (ca. 1 Tag) befahren werden.

Im Vergleich zum Walzasphalt weist Gussasphalt einen höheren Bitumenanteil auf. Das Mischgut wird bis auf 250°C erhitzt, zur Baustelle transportiert und dort von Fertigern eingebaut. Da Gussasphalt praktisch hohlraumfrei ist, muss er nicht gewalzt werden.

Zwischen zwei Belagsschichten wird Emulsion als Haftvermittler aufgesprüht. Die Belagsränder bei neu gebauten Walzasphaltbelägen werden mit einer Emulsionen als Porenverschluss angestrichen. Bei einer Oberflächenbehandlungen wird die Bitumenemulsion auf die Belagsunterlage gesprüht. Danach werden Mineralstoffe (Splitt) in das weiche Bindemittel eingestreut und eingewalzt.

Nach ca. 20 Jahren müssen Asphaltbeläge erneuert werden. Ein Grossteil des ausgebauten Belagsmaterial wird wiederverwendet (Recycling). Das Abbruchmaterial wird zu den Aufbereitungsanlagen zur Verarbeitung zurückgebracht.

Heute gibt es jedoch Verfahren bei denen der alte Belag auf der Baustelle entfernt, mit neuem Material gemischt und wieder eingebaut wird. Man spricht vom Remixing

Wegen seiner wasserabstoßenden und korrosionsschützenden Eigenschaften, sowie wegen seines guten Haftvermögens werden Bitumen als Ausgangsstoff zur Herstellung von Beschichtungen (Anstriche) und Dichtungsbahnen verwendet. Bitumenabdichtungen sind flexibel (elastisch) und können kleinere Bauwerksbewegungen aufnehmen und Risse überbrücken.

Bei Gebäuden werden erdberührte Kellerwände mit Bitumenbeschichtungen zum Schutz gegen eindringende Feuchtigkeit abgedichtet. Das Material wird meist in flüssiger Form als Anstrich (kalt oder warm) auf trockenem Untergrund aufgebracht. Daneben lassen sich Bitumen spritzen, streichen, spachteln oder giessen. Meist werden Bitumen mit Füllstoffe wie Gesteinsmehl, Glas- oder Mineralwolle gemischt.

Im Grundwasserbereich werden Abdichtungen vielfach mit Bitumen-, bzw. Polymerbitumendichtungsbahnen ausgeführt. Bitumenbahnen bestehen aus Trägereinlagen, wie Gewebe, Vliese oder Folien, die beidseitig mit Bitumendichtungsmasse beschichtet werden. Als Oberflächenschutz wird eine Bestreuung aus feinkörnigen mineralischen Stoffen oder Oberflächenschutzfolien aufgebracht. Diese Schicht verhindert das unerwünschte Verkleben auf der Rolle und während den Verlegarbeiten.

Die ca. 1 m breiten, 10 m langen und bis 5 mm dicken Bahnen werden in Rollen geliefert. Diese werden durch Erhitzen mit Gasbrennern auf die trockene Unterlage verschweisst oder verklebt. Je nach Dichtigkeitsanforderungen sind die Bahnen in mehreren Schichten zu verlegen.

Mit Bitumen in flüssiger Form werden Risse und Fugen z.B. bei Strassenoberflächen vergossen (s. Bild links). Bitumen werden mit Zusätzen gemischt zu Spachtelmasse verarbeitet. Diese werden verwendet zum Ausgleichen von Unebenheiten und Hohlräumen, für Fugenabdichtungen etc.