Forum | Nachhaltiges Bauen

Bauchemie

Bitumen sind schwarz bis dunkelbraun gefärbte, feste bis flüssige Substanzen, die überwiegend aus hochsiedenen Kohlenwasserstoffen bestehen. Handelsüblich sind feste (erhitzbare) Bitumenmassen, in Lösemitteln gelöste Bitumenmassen und Bitumenemulsionen.
Verwendung: für bituminöse Dichtungsbahnen (z.B. Schweißbahnen), als Abdichtungs- und Klebemittel in Klebe- und Spachtelmassen und Sperranstrichen (Heiß- oder Kaltbitumen), als Bindemittel für Gussasphalt-Estriche und Fahrbahndecken, als Binde- oder Hydrophobierungsmittel (Holzweichfaserplatten, Perlite)

Herstellung

Schadstoffe

vorwiegend aus Energieprozessen der Erdölfraktionierung

Zusammensetzung nach Elementen (in M.-%)

83% Kohlenstoff, 10% Wasserstoff, 1,1% Sauerstoff, 0,4% Stickstoff, 4,8% Schwefel u.a.

Primärenergie

ca. 50 MJ/kg Bitumen

Verfügbarkeit der Rohstoffe

ausreichend (Bitumen ist ein Nebenprodukt der Erdölproduktion)
begrenzt (Rohstoffquelle Erdöl)

Nutzung

Schadstoffe bei der Verarbeitung am Bau

vorläufiger Grenzwert für Aerosole und Dämpfe aus Bitumen bei der Heißverarbeitung: 10 mg/m³

Schadstoffbelastung im eingebauten Zustand

nein

Rückbau

Entsorgung

deponierbar
thermische Verwertung in zugelassenen Verbrennungsanlagen

Verwertung

aufgrund fester Verbindungen mit sortenfremden Bauteilen nicht oder nur sehr eingeschränkt möglich

Rückbauaufwand

keine Angaben

Zusammenfassung

Bitumen fällt bei der Mineralölverarbeitung als Fraktion des Erdöls an, die nach dem Abdestillieren der verdampfbaren Anteile zurückbleibt. Je nach Herstellungsverfahren unterscheidet man Destillationsbitumen, Hochvakuumbitumen, Oxidationsbitumen oder Polymerbitumen. Bitumen ist nicht mit Teer zu verwechseln, der als Pyrolyseprodukt (Verkokungsprodukt) bei der thermischen Behandlung von Stein- oder Braunkohle bei 700 bis 1200 °C entsteht und mit polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen hoch belastet ist (Tab. 1).
Etwa 75 % des Bitumens werden in Deutschland für Walzasphalt als Straßenbelag verbraucht, etwa 20 % (= ca. 700000 t/a) für die Herstellung von Bitumenbahnen, der Rest für Kalt- und Heißbitumen sowie Gussasphalt.
Bitumen wird in Deutschland in ca. 15 Raffinerien hergestellt. Die Herstellung erfolgt in geschlossenen Anlagen. Nach einer Vorbehandlung werden die Öle durch verschiedene Destillationsvorgänge herausgezogen, als Nebenprodukt zurück bleibt Bitumen. Der Primärenergieaufwand für Bitumen ist mit ca. 50 MJ/kg gering (zum Vergleich: Die Primärenergie für Polyethylen liegt bei ca. 85 MJ/kg).
Die Einsatzbereiche von Bitumen können grundsätzlich unterschieden werden in Heiß- und Kaltverarbeitung. Bei der Kaltverarbeitung z.B. von Bitumenklebern oder Bitumendickbeschichtungen wird Bitumen in Lösemitteln gelöst oder - ökologisch und aus Sicht des Arbeitsschutzes günstiger - als wässrige Dispersion verarbeitet. Im Jahr 1997 wurden bereits etwa 85 % der kaltverarbeitbaren Bitumenprodukte als lösemittelfreie Bitumenemulsionen verwendet (Tab. 4).
Bei der Heißverarbeitung werden z.B. Bitumenbahnen (Polymerbitumen-Dichtungsbahnen) oder Schaumglasplatten in Heißbitumen eingelegt oder Gussasphalt als Estrich eingebaut. Bei Temperaturen unter 80 °C treten keine messbaren Emissionen aus Bitumen auf, auch bei 150 °C liegen die Emissionen nur bei ca. 1 mg/h. Bei 180 °C entstehen jedoch merkliche Emissionen, noch höhere bei 250 °C (Einbautemperatur von Gussasphalt) (Tab. 3). Untersuchungen zur Exposition gegenüber polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) ergaben Werte von maximal 0,5 µg/m³ der Leitsubstanz Benzo[a]pyren (Tab. 2). Seit einigen Jahren werden von der Asphaltindustrie Möglichkeiten gesucht, die Misch- und Einbautemperatur von Asphalt zu verringern. Dies würde einen geringeren Energieverbrauch und eine geringere CO2-Entwicklung sowie eine niedrigere Emissionsrate zur Folge haben.
Bitumenhaltige Produkte sind vorwiegend als Verbundbaustoffe eingebaut, eine sortenreine Trennung der Einzelfraktionen lässt sich deshalb meist nur mit hohem Aufwand durchführen. Für eine Wiederverwendung besteht zudem derzeit kein ökonomischer Anreiz, da Bitumen als Grundstoff in hohem Maße verfügbar ist.
Bitumen fällt als Nebenprodukt der Erdölfraktionierung an und wird mit einer vergleichsweise geringen Grauen Energie und geringen Emissionen hergestellt. Beim Verarbeiten von Bitumen bzw. bei hohen Einbautemperaturen können jedoch Grenzwerte für Luftemissionen überschritten werden. Von seiten der Industrie wird deshalb versucht, die Misch- und Einbautemperatur von Asphalt zu senken.
Um Lösemittelemissionen zu vermeiden, sind lösemittelfreie Bitumenemulsionen zu bevorzugen.
Das Recycling von bitumenhaltigen Produkten ist derzeit ökonomisch nicht rentabel und deshalb (mit Ausnahme von Straßenasphalt) nicht ausreichend organisiert.
Aufgrund der geringen Grauen Energie und des neutralen Verhaltens in der Nutzungsphase gegenüber Umweltmedien bestehen aus ökologischer Sicht keine wesentlichen Einwände gegen den Einsatz von Bitumen.

Quellen

Gesprächskreis Bitumen: Sachstandsbericht Bitumen, Flörsheim am Main, 2001
ECOBIS 2000 (Ökologisches Baustoffinformationssystem des Bundesministeriums für Verkehr, Bauund Wohnungswesen (BMVBW) und der Bayerischen Architektenkammer)