Bitumen

Was ist Bitumen und wie entsteht es?

Bitumen sind Gemische aus Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindungen (hier vorrangig Erdöl), Stickstoff, Schwefel und Sauerstoff, die als Abdichtungsmaterial und Bindemittel verwendet werden. Das tiefschwarze Material kommt in kleineren Mengen natürlich vor, und zwar hauptsächlich in Sedimentgesteinen und Naturasphalt. Gute Beispiele für natürliches Bitumenvorkommen sind Gewässerstellen in der Karibik, die den umgangssprachlichen Namen „Asphaltsee“ nicht ohne Grund tragen.

Der Großteil des Bitumens, das im Haus- und Straßenbau zum Einsatz kommt, wird heute jedoch aus Erdöl gewonnen. Bei der hierfür nötigen Erdöldestillation (Vakuumdestillation) wird das mittels tiefer Bohrungen ins Erdreich gewonnene Öl verdampft und schließlich kondensiert. Die so hergestellten Stoffe werden Erdbitumen genannt. Alternativ lässt sich Bitumen durch die Destillation von Teer gewinnen, wobei wir dann von Teerbitumen sprechen.

Bitumen Eigenschaften

Die Eignung für den Bau ergibt sich bei Bitumen aus der Kombination verschiedener günstiger Eigenschaften. Das aus Erdöl destillierte Gemisch bringt so zum Beispiel eine gute Klebekraft mit und haftet auf unterschiedlichen Materialien optimal. Als thermoplastische Stoffe verändern Bitumen-Produkte ihre Viskosität in Abhängigkeit der Temperatur. Kaltes Bitumen ist trocken und spröde. Mit steigender Erwärmung wird das „Erdpech“ zunächst fester, erlangt dann eine zähe, dickflüssige Konsistenz und wird letztlich ab Temperaturen von etwa 150 Grad geschmeidig und dünnflüssig. Diese Art der Thermoplastizität ist bei Stoffen, die im Gebäude- und Straßenbauwesen genutzt werden, besonders gerne gesehen.

Des Weiteren sind Bitumenprodukte hydrophob, sie nehmen Wasser also weder auf noch lassen sie es durch. Diese Wasserundurchlässigkeit prädestiniert sie für die Nutzung zum Abdichten. Dass sich Bitumen im Kontakt mit Wasser nicht löst und keinerlei Bestandteile abgibt, erweitert das Anwendungsgebiet des Resultats der Erdöldestillation zudem auf die Abdichtung von erdberührten Flächen und die Auskleidung von Trinkwasserrückhaltebecken. Hinzu kommt die sehr geringe elektrische Leitfähigkeit, die es ermöglicht, Bitumen-Stoffe zum Isolieren von Kabeln zu nutzen.

Ein weiterer Vorteil: Die Komponenten, aus denen „Erdpech“ besteht, zeichnen sich gemeinsam durch eine attraktive chemische Stabilität aus. Sie sind widerstandsfähig gegenüber nichtoxidierenden Basen und Säuren und können daher problemlos mit vielerlei anderen Baustoffen verbaut werden. Im Praxiseinsatz zeigen sich sowohl spezielle Polymerbitumen-Dachbahnen und Bitumen-Kaltkleber als auch die Bitumen-Dickbeschichtung („Asphalt-Beschichtung“) und der Bitumen-Anstrich äußerst witterungsbeständig, langlebig und anspruchslos in der Pflege. Im Zusammenspiel mit der Elastizität und Flexibilität, die eine einfache und vielfältige Verarbeitung gewährleisten, erklären all diese Eigenschaften die zentrale Rolle, die Bitumen in der Baubranche spielt.

Anwendungsgebiete von Bitumen im Hausbau

Als die Geschichte des Bitumens in den 1880er Jahren begann, war der Stoff zunächst lediglich ein „Zufallsprodukt“, das beim Prozess des Destillierens von Schmierölen aus Erdöl abfiel. Damals ahnte wohl noch keiner, dass hier ein Material gewonnen wurde, welches später vielseitig im Hausbau eingesetzt werden sollte – vom Keller bis zum Dach. Konkret wird Bitumen heute allem voran zu diesen Zwecken verwendet:

Bitumenbahnen zur Abdichtung von Dächern und Terrassen

Wenn Bitumen Dach und Terrasse abdichten soll, wird in der Regel auf Bitumenbahnen, die auch mit dem Wort „Polymerbitumen-Dachbahnen“ bezeichnet werden, zurückgegriffen. Dabei handelt es sich um Dichtungsbahnen in Form eines Trägerstoffs, welcher in Bitumen getränkt und nach außen hin zu beiden Seiten flächig mit einer Deckschicht aus Polymerbitumen überzogen wurde. Diese Schichten sind wiederum mit Mineralstoffen, wie etwa Sand und Talk, angereichert. Die gerne für Flachdächer genutzten Bitumenbahnen schützen zuverlässig vor Feuchtigkeit und verhindern das Eintreten von Wasser. Sie werden teilweise mit Bitumen-Dachlack kombiniert, der der Erstbeschichtung dient.

Bitumen-Dickbeschichtung zur Abdichtung von Kellern und Fundamenten

Zum Abdichten von Kellern und Bodenplatten kommen ebenfalls Bitumenbahnen zum Einsatz. Alternativ bietet sich eine Bitumen-Dickbeschichtung für die erdberührten Flächen an. Genau wie die Bahnen, verhindert auch die Bitumen-Masse ein Eindringen von Grundwasser ins Fundament.

Bau von Straßen und Gehwegen

Im Straßenbau fungiert Bitumen als Bindemittel für Asphalt und wird verwendet, um besonders stabile, langlebige Oberflächen für die intensive Nutzung zu kreieren.

Bitumen-Produkte zur Dämmung von Gebäuden

Während die meisten Menschen Bitumen als Stoff zum Abdichten kennen, ist längst nicht jedem bekannt, dass das Produkt aus Schwefel, Sauerstoff, Stickstoff und Erdöl auch bei der Dämmung von Gebäuden eine tragende Rolle spielen kann. So werden Platten und Schäume aus Bitumen für die Wärmedämmung von Mauern und Wänden sowie Dächern und Böden herangezogen.

Isolierung von Rohrleitungen

Um Rohre und Leitungen vor Kondenswasser und Korrosion zu bewahren, können auch diese mit Bitumen beschichtet oder ummantelt werden.

Verarbeitung von Bitumen: Techniken und Sicherheitshinweise

Wann immer beim Bau oder bei der Sanierung von Gebäuden Bitumenprodukte verarbeitet werden, sind bestimmte Sicherheitshinweise zu berücksichtigen und Techniken zu beherrschen:

Vorbereitung des Untergrunds

Der Untergrund, auf den Bitumen aufgebracht werden soll, muss zwingend sauber, trocken, fettfrei und tragfähig sein. Dabei ist es egal, ob das Material auf Mauerwerk, Ziegel, Teer, Asphalt und Beton, Kalksandstein oder gar Holz aufgebracht wird. Nur wenn diese Voraussetzungen gegeben sind, kann Bitumen – ganz gleich in welcher Form – optimal haften.

Erhitzen von Bitumen

Um die für den jeweiligen Zweck ideale Konsistenz zu erzielen, wird Bitumen für gewöhnlich erhitzt. Bei der Erwärmung verhält sich Bitumen glücklicherweise nicht gesundheitsgefährdend. Sprich: Es werden keine den Grenzwert überschreitenden Mengen von Stoffe freigesetzt, die Mensch oder Umwelt direkten Schaden zufügen können. Dennoch ist es wichtig, gewisse Sicherheitsregeln einzuhalten, auf die wir später nochmals genauer zu sprechen kommen.

Auftragen von Bitumen

Zum Auftragen von Bitumen auf verschiedene Untergründe können unterschiedliche Werkzeuge Verwendung finden. Gängig ist zum Beispiel die Arbeit von Hand mit Pinseln, Spachteln, Gießkannen und Spritzgeräten. Welches Werkzeug sich am besten eignet, hängt stark von der Form des Bitumens (z.B. Bitumen-Dickbeschichtung, Lack oder Bitumenbahnen) und vom Anwendungsbereich ab.

Sicherung der Abdichtung

Nachdem das Bitumen auf Temperatur gebracht und verarbeitet wurde, braucht es ausreichend Zeit, um abzukühlen und auszuhärten. Nach dem Auftragen muss das Material entsprechend vor etwaigen Beschädigungen geschützt und sozusagen abgeschirmt werden. Denn: Solange es noch nicht ausgehärtet ist, können äußere Einflüsse leicht Schaden am Material verursachen.

Sicherheitshinweise

Wer im Haus- oder Straßenbau mit Bitumen hantiert, sollte Sicherheit zur obersten Priorität machen. Vor allem das Tragen von Schutzkleidung und gegebenenfalls von Masken, die ein Einatmen von Dämpfen verhindern, ist dringend zu empfehlen.

Arten von Bitumen und ihre Eigenschaften

Streng genommen ist das Wort „Bitumen“ ein Überbegriff, denn es gibt mehr als nur eine Art von Bitumen. Zum einen wäre da das natürliche Bitumenvorkommen („Naturasphalt“), wie wir es beispielsweise in den eingangs erwähnten Asphaltseen vorfinden. Zum anderen kennen wir das durch spezielle Verfahren aus Erdöl gewonnene Bitumen, wie es tagtäglich im Haus- und Straßenbau verarbeitet wird.

Hier unterscheiden wir unter anderem Destillations- und Oxidationsbitumen. Das gängige Destillationsbitumen – manchmal auch Straßenbau-Bitumen genannt – wird, wie bereits erklärt, produziert, indem Rohöle destilliert werden. Der Prozess erlaubt Anpassungen in Sachen Temperatur und Vakuum, wodurch bei der Vakuumdestillation verschiedene Härtegrade des Bitumens erzielt werden können. Wird das Gemisch bei geringem Druck erzeugt, erhält es eine weiche bis mittlere Konsistenz, während ein höherer Druck zu hartem Hochvakuumbitumen führt. Dieses feste „Erdpech“ eignet sich mitunter für die Herstellung von Asphalt für den Industriebau sowie zur Anfertigung von Lacken und Isoliermaterialien.

Soll Oxidationsbitumen entstehen, wird das Destillationsbitumen weiterverarbeitet. Hierfür wird es in Reaktoren mit Luft behandelt, was eine höhere Temperaturfestigkeit des Endprodukts zur Folge hat. Diese Eigenschaft ist sinnvoll, wenn das Bitumen als Kaltkleber oder zur Abdichtung von Dächern Verwendung finden soll.

Auch beim Polymerbitumen ist Destillationsbitumen der Ausgangsstoff. Diesem werden Polymere, also organische Kunststoffe, zugesetzt, wodurch es nochmals belastbarer und witterungsbeständiger wird. Polymer-Bestandteile werden vor allem Bitumen-Produkten beigefügt, die für Industrie- und Verkehrsflächen gedacht sind. Zudem ist polymermodifiziertes Bitumen in Form hochwertiger Bahnen zur Abdichtung von Dächern erhältlich.

Einsatzbereiche und Verarbeitung verschiedener Bitumensorten

In der Bauindustrie kommen verschiedene Bitumensorten je nach Anwendung und Verarbeitung zum Einsatz. Besonders polymermodifizierte Bitumenprodukte sind aufgrund ihrer verbesserten Eigenschaften gefragt. Während Straßenbaubitumen durch die Beimischung von Gesteinskörnungen für belastbare Straßenbeläge sorgt, werden Bitumenanstriche, Bitumenemulsionen und Bitumendickbeschichtungen zur Bitumenabdichtung von Kellerwänden und anderen Bauteilen verwendet.

Die Herstellung erfolgt durch die Destillation von Rohöl, wobei durch die gezielte Steuerung von Kohlenwasserstoffen und die Zugabe von Fluxmitteln unterschiedliche Viskositäten erreicht werden. Auch die Verarbeitung ist von der Umgebungstemperatur abhängig, da einige Produkte, wie Schweißbahnen, erhitzt werden müssen, während andere kalt appliziert werden können.

In der Praxis sind bitumenhaltige Materialien in verschiedenen Farben und Verkaufseinheiten erhältlich, um den individuellen Anforderungen gerecht zu werden. Beim Auftrag von Bitumenprodukten, insbesondere bei Bitumenanstrichen oder Bitumenemulsionen, ist eine gute Durchlüftung wichtig, um eine optimale Haftung an den Bauteilen und den sicheren Abtransport von Luft und Lösemitteldämpfen zu gewährleisten.

Umweltaspekte und Nachhaltigkeit bei der Verwendung von Bitumen

In den letzten Jahrzehnten war zu beobachten, dass Umweltschutz und Nachhaltigkeit auch im Straßen- und Hausbau eine immer größere Rolle spielen. Mehr noch: Vermutlich waren diese Themen in der Geschichte des Bauwesens noch nie von größerer Bedeutung als sie es heute sind. Viele Bauherren legen Wert darauf, möglichst umweltschonend zu bauen, und entscheiden sich in diesem Sinne beispielsweise für aufwändige Wärmedämmungen und Energierückgewinnungstechniken, um letztlich ein Eigenheim mit möglichst guter Energiebilanz zu erhalten. Vor diesem Hintergrund ist es interessant, sich einmal damit auseinanderzusetzen, wo Bitumen auf einer Skala der Nachhaltigkeit von Baustoffen anzusiedeln ist.

Die kurze Antwort auf die Frage „Wie nachhaltig ist Bitumen?“ lautet: mittelmäßig. Ein „Minuspunkt“ für die Nachhaltigkeit ist dabei besonders offensichtlich, und zwar die Umweltbelastung durch den Abbau fossiler Brennstoffe. Immerhin beruht die Bitumengewinnung auf Erdöl, einer begrenzten natürlichen Ressource, deren Gewinnung alles andere als umweltfreundlich ist. Zu bedenken ist außerdem, dass bei der Verarbeitung von „Erdpech“ Schadstoffe – vor allem Schwefeldioxid und Kohlenwasserstoffe- freigesetzt werden können. Der Einsatz von Bitumen ist also oft direkt an Schadstoffemissionen geknüpft. Dabei gilt: Je höher die Temperatur, bei der der Stoff verarbeitet wird, desto mehr Emissionen werden abgegeben.

Die Kehrseite der Medaille zeigt, dass Bitumen trotz der genannten Punkte nicht die schlechteste Wahl ist, wenn man sich für einen umweltschonenden Bau interessiert. Denn als Nebenprodukt der Erdölfraktionierung entfällt lediglich ein Anteil der zur Produktion aufgewandten Energie auf das Bitumen selbst. So wird für die Herstellung von Bitumen beispielsweise wesentlich weniger Energie benötigt als für die Polyethylen-Produktion. Daneben ist die Langlebigkeit und Belastbarkeit des Materials positiv zu werten. Denn die lange Lebensdauer sorgt dafür, dass verbautes Bitumen über viele Jahrzehnte hinweg an Ort und Stelle bleiben kann, anstatt laufend durch unter abermaliger Energieaufwendung produzierte, neue Produkte ausgetauscht werden zu müssen.

Nachhaltige Alternativen zu Bitumen

Wer sich mit dem Einsatz von Bitumen aus Gründen der Nachhaltigkeit nicht anfreunden kann, kann aus verschiedenen Alternativen wählen. Da wären zum Beispiel Kautschukbahnen aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk. Die Kunststoffbahnen sind aufgrund ihrer Elastizität und Robustheit recht beliebt und werden vorrangig zur Abdichtung von Dächern eingesetzt. Infrage kommen mitunter Folien aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, einem speziellen Kunststoff-Dichtungsstoff, der eine geringe Wärmealterung bei großer Witterungsbeständigkeit aufweist. Entscheidet man sich für EPDM anstelle von Bitumen, muss man allerdings mit einem erhöhten Kostenaufwand rechnen.

Eine der nachhaltigsten Optionen ist sicherlich die mineralische Abdichtung mit Ton, Lehm, Zement und ähnlichen Produkten auf natürlicher Basis. Diese Dichtungsmaterialien sind gegebenenfalls etwas unpraktischer in der Anwendung, versprechen aber ebenfalls eine hohe Langlebigkeit und konnten sich in der Geschichte des Bauwesens vielfach bewähren.

Fazit

Als thermoplastisches, widerstandsfähiges, wasserundurchlässiges und witterungsbeständiges Baumaterial genießt Bitumen eine große Beliebtheit und wird flächendeckend im Häuser-, Straßen- und Industriebau genutzt. Wer das richtige Bitumen-Produkt für den jeweiligen Zweck wählt und auf eine saubere Verarbeitung achtet, kann sich auf langlebige, robuste Dichtungs- und Dämmungsergebnisse verlassen.

Im modernen Bauwesen spielen Straßenbaubitumen und polymermodifizierte Bitumenprodukte eine zentrale Rolle, da sie mit speziellen Fluxmitteln und Bitumenemulsionen für eine optimierte Verarbeitung bei unterschiedlicher Umgebungstemperatur entwickelt wurden. Besonders in der Bauindustrie kommen sie in verschiedenen Verkaufseinheiten zum Einsatz – von Schweißbahnen zur Abdichtung von Kellerwänden bis hin zu bitumenhaltige Mischungen mit ausgewählten Gesteinskörnungen, die aus hochwertigem Rohöl gewonnen werden und für langlebige Bauwerke sorgen. Zudem sind moderne Bitumenemulsionen in verschiedenen Verkaufseinheiten erhältlich, wodurch ihre Anwendung in der Bauindustrie flexibel und effizient bleibt, während die Weiterverarbeitung des aus Rohöl gewonnenen Materials stetig optimiert wird.

FAQ zu Bitumen