Mehr denn je ist der Entscheidungsträger in Wirtschaft und Behörde, ob als Ingenieur, Architekt oder Praktiker gefordert, breitgefächerte technische undökologische Fragen zu Baumaterialien zu beantworten. Das Buch beschreibt das Grenzgebiet zwischen Baustoffkunde und Chemie, zwischen Bindemitteln und chemischen Verbindungen, zwischen Bauschäden und chemischen Schadensreaktionen. Mit insgesamt 20 Kapiteln vermittelt das Buch Grundwissen zum aktuellen Tagesgeschäft, von Zement zu Zusatzmitteln, von Korrosion zu Keramik, von Formaldehyd zu Fasern um nur einige Aspekte zu nennen. Das bewährte Konzept der Kamprath-Reihe ermöglicht es dem Leser, gezielt auf benötigte Informationen zuzugreifen, Verständnis für komplexe Zusammenhänge zu erhalten und bereits erlerntes Wissen aufzufrischen. Auch Studierenden hilft dieses Buch, Baustoffe nicht nur nach Norm kennen zu lernen, sondern sie auch zu verstehen.

Der Autor

Dr. Dipl.-Chem. THOMAS MALLON Jahrgang 1947 absolvierte ein Chemiestudium an der Universität Würzburg und promovierte auf dem Gebiet der anorganischen Chemie.

Es folgten Tätigkeiten an der TU München (Gebiet Korrosion von Stahl und Spannbeton) und in der Industrie (Gebiet Betonzusatzmittel), als Laborleiter eines mittelständischen Unternehmens für bauchemische Produkte, Projektmanager in einem Unternehmen der Entsorgungswirtschaft (Recycling baustofflich verwertbarer Reststoffe) sowie als selbstständiger Berater in der Baustoffindustrie und Lehrbeauftragter im Bereich Bauingenieurwesen an den Fachhochschulen Nürnberg und Biberach.

17 Bitumen, Steinkohlenteerpech, Asphalt (S. 165)

17.1 Begriffsdefinitionen

Steinkohlenteerpech ist ein Rückstandsprodukt, das bei der zersetzenden Destillation der Steinkohle (ca. 1000°C) bzw. des Steinkohlenteers unter Luftabschluss anfällt. Unkorrekterweise wurde Steinkohlenteerpech früher als«Teer», dem Vorprodukt, bezeichnet. Bitumen und Steinkohlenteerpech wurden unter demÜberbegriff«bituminöse Bindemittel» zusammengefasst, obwohl beide Stoffe grundverschiedener Herkunft sind. Dies geschah aufgrund desähnlichen optischen Erscheinungsbildes (Konsistenz, braune bis schwarze Farbe) und einer Reihe von gemeinsamen Anwendungseigenschaften (z.B. Thermoplastizität).

Die Norm DIN 55 946 (1983) unterscheidet klar nach Bitumen und Pech. Pech oder pechhaltig werden solche Stoffe bezeichnet, die früher Teer oder teerhaltig hießen. Bedeutung haben pechhaltige Straßenbaustoffe nur noch in der Wiederverwertung des pechhaltigen, alten Straßenaufbruchs.

Als Bitumen bezeichnet man natürlich vorkommende, z.B. in Asphaltgesteinen, oder aus Erdöl ohne Zersetzung gewonnene Kohlenwasserstoffgemische.

Aufgrund der in Steinkohlenteerpech enthaltenen polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK), wie z.B. dem als karzinogen eingestuften Benzo[a]pyren, und grundwassergefährdender Phenole darf Steinkohlenteerpech in Deutschland nicht mehr als Baustoff im Straßenbau und in der Bauwerksabdichtung verwendet werden.

Asphalt ist ein Gemisch aus Bitumen und Mineralstoffen. Gemische mit Zuschlägen<2 mm nennt man Asphaltmastix. Naturasphalte (z.B. Trinidad-Asphalt, Vorwohler Asphaltkalkstein südlich Hannover) sind natürlich vorkommende Gemische aus Bitumen und Mineralstoffen. Sie sind durch Verdunstung leichtflüchtiger Erdölbestandteile und oxidative Vernetzung der schwerer flüchtigen Erdölbestandteile entstanden.

17.2 Herstellung von Bitumen

Rohstoff Erdöl

Als Rohstoff für die Herstellung von Bitumen dient Erdöl. Erdöl ist ein in der Natur vorkommendes Gemisch aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen. Es finden sich in ihm paraffinische (aliphatische), naphthenische (alizyklische) und in geringen Mengen aromatische Kohlenwasserstoffe sowie Schwefel-, Sauerstoff- und Stickstoffverbindungen. Die Zusammensetzung wechselt stark. Man unterscheidet zwischen paraffinbasischen (im Sinne von paraffinbasierenden, z.B. Pennsylvania, USA, Kuwait), naphthenbasischen (z.B. Rumänien, Baku) und gemischtbasischen Erdölen. Naphthenbasische Erdöle können relativ aromatenreich sein (Borneoöl 39%).

Destillation

In den Raffinerien wird Erdöl zunächst bei Atmosphärendruck destilliert. Dabei entweichen mit steigender Temperatur Benzin (Leicht- und Schwerbenzin, C6 bis C11, bis 180°C), Kerosin (Flugturbinentreibstoff, C10 bis C14, 180°C bis 240°C) und Gasöl (Dieselkraftstoff, Heizöl C11 bis C20, 240 bis 360°C). Höher siedende Fraktionen (über 350°C) werden wegen ihrer Zersetzlichkeit schonend im Vakuum destilliert. Als Vakuumdestillate fallen Motorenöl, Maschinenöle und Schmieröle an.