Bauchemie

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 dem Überbegriff «bituminöse Bindemittel» zusammengefasst, obwohl beide Stoffe grundverschiedener Herkunft sind. Dies geschah aufgrund des ähnlichen 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.