Bitumen

Anhand genormter Versuche lernen die Studentinnen und Studenten im Bitumenlabor die vier wichtigen Eigenschaften von Bitumen kennen:

• Konsistenz
• Fließverhalten bei Verarbeitungs-/Gebrauchstemperatur
• Haftungs- bzw. Binde- und Klebeeigenschaften
• zeitliche Veränderung.

Diese dienen u.a. zur Klassifizierung und Kennzeichnung von Bitumen nach Härte und Konsistenz.

Das Praktikum gehört zum Modul 106 Baustoffkunde.

• Mit dem Versuch Nadelpenetration wird die Konsistenz von Bitumen und bitumenhaltigen Bindemitteln ermittelt, die ein Kriterium für die Bitumenbezeichnung darstellt. Beim sogenannten Penetrometer bewegt sich ein Nadelhalter ohne messbare Reibung bis auf 0,1 mm genau senkrecht nach unten auf die zu untersuchende Probe zu. In der Nadelhalterung befindet sich eine genormte Nadel, deren Eindringtiefe auf 1/10 mm genau in die Probe gemessen wird.
   
• Mit dem Ring und Kugel – Verfahren (EP R.u.K.) wird die Temperatur ermittelt, bei der eine plastische Verformung erreicht wird. Dazu werden zwei Ringe aus einer Kupfer-Zink-Legierung mit Bitumen befüllt und in die Prüfeinrichtung eingesetzt. Jeweils eine auf dem Bitumen positionierte Kugel zeigt bei zunehmender Temperatur den Übergang von einem fest/elastischen Zustand zu einer flüssig/plastischen Verformung an, indem die Kugeln gleichermaßen mit der Bodenplatte in Berührung kommen.
   
• Im Versuch Brechpunkt nach Fraaß wird die Sprödigkeit von Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel bei niedrigen Temperaturen bestimmt. Dazu wird eine bitumenhaltige Bindemittelprobe mit gleichmäßiger Dicke auf ein Bi-Metallblech aufgebracht. Das präparierte Metallblech wird anschließend mit konstanter Geschwindigkeit abgekühlt. Die Prüfung erfolgt durch wiederholtes Biegen des präparierten Metallblech bis zum Bruch der Bindemittelschicht. Der Brechpunkt nach Fraaß ist als die Temperatur definiert, bei der der erste Riss auftritt.
   
• Das Kraft-Duktilitäts-Verfahren ermöglicht die Bestimmung der Streckeigenschaften und elastischer Rückstellung von nicht gealterten, gealterten, verbleibenden oder wiedergewonnenen bitumenhaltigen Bindemitteln, insbesondere solchen von polymermodifiziertem Bitumen (PmB).
  Mit der Kraft-Duktilitäts-Prüfung kann die Modifikation eines Bindemittels nachgewiesen werden. Das Messergebnis ist ein Kriterium zur Bestimmung der Qualität dieser Materialien.
   
• Bitumen enthält keine umweltschädlichen PAK`s, zu dem das Benzo(a)pyren zählt. Mittels einer speziellen UV-Lampe und Dünnschichtchromatografiefolien kann in einem qualitativen Versuch ein Bindemittel z.B. aus Aufbruch, Abdichtungen etc. auf Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK’s) untersucht werden.