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Die Begriffe Bitumen und Asphalt werden oft synonym verwendet, aber es handelt sich um zwei völlig unterschiedliche Materialien, was innerhalb und außerhalb der Branche zu Verwirrung führt. Wenn man dann noch die regionalen Unterschiede in der Bedeutung und Sprache berücksichtigt, ist es an der Zeit, die Dinge richtigzustellen und Tipps zur Auswahl von Bitumenpumpen zu geben.
Was ist Bitumen?
Bitumen ist eine Form von Erdöl, eine klebrige, schwarze und hochviskose Flüssigkeit, die normalerweise als Rückstand bei der Ölraffination entsteht, aber auch in natürlichen Lagerstätten in mehreren Gebieten der Welt vorkommt. Bitumen ist das älteste organische Baumaterial der Menschheit, und seine Klebeeigenschaften machen es zum idealen Klebstoff und Abdichtungsmaterial, das bis in die Anfänge der Zivilisation zurückreicht.
Es gibt verschiedene Arten von Bitumen und Verwendungsmöglichkeiten. Bitumen ist in einer Vielzahl von Märkten erfolgreich, darunter Straßenbau, Dachdeckerei und Abdichtung in der Bauindustrie sowie in Gummi- und Klebstoffmischungen. In einigen Teilen der Welt ist es als Asphaltzement oder Asphaltbinder bzw. Bitumenzement oder Bitumenbinder bekannt. Wenn Bitumen in einen flüssigen Zustand erhitzt wird, kann es mit einer Verdrängerpumpe, in der Regel einer Innenzahnradpumpe, gepumpt werden.
Was ist Asphalt?
Asphalt ist eine Mischung aus Bitumen und trockenem Zuschlagstoff (Gestein), die in einer Asphaltmischanlage für den Straßenbau hergestellt wird. Asphalt wird durch die Kombination von heißem, flüssigem Bitumen und Zuschlagstoff in einer rotierenden Trommel hergestellt. Nach dem Mischen kann die Asphaltmischung aufgrund des übermäßigen Verschleißes durch die Zuschlagstoffe nicht zuverlässig gepumpt werden. Daher wird sie in Muldenkipper gefüllt und dann zur Baustelle transportiert, wo sie auf das Straßenbett gelegt, zu einer glatten Oberfläche verdichtet und abkühlen gelassen wird, sodass der Verkehr viel schneller wieder aufgenommen werden kann als bei seinem Hauptkonkurrenten, dem Beton.
Asphalt ist unendlich oft recycelbar. Alte Asphaltstraßen werden entfernt und in kleine Stücke gefräst, damit sie mit frischem Bitumen und Zuschlagstoffen zu neuem Asphalt vermischt werden können. Bitumen muss auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt werden, damit es mit dem Zuschlagstoff vermischt und dann zur Baustelle transportiert und dort eingebaut werden kann, bevor es abkühlt und aushärtet. Es kann als Heißmischung, Warmmischung oder Kaltmischung verarbeitet werden.
Heißasphalt
Heißasphalt wird bei Temperaturen zwischen 150 und 180 °C hergestellt.
Warmasphalt
Warmasphalt wird bei Temperaturen hergestellt, die etwa 20 bis 40 °C unter denen von Heißasphalt liegen.
Kaltasphalt
Kaltasphalt ist eine Mischung aus emulgiertem Bitumen und Zuschlagstoffen bei Umgebungstemperatur.
BITUMEN-KLASSIFIZIERUNG
Bitumenzement ist ein raffiniertes Bitumen, das die Qualitäts- und Konsistenzstandards für den direkten Einsatz beim Bau von Bitumen-Pflastermischungen erfüllt. In der EU wird Bitumen nach Penetrationstests gemäß EN 12591:2009 eingestuft. Die Grundannahme der Penetrationseinstufung ist, dass eine Nadel umso tiefer eindringt, je weniger viskos das Bitumen ist, unter einer Last von 100 Gramm bei 25⁰C für 5 Sekunden.
Penetrationsgrade werden als Bereich von Penetrationseinheiten (eine Penetrationseinheit = 0,1 mm) angegeben, z. B. 70/100. Nachfolgend sind verschiedene Penetrationsgrade aufgeführt. Das härteste Bitumen (geringste Penetration) ist 35/50 und wird in wärmeren Regionen verwendet, das weichste ist 100/150 und wird in kalten Klimazonen verwendet.
|
|
Units |
Bitumen 35/50 |
Bitumen 40/60 |
Bitumen 50/70 |
Bitumen 70/100 |
Bitumen 100/150 |
Test Methods |
|
Penetration @25°C, 100gm, 5sec |
0.1MM |
35-50 |
40-60 |
50-70 |
70-100 |
100-150 |
EN 1426 |
|
Softening Point, Ring & Ball |
°C |
50-58 |
48-56 |
46-54 |
43-51 |
39-47 |
EN 1427 |
|
Flash Point Cleveland open cup, Min |
°C |
240 |
230 |
230 |
230 |
230 |
EN ISO 2592 |
|
Kinematic Viscosity @135°C, Min |
mm2/S |
370 |
325 |
295 |
230 |
175 |
EN 12595 |
POLYMERMODIFIZIERTES BITUMEN
Bitumenzement kann mit neuen festen oder flüssigen Polymeren oder mit gemahlenem Gummi aus Altreifen, bei denen der Stahlgürtel entfernt wurde, gemischt werden. Um diese Polymere vollständig zu mischen, sind höhere Temperaturen als bei Standardbitumen erforderlich, manchmal bis zu 260⁰C.
Im Straßenbau verwendete polymermodifizierte Bitumen bieten eine höhere Ermüdungsbeständigkeit, ein geringeres Risiko von Rissbildung, verbesserte langlebige Oberflächen, eine bessere Witterungsbeständigkeit, eine bessere Haftung an Zuschlagstoffen und eine höhere Beständigkeit gegen Verformung und Spurrillenbildung. Sie müssen der Norm EN 14023:2010 entsprechen.
EMULSIONEN
Emulgierte Bitumen sind Mischungen aus Bitumen oder polymermodifiziertem Bitumen mit einem Tensid und Wasser. Sie werden bei der Vorbereitung von Tragschichten für Asphaltoberflächen, in kalt verlegten Mischungen, vor Ort gemischten Mischungen und Oberflächenbehandlungen verwendet. Sie sind in der Regel witterungsempfindlich. Die meisten Emulsionen dürfen keinen klimatischen Bedingungen unter 0 °C ausgesetzt werden, da das Gefrieren der wässrigen Lösung die Bitumenpartikel koaguliert. Temperaturen über 100 °C müssen ebenfalls vermieden werden, da das Wasser sonst verdampfen und gefährliche Drücke in den Rohren entstehen können. Emulsionen haben weitgehend die Cutback-Asphalte ersetzt, bei denen Lösungsmittel verwendet werden, die verdunsten und die gehärtete Bitumen-Deckschicht auf den Asphaltstraßen zurücklassen.
Emulgiertes Bitumen wird sowohl in den Raffinerien hergestellt, in denen das Bitumen produziert wird, als auch in Anlagen, die ausschließlich für die Herstellung von emulgiertem Bitumen gebaut wurden. Für die Dosierung des Bitumens und der wässrigen Lösungen in den Mischer oder die Kolloidmühle werden Verdrängerpumpen verwendet. Emulsionen müssen der Norm EN 13808:2013 entsprechen.
AUSWAHL EINER GETRIEBEPUMPE FÜR BITUMEN
Bei der Auswahl einer Innenzahnrad-Verdrängerpumpe für verschiedene Bitumenanwendungen empfehlen wir, Folgendes zu berücksichtigen:
- Je nach Bereich der möglichen Viskositäten kann eine stahlgepanzerte Konstruktion und zusätzliche Spielräume erforderlich sein.
- Bronzebuchsen können für Bedingungen bis zu 232 °C verwendet werden. Für Temperaturen über 232 °C ist Kohlegraphit erforderlich. Je nach Pumpengröße kann Hochtemperatur-Graphit erforderlich sein.
- Zu den geeigneten Wellendichtungen gehören:
- Packung
- Viking's patentierte O-Pro® Cartridge-Dichtung mit Hochtemperatur-O-Ringen
- Cartridge-Lippendichtung mit Quench
- Einzelmetallbalg-Gleitringdichtung mit Hartflächen und Quench
- Doppelmetallbalg-Gleitringdichtung mit Hartflächen (innenliegend) und einer druckbeaufschlagten Sperrflüssigkeit
- Temperaturbeständige Pumpen sollten entweder elektrisch beheizt oder ummantelt sein, um eine Wärmeübertragungsflüssigkeit wie Dampf oder Wärmeträgeröl aufzunehmen. Stellen Sie sicher, dass das Bitumen in der Pumpe und den Leitungen vor dem Start geschmolzen ist. Vermeiden Sie elektrische Wärme bei Emulsionen, da die Temperaturen kurzzeitig 100 °C übersteigen können, selbst wenn der Regler auf einen niedrigeren Wert eingestellt ist.
Wenn Sie Hilfe bei der Auswahl der richtigen Pumpe für Ihren Bitumenbedarf benötigen, wenden Sie sich an einen Vertreter von Viking Pump unter vikingpump.com/contact.
About the Author
John Hall hatte bei mehreren Pumpenherstellern Positionen im Marketing, im Vertrieb und im technischen Management inne, darunter 23 Jahre bei Viking Pump, bevor er 2023 in den Ruhestand ging. Er hat einen Bachelor of Science in Technischer Kommunikation und einen MBA in Marketing Management von der University of Minnesota.