Bitumen-Dichtungsbahn

Bitumen-Dichtungsbahn
Allgemeine Informationen:
Bitumen-Dichtungsbahnen bestehen aus einem mit Bitumen getränkten Trägermaterial, das
beidseitig mit einer zusätzlichen Bitumendeckschicht versehen ist und in der Regel eine
mineralische Bestreuung enthält (Talk, Sand). Die Trägereinlagen aus Polyestervlies, Jutegewebe,
Glasgewebe oder Glasvlies bestimmen das mechanische Verhalten wie Festigkeit, Dehnfähigkeit
und Reißfestigkeit. Die Deckschichten bestehen aus Oxidationsbitumen (→ Bitumen) und
bestimmen die Wasserdichtigkeit, das Temperaturverhalten, die Witterungs- sowie die
Alterungsbeständigkeit.
Gemäss Schätzungen sind etwa 70 % der Flachdächer in Europa mit bituminösen
Dichtungsbahnen abgedeckt. Der Rest besteht aus Kunststoff-Abdichtungen.
Technische Regeln:
DIN 18 195 Bauwerksabdichtungen
DIN 18 531 Dachabdichtungen; Begriffe, Anforderungen, Planungsgrundsätze
Klassifikationen:
Bauregelliste A Teil 1/10
Bauprodukte für die Bauwerksabdichtung und Dachabdichtung
Normbezeichnungen
Kurzzeichen
Bitumenschweißbahnen DIN 52 131
PV 200 S5
G 200 S5
G 200 S4
V 60 S4
PV 200 DD
G 200 DD
V 13
Al+G 200 S4/S5
Al + V 60 S4
Bitumendachdichtungsbahnen
DIN 52 130
Bitumendampfsperrschweißbahnen
DIN 52 131
Bitumendampfsperrbahnen
DIN 52 143
Dimensionen
Bitumenmasse
5 mm
5 mm
4 mm
4 mm
2 kg/m²
1.6/2.0 kg/m²
1.3/1.5 kg/m²
5 mm/4 mm
4 mm
Al
Al + V 60
ÜH/P
Träger
Polyestervlies 200 g/m²
Glasgewebe 200 g/m²
Glasgewebe 200 g/m²
Glasvlies 60 g/m²
Polyestervlies 200 g/m²
Glasgewebe 200 g/m²
Glasvlies 60 g/m²
Alu + Glasgewebe 200 g/m²
Alu + Glasvlies 60 g/m²
Alu
Alu + Glasvlies 60 g/m²
Technische Daten (Auswahl):
In der nachfolgenden Tabelle sind die wichtigsten Eigenschaften ausgewählter
Bitumendichtungsbahnen aufgeführt und einer typischen Polymerbitumen-Dichtungsbahn
gegenübergestellt. Die Wärmestandfestigkeit, Kälteflexibilität und Alterungsbeständigkeit von
normalen Bitumen-Dichtungsbahnen ist gegenüber den Polymerbitumen-Dichtungsbahnen
deutlich reduziert
V 60 S4
G 100 DD
PolymerbitumenDichtungsbahn 1)
R 320
ECOBIS 2000: Bitumen-Dichtungsbahn
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Gewicht
Reißkraft längs
Reißkraft quer
Reißdehnung
Kältebiegung
Wärmestandfestigkeit
Erweichungspunkt
Dampfdiffusion µd
4.7 kg/m²
250 N/50mm
220 N/50mm
2%
3.5 kg/m²
500/50mm
500/50mm
3%
> 60 °C
> 60 °C
100 °C
300 m
100 °C
220 m
1.5 kg/m²
150 N/50mm
100N/50mm
1.5 %
5.2 kg/m²
>500 N/50mm
>500 N/50mm
> 30 %
< - 10 °C
> 80 °C
100 °C
124 °C
200 m
1 ) Als Beispiel wurde hier ein PYP-PV 140 S4 gewählt
Wichtige Anwendungsbereiche im Bauwesen:
Der Hauptanwendungsbereich der Bitumen-Dichtungsbahnen ist die Bauwerksabdichtung gegen
nicht drückendes Wasser in Unterterrainabdichtungen, die nicht dem Temperaturwechsel
ausgesetzt sind.
Bitumendichtungsbahnen mit einer Aluminiumeinlage werden als Dampfsperre verwendet. Bei
dieser Anwendung liegen die Bahnen in der Regel witterungsgeschützt unter der
Wärmedämmung, wodurch das Temperatur- und Witterungsverhalten weniger ausschlaggebend
ist.
Anwendungsbereiche von Bitumen-Dichtungsbahnen als
Flachdachabdichtungssystem:
Nutzung: Nackt, mit
leichter
UnterSchutzschicht
konstruktion:
Massiv ohne
nicht geeignet
Wärmedämmung
Nicht begehbar Begehbar
mit
Beschwerung
Befahrbar
Erdüberschüttet
möglich, aber
nicht ideal 1)
nicht
geeignet
Massiv
nicht geeignet
vorfabriziert ohne
Wärmedämmung
Holz oder
nicht geeignet
Spanplatten
Massiv mit
nicht geeignet
Wärmedämmung
möglich, aber
nicht ideal 2)
möglich,
aber nicht
ideal 1)
möglich,
aber nicht
ideal 2)
möglich,
aber nicht
ideal 1)
möglich,
aber nicht
ideal 1)
möglich,
aber nicht
ideal 2)
nicht
geeignet
möglich,
aber nicht
ideal 2)
Profilblech mit
nicht geeignet
Wärmedämmung
Vorfabrizierte
nicht geeignet
Wärmedämmelemente
möglich, aber
nicht ideal 2)
möglich,
aber nicht
ideal 2)
nicht
geeignet
nicht
geeignet
1)
2)
möglich, aber
nicht ideal
möglich, aber
nicht ideal 2)
möglich, aber
nicht ideal 2)
nicht
geeignet
3 Lagen vollflächig verklebt und verschweißt mit 4 Schichten Heißbitumen und Voranstrich, es ist eine
geeignete Bahnenkombination zu verwenden
3 Lagen auf Gleitlage lose mit 3 Schichten Heißbitumen als Zwischen- und Überstrich, es ist eine
geeignete Bahnenkombination zu verwenden.
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Die Anwendungen von Oxidationsbitumen als Abdichtung auf dem Flachdach ist umstritten. Sie ist
zwar grundsätzlich möglich, vor dem Hintergrund von zahlreichen Schäden jedoch höchstens dort
anzuwenden, wo sie durch Wärmedämmungen und andere Schutzschichten so weit wie möglich
den wechselnden Witterungseinflüssen entzogen ist.
Quelle:
Blaich, J.: Bauschäden Analysen und Vermeidung, Fraunhofer IRB Verlag/EMPA, 1999, Stuttgart
Vital, J.-D.: Wahl eines Flachdachsystems aus der Sicht der Bauherrschaft, Sonderdruck aus "Schweizer Ingenieur
und Architekt", Nr. 38, 1996, Zürich
Dournow, R.: Ausführungsrichtlinien für Flachdachabdichtungen, VERAS Verband Schweizerischer Gussaphalt- und
Abdichtungs., 1989, Bern
Alternativen:
Aus Gründen der Dauerhaftigkeit werden heute zunehmend Polymerbitumen-Dichtungsbahnen
verwendet.
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Prozesskette Bitumen-Dichtungsbahn:
Trägerlagenabwicklung
von Ballen
Oxidationsbitumen
Vorimprägnierung
Deckbitumenmassen
z.B. Sand,
Schiefer
Abstreuung
Kühlstrecke
Konfektionierung
Rohstoffe:
Der Hauptbestandteil der meisten normalen Bitumen-Dichtungsbahnen ist gefüllter
Oxidationsbitumen (→ Bitumen). Es handelt sich um ein mit Luft geblasener
Destillationsbitumen. Die Rohstoffverfügbarkeit ist an die Erdölförderung gekoppelt. Für die
Imprägnierung des Trägermaterials wird oft der dünnflüssigere Destillationsbitumen verwendet.
Die Trägermaterialien machen in der Regel nur wenige Gewichtsprozent aus und können aus
Kunststoff (Polyestervliese), aus natürlichen Stoffen (Jute, Pappe) oder aus mineralischen Stoffen
(Glasgewebe, Glasvliese) bestehen.
Die mengenmäßig zweitwichtigste Komponente in Bitumen-Dichtungsbahnen sind die
mineralischen Filler des Oxidationsbitumens (ca. 25 %) und die Sand- und
Talk-Abstreuungen. Es handelt sich um fein gemahlene Gesteine (Filler) und Sande, Rohstoffe
die alle relativ gut verfügbar sind und lediglich eine einfache Aufbereitung und Verarbeitung
erfordern.
V 60 S4
G 100 DD
R 320
Gewicht
Trägereinlage
4.7 kg/m²
60 g/m² Glasvlies
1.5 kg/m²
320 g/m²
Rohfilz
Deck-
3330 g/m²
3.5 kg/m²
100 g/m²
Glasgewebe
2250 g/m2
1180 g/m²
ECOBIS 2000: Bitumen-Dichtungsbahn
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PolymerbitumenDichtungsbahn 1)
5.2 kg/m²
140 g/m²
Polyestervlies
2935 g/m²
Oxidationsbitumen
750 g/m²
Kalkstein- und
Schiefermehl
-Filler
schichten
Oxidationsbitumen
1110 g/m²
Kalkstein- und
Schiefermehl -Filler
Abstreuung
200 g/m²
400 g/m²
Talk und Sand oben Talk und Sand
beidseitig
6 g/m² Polypropylen -
Schweissfolie
Destillationsbitumen
Destillationsbitumen,
375 g/m² SBS
Polymer,
1350 g/m² Kalksteinund
Schiefermehl-Filler
400 g/m²
Talk und Sand
beidseitig
-
keine
-
1 ) Als Beispiel wurde hier ein PYP-PV 140 gewählt.
Herstellung:
Die Herstellung von Bitumen-Dichtungsbahnen ist sehr einfach und beinhaltet keine chemischen
Prozesse. Das Trägermaterial wird als Bahn abgewickelt und mit leichtfüssigem, erhitztem
Destillationsbitumen vorimprägniert, gewalzt und schließlich in einer Wanne mit den Deckmassen
aus Oxidationsbitumen versehen. Vor dem Abkühlen und Aufwickeln der Bahnen zu Rollen wird
die Abstreuung aufgebracht.
Besondere Risiken sind bei der Herstellung von Abdichtungsbahnen nicht zu erwarten. Die
Emissionen an flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOC) sind verhältnismäßig gering,
obwohl dazu keine zuverlässigen Zahlen verfügbar sind. Pro kg heiß zu verarbeitendes Bitumen
wird mit 1 - 2 g VOC-Emissionen gerechnet.
Energieaufwand:
Zuverlässige Daten über den kumulierten Energieaufwand für die Herstellung von
Bitumen-Dichtungsbahnen sind nicht verfügbar. Sie lassen sich mit Hilfe der Grauen Energie von
Bitumen und dessen Modifikationen aufgrund der Zusammensetzung grob abschätzen. Unsicher
ist der Energieaufwand bei der Verarbeitung im Werk des Bahnenherstellers. Dazu sind noch
keine Zahlen vorhanden. Mit Hilfe von Analogieüberlegungen wurde mit einem Wert von 1.5 MJ/kg
für alle Dichtungsbahnen gerechnet. Der Verarbeitungsanteil ist auf jeden Fall im Vergleich zur
gesamten Bahn gering.
Die Graue Energie von Bitumen-Dichtungsbahnen pro Flächeneinheit ist ausgesprochen von der
Dicke und vom Füllstoffgehalt des Bitumens abhängig. In der folgenden Tabelle sind drei typische
Beispiele für Bitumen-Dichtungsbahnen einem Polymerbitumen gegenübergestellt. Der
Bitumenanteil macht bei den Oxidationsbitumen-Dichtungsbahnen über 90 % der Grauen
Energie aus. Art und Gewicht der Trägermaterialien, der Schweißfolien und der Abstreuung haben
praktisch keinen Einfluss auf die Energieintensität der Dichtungsbahnen.
V 60 S4
G 100 DD
R 320
Gewicht
Trägereinlage
4.7 kg/m²
3 MJ /m²
Glasvlies
1.5 kg/m²
3.9 MJ/m²
Rohfilz
Deckschichten
166 MJ/m²
Oxidationsbitumen
3.5 kg/m²
5.0 MJ/m²
Glasvlies
111 MJ/m²
Oxidationsbitumen
55 MJ/m²
Destillationsbitumen
ECOBIS 2000: Bitumen-Dichtungsbahn
PolymerbitumenDichtungsbahn 1)
5.2 kg/m²
11.8 MJ/m²
Polyestervlies
146 MJ/m²
Destillationsbitumen,
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schichten
Abstreuung
Schweissfolie
Verarbeitung
Total
Oxidationsbitumen
0.9 MJ/ g/m²
Kalkstein- und
SchiefermehlFiller
0.2 g/m²
Talk und Sand
beidseitig
0.45 MJ/m²
Polypropylen
7.1 MJ/m²
Oxidationsbitumen
0.6 MJ/m²
Kalkstein- und
Schiefermehl
-Filler
0.4 MJ/m²
Talk und Sand
beidseitig
-
Destillationsbitumen
Destillationsbitumen,
30 MJ/m² SBS Polymer,
1.0 MJ/m² Kalkstein- und
Schiefermehl-Filler
keine
0.4 MJ/m²
Talk und Sand beidseitig
-
-
4.5 MJ/m²
2.3 MJ/m²
7.8 MJ/m²
178 MJ/m²
37.7 MJ/kg
121 MJ/m²
34.6 MJ/kg
61 MJ/m²
40.6 MJ/kg
197 MJ/m²
37.9 MJ/kg
Die gewichtsnormierten Unterschiede zwischen den verschiedenen Bahnen sind nicht sehr groß.
Man
kann
in
guter
Näherung
mit
durchschnittlich
35
MJ/kg
rechnen,
Polymerbitumen-Dichtungsbahnen liegen in der Regel etwas höher als Bahnen aus
Oxidationsbitumen.
Verarbeitung:
Arbeitshygienische Risiken:
Von den Bitumen-Dichtungsbahnen gehen keine arbeitshygienischen Risiken aus. Werden diese
lose verlegt, gibt es weder für die Arbeiter noch für die Umwelt irgendwelche Auswirkungen. Diese
sind allein von der Befestigungstechnik abhängig.
Das Verschweißen der Bahnen erfordert weniger Material, verlangt jedoch mehr Erfahrung. Vor
allem der Untergrund wird bis zur Schmelze der Oberfläche mit Propangas erhitzt. Durch
anschließendes Walzen entsteht eine homogene Verbindung zwischen den beiden Bahnen. Es
können sowohl Oxidations- wie auch Polymerbitumen-Dichtungsbahnen unter sich oder
miteinander verschweißt werden. Je nach Material und atmosphärischen Bedingungen werden
zwischen 60 - 120 g/m² Propangas benötigt, was einer Energiemenge von ca. 3 - 6 MJ/m²
entspricht.
Bei der Klebetechnik wird Heißbitumen auf die Unterlage ausgestrichen und die obere Bahn darauf
verklebt. Man rechnet mit 1.1 - 1.5 kg Heißbitumen pro m². Bei der Verarbeitung von Heißbitumen
entstehen
gewisse
gesundheitsgefährdende
Dämpfe
und
Aerosole,
die
zu
Gesundheitsschädigungen führen können. Allerdings ist heute Heißbitumen nicht mehr mit Teer
verschnitten und wird deshalb nicht mehr als krebserzeugend eingestuft. Heißbitumen ist nach
Gefahrstoffverordnung nicht als gesundheitsschädlich kennzeichnungspflichtig (→ Bitumen). Die
maximalen Arbeitsplatzkonzentrationen (MAK) von 15 mg/m³ außen bzw. 20 mg/m³ innen können
eingehalten werden und stellen ein vergleichsweise geringes Risiko dar.
Lösemittelemissionen und Energiebedarf:
In der nachfolgenden Zusammenstellung sind die Lösemittel- bzw. VOC-Emissionen sowie der
Energieverbrauch bei den beiden Befestigungstechniken von Bitumen-Dichtungsbahnen
aufgeführt. Die Lösemittelemissionen pro m² sind bei Bitumen-Dichtungsbahnen etwa im
Vergleich zu Bitumenlacken (→ Voranstriche) relativ gering. Der Energieaufwand ist jedoch
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darf Schweißen als die deutlich weniger umweltbelastendere Befestigungstechnik bezeichnet
werden.
Graue Energie Material
Energieaufwand
Verarbeitung
Lösemittelemissionen
Bitumen-Dichtungsbahnen
Verkleben mit 1.1 - 1.5 kg Heissbitumen
Verschweissen
55 - 75 MJ/kg
4 - 8 MJ/m²
3 - 6 MJ/m²
1 - 2 g/m²
< 1 g /m²
Wassergefährdung:
Da das Bindemittel in Bitumen-Dichtungsbahnen nicht wassergefährdend ist (WGK 0) und da die
Produkte keine Hilfsstoffe enthalten, kann eine Wassergefährdung ausgeschlossen werden.
Nutzung:
Umweltrelevante Bestandteile:
Bitumen-Dichtungsbahnen enthalten keine Hilfsstoffe. Das Bitumen selber enthält keine
umweltrelevanten Bestandteile, bzw. ein Auswaschen eventueller toxischer Substanzen konnte
bislang nicht beobachtet werden (WGK 0, nicht wassergefährdend).
Beständigkeit:
Die Beständigkeit des Bitumen ist schon aufgrund seiner Entstehungsgeschichte relativ hoch.
Dennoch sind die Bedingungen in den Erdöllagern nicht dieselben wie in den
Anwendungsbereichen des Hochbaus, unter denen die Einwirkung von Sauerstoff und
UV-Strahlen verschieden sind. In der Praxis ist die Versprödung des Bitumens zu beobachten.
Wahrscheinlich durch das allmähliche Verdunsten von Bestandteilen über längere Zeiträume,
zieht sich die oberste Schicht zusammen (Elefantenhaut) und an der Oberfläche sind
Rissbildungen festzustellen. Durch Witterungseinfluss werden diese Rissbildungen gefördert.
Gegenüber wässrigen Laugen, Säuren und Salzen sind Bitumen-Dichtungsbahnen beständig.
Organische Lösemittel, Benzine und Mineralöle vermögen Bitumen im Gegensatz zum
Steinkohleteer bis zu einem gewissen Maße anzugreifen.
Risiko längerfristiger Schadstoffabgabe:
Die längerfristige Abgabe von Schadstoffen in die Luft ist bei Innenanwendungen zu beachten.
Aufgrund von Einzelmessungen und aufgrund der chemischen Zusammensetzung ist eine Abgabe
von Bestandteilen des Bitumens über größere Zeiträume in die Luft nicht auszuschließen. Da
Bitumen-Dichtungsbahnen als Abdichtung in der Regel nicht
in beheizten Innenräumen
angewendet werden, ist dieses Risiko als gering zu betrachten.
Nachnutzung:
Stoffliche Verwertung:
Eine stoffliche Verwertung von Bitumen-Dichtungsbahnen ist grundsätzlich möglich. Sie können in
geeigneten Anlagen zu neuem Bitumen verarbeitet werden. Voraussetzung dafür ist ein einfacher
Ausbau, der nur bei lose verlegten Bitumen-Dichtungsbahnschichten problemlos möglich ist. In der
Regel werden allerdings Bitumen-Dichtungsbahnen verklebt. Z. Zt. besteht für ein Recycling von
Bitumen-Dichtungsbahnen kein Bedarf. Der neue Rohstoff Bitumen als Koppelprodukt der
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Erdölraffinerien gilt nicht als knapp. Deshalb bestehen aus der Sicht der Ökonomie keine Anreize,
Bitumen-Dichtungsbahnen, v.a. in kleinen Mengen, wie sie im Hochbau anfallen, zu recyclieren.
Energetische Verwertung:
Mit einem Bitumengehalt von durchschnittlich etwa 75 % haben Bitumen-Dichtungsbahnen einen
relativ hohen Heizwert und können in geeigneten Verbrennungsanlagen mit hohem
Energienutzungsgrad energetisch verwertet werden. Da jedoch Bitumen einen Schwefelgehalt
aufweist, der mit demjenigen von Schweröl vergleichbar ist, darf Bitumen nur in Anlagen mit
weitergehender Rauchgasreinigung verbrannt werden. Die mineralischen Bestandteile, die in der
Regel etwa 25 % ausmachen, bleiben in der Schlacke zurück und müssen deponiert werden.
Besondere Schadstoffe in den Rückständen sind nicht zu erwarten. Trotz dieser beiden
Einschränkungen wird das Verbrennen von Bitumen mit energetischer Nutzung heute als der
optimalste Entsorgungsweg angesehen.
Beseitigung / Verhalten auf der Deponie:
Bitumen-Dichtungsbahnen sind keine besonders überwachungsbedürftigen Abfälle. Ein Abbau des
Bitumens unter Deponiebedingungen dürfte in Anbetracht der Entstehungsgeschichte des
Bitumens höchstens in außerordentlich langen Zeiträumen erfolgen. Emissionen in Folge von
Ablagerungen der Bitumen-Dichtungsbahnen auf Deponien können in zivilisatorischen Zeiträumen
ausgeschlossen werden. Nach Ablauf der Übergangsfrist der TA Siedlungsabfall 2005 dürfen
Abfälle aus Bitumen-Dichtungsbahnen nicht mehr abgelagert werden.
Literatur:
Dr. Ing. Heinrich Gahlmann: Produkt- und Ökoprofil Bituminöser Dichtungsbahnen von Vaparoid,
Eigenverlag, 1994, Affoltern a.A. CH
Blaich, J.: Bauschäden Analysen und Vermeidung, Fraunhofer IRB Verlag/EMPA, 1999, Stuttgart
Vital, J.-D.: Wahl eines Flachdachsystems aus der Sicht der Bauherrschaft, Sonderdruck aus
"Schweizer Ingenieur und Architekt", Nr. 38, 1996, Zürich
Dournow, R.: Ausführungsrichtlinien für Flachdachabdichtungen, VERAS Verband Schweizerischer
Gussaphalt- und Abdichtungs., 1989, Bern
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