Bitumenabdichtungen
Aufgrund seiner Wasserundurchlässigkeit, seiner plastischen Verformbarkeit und seiner guten Kohäsion wurde der Werkstoff Bitumen bereits in der Antike zum Abdichten von Bauwerken genutzt. Heute kommen hochmoderne Hightech-Bitumenbahnen zum Einsatz, die sich aus unterschiedlichen Bitumen-Deckschichten sowie sorgfältig abgestimmten Trägereinlagen zusammensetzen.
Um ein Gebäude vor Feuchtigkeit und daraus resultierenden Bauschäden zu schützen, ist eine wasserdichte Dachabdichtung erforderlich, die dauerhaft unterschiedlichsten Belastungen wie UV-Strahlung, Windsog oder häufigem Begehen standhält. Hohe Anforderungen stellen insbesondere Flachdächer oder flach geneigte Dächer, die, anders als Steildächer, anfälliger für stehendes Wasser sind. Als idealer Werkstoff hat sich in diesem Fall Bitumen bewährt. Das Material gilt als ältester Abdichtungsstoff der Welt; als Bestandteil von Naturasphalten und Asphaltgesteinen wurde es bereits im Altertum eingesetzt, um Bauwerke gegen Wasser zu schützen.
Die Gründe für diese Jahrtausende lange Nutzung von der Antike bis in die Gegenwart liegen auf der Hand: Zum einen ist Bitumen in Wasser unlöslich, so dass geschlossene Bitumenschichten absolut wasserdicht sind. Gleichzeitig verhält sich das Material thermoplastisch, es lässt sich also in Abhängigkeit von der Temperatur plastisch verformen und kann so optimal verarbeitet werden. Dabei gilt: Kühlt man Bitumen ab, dann wird es zunehmend härter und spröder, erwärmt man es, wird festes Bitumen zunächst zäh- und dann dünnflüssig. Da dieser Bereich zwischen Kältesprödigkeit und Erweichen in etwa mit dem Gebrauchstemperaturbereich von Gebäuden (-25°C bis + 80°C) zusammenfällt, wird das Material seit jeher für Dach- und Bauwerksabdichtungen eingesetzt. Hinzu kommen weitere Eigenschaften wie der gute innere Zusammenhalt (Kohäsion) und die sehr gute Haftung (Adhäsion) an zu verklebenden Gegenständen, was eine hohe Steifigkeit des Werkstoffes Bitumen bei Sturmböen bewirkt.
Polymermodifizierte Bitumenarten
Seit Ende des 19. Jahrhunderts war es möglich, Bitumen industriell durch Vakuumdestillation aus Erdöl zu gewinnen. Das Material hat sich dadurch zum weit verbreiteten Abdichtungsmaterial im Dachbereich entwickelt. Einen weiteren Meilenstein bedeutete die Entwicklung von polymermodifizierten Bitumenarten seit Mitte der 1970er-Jahre. Die Zugabe von Polymeren ermöglicht nicht nur eine deutliche Verbesserung der Kälteflexibilität und Wärmestandfestigkeit, sondern sie optimiert auch die elastische Verformbarkeit und das Alterungsverhalten von Bitumen.
Je nach Art der verwendeten Polymere kommen Elastomerbitumen und Plastomerbitumen zum Einsatz. Ersteres entsteht bei der Modifikation mit Styrol-Butadien-Styrol (SBS), einem Werkstoff, der elastische, „gummiartige“ Eigenschaften hat und auch bei tiefen Temperaturen flexibel bleibt. Die Modifikation mit Ataktischem Polypropylen (APP) ermöglicht andererseits einen höheren Erweichungspunkt, der insbesondere bei stark sonnenbeschienenen Dächern von Vorteil ist.
Einsatz als Verbundwerkstoff mit Trägereinlage
Die mechanischen Eigenschaften von Bitumen hängen im Wesentlichen von der umgebenden Temperatur und von der Zeitdauer der Temperatureinwirkung ab. Um nicht reversible Verformungen und langfristig damit einhergehende Ermüdungserscheinungen des Materials zu verhindern, werden Bitumenabdichtungen bahnenförmig als Verbundwerkstoffe eingesetzt; bestehend aus einem Träger mit beidseitigen Bitumendeckschichten und einer ober- und unterseitigen Funktionsschicht (Bestreuung oder Trennfolie). Die gewählte Trägereinlage kann je nach gewünschter Eigenschaft aus verstärktem Glasgewebe (hohe Kraftaufnahme bei geringer Dehnung), aus Polyestervlies (hohe Kraftaufnahme bei hoher Dehnung) oder aus einer Kombination der verschiedenen Werkstoffe bestehen.