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as 03/16

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26 Schwerpunkt:

26 Schwerpunkt: Asphaltextraktion Asphaltextraktion Tri: Das Ende naht! [von Bernd Hinrichs] Asphalt ist nach wie vor über seine Zusammensetzung definiert, im Wesentlichen als ein Gemisch aus Bitumen und Gestein. Für einen qualitativ hochwertigen Asphaltstraßenbau ist es deshalb erforderlich, über die genauen Eigenschaften dieser beiden Komponenten im Laufe des gesamten Produktionsprozesses informiert zu sein. Eine zentrale Stelle nimmt hier die Extraktion ein, für die derzeit noch das Extraktionsmittel Trichlorethen (kurz: Tri) verwendet wird. Doch die Anwendung von Tri im Asphaltlabor nähert sich dem Ende. Dieser Beitrag basiert auf den Vorträgen von Alexanda Alisov, Knut Johannsen/Andé Täube und Kay Willmeroth auf dem diesjährigen Aspahltseminar in Willingen. Im Asphaltstraßenbau dienen Prüfungen der Qualitätssicherung. Mit ihnen stellt der Auftraggeber fest, ob die Güteeigenschaften der Baustoffe, Baustoffgemische und der fertigen Leistung den vertraglichen Anforderungen entsprechen. Ihre Ergebnisse sind die wesentliche Grundlage für die Abnahme und die Abrechnung. Die Zusammensetzung des Asphaltmischgutes ist zu prüfen • vor der Produktion (z. B. für die Klassifizierung von RA), • während der Produktion (WPK) und • vor dem Einbau (Kontrollprüfung am Asphaltmischgut) Im Mittelpunkt stehen dabei die Untersuchungen des Bindemittels Bitumen hinsichtlich seiner physikalischen Eigenschaften. Um dies zu erreichen ist es im Vorfeld allerdings notwendig den Ausbauasphalt im Labor stichprobenartig routinemäßig mithilfe von organischen Lösemitteln in seine Ausgangsmaterialien – Gesteinsbaustoffe und Bitumen – zu zerlegen, um dann an dem zurückgewonnenen Bitumen eben die physikalischen Eigenschaften des eingesetzten Bindemittels zu bestimmen. Über das Extraktionsmittel für Bitumen in der Asphalt Analyse heißt es in den TP Asphalt-StB, Teil 1 Bindemittelgehalt, Ziffer 2 „Beschreibung des Verfahrens und Messprinzip“: „Die Prüfvorschrift beschreibt die Heiß- und Kaltextraktion des Bitumens sowie die Extraktion des Bitumens in Automaten mit Trichlorethylen oder Toluol als Lösemittel“. Im Vorwort der DIN EN 12697-1 („Asphalt-Prüfverfahren für Heißasphalt – Teil 1: Löslicher Bindemittelgehalt“) wird auf die ge ­ sundheitlichen Risiken der Extraktionsmittel aufmerksam gemacht: „Das In dieser Europäischen Norm beschriebene Prüfverfahren kann die Anwendung von Dichlormethan (Methylenchlorid), 1,1,1-Trichlorethan, Benzen, Trichlorethylen, Xylen, Toluen, Perchlorethylen (Tetrachlorethylen) oder sonstigen zur Lösung von Bitumen geeigneten Lösemitteln erfordern. Diese Lösemittel sind gesundheitsgefährdend und unterliegen den In den jeweils gültigen Gesetzen und Rechtsvorschriften festgelegten Grenzwerten für die Belastung am Arbeitsplatz.“ Zu den am häufigsten eingesetzten Lösemitteln zählen Dichlormethan, Toluol sowie die chlorierten Lösemittel Tri- und Tetrachlorethen. Sie unterscheiden sich einerseits im chemischen Aufbau als auch in ihren Siedepunkten. Abgesehen von Trichlorethen haben sie die Einstufung als „Gesundheitsschädlich (Xn)“ gemäß EU-Gefahrstoffkennzeichnung [1] gemeinsam. Toluol ist zudem als „Leichtentzündlich (F)“ eingestuft, wodurch explosionsgeschützte Anlagen notwendig sind. Die Gefährlichkeit von Trichlorethen ist gemäß EU-Gefahrstoffkennzeichnung mit „Giftig (T)“ höher eingestuft, als jene der anderen Lösemittel. Die 3|2016

Schwerpunkt: Asphaltextraktion 27 REACH-Verordnung (EU-Chemikalienverordnung) [2] stuft Trichlorethen als „Krebserzeugend CMR Kategorie 1B” ein. Gemäß EU-Verordnung Nr. 348/2013 [3] sollte in der Industrie Tri bis zum 21. April 2016 durch andere Produkte ersetzt werden. Das hätte faktisch das Aus für das Extraktionsmittel bedeutet, wenn nicht Ende Oktober 2014 Dow und SAFECHEM, die Produzenten von Tri, die Bestätigung von der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) erhalten hätten, dass der Antrag auf Zulassung für Trichlorethylen (TRI) als Extraktionsmittel für Bitumen in der Asphalt-Analyse vollständig und erfolgreich eingereicht wurde. Aller Wahrscheinlichkeit nach wird Tri deshalb für weitere sieben Jahre, das heißt bis zum Jahr 2023, im Labor eingesetzt werden können. Allerdings müssen Anwender, die auch nach dem Ablaufdatum („sunset date“, 21.04.2016) Tri in der Asphaltanalyse verwenden wollen, die beschriebenen Risikomanagementmaßnahmen (RMM) aus dem Antrag erfüllen. Werden nicht alle RMM wie beschrieben erfüllt, fällt die Verwendung nicht unter den Antrag. André Täube, Geschäftsführer des Deutschen Asphaltverbandes (DAV), fasst zusammen: „Wir gehen davon aus, dass Tri bis 2019 Stand der Dinge ist. Im Anschluss wird bis 2023 zweigleisig gefahren: Einerseits darf Tri noch weiterverwendet werden und andererseits mit einem Alternativprodukt. Ab 2023 wäre Extraktion dann nur noch mit dem Alternativprodukt möglich.“ Erste Alternative: OME Octansäuremethylester oder Methyloctanoat oder Caprylsäuremethylester oder Kokosester (Kurz: OME), ist kein chlorierter Kohlenwasserstoff. Selbst wenn die Kenntnis noch gering ist, sind mögliche Gesundheitsfolgen im Vergleich zu anderen Lösemitteln nach heutigem Stand als sehr gering einzuschätzen. So gibt es beispielsweise keine Hinweise auf Genmutationen, wie etwa bei Tri, oder auf Karzinogenität. Das Lösemittel wird dauerhaft verfügbar sein. Nicht zuletzt auch deshalb, weil die Herstellung sehr leicht ist. Über die späteren Preise lassen sich allerdings noch keine Aussagen treffen, da OME bisher nur im Technikumsmaßstab hergestellt wurde. Zwar können herkömmliche Analysatoren bei der Verwendung von OME nicht eingesetzt werden, aber nach einer Umrüstung können neue Analysatoren mit allen bekannten Lösemitteln arbeiten. In der Handhabung von OME im Labor ergeben sich ein paar Änderungen. Am auffälligsten dürfte der Geruch, der an Kokos erinnert, sein. Er wird als unangenehm, penetrant und störend wahrgenommen und setzt sich auch in der Kleidung und den Haaren fest. Tri Per OME Genaue Bezeichnung Trichlorethen Tetrachlorethen Caprylsäure-methylen Chem. Formel C 2 HCl 3 C 2 Cl 4 C 9 H 18 O 2 Dichte 1,46 g/cm³ 1,62 g/cm³ 0,89 g/cm³ Siedepunkt 87 °C 121 °C 192 °C Löslichkeit Schlecht in Wasser Schlecht in Wasser Schlecht in Wasser Vorteile Fettlösend, flüchtig, nicht Fettlösend, leicht flüchtig brennbar Gefahrenhinweise H315, H317, H319, H336, H341, H350, H412 H351, H411 H315 Tri Per OME Regelwerksgrundlage EN 12697-1 EN 12697-1 –––––– TP Asphalt Teil 1 Dauer AC T ca. 45 Minuten ca. 55 Minuten ca. 110 Minuten Dauer AC D ca. 45 Minuten ca. 55 Minuten ca. 100 Minuten Dauer SMA ca. 45 Minuten ca. 55 Minuten ca. 100 Minuten Kennwerte BM-Gehalt, Sieblinie BM-Gehalt, Sieblinie BM-Gehalt, Sieblinie Rückgewinnung möglich möglich noch zu optimieren Kosten Analysator Referenz in etwa gleich signifikant höher Kosten Lösemittel steigend niedrig unbekannt (nur Technikumsmaßstab) 3|2016

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