Bitumenanalyse — EN 12591 / EN 1426 / EN 1427

Was ist Bitumen?

Unter der Bitumenanalyse versteht man die Bestimmung der Konsistenz und Haltbarkeitseigenschaften von Asphaltbindemitteln. Grundlegende Tests sind Nadelpenetration (EN 1426), Erweichungspunkt (EN 1427), Duktilität, Flammpunkt, Löslichkeit und Eigenschaftsänderung nach Alterung (RTFOT, EN 12607-1). Bei modifizierten Bitumen werden auch die elastische Erholung und die Lagerstabilität gemessen.

Zweck von Bitumen

Ziel ist es, sicherzustellen, dass das Bitumen in der Asphaltmischung über den erwarteten Temperaturbereich hinweg die richtige Konsistenz beibehält und der Alterung während des Einbaus standhält.

Bei welchen Produkten wird Bitumen angewendet?

Straßenbitumen (Penetrationsklassen)
Polymermodifizierte Bitumen (PMB)
Bitumenemulsionen
Flüssigbitumen (Cutback)
Industrie- und Isolierbitumen

In welchen Branchen wird Bitumen eingesetzt?

Öl und GasPetrokimyaEnergieBauwesenBauwesen

Normen zu Bitumen

TS EN 12591 (Straßenbitumenspezifikation)
TS EN 14023 (polymermodifiziertes Bitumen)
TS EN 1426 (Nadelpenetration)
TS EN 1427 (Erweichungspunkt — Ring und Kugel)
TS EN 12607-1 (RTFOT — Kurzzeitalterung)
TS EN 12593 (Bruchstelle — Fraass)
TS EN 13398 (elastische Rückführung)

Prüfbedingungen für Bitumen

Probenvorbereitung: Bitumen wird durch Erhitzen homogenisiert; Übermäßiges Erhitzen altert und beeinträchtigt das Ergebnis
Penetrasyon: Bei in der Norm definierter Temperatur, Belastung und Zeit
Erweichungspunkt: Im Ring-Kugel-Mechanismus, mit definierter Heizrate
Altern: RTFOT simuliert die Alterung beim Verlegen

Prüfgerät für Bitumen

Penetrometre
Ring- und Kugel-Erweichungspunkt-Baugruppe
RTFOT-Ofen
Duktylometer
Bruchpunktvorrichtung von Fraass
Dynamisches Scherrheometer (für Hochleistungsbitumen)

Probenanforderungen für Bitumen

Repräsentative Stichprobe; müssen normgerecht aus dem Tank oder LKW entnommen werden
Die Probe sollte in einem Metallbehälter verschickt werden
Gegebenenfalls müssen Angaben zur Bitumenklasse und zur Bitumenmodifikation gemacht werden
Die Probe muss ohne Überhitzung homogenisiert werden.

Dauer von Bitumen

Penetrations- und Erweichungspunkttests dauern nur kurze Zeit. RTFOT-Alterung und anschließende Wiederholungsmessungen bestimmen die Gesamtzeit; Die Lieferung des Gesamtpakets dauert mehrere Werktage.

Ablauf von Bitumen

1Die Probe wird kontrolliert erhitzt und homogenisiert.
2Die Penetration wird gemessen.
3Der Erweichungspunkt wird bestimmt.
4Flammpunkt und Löslichkeit werden gemessen.
5Die Alterung wird mit RTFOT angewendet.
6Nach der Alterung werden Penetrations- und Erweichungspunkt erneut gemessen.

Annahmekriterien für Bitumen

Das Akzeptanzkriterium ergibt sich aus der jeweiligen Produktspezifikation und variiert je nach Saison, Markt und Klasse. Spezifikationsversionen werden aktualisiert; Die für Ihr Produkt geltenden Grenzwerte werden bereits im Angebotsstadium aus dem Ausschreibungstext bestätigt.

Auswertung der Ergebnisse

Die verbleibende Penetrationsrate nach der Alterung gibt Aufschluss über die Haltbarkeit des Bitumens während der Verlegung und ist aussagekräftiger als das Frischbitumenergebnis. Penetrations- und Erweichungspunkt werden gemeinsam bewertet: Die Beziehung zwischen beiden (Penetrationsindex) gibt die Temperaturempfindlichkeit von Bitumen an.

Prüfbericht zu Bitumen

Informationen zur Bitumenklasse, zur Quelle und zur Probenahme
Penetrations- und Erweichungspunkt
Flammpunkt und Löslichkeit
Post-RTFOT-Werte und verbleibende Penetrationsrate
Elastische Erholung in modifizierten Bitumen
Vergleich mit Spezifikationsgrenzen

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Analyse von Erdöl, Kraftstoff und Öl — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Bitumen gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Erdöl-, Kraftstoff- und Ölanalysen bestimmen, ob eine Flüssigkeit ihrer Spezifikation entspricht und wie sie sich im Einsatz verhält. Normen in diesem Bereich bestehen größtenteils aus ASTM- und EN-Veröffentlichungen, mit einer eigenen Methode für jeden Parameter.

Kennzeichnend für diese Familie ist, dass Produktspezifikationen als PARAMETERLISTEN verfasst sind. Spezifikationen wie EN 590 (Diesel), EN 228 (Benzin), EN 14214 (Biodiesel) und ISO 8217 (Schiffskraftstoffe) geben für jeden Parameter sowohl den Grenzwert als auch die Methode zu dessen Messung an. Ändert sich die Methode, kann sich auch das Ergebnis ändern; die Spezifikation bindet daher auch die Methode, und eine „gleichwertige Methode" ist nur zulässig, wenn die Spezifikation dies erlaubt.

Auf der Kraftstoffseite beschreiben Parameter drei verschiedene Eigenschaften des Produkts. Physikalische Eigenschaften (Dichte, Viskosität, Destillationskurve, Stockpunkt, Trübungspunkt) bestimmen Pumpbarkeit und Kälteverhalten. Verbrennungseigenschaften (Cetanzahl, Oktanzahl, Heizwert) zeigen die Leistung im Motor. Verunreinigungs- und Stabilitätsparameter (Schwefel, Wasser, Sediment, Oxidationsstabilität, Kupferstreifenkorrosion) beeinflussen sowohl die Emissionen als auch die Lagerfähigkeit.

Ölanalysen werden für zwei unterschiedliche Zwecke durchgeführt, die nicht verwechselt werden dürfen. Die Analyse von NEUEM Öl bestätigt die Übereinstimmung des Produkts mit seiner Spezifikation: Viskositätsindex, Additivgehalt, Flammpunkt. Die Analyse von GEBRAUCHTEM Öl dient dagegen der Zustandsbeurteilung der Maschine — die Elementanalyse zeigt Verschleißmetalle (Eisen, Kupfer, Chrom, Aluminium), Wasser- und Kraftstoffverunreinigung weisen auf Lecks hin, und Oxidations- und Säurezahl bestimmen die verbleibende Lebensdauer des Öls.

Die Gebrauchtölanalyse ist daher ein Werkzeug der VORAUSSCHAUENDEN WARTUNG. Der Trend regelmäßig entnommener Proben wird verfolgt; aussagekräftig ist der Trend, nicht ein Einzelergebnis. Über Monate steigende Eisenwerte ermöglichen ein Eingreifen, bevor ein Ausfall eintritt.

Schiffskraftstoffe sind der aktivste Teilbereich des Feldes. Die weltweite Verschärfung der Schwefelgrenzwerte hat neue Mischkraftstoffe auf den Markt gebracht; bei diesen Kraftstoffen sind Stabilität, Verträglichkeit (ob zwei Kraftstoffe beim Mischen Ablagerungen bilden) und Katalysatorfeinstoffgehalt zu kritischen Parametern geworden.

Auch in dieser Familie ist die Probenahme Teil des Ergebnisses. Eine vom Tankboden entnommene Probe zeigt einen anderen Wasser- und Sedimentgehalt als eine vom oberen Niveau; bei kommerziellen Lieferungen werden Probenahmestelle und -methode vertraglich festgelegt.

Methodengruppen in diesem Bereich

Physikalische Eigenschaften
Dichte (Schwingrohr und Aräometer), kinematische Viskosität, Destillation, Stock- und Trübungspunkt, Flammpunkt.
Verbrennungseigenschaften
Cetanzahl und Cetanindex, Research- und Motoroktanzahl, Heizwert.
Schwefel und Elemente
Schwefel mittels UV-Fluoreszenz und RFA; Elementanalyse und Additivgehalt mittels ICP.
Stabilität und Korrosion
Oxidationsstabilität, Kupferstreifenkorrosion, Wasser und Sediment, Filterverstopfungsneigung.
Zusammensetzungsanalyse
Siedebereichsverteilung mittels Gaschromatographie, Kohlenwasserstofftypen (FIA), Benzol- und Aromatengehalt, Fettsäuremethylestergehalt.
Altöl
Verschleißmetalle, Verunreinigung (Wasser, Kraftstoff, Ruß), Oxidation, Säure- und Basenzahl, Viskositätsänderung.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Die Spezifikation legt auch die Methode fest; ein mit einer anderen Methode gemessenes Ergebnis wird für die Spezifikationskonformität möglicherweise nicht akzeptiert.
Ein einzelnes Ergebnis bei Altöl ist nicht aussagekräftig; die Entscheidung basiert auf dem Trend.
Der Probenahmepunkt bestimmt das Ergebnis; Tankboden und oberes Niveau zeigen unterschiedliche Wasser- und Sedimentwerte.
Die Cetanzahl-Index ist ein berechneter Wert und nicht dasselbe wie eine gemessene Cetanzahl.
Mit Biodiesel gemischte Kraftstoffe verhalten sich hinsichtlich Lagerfähigkeit und mikrobiellem Wachstum anders; klassische Dieselparameter reichen nicht aus.
Das Mischen von Schiffskraftstoffen aus unterschiedlichen Quellen kann zu Ablagerungen führen; die Verträglichkeit wird gesondert bewertet.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Konformität einer Kraftstoffcharge mit der Spezifikation und kommerzielle Lieferung
Entscheidungen zur vorausschauenden Wartung auf Basis der Altölanalyse
Ermittlung von Parametern für die Zoll- und Steuerklassifizierung
Qualitätsprüfung nach Lagerung, Mischung und Transport
Einhaltung der Schwefelgrenzwerte gemäß Emissionsvorschriften

Häufige Fragen zu Bitumen

Was ist beim Erhitzen der Probe zu beachten?

Übermäßiges und längeres Erhitzen lässt das Bitumen altern: Die Penetration nimmt ab, der Erweichungspunkt steigt. In diesem Fall spiegelt das Ergebnis die Erhitzungshistorie wider, nicht das Bitumen. Normen legen Grenzwerte für Heiztemperatur und -zeit fest.

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