Molekularer Schutzmantel macht Asphalt haltbar

5. Dezember 2015, 08:00
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Forscher der Technischen Universität Wien denken über künftige Verjüngungskur für Straßenbelag nach

Wien – Bitumen ist jenes klebrig-schwarze Bindemittel, das im Asphalt die Steine zusammenhält. Nun haben Forscher der Technischen Universität (TU) Wien herausgefunden, dass eine Art molekulare Schutzschicht dafür sorgt, dass die Bestandteile des Bitumens zusammengehalten werden. Diese Erkenntnis könnte zukünftig dabei helfen, Asphalt sozusagen jung zu halten. Ihre Publikation wurde im Fachblatt "Materials and Structures" unter die besten des Jahres gewählt.

Bitumen basiert auf Erdöl und bestimmt stark mit, wie lange der Asphalt hält. Dabei ist Bitumen selbst eine Kombination aus mehreren Bestandteilen, wobei die Frage, wie gut sich diese miteinander vermischen, von den Polaritäten der Bestandteile abhängt.

In stark polaren Molekülen ist die elektrische Ladung ungleich verteilt, sie haben also eine positiv und eine negativ geladene Seite. Das trifft vor allem auf die größten Bitumen-Anteile zu, die Asphaltene. Mit Hilfe von Laserlicht brachten die Forscher bestimmte Komponenten des Materials zum Leuchten, was ihnen Aufschluss über die Zusammensetzung gab. Allerdings leuchteten nicht die Asphaltene sondern eine Schicht aus aromatischen Verbindungen, die sich wie eine Schale um die wenige Mikrometer kleinen Asphalten-Einschlüsse legt.

Rissfest und dehnbar

"Dieser Schutzmantel ist letztlich dafür verantwortlich, dass Bitumen und Asphalt rissfest, dehnbar und trotzdem relativ steif ist", erklärte der TU-Bauingenieur Bernhard Hofko. Der Mantel hat nämlich eine Polarität, die zwischen jener der Asphaltene im Inneren und den anderen Bitumen-Bestandteilen liegt. Dadurch stoßen hoch- und niedrigpolare Moleküle nicht direkt aneinander, was die Stabilität aufrechterhält.

Wenn aber der Asphalt lange liegt, kann das den Schutzmäntelchen schaden. Die Folge ist, dass das Material seine Flexibilität verliert und spröde und brüchig wird. Da die Wissenschafter nun wissen, woran das liegt, sei es denkbar, Methoden zu entwickeln, mit denen man dem Asphalt bestimmte Substanzen wieder zurückgibt – gewissermaßen eine Verjüngungskur für die Straße. (APA, red, 5.12.2015)

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