Celluloseether hilft Zementmörtel Wasser binden, dem Ausbluten widerstehen, den Zusammenhalt bewahren und während des Einbringens verarbeitbar bleiben. Allerdings verbessert Celluloseether nicht bei jeder Dosierung alle Eigenschaften.
Eine Sorte mit sehr niedriger Viskosität sorgt möglicherweise nicht für eine ausreichende Verdickung, um eine Entmischung zu verhindern. Eine Sorte mit sehr hoher Viskosität kann die Fließfähigkeit so stark einschränken, dass der Mörtel enge Zwischenräume nicht ausfüllen kann. Eine zu hohe Dosierung kann zudem zu einem erhöhten Lufteingehalt führen, die Porosität erhöhen und die Frühfestigkeit verringern.
Das Hauptziel besteht daher nicht darin, die höchste Viskosität oder die größte Menge zu verwenden. Das Ziel ist es, ein Gleichgewicht zwischen Fließfähigkeit, Stabilität, Wasserrückhaltevermögen und Festigkeit zu finden.
Dieses Gleichgewicht ist besonders wichtig bei schrumpffreiem Mörtel, Mörtel für Anlagenfundamente, Ankermörtel, Mörtel für Fertigteilverbindungen und anderen zementären Systemen, die sowohl eine hohe Fließfähigkeit als auch eine gleichmäßige ausgehärtete Struktur erfordern.
Was ist zementäre Fugenmasse?
Zementbasierter Vergussmörtel ist ein Trockenmischgut die nach Zugabe von Wasser zu einer flüssigen oder fließfähigen Aufschlämmung wird. Sie enthält in der Regel Zement, sortiertes Zuschlagmaterial, mineralische Füllstoffe, Expansionskomponenten, Wasserreduktionsmittel, Additive zur Abbindesteuerung sowie geringe Mengen an funktionellen Polymeren.
Bauunternehmer verwenden zementäre Vergussmassen, um Spalten zu füllen und Lasten zu übertragen. Zu den gängigen Anwendungsbereichen gehören:
- Verfugung unter Maschinenfundamentplatten
- Lücken unter Stahlstützen ausfüllen
- Befestigung von Ankerbolzen
- Verbindung von Betonfertigteilen
- Reparatur von Hohlräumen im Beton
- Ausfüllen enger Zwischenräume um Bauteile herum
- Brückenlager und Industrieanlagen
Frischer Fugenmörtel muss ohne übermäßige Vibrationen in diese Zwischenräume einfließen. Außerdem muss er beim Einfließen gleichmäßig bleiben. Wenn Wasser an die Oberfläche steigt oder schwere Partikel sich absetzen, können im Fugenmörtel Schwachstellen, Schrumpfkanäle und Festigkeitsunterschiede entstehen.
Zelluloseether trägt dazu bei, diese Probleme im frischen Zustand in den Griff zu bekommen.
Warum wird in zementbasierten Fugenmörteln Celluloseether benötigt?
Ein hochfließfähiger Mörtel enthält genügend Wasser und Fließmittel, um sich durch enge Hohlräume zu bewegen. Dieser flüssige Zustand birgt das Risiko von Ausblutungen und Entmischung.
Wasser kann nach oben steigen, während Zement und Sand nach unten sinken. Die Mischung mag zunächst flüssig erscheinen, doch ihre innere Struktur ist instabil. Nach dem Aushärten können der obere und der untere Teil unterschiedliche Dichten und mechanische Eigenschaften aufweisen.
Celluloseether erhöht die Viskosität der Wasserphase. Außerdem verbessert er die Fähigkeit der Paste, Zementpartikel, Füllstoffe und Feinzuschlagstoffe in einer gleichmäßigen Suspension zu halten.
Ein geeigneter Celluloseether kann fünf wichtige Vorteile bieten.
1. Besser Wasserrückhaltung
Zement benötigt Wasser für die Hydratation. Wenn der Untergrund, trockenes Zuschlagmaterial, Wind oder hohe Temperaturen das Wasser zu schnell entziehen, verläuft die Hydratation nicht vollständig.
Celluloseether bindet einen Teil des Anmachwassers im Mörtel. Dadurch wird während des Einbaus und der frühen Aushärtungsphase ein stabilerer Feuchtigkeitszustand gewährleistet.
Eine bessere Wasserspeicherung kann Folgendes fördern:
- Gleichmäßigere Zementhydratation
- Verbesserter Kontakt zum Substrat
- Geringeres Risiko einer schnellen Oberflächen-Trocknung
- Gleichmäßigere Leistung während der Arbeitszeit
- Stabilere Leistung in schmalen Spalten und saugfähigen Bereichen
Eine sehr starke Wasserbindung ist jedoch nicht immer vorteilhaft. Eine hohe Dosierung kann die Wasserfreisetzung verzögern, das Abbindeverhalten verändern oder den Luftgehalt der Mischung erhöhen. Der Rezepturentwickler muss das Endergebnis durch Laboruntersuchungen überprüfen.
2. Geringere Blutungen und Entmischung
Ein Ausbluten tritt auf, wenn sich Wasser von den festen Bestandteilen trennt und an die Oberfläche steigt. Eine Entmischung tritt auf, wenn die festen Bestandteile nicht mehr gleichmäßig verteilt sind.
Ein zementhaltiger Mörtel ohne ausreichende Viskositätskontrolle kann beide Probleme aufweisen. Das frische Material kann sich während des Mischens, des Transports oder des Einbringens absetzen.
Celluloseether bildet in der Wasserphase ein schwaches inneres Netzwerk. Dieses Netzwerk trägt dazu bei, Zement und Feinzuschlagstoffe in Suspension zu halten. Es kann die sichtbare Wasserabscheidung verringern und zu einem gleichmäßigeren ausgehärteten Querschnitt führen.
Die Verbesserung hängt von der Viskosität und der Dosierung ab. Ein Typ mit niedriger Viskosität kann bei einer sehr geringen Dosierung möglicherweise keine ausreichende Struktur bilden. Ein Typ mit hoher Viskosität kann zwar das Ausbluten verhindern, aber möglicherweise auch den erforderlichen Durchfluss verringern.
3. Verbesserter Zusammenhalt
Ein stabiler Fugenmörtel sollte sich als ein zusammenhängendes Material verhalten. Er sollte an den Rändern der Ausbreitfläche kein Wasser absondern. Außerdem sollte er beim Vorwärtsfließen der Paste keine groben Partikel zurücklassen.
Celluloseether erhöht die Kohäsion zwischen der flüssigen und der festen Phase. Durch diesen Effekt kann der Mörtel beim Mischen und Einbringen glatter und gleichmäßiger wirken.
Eine gute Konsistenz ist besonders wichtig, wenn der Mörtel einen langen oder schmalen Abschnitt durchlaufen muss. Außerdem trägt sie dazu bei, dass der Mörtel vom Beginn bis zum Ende des Einbringvorgangs eine gleichbleibende Zusammensetzung beibehält.
4. Bessere Strömungserhaltung
Die Anfangsfließfähigkeit ist wichtig, doch die Anfangsfließfähigkeit allein sagt noch nichts über die praktische Verarbeitbarkeit aus.
Die Arbeiter benötigen möglicherweise Zeit zum Anmischen, Transportieren, Pumpen und Einbringen des Mörtels. Ein Material, das zwar anfangs eine hervorragende Fließfähigkeit aufweist, diese jedoch nach 20 oder 30 Minuten größtenteils verliert, kann zu einer unvollständigen Füllung führen.
Ein geeigneter Celluloseether kann den schnellen Wasserverlust verringern und langfristig für einen stabileren Fließverhalten sorgen. Bei einer ausgewogenen Rezeptur kann der Fließwert nach 30 Minuten nahe am Ausgangswert bleiben.
Der Zelluloseether allein kann dieses Ergebnis nicht erzielen. Auch die Zementzusammensetzung, die Temperatur, der Superverflüssiger, der Verzögerer, die Korngrößenverteilung des Zuschlagstoffs, der Wassergehalt und die Mischenergie beeinflussen die Fließfähigkeit.
5. Bessere Regulierung der Umgebung und Flüssigkeitszufuhr
Celluloseether kann sich an Zementpartikel anlagern und den Wasserfluss im System verändern. Dieser Vorgang kann die Zementhydratation und das Abbinden beeinflussen.
Bei richtiger Dosierung kann die Wirkung eine gleichmäßige Verarbeitung unterstützen und ein vorzeitiges Austrocknen verhindern. Bei einer zu hohen Dosierung kann der Celluloseether die Hydratation verzögern oder die Frühfestigkeit verringern.
Aus diesem Grund sollten Formulierer die Abbindezeit und die Festigkeit nach einem Tag immer dann prüfen, wenn sie die Celluloseether-Sorte oder die Dosierung ändern.
Wie wirkt sich die Viskosität von Celluloseether auf das Fließverhalten von Fugenmörtel aus?
Die Viskosität ist einer der wichtigsten Auswahlfaktoren für Celluloseether in zementären Vergussmassen.
Ein Celluloseether mit niedriger Viskosität führt zu einer geringeren Verringerung des Durchflusses. Allerdings bietet er möglicherweise keine ausreichende Anti-Bleeding-Wirkung.
Ein hochviskoser Celluloseether bewirkt bereits bei geringer Dosierung eine stärkere Verdickung. Allerdings kann er einen selbstfließenden Mörtel schnell zu dick machen.
Die folgenden Ergebnisse veranschaulichen diesen Zusammenhang in einem universell einsetzbaren zementären Vergusssystem.
| Nennviskosität von Celluloseether | Dosierung in Trockenmischung | Anfangsdurchfluss | 30-Minuten-Flow | Beobachtung im frischen Zustand |
|---|---|---|---|---|
| Kein Zelluloseether | 0% | 400 mm | Nicht stabil | Sichtbare Trennung |
| 400 | 0.03% | 370 mm | Nicht stabil | Sichtbare Trennung |
| 4,000 | 0.03% | 365 mm | 370 mm | Stabiler Durchfluss |
| 40,000 | 0.03% | 330 mm | 336 mm | Stabil, aber dicker |
Der Zelluloseether mit einer Nennviskosität von 400 sorgte bei einer Dosierung von 0,03% nicht für eine ausreichende Stabilisierung. Der Mörtel trennte sich weiterhin.
Die Viskositätsklasse 4.000 bot ein besseres Gleichgewicht. Sie reduzierte den Anfangsfluss von 400 mm auf 365 mm und begrenzte gleichzeitig die Entmischung. Der Fluss nach 30 Minuten blieb nahe am Anfangswert.
Die Sorte mit einer Viskosität von 40.000 verhinderte zwar ebenfalls eine Entmischung, verringerte jedoch den Durchfluss stärker. Diese Sorte ist möglicherweise zu dickflüssig für einen Mörtel, der durch einen schmalen Spalt fließen muss.
Diese Ergebnisse zeigen, warum eine Viskositätsklasse im mittleren bis niedrigen Bereich oft ein praktischer Ausgangspunkt für zementäre Mörtel mit hoher Fließfähigkeit ist.
Wie wirkt sich die Dosierung von Celluloseether auf die Fließfähigkeit des Fugenmörtels aus?
Die Dosierung kann einen noch größeren Einfluss haben als die Viskosität. Bei geringer Dosierung kann sich der Durchfluss langsam ändern und dann stark abfallen, sobald die Dosierung einen kritischen Punkt überschreitet.
Die folgenden Daten beziehen sich auf denselben Celluloseether mit einer Nennviskosität von 4.000.
| Dosierung von Celluloseether | Anfangsdurchfluss | 30-Minuten-Flow | Wichtigste Beobachtung |
|---|---|---|---|
| 0.01% | 380 mm | Nicht stabil | Unzureichende Kontrolle der Trennung |
| 0.02% | 370 mm | 375 mm | Diese Rezeptur weist eine gute Ausgewogenheit auf |
| 0.03% | 365 mm | 370 mm | Gleichmäßiger Fluss und gute blutstillende Wirkung |
| 0.05% | 300 mm | 305 mm | Starke Verringerung des Durchflusses |
| 0.08% | 260 mm | 262 mm | Durchfluss zu gering für das ursprüngliche Ziel |
Die Dosierungen 0,02% und 0,03% führten bei dieser speziellen Rezeptur zu den ausgewogensten Ergebnissen. Der Fugenmörtel behielt seine hohe Fließfähigkeit bei und zeigte eine bessere Stabilität.
Als die Dosierung auf 0,051 TP3T erhöht wurde, sank der Anfangsdurchfluss auf 300 mm. Bei 0,081 TP3T sank er auf 260 mm. Dieser Wert war für die beabsichtigte Hochdurchflussanwendung zu niedrig.
Diese Prozentsätze sind zwar gering, ihre Auswirkungen sind jedoch erheblich. In einer Tonne Trockenmörtel:
| Dosierung | Celluloseether pro Tonne |
|---|---|
| 0.01% | 0,10 kg |
| 0.02% | 0,20 kg |
| 0.03% | 0,30 kg |
| 0.05% | 0,50 kg |
| 0.08% | 0,80 kg |
Der Hersteller muss auf eine genaue Wiegeverfahren und eine effektive Trockenmischung achten. Eine ungleichmäßige Verteilung von 200 oder 300 Gramm in einer Tonne kann zu erheblichen Unterschieden zwischen den Chargen führen.
Der Bereich von 0,02% bis 0,03% kann als vorläufiger Richtwert für Laborversuche mit einer ähnlichen Rezeptur dienen. Es handelt sich dabei nicht um eine allgemein empfohlene Dosierung. Jeder Hersteller muss die Dosierung an seinen jeweiligen Zement, Sand, Wasserreduzierer, Entschäumer und seine Leistungsziele anpassen.
Verringert Celluloseether die Festigkeit des Fugenmörtels?
Celluloseether kann die Wasserbindung verbessern und die Entmischung verringern, eine zu hohe Dosierung kann jedoch die mechanische Festigkeit beeinträchtigen.
Dieses Ergebnis kann durch verschiedene Mechanismen verursacht werden:
- Celluloseether kann beim Mischen Luft einbringen oder stabilisieren.
- Zusätzliche Luft kann die Porosität des ausgehärteten Mörtels erhöhen.
- Eine polymerreiche Schicht um die Zementpartikel herum könnte die frühe Hydratation verlangsamen.
- Eine sehr dickflüssige Mischung kann eingeschlossene Luft möglicherweise nicht effizient entweichen lassen.
- Zur Wiederherstellung des verlorenen Durchflusses kann vor Ort zusätzliches Anmachwasser hinzugefügt werden.
Die endgültige Festigkeit hängt daher von der Dosierung, dem Luftgehalt, dem Wassergehalt, der Aushärtung und dem gesamten Additivsystem ab.
Die folgenden Ergebnisse zeigen, wie sich die Dosierung eines Celluloseethers mit einer Nennviskosität von 4.000 auf die Frühfestigkeit auswirkte.
| Dosierung | Biegefestigkeit nach 1 Tag | Druckfestigkeit nach 1 Tag | Biegefestigkeit nach 3 Tagen | 3-Tage-Druckfestigkeit |
|---|---|---|---|---|
| 0% | 4,42 MPa | 33,50 MPa | 4,53 MPa | 52,21 MPa |
| 0.01% | 5,18 MPa | 33,26 MPa | 5,97 MPa | 66,48 MPa |
| 0.02% | 5,52 MPa | 36,61 MPa | 7,08 MPa | 63,47 MPa |
| 0.03% | 6,27 MPa | 29,56 MPa | 7,00 MPa | 61,20 MPa |
| 0.05% | 4,98 MPa | 26,68 MPa | 6,14 MPa | 59,26 MPa |
| 0.08% | 4,72 MPa | 25,98 MPa | 4,62 MPa | 57,45 MPa |
Eine niedrige und kontrollierte Dosierung sorgte in diesem System für eine stabile Leistung. Eine höhere Dosierung führte zu einer deutlichen Verringerung der Ein-Tages-Druckfestigkeit.
Bei 0,021 TP3T erreichte die 1-Tages-Druckfestigkeit 36,61 MPa. Bei 0,081 TP3T sank sie auf 25,98 MPa. Die hohe Dosierung führte zudem zu einer Verringerung der Fließfähigkeit, sodass sie keinen nennenswerten praktischen Vorteil bot.
Ein Formulierer sollte Zelluloseether niemals allein anhand der Wasseraufnahme oder der optischen Konsistenz beurteilen. Das Prüfprogramm sollte die Anfangsfließfähigkeit, die Restfließfähigkeit, das Ausbluten, den Luftgehalt, die Abbindezeit, die Quellung sowie die Anfangs- und Endfestigkeit umfassen.
Beispiel für eine zementäre Vergussmassenrezeptur
Die folgende Formel kann als technische Richtlinie für einen allgemeinen Mörteltest herangezogen werden.
| Rohstoff | Vorgeschlagener Typ | Prozent |
|---|---|---|
| Portlandzement | Festigkeitsklasse 52,5 | 38.00% |
| Kalziumaluminatzement | CA-50 | 4.00% |
| Wasserfreier Gips | Bauqualität | 3.00% |
| Frühfestigkeitsmittel | Kompatibel mit Zementsystemen | 0.05% |
| Sortierter Sand | Unter 2,36 mm | 49.17% |
| Polycarboxylat-Superplastifizierer | Pulverart | 0.30% |
| Entschäumer | Trockenmischqualität | 0.10% |
| Modifiziertes Bentonit | Rheologieunterstützende Sorte | 0.15% |
| Ungelöschter Kalk | Kontrollierte Bauqualität | 5.00% |
| Retarder | Kompatibel mit dem Aluminat-System | 0.20% |
| Zelluloseether | HPMC oder HEMC | 0.03% |
| Gesamtmenge der Trockenmischung | 100.00% |
Für diese Rezeptur wurde eine anfängliche Wasserzugabe von etwa 15% des Trockenmischungsgewichts verwendet. Der endgültige Wasserbedarf muss an die Rohstoffe und den erforderlichen Durchsatz angepasst werden.
Hierbei handelt es sich um eine Entwicklungsreferenz und nicht um eine verkaufsfertige handelsübliche Rezeptur. Die Reaktivität des Zements, die Feuchtigkeit des Sandes, die Reinheit des Gipses, die Aktivität des Kalks sowie die Verträglichkeit der Zusatzstoffe können das Ergebnis beeinflussen.
Wie sollte ein Fließversuch mit Fugenmörtel durchgeführt werden?
Ein reproduzierbares Prüfverfahren ist unerlässlich. Schon geringfügige Abweichungen bei der Mischzeit oder der Prüfgeschwindigkeit können zu irreführenden Ergebnissen führen.
Ein praktisches Laborverfahren kann die folgenden Schritte umfassen:
- Die Trockenmaterialien und das Anmachwasser sollten auf etwa 20 °C temperiert werden.
- 1.800 Gramm Trockenmörtel in einen Planetenmörtelmischer geben.
- Schalten Sie den Mixer ein und geben Sie das abgemessene Wasser innerhalb von etwa 10 Sekunden hinzu.
- 240 Sekunden lang mischen oder die für das Produkt festgelegte Mischanleitung befolgen.
- Stellen Sie einen feuchten Kegelstumpf auf eine saubere, ebene Glasplatte.
- Füllen Sie den Kegel mit frischem Fugenmörtel.
- Heben Sie den Trichter senkrecht an und lassen Sie den Mörtel ohne Erschütterungen auslaufen.
- Messen Sie den größten Durchmesser der Ausbreitung.
- Messen Sie einen zweiten Durchmesser im rechten Winkel zur ersten Messung.
- Verwenden Sie den Durchschnitt der beiden Werte als Anfangsdurchfluss.
- Führen Sie die Erstmessung innerhalb von sechs Minuten nach Beginn des Mischvorgangs durch.
- Geben Sie die Masse zurück in die Rührschüssel und decken Sie sie ab, um die Verdunstung zu begrenzen.
- Nach 30 Minuten den Fugenmörtel erneut für die angegebene Zeit durchmischen.
- Wiederholen Sie die Messung der Spreizung.
Für jeden Vergleich sollten dieselbe Ausrüstung, dieselbe Wassertemperatur, dasselbe Mischprogramm und dieselben Zeitvorgaben verwendet werden.
So wählen Sie die richtige Zhiwei-Celluloseether-Sorte aus
Zhiwei (Jinan) New Materials Co., Ltd. liefert HPMC- und HEMC-Typen mit unterschiedlichen Viskositätsgraden. Das aktuelle Zhiwei HPMC-Produktreihe enthält HPMC 400, HPMC 4K, HPMC 40K, HPMC 100K und andere hochviskose Typen. Die Zhiwei HEMC-Produktreihe Dazu gehören HEMC 400, HEMC 4K, HEMC 30K, HEMC 60K, HEMC 100H, HEMC 150H und HEMC 200H.
Für einen hochfließfähigen Zementmörtel empfiehlt sich HPMC 4K oder HEMC 4K ist ein naheliegender erster Ansatz für die Vorauswahl. Diese Typen ermöglichen eine bessere Steuerung der Rheologie als ein Produkt der 400er-Klasse, ohne dass es zu der starken Verringerung der Fließfähigkeit kommt, die mit einer sehr hohen Viskosität einhergeht. Celluloseether.
| Entwicklungsziel | Zhiwei-Notenvergabe | Wichtiger Hinweis |
|---|---|---|
| Hochfließfähiger Mörtel mit Ausblutungskontrolle | HPMC 4K oder HEMC 4K | Beginnen Sie mit einer niedrigen Dosierung und prüfen Sie den Durchfluss |
| Geringer Verdickungsbedarf | HPMC 400 oder HEMC 400 | Bei einer sehr niedrigen Dosierung kann die Blutung möglicherweise nicht gestillt werden |
| Stärkere Viskositätszunahme | HPMC 40K oder HEMC 30K | Verwenden Sie eine niedrigere Dosierung und überwachen Sie den Durchfluss sorgfältig |
| Mörtel mit hoher Konsistenz oder spezieller, nicht fließender Mörtel | HEMC 60K oder höher | Normalerweise nicht die erste Wahl für selbstverflüssigenden Fugenmörtel |
| Mörtel für vertikale Reparaturen oder zum Auftragen in dicken Schichten | HPMC 100K oder hochviskoses HEMC | Besser geeignet für Körperformung und zur Vorbeugung von Hauterschlaffung |
Zhiwei HPMC 100K ist für Bausysteme konzipiert, die eine höhere Wasserrückhaltefähigkeit, Verarbeitungszeit und vertikale Stabilität erfordern. Diese Eigenschaften sind besonders bei Fliesenkleber, Putz, Wandspachtelmasse, WDVS-Mörtel und Reparaturmörtel von Vorteil. Ein hochviskoses Produkt wie HPMC 100K kann jedoch die Fließfähigkeit eines selbstnivellierenden Fugenmörtels zu stark beeinträchtigen.
Das geeignete Modell sollte anhand von Vergleichstests ermittelt werden. Bei dem Test sollten der vom Kunden tatsächlich verwendete Zement, die Zuschlagstoffe, der Superplastifizierer, der Entschäumer, das Wasserverhältnis sowie der Mischprozess zum Einsatz kommen.
HPMC oder HEMC: Was eignet sich besser für zementäre Vergussmassen?
Sowohl HPMC als auch HEMC sind nichtionische Celluloseether, die die Wasserrückhaltung, die Viskosität und die Frischzustandsstabilität in Zementsystemen verbessern können.
Keine der beiden Varianten ist automatisch für jede Fugenmasse besser geeignet.
HPMC wird häufig eingesetzt in Trockenmisch-Baustoffe. Es bietet zahlreiche Viskositätsoptionen und ermöglicht eine zuverlässige Wasserbindung sowie eine zuverlässige Steuerung der Rheologie.
HEMC sorgt zudem für eine effektive Wasserbindung und gute Verarbeitbarkeit. Sein Verhalten bei erhöhten Temperaturen kann sich von dem einer vergleichbaren HPMC-Sorte unterscheiden, da sich die Substitutionschemie unterscheidet.
Die beste Wahl hängt ab von:
- Erforderlicher Anfangsdurchfluss
- Erforderlicher 30-minütiger Ablauf
- Einbautemperatur
- Zement- und Kalziumaluminatzementgehalt
- Die Chemie der Superverflüssiger
- Gewünschte Aushärtungszeit
- Blutungsgrenze
- Zielwert für den Luftgehalt
- Anforderung an die Frühfestigkeit
- Materialkosten
Ein direkter Vergleich zwischen Zhiwei HPMC 4K und HEMC 4K kann einen nützlichen ersten Anhaltspunkt liefern.
Wie sollte Celluloseether der Trockenmischung beigemischt werden?
Der Celluloseether sollte gleichmäßig im Trockenpulver verteilt werden, bevor Wasser hinzugefügt wird.
Der Hersteller kann den Celluloseether zunächst mit Zement, einem feinen Füllstoff oder einem anderen kompatiblen Pulver vormischen. Diese Vormischung kann dann der Hauptcharge beigemischt werden. Dieses Verfahren verringert das Risiko einer lokalen Überdosierung.
Das Produktionsteam sollte außerdem:
- Verwenden Sie eine Waage, mit der sich kleine Mengen genau abwiegen lassen.
- Überprüfen Sie die Verteilungsleistung des Mischers
- Vermeiden Sie es, Zelluloseether direkt in einen kleinen Bereich des Mischers zu geben.
- Halten Sie die Rohstoffe trocken
- Die Mischzeit steuern
- Überprüfen Sie die Homogenität der Proben, die aus verschiedenen Teilen der Charge entnommen wurden
- Schützen Sie das fertige Produkt vor Feuchtigkeit
Ein Fugenmörtel, der lediglich 0,02% Zelluloseether enthält, erfordert eine genaue Produktionskontrolle. Eine ungleichmäßige Verteilung kann dazu führen, dass ein Sack ausblutet, während ein anderer zu dickflüssig wird.
Häufige Fehler bei der Formulierung
Auswahl von Celluloseether ausschließlich anhand der Viskosität
Die Viskosität ist zwar wichtig, aber nicht die einzige Eigenschaft. Auch die Partikelgröße, das Auflösungsverhalten, der Substitutionsgrad, der Feuchtigkeitsgehalt, die Geltemperatur und die Wechselwirkung mit anderen Additiven beeinflussen die Leistung.
Zwei Produkte mit derselben Viskositätsangabe führen möglicherweise nicht zum gleichen Ergebnis beim Verfugen.
Zu viel Celluloseether verwenden
Eine höhere Dosierung kann die blutungshemmende Wirkung verbessern, jedoch auch die Fließfähigkeit und die Frühfestigkeit verringern. Die Dosierung sollte nicht weiter erhöht werden, sobald der Mörtel die erforderliche Stabilität erreicht hat.
Mehr Wasser hinzufügen, um den Durchfluss wiederherzustellen
Die Arbeiter dürfen zusätzliches Wasser hinzufügen, wenn sich der Mörtel zu dickflüssig anfühlt. Dies kann zu verstärktem Ausbluten, Schrumpfung und Porosität führen. Außerdem kann dadurch die Druckfestigkeit verringert werden.
Die richtige Lösung besteht darin, das Verhältnis von Zelluloseether und Fließmittel in der Rezeptur anzupassen.
Vernachlässigung der Wechselwirkung mit dem Superplastifizierer
Polycarboxylat-Fließmittel sorgen bei geringem Wassergehalt für eine hohe Fließfähigkeit. Celluloseether erhöht die Viskosität und kann die Wirkungsweise des Fließmittels verändern.
Die beiden Additive müssen gemeinsam optimiert werden.
Luftgehalt außer Acht lassen
Celluloseether kann die beim Mischen eingearbeitete Luft stabilisieren. Zur Regulierung des Luftgehalts und zum Erhalt der Festigkeit kann ein kompatibler Pulver-Entschäumer erforderlich sein.
Zu viel Entschäumer kann sich ebenfalls auf die Oberflächenqualität und den Durchfluss auswirken. Der Hersteller sollte das gesamte System testen.
Nur den anfänglichen Durchfluss prüfen
Anhand des anfänglichen Fließverhaltens lässt sich nicht feststellen, ob die Injektionsmasse während der Bauarbeiten verarbeitbar bleibt. Das Labor sollte außerdem das Fließverhalten nach 30 Minuten messen und das Material auf Ausbluten und Entmischung untersuchen.
Vergleich von Noten unter verschiedenen Prüfungsbedingungen
Wassertemperatur, Durchmischungsenergie, Verweilzeit und Messzeitpunkt beeinflussen das Ergebnis. Jede Charge muss unter denselben Bedingungen geprüft werden.
Ein praxisorientierter Produktentwicklungsprozess
Ein Hersteller von Fugenmörtel kann bei der Auswahl von Celluloseether wie folgt vorgehen.
Schritt 1: Festlegung der Leistungsziele
Legen Sie klare Zielwerte für den Anfangsfluss, den 30-Minuten-Fluss, die Entlüftung, die Abbindezeit, die Ausdehnung, die Festigkeit nach einem Tag, die Festigkeit nach drei Tagen und die Endfestigkeit fest.
Schritt 2: Testen einer Rezeptur ohne Celluloseether
Die Kontrollprobe gibt Aufschluss über das ursprüngliche Fließverhalten, die Entlüftung und die Festigkeit. Außerdem lässt sich daran erkennen, in welchem Umfang die Rezeptur rheologisch korrigiert werden muss.
Schritt 3: Verschiedene Viskositätsklassen prüfen
Vergleichen Sie eine Sorte mit niedriger Viskosität, eine mit mittlerer bis niedriger Viskosität und eine mit mittlerer Viskosität bei gleicher Dosierung.
So kann das Labor beispielsweise Zhiwei HPMC 400, HPMC 4K und HPMC 40K miteinander vergleichen.
Schritt 4: Dosierung optimieren
Nachdem Sie den am besten geeigneten Viskositätsbereich ausgewählt haben, testen Sie verschiedene Dosierungsstufen. Eine sinnvolle Anfangsreihe könnte beispielsweise 0,01%, 0,02%, 0,03% und 0,05% umfassen.
Schritt 5: Optimierung des Entschäumers und des Fließmittels
Passen Sie die Dosierung des Superverflüssigers so an, dass die erforderliche Fließfähigkeit erreicht wird, ohne unnötig Wasser hinzuzufügen. Passen Sie die Dosierung des Entschäumers so an, dass der Luftgehalt kontrolliert wird, ohne die Stabilität zu beeinträchtigen.
Schritt 6: Festigkeit und Haltbarkeit überprüfen
Die Druckfestigkeit im Früh- und Endstadium prüfen. Der Hersteller sollte außerdem die Ausdehnung, die Haftfestigkeit, das Schwinden und die Dauerhaftigkeit bewerten, sofern diese Eigenschaften für die jeweilige Anwendung erforderlich sind.
Schritt 7: Führen Sie einen Test im Produktionsmaßstab durch
Das Mischen im Labor und das Mischen im Werk führen nicht immer zu derselben Verteilung. Ein Produktionsversuch kann die Dosiergenauigkeit, die Mischzeit, die Konsistenz der Säcke und die Leistung vor Ort bestätigen.
Häufig gestellte Fragen
Was ist die Hauptfunktion von Zelluloseether in zementhaltigem Vergussmörtel?
Zu seinen Hauptfunktionen zählen die Wasserbindung, die Viskositätsregulierung, eine verbesserte Kohäsion, eine geringere Ausblutung und eine bessere Fließfähigkeit.
Verringert Zelluloseether immer die Fließfähigkeit des Fugenmörtels?
Celluloseether verringert in der Regel den Durchfluss in gewissem Maße, da er die Wasserphase verdickt. Bei geeigneter Viskosität und Dosierung kann diese Verringerung gering ausfallen. Eine zu hohe Viskosität oder Dosierung kann zu einem starken Durchflussverlust führen.
Wie hoch ist die geeignete Dosierung von Celluloseether für zementäre Vergussmassen?
Eine Dosierung von 0,02%–0,03% ergab in der Beispielformulierung ein gutes Gleichgewicht. Dieser Bereich sollte lediglich als Ausgangspunkt für Laborversuche dienen. Die endgültige Dosierung hängt von der vollständigen Rezeptur ab.
Welche Zhiwei-Stufe sollte zuerst geprüft werden?
Zhiwei HPMC 4K oder HEMC 4K ist eine sinnvolle erste Wahl für zementäre Mörtel mit hoher Fließfähigkeit. Der Kunde sollte die Wahl durch Anwendungstests bestätigen.
Kann HPMC das Ausbluten von Fugenmörtel verhindern?
HPMC kann Blutungen deutlich reduzieren, wenn Viskosität und Dosierung angemessen sind. Eine Sorte mit zu geringer Viskosität bietet möglicherweise keine ausreichende Stabilisierung.
Bietet HPMC mit höherer Viskosität eine bessere Leistung?
Nicht unbedingt. Ein HPMC mit hoher Viskosität sorgt zwar für eine stärkere Verdickung, kann jedoch die Fließfähigkeit unter das für die Verarbeitung erforderliche Maß senken. Die beste Sorte ist diejenige, die sowohl die Stabilitäts- als auch die Fließfähigkeitsanforderungen erfüllt.
Kann Zelluloseether die Druckfestigkeit verbessern?
Eine angemessene Dosierung kann die Hydratation fördern und die Entmischung verringern. Allerdings garantiert Celluloseether keine höhere Druckfestigkeit. Eine zu hohe Dosierung kann den Luftgehalt und die Porosität erhöhen, was zu einer Verringerung der Festigkeit führen kann.
Warum sollte der 30-Minuten-Flow getestet werden?
Der 30-minütige Fließversuch zeigt, ob der Fugenmörtel während des Mischens, des Transports und des Einbringens verarbeitbar bleibt. Ein hoher Anfangsfluss garantiert nicht, dass der Fugenmörtel auch in der Praxis seine Fließfähigkeit behält.
Schlussfolgerung
Celluloseether ist ein kleiner, aber wichtiger Bestandteil von zementbasiertem Vergussmörtel. Er kann die Wasserrückhaltung, die Kohäsion, die Ausblutungsbeständigkeit und die Fließfähigkeit verbessern. Diese Vorteile tragen dazu bei, dass der Vergussmörtel eine gleichmäßigere und zuverlässigere ausgehärtete Struktur bildet.
Die Auswahl muss jedoch sorgfältig getroffen werden. Ein Produkt mit niedriger Viskosität verhindert möglicherweise die Entmischung nicht. Ein Produkt mit hoher Viskosität oder eine zu hohe Dosierung kann den Durchfluss und die Frühfestigkeit beeinträchtigen.
Für zementäre Mörtel mit hoher Fließfähigkeit bietet eine Sorte mit mittlerer bis niedriger Viskosität, wie beispielsweise Zhiwei HPMC 4K oder HEMC 4K, einen praktischen Ausgangspunkt. Der Hersteller sollte anschließend die Dosierung in Kombination mit dem Polycarboxylat-Fließmittel und dem Entschäumer optimieren.
Zhiwei (Jinan) New Materials Co., Ltd. bietet verschiedene HPMC- und HEMC-Typen für unterschiedliche zementbasierte Systeme an. Kunden können ihre Grundrezeptur, die gewünschte Fließfähigkeit, die Verarbeitungszeit, die Festigkeitsanforderungen sowie die Anwendungstemperatur angeben. Das Zhiwei-Team kann dann eine gezielter Probenahmeplan zur labortechnischen Untersuchung.