HPMC (Hydroxypropylmethylcellulose) ist ein nichtionisches, wasserbindendes Mittel, das häufig in Trockenmörtel verwendet wird. Es ist das am häufigsten eingesetzte wasserbindende Material in Mörtel. HPMC ist ein Polysaccharid-basiertes Etherprodukt, das durch Alkalisierung und Veretherung hergestellt wird. Es ist selbst ungeladen, reagiert nicht mit den geladenen Ionen im Geliermittel und zeichnet sich durch Stabilität aus. Da es zudem günstiger als andere Celluloseether ist, findet es breite Anwendung in Trockenmörtel.
Funktion von Hydroxypropylmethylcellulose: Sie verdickt frisch gemischten Mörtel, sodass dieser eine bestimmte Nassviskosität aufweist und Entmischung verhindert wird. (Verdickung) Ein weiteres wichtiges Merkmal ist die Wasserrückhaltung, die dazu beiträgt, den Anteil an freiem Wasser im Mörtel zu erhalten. Dadurch hat das Bindemittel nach dem Einbringen des Mörtels mehr Zeit zum Hydratisieren. (Wasserrückhaltung) Zudem besitzt sie luftporenbildende Eigenschaften, die gleichmäßige und feine Luftbläschen einbringen und so die Mörtelverarbeitung verbessern.
Je höher die Viskosität von Hydroxypropylmethylcelluloseether ist, desto besser ist seine Wasserrückhalteleistung. Die Viskositätswerte desselben Produkts, gemessen mit verschiedenen Methoden, weichen stark voneinander ab, teilweise sogar um das Doppelte. Daher müssen Viskositätsvergleiche stets mit denselben Testmethoden durchgeführt werden, einschließlich der Einhaltung von Temperatur- und Rotorparametern.
Bezüglich der Partikelgröße gilt: Je feiner die Partikel, desto besser die Wasserretention. Große Celluloseether-Partikel lösen sich nach dem Kontakt mit Wasser sofort an der Oberfläche auf und bilden ein Gel, das das Material umhüllt und so das weitere Eindringen von Wassermolekülen verhindert. Manchmal lässt sich der Celluloseether selbst nach längerem Rühren nicht gleichmäßig dispergieren und auflösen, wodurch eine trübe, flockige Lösung oder Agglomerate entstehen. Dies beeinträchtigt die Wasserretention des Celluloseethers erheblich, weshalb die Löslichkeit ein wichtiges Auswahlkriterium ist. Auch die Feinheit ist ein wichtiger Leistungsindikator für Methylcelluloseether. Der für Trockenmörtel verwendete MC muss pulverförmig sein, einen geringen Wassergehalt aufweisen und 20–60 % der Partikelgröße sollten unter 63 µm liegen. Die Feinheit beeinflusst die Löslichkeit von Hydroxypropylmethylcelluloseether. Grober MC ist in der Regel körnig und löst sich zwar leicht und ohne Agglomeration in Wasser auf, jedoch sehr langsam, weshalb er für Trockenmörtel ungeeignet ist. Bei Trockenpulvermörtel ist MC zwischen Bindemitteln wie Zuschlagstoffen, Feinfüllstoffen und Zement dispergiert, und nur ein ausreichend feines Pulver kann eine Agglomeration von Methylcelluloseether beim Mischen mit Wasser verhindern.
Generell gilt: Je höher die Viskosität, desto besser die Wasserrückhaltung. Allerdings führt eine höhere Viskosität und ein höheres Molekulargewicht der Methylcellulose (MC) zu einer entsprechenden Abnahme der Löslichkeit, was sich negativ auf die Festigkeit und die Verarbeitungseigenschaften des Mörtels auswirkt. Höhere Viskosität bewirkt zwar eine stärkere Verdickung des Mörtels, jedoch ist dieser Effekt nicht direkt proportional. Höhere Viskosität führt zu zähflüssigerem Nassmörtel, was sich während der Verarbeitung durch Anhaften am Spachtel und starke Haftung am Untergrund äußert. Die strukturelle Festigkeit des Nassmörtels selbst wird dadurch jedoch nicht erhöht. Das heißt, die Stabilität des Mörtels ist während der Verarbeitung nicht ausreichend. Im Gegensatz dazu zeigen einige modifizierte Methylcelluloseether mit mittlerer und niedriger Viskosität eine ausgezeichnete Verbesserung der strukturellen Festigkeit von Nassmörtel.
Die Wasserretention von HPMC hängt von der Anwendungstemperatur ab, wobei die Wasserretention von Methylcelluloseether mit steigender Temperatur abnimmt. In der Praxis wird Trockenmörtel jedoch häufig auf heißen Untergründen bei hohen Temperaturen (über 40 °C) verarbeitet, beispielsweise beim Verputzen von Außenwänden in der Sommersonne. Dies beschleunigt oft die Aushärtung des Zements und die Erhärtung des Trockenmörtels. Der Rückgang der Wasserretention beeinträchtigt spürbar die Verarbeitbarkeit und Rissbeständigkeit, weshalb es unter diesen Bedingungen besonders wichtig ist, den Einfluss von Temperaturfaktoren zu minimieren. In diesem Zusammenhang gelten Methylhydroxyethylcelluloseether-Additive als technologisch führend. Obwohl die Menge an Methylhydroxyethylcellulose erhöht wird (Sommerrezeptur), genügen Verarbeitbarkeit und Rissbeständigkeit noch nicht den Anwendungsanforderungen. Durch spezielle Behandlungen von MC, wie beispielsweise die Erhöhung des Veretherungsgrades, kann die Wasserretention auch bei höheren Temperaturen erhalten werden, sodass unter anspruchsvollen Bedingungen eine bessere Leistung erzielt wird.
HPMC hat im Allgemeinen eine Geliertemperatur, die grob in die Typen 60, 65 und 75 unterteilt werden kann. Für Unternehmen, die Flusssand für herkömmlichen Fertigmörtel verwenden, empfiehlt sich HPMC vom Typ 75 mit seiner hohen Geliertemperatur. Die HPMC-Dosierung sollte nicht zu hoch sein, da dies den Wasserbedarf des Mörtels erhöht, ihn am Spachtel kleben lässt und die Abbindezeit verlängert, was die Verarbeitbarkeit beeinträchtigt. Verschiedene Mörtelprodukte verwenden HPMC mit unterschiedlichen Viskositäten; hochviskoses HPMC sollte daher nicht wahllos eingesetzt werden. Obwohl Hydroxypropylmethylcellulose-Produkte grundsätzlich gut sind, entfalten sie ihre volle Wirkung erst bei sachgemäßer Anwendung. Die Auswahl des richtigen HPMC liegt in der Hauptverantwortung des Laborpersonals des Unternehmens.
Veröffentlichungsdatum: 12. April 2023