HPMC heißt auf Chinesisch Hydroxypropylmethylcellulose. Es ist nichtionisch und wird häufig als Wasserrückhaltemittel in Trockenmörtel verwendet. Es ist das am häufigsten eingesetzte Wasserrückhaltemittel in Mörtel.
HPMC wird hauptsächlich als Polysaccharid-basiertes Etherprodukt durch Alkalisierung und Veretherung von Baumwollfasern (aus heimischer Produktion) hergestellt. Es ist selbst ungeladen, reagiert nicht mit den geladenen Ionen im Geliermittel und zeichnet sich durch stabile Eigenschaften aus. Da es zudem preisgünstiger als andere Celluloseether ist, findet es breite Anwendung in Trockenmörteln.
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 (HPMC), desto besser ist sein Wasserrückhaltevermögen. Die Viskosität ist ein wichtiger Parameter für die Leistungsfähigkeit von HPMC. Derzeit verwenden verschiedene HPMC-Hersteller unterschiedliche Methoden und Instrumente zur Viskositätsmessung. Die wichtigsten Methoden sind die von Haake-Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde und Brookfield.
Die Viskositätswerte desselben Produkts, gemessen mit verschiedenen Methoden, weichen stark voneinander ab, teilweise sogar um das Doppelte. Daher müssen Viskositätsmessungen stets mit denselben Testmethoden durchgeführt werden, einschließlich Temperatur, Rotor usw. Hinsichtlich der Partikelgröße gilt: Je feiner die Partikel, desto besser die Wasserretention. Große Celluloseetherpartikel lösen sich nach Kontakt mit Wasser sofort an der Oberfläche auf und bilden ein Gel, das das Material umhüllt und so das Eindringen weiterer Wassermoleküle verhindert. Manchmal lässt sich das Material 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 wichtiger Faktor bei der Auswahl des Celluloseethers ist.
Die Feinheit ist ein wichtiges Leistungsmerkmal von Methylcelluloseether. Das für Trockenmörtel verwendete MC muss pulverförmig sein, einen geringen Wassergehalt aufweisen und eine Partikelgröße von 20–60 % unter 63 µm haben. Die Feinheit beeinflusst die Löslichkeit von Hydroxypropylmethylcelluloseether. Grobes MC ist in der Regel körnig und löst sich zwar leicht und ohne Agglomeration in Wasser, jedoch sehr langsam, weshalb es für die Verwendung in Trockenmörtel ungeeignet ist.
In Trockenpulvermörtel ist Methylcellulose (MC) zwischen Bindemitteln wie Zuschlagstoffen, Feinfüllstoff und Zement dispergiert. Nur ein ausreichend feines Pulver verhindert die Agglomeration von Methylcelluloseether beim Mischen mit Wasser. Die Zugabe von Wasser zum Auflösen der Agglomerate gestaltet sich schwierig. Eine zu grobe MC-Pulverfeinerung ist nicht nur verschwenderisch, sondern reduziert auch die lokale Festigkeit des Mörtels. Bei großflächiger Anwendung eines solchen Trockenpulvermörtels verlangsamt sich die Aushärtungsgeschwindigkeit lokal erheblich, und es entstehen Risse aufgrund unterschiedlicher Aushärtungszeiten. Bei Spritzmörtel mit maschineller Verarbeitung sind die Anforderungen an die Feinheit aufgrund der kürzeren Mischzeit höher. Generell gilt: Je höher die Viskosität, desto besser die Wasserrückhaltung. Allerdings führt eine höhere Viskosität und ein höheres Molekulargewicht der MC zu einer entsprechenden Verringerung der Löslichkeit, was sich negativ auf die Festigkeit und die Verarbeitungseigenschaften des Mörtels auswirkt.
Je höher die Viskosität, desto deutlicher ist der verdickende Effekt auf den Mörtel, jedoch besteht kein direkter Zusammenhang. Höhere Viskosität führt zu zähflüssigerem Nassmörtel, was sich beim Bau durch Anhaften am Spachtel und starke Haftung am Untergrund äußert. Die Festigkeit des Nassmörtels selbst wird dadurch jedoch nicht erhöht. Das heißt, die Stabilität des Mörtels ist beim Bau nicht signifikant. Im Gegensatz dazu zeigen einige modifizierte Methylcelluloseether mit mittlerer und niedriger Viskosität eine hervorragende Verbesserung der Festigkeit von Nassmörtel.
Die Wasserretention von HPMC hängt auch von der verwendeten Temperatur 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 derzeit als technologisch führend. Trotz erhöhter Methylhydroxyethylcellulose-Menge (Sommerformel) genügen Verarbeitbarkeit und Rissbeständigkeit noch nicht den Anwendungsanforderungen. Durch spezielle Behandlungen der Methylhydroxyethylcellulose, wie beispielsweise die Erhöhung des Veretherungsgrades, lässt sich die Wasserrückhaltewirkung auch bei höheren Temperaturen erhalten, wodurch sich die Leistung unter anspruchsvollen Bedingungen verbessert.
Die HPMC-Dosierung sollte nicht zu hoch sein, da sonst der Wasserbedarf des Mörtels steigt, dieser am Spachtel kleben bleibt und die Abbindezeit zu lang wird, 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 erster Linie in der Verantwortung des Laborpersonals. Derzeit mischen viele unseriöse Händler HPMC, wodurch die Qualität oft mangelhaft ist. Bei der Auswahl einer bestimmten Cellulose sollte das Labor sorgfältige Versuche durchführen, um die Stabilität des Mörtelprodukts zu gewährleisten und nicht aus Gier nach billigen Produkten unnötige Verluste verursachen.
Veröffentlichungsdatum: 04. Mai 2023