Welche Rolle spielt das Wasserbindungsmittel im Gipspulvermaterial?
Antwort: Für den Bau von Gipsputz werden Gipsputz, Bindegips, Fugengips, Gipsspachtel und andere pulverförmige Baustoffe verwendet. Um die Verarbeitung zu erleichtern, werden dem Gipsputz während der Herstellung Verzögerer zugesetzt, die die Verarbeitungszeit verlängern. Diese Verzögerer hemmen die Hydratation des Halbhydratgipses. Der Gipsputz muss 1 bis 2 Stunden auf der Wand verbleiben, bevor er kondensiert. Da die meisten Wände, insbesondere Ziegelwände, aber auch Porenbetonwände, poröse Dämmplatten und andere leichte, moderne Wandmaterialien, wasserabsorbierend sind, muss der Gipsputz ausreichend Wasser enthalten. Dadurch wird verhindert, dass ein Teil des Wassers aus dem Putz in die Wand gelangt, was zu Wassermangel beim Aushärten des Gipsputzes und unzureichender Hydratation führt. Dies kann wiederum das Ablösen und Ausbröckeln der Fugen zwischen Putz und Wandoberfläche verursachen. Die Zugabe von Wasserrückhaltemitteln dient dazu, die Feuchtigkeit in der Gipssuspension zu erhalten und die Hydratationsreaktion an der Grenzfläche zu gewährleisten, wodurch die Haftfestigkeit sichergestellt wird. Häufig verwendete Wasserrückhaltemittel sind Celluloseether wie Methylcellulose (MC), Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) usw. Darüber hinaus können auch Polyvinylalkohol, Natriumalginat, modifizierte Stärke, Kieselgur, Seltenerdpulver usw. zur Verbesserung der Wasserrückhalteleistung eingesetzt werden.
Unabhängig von der Art des Wasserrückhaltemittels kann dieses die Hydratationsgeschwindigkeit von Gips unterschiedlich stark verzögern. Bleibt die Menge des Verzögerers jedoch unverändert, verzögert es die Abbindezeit in der Regel um 15–30 Minuten. Daher kann die Menge des Verzögerers entsprechend reduziert werden.
Wie hoch ist die korrekte Dosierung des Wasserbindungsmittels in Gipspulver?
Antwort: Wasserrückhaltemittel werden häufig in pulverförmigen Baustoffen wie Gipsputz, Haftgips, Fugengips und Gipsspachtelmasse verwendet. Da diese Gipsarten mit einem Verzögerer gemischt werden, der die Hydratation des Halbhydratgipses hemmt, ist eine Wasserrückhaltebehandlung der Gipsschlämme erforderlich. Dadurch wird verhindert, dass ein Teil des Wassers aus der Schlämme in die Wand übergeht, was zu Wassermangel und unvollständiger Hydratation beim Aushärten der Gipsschlämme führen würde. Die Zugabe von Wasserrückhaltemitteln dient dazu, die in der Gipsschlämme enthaltene Feuchtigkeit zu erhalten, die Hydratationsreaktion an der Grenzfläche zu gewährleisten und somit die Haftfestigkeit sicherzustellen.
Die Dosierung beträgt im Allgemeinen 0,1 % bis 0,2 % (bezogen auf Gips), wenn Gipsbrei auf Wänden mit starker Wasseraufnahme (wie Porenbeton, Perlit-Dämmplatten, Gipsblöcke, Ziegelwände usw.) verwendet wird. Bei der Herstellung von Haftgips, Dichtungsgips, Oberflächenputzgips oder dünnen Oberflächenspachtelmassen muss die Menge an Wasserrückhaltemittel größer sein (im Allgemeinen 0,2 % bis 0,5 %).
Wasserbindende Mittel wie Methylcellulose (MC) und Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) sind zwar kaltlöslich, neigen aber beim direkten Auflösen in Wasser zunächst zur Klumpenbildung. Daher muss das wasserbindende Mittel vorab mit Gipspulver dispergiert werden. Anschließend wird es zu einem Trockenpulver verarbeitet, mit Wasser vermischt, verrührt und 5 Minuten stehen gelassen. Nach erneutem Umrühren erzielt man ein besseres Ergebnis. Zwar sind auch Celluloseether-Produkte erhältlich, die sich direkt in Wasser lösen lassen, diese haben jedoch nur geringen Einfluss auf die Herstellung von Trockenpulvermörtel.
Wie wirkt das Imprägniermittel wasserdicht im ausgehärteten Gipskörper?
Antwort: Verschiedene Arten von Imprägniermitteln entfalten ihre wasserdichte Wirkung im ausgehärteten Gipskörper auf unterschiedliche Weise. Im Wesentlichen lassen sich diese Wirkungen in folgende vier Arten zusammenfassen:
(1) Die Löslichkeit des erhärteten Gipskörpers wird verringert, der Erweichungskoeffizient erhöht und das im erhärteten Körper gut lösliche Calciumsulfat-Dihydrat teilweise in ein schlecht lösliches Calciumsalz umgewandelt. Beispielsweise werden verseifte synthetische Fettsäuren mit C7-C9-Kohlenstoff zugesetzt und gleichzeitig geeignete Mengen an Branntkalk und Ammoniumborat hinzugefügt.
(2) Es wird eine wasserdichte Filmschicht erzeugt, um die feinen Kapillarporen im ausgehärteten Körper zu verschließen. Dies kann beispielsweise durch Mischen von Paraffinemulsionen, Asphaltemulsionen, Kolophoniumemulsionen und Paraffin-Kolophonium-Kompositemulsionen, verbesserten Asphalt-Kompositemulsionen usw. erfolgen.
(3) Die Oberflächenenergie des gehärteten Körpers wird so verändert, dass die Wassermoleküle kohäsiv sind und nicht in die Kapillarkanäle eindringen können. Hierfür werden beispielsweise verschiedene wasserabweisende Silikone, darunter auch emulgierte Silikonöle, eingearbeitet.
(4) Durch äußere Beschichtung oder Tauchverfahren kann verhindert werden, dass Wasser in die Kapillarkanäle des ausgehärteten Körpers eindringt. Hierfür können verschiedene Silikon-Abdichtungsmittel verwendet werden. Lösemittelbasierte Silikone sind wasserbasierten Silikonen überlegen, jedoch verringern sie die Gasdurchlässigkeit des ausgehärteten Gipskörpers.
Obwohl verschiedene Imprägniermittel zur Verbesserung der Wasserdichtigkeit von Gipsbaustoffen auf unterschiedliche Weise eingesetzt werden können, ist Gips dennoch ein lufthärtendes Gelmaterial, das sich nicht für den Außenbereich oder für dauerhaft feuchte Umgebungen eignet, sondern nur für Umgebungen mit wechselnden nassen und trockenen Bedingungen.
Welche Modifizierung bewirkt ein Abdichtungsmittel bei Baugips?
Antwort: Gipsabdichtungsmittel wirken im Wesentlichen auf zwei Arten: Zum einen erhöhen sie den Erweichungskoeffizienten durch Verringerung der Löslichkeit, zum anderen verringern sie die Wasseraufnahme des Gipses. Die Reduzierung der Wasseraufnahme kann auf zwei Wegen erfolgen: Zum einen durch Erhöhung der Dichte des ausgehärteten Gipses, d. h. durch Verringerung der Porosität und von Strukturrissen wird die Wasseraufnahme reduziert, wodurch die Wasserbeständigkeit des Gipses verbessert wird. Zum anderen durch Erhöhung der Oberflächenenergie des ausgehärteten Gipses, d. h. durch Bildung eines hydrophoben Films auf den Porenflächen wird die Wasseraufnahme ebenfalls reduziert.
Wasserabweisende Mittel, die die Porosität reduzieren, wirken, indem sie die feinen Poren des Gipses verschließen und dessen Dichte erhöhen. Es gibt zahlreiche Zusatzmittel zur Porositätsreduzierung, wie beispielsweise Paraffinemulsionen, Asphaltemulsionen, Kolophoniumemulsionen und Paraffin-Asphalt-Verbundemulsionen. Diese Mittel sind bei geeigneter Anwendung wirksam, können aber gleichzeitig auch negative Auswirkungen auf Gipsprodukte haben.
Das gängigste wasserabweisende Mittel, das die Oberflächenenergie verändert, ist Silikon. Es dringt in die Poren ein, verändert die Oberflächenenergie in einem bestimmten Bereich und damit den Kontaktwinkel mit Wasser. Die Wassermoleküle kondensieren zu Tröpfchen, die das Eindringen von Wasser verhindern und so die Wasserdichtigkeit gewährleisten. Gleichzeitig bleibt die Luftdurchlässigkeit des Gipses erhalten. Zu den verschiedenen Arten von Abdichtungsmitteln gehören Natriummethylsilikonat, Silikonharz und emulgiertes Silikonöl. Allerdings ist für die Anwendung dieses Mittels ein zu großer Porendurchmesser erforderlich. Zudem bietet es keinen Schutz vor Druckwasser und kann die langfristigen Probleme der Wasser- und Feuchtigkeitsbeständigkeit von Gipsprodukten nicht grundsätzlich lösen.
Inländische Forscher kombinieren organische und anorganische Materialien. Basierend auf einem organischen Emulsionsabdichtungsmittel, das durch Co-Emulgierung von Polyvinylalkohol und Stearinsäure gewonnen wird, und unter Zugabe von Alaunstein und Naphthalinsulfonataldehydkondensat, wird ein neuartiges Gips-Komposit-Abdichtungsmittel hergestellt. Dieses kann direkt mit Gips und Wasser vermischt werden, nimmt am Kristallisationsprozess des Gipses teil und erzielt so eine verbesserte Abdichtung.
Welche hemmende Wirkung hat ein Silan-Imprägniermittel auf Ausblühungen in Gipsmörtel?
Antwort: (1) Die Zugabe von Silan als Imprägniermittel kann die Ausblühungen von Gipsmörtel deutlich reduzieren. Innerhalb eines bestimmten Bereichs nimmt die Hemmwirkung mit steigender Silanzugabe zu. Die optimale Hemmwirkung wird bei einer Silankonzentration von 0,4 % erzielt und bleibt bei höheren Konzentrationen konstant.
(2) Durch die Zugabe von Silan bildet sich nicht nur eine hydrophobe Schicht auf der Oberfläche des Mörtels, um das Eindringen von Wasser von außen zu verhindern, sondern es wird auch die Migration von innerer Lauge und damit die Bildung von Ausblühungen verringert, was die hemmende Wirkung gegen Ausblühungen deutlich verbessert.
(3) Die Zugabe von Silan hemmt zwar die Ausblühungen deutlich, hat aber keine negativen Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften von Gipsmörtel aus industriellen Nebenprodukten und beeinträchtigt weder die Ausbildung der inneren Struktur noch die endgültige Tragfähigkeit von Trockenmischbaustoffen aus Gips aus industriellen Nebenprodukten.
Veröffentlichungsdatum: 22. November 2022