Wasserretention von Hydroxypropylmethylcelluloseether
Die Wasserretention von Trockenmörtel beschreibt dessen Fähigkeit, Wasser zu binden und zu speichern. Je höher die Viskosität des Hydroxypropylmethylcelluloseethers ist, desto besser ist die Wasserretention. Da die Cellulosestruktur Hydroxyl- und Etherbindungen enthält, bilden die Sauerstoffatome dieser Gruppen Wasserstoffbrückenbindungen mit Wassermolekülen. Dadurch wird freies Wasser gebunden und die Wassermoleküle werden ineinander verhakt, was zur Wasserretention beiträgt.
Löslichkeit von Hydroxypropylmethylcelluloseether
1. Grobkörniger Celluloseether lässt sich leicht und ohne Agglomeration in Wasser dispergieren, löst sich jedoch sehr langsam. Celluloseether mit einer Korngröße unter 60 Mesh löst sich in Wasser in etwa 60 Minuten.
2. Feinkörniger Celluloseether lässt sich leicht und ohne Agglomeration in Wasser dispergieren und löst sich mäßig schnell. Celluloseether mit einer Korngröße über 80 Mesh löst sich in Wasser in etwa 3 Minuten.
3. Ultrafeinpartikel-Celluloseether dispergiert schnell in Wasser, löst sich rasch und bildet schnell Viskosität. Celluloseether mit einer Korngröße über 120 Mesh löst sich in Wasser in etwa 10–30 Sekunden.
Je feiner die Partikel des Hydroxypropylmethylcelluloseethers sind, desto besser ist die Wasserbindung. Grobkörniger Celluloseether löst sich bei Kontakt mit Wasser sofort auf und bildet ein Gel. Der Klebstoff umhüllt das Material und verhindert so das weitere Eindringen von Wassermolekülen. Manchmal lässt er sich selbst nach längerem Rühren nicht gleichmäßig dispergieren und auflösen, wodurch eine trübe, flockige Lösung oder Agglomerate entstehen. Feine Partikel dispergieren und lösen sich hingegen sofort nach Kontakt mit Wasser auf und bilden eine gleichmäßige Viskosität.
pH-Wert von Hydroxypropylmethylcelluloseether (Verzögerungs- bzw. Frühfestigkeitswirkung)
Der pH-Wert von Hydroxypropylmethylcelluloseether wird von Herstellern im In- und Ausland im Allgemeinen auf etwa 7 eingestellt und befindet sich somit im sauren Bereich. Da die Molekülstruktur von Celluloseether noch zahlreiche Anhydroglucose-Ringe enthält, ist dieser Ring maßgeblich für die Verzögerung der Zementhydratation verantwortlich. Er bewirkt, dass Calciumionen in der Zementhydratationslösung Zucker-Calcium-Verbindungen bilden. Dies reduziert die Calciumionenkonzentration während der Induktionsphase der Zementhydratation, verhindert die Bildung und Ausfällung von Calciumhydroxid- und Calciumsalzkristallen und verzögert somit den Hydratationsprozess. Bei einem alkalischen pH-Wert weist der Mörtel eine Frühfestigkeit auf. Heutzutage verwenden die meisten Hersteller Natriumcarbonat zur pH-Wert-Einstellung. Natriumcarbonat ist ein Schnellhärtungsmittel. Es verbessert die Oberflächeneigenschaften der Zementpartikel, fördert den Zusammenhalt zwischen den Partikeln und erhöht die Viskosität des Mörtels. Gleichzeitig verbindet sich Natriumcarbonat rasch mit Calciumionen im Mörtel, wodurch die Bildung von Ettringit gefördert und der Zement schnell gerinnt. Daher muss der pH-Wert im Produktionsprozess an die jeweiligen Kundenanforderungen angepasst werden.
Luftporeneigenschaften von Hydroxypropylmethylcelluloseether
Der Lufteinschluss durch Hydroxypropylmethylcelluloseether beruht hauptsächlich darauf, dass Celluloseether ebenfalls ein Tensid ist. Die Grenzflächenaktivität von Celluloseether findet vorwiegend an der Gas-Flüssigkeit-Feststoff-Grenzfläche statt. Zunächst werden Luftblasen eingebracht, gefolgt von Dispersion und Benetzungseffekt. Celluloseether enthält Alkylgruppen, welche die Oberflächenspannung und Grenzflächenenergie von Wasser deutlich reduzieren und so die Bildung vieler kleiner, geschlossener Bläschen während des Rührens der wässrigen Lösung begünstigen.
Geleigenschaften von Hydroxypropylmethylcelluloseether
Nachdem sich der Hydroxypropylmethylcelluloseether im Mörtel gelöst hat, reagieren die Methoxyl- und Hydroxypropylgruppen der Molekülkette mit den Calcium- und Aluminiumionen in der Suspension. Dabei bildet sich ein viskoses Gel, das die Poren des Zementmörtels ausfüllt, die Verdichtung des Mörtels verbessert und gleichzeitig als flexibles Füllmaterial und Verstärkung dient. Unter Druck kann das Polymer jedoch keine starre Stützfunktion mehr ausüben, wodurch die Festigkeit und das Biegeverhalten des Mörtels abnehmen.
Filmbildung von Hydroxypropylmethylcelluloseether
Nach Zugabe von Hydroxypropylmethylcelluloseether zur Hydratation bildet sich zwischen den Zementpartikeln ein dünner Latexfilm. Dieser Film wirkt abdichtend und verbessert die Oberflächentrockenheit des Mörtels. Dank des guten Wasserrückhaltevermögens von Hydroxypropylmethylcelluloseether werden ausreichend Wassermoleküle im Mörtel gespeichert. Dies gewährleistet die Hydratationshärtung des Zements und die vollständige Festigkeitsentwicklung, verbessert die Haftfestigkeit des Mörtels und erhöht gleichzeitig dessen Kohäsion. Dadurch erhält der Mörtel eine gute Plastizität und Flexibilität und schrumpft und verformt sich weniger.
Veröffentlichungsdatum: 23. Mai 2023