CelluloseetherCelluloseether zeichnet sich durch ein hervorragendes Wasserrückhaltevermögen aus. Dadurch wird verhindert, dass die Feuchtigkeit im nassen Mörtel vorzeitig verdunstet oder von der Tragschicht absorbiert wird. Dies gewährleistet die vollständige Hydratation des Zements und somit die mechanischen Eigenschaften des Mörtels. Besonders vorteilhaft ist dies bei Dünnschichtmörteln, wasserabsorbierenden Tragschichten oder Mörteln, die unter hohen Temperaturen und trockenen Bedingungen verarbeitet werden. Die Wasserrückhaltewirkung von Celluloseether kann traditionelle Bauverfahren verändern und den Baufortschritt beschleunigen. So kann beispielsweise auf wasserabsorbierenden Untergründen ohne Vorbefeuchtung verputzt werden.
Viskosität, Dosierung, Umgebungstemperatur und Molekularstruktur von Celluloseether beeinflussen dessen Wasserrückhaltevermögen maßgeblich. Unter gleichen Bedingungen gilt: Je höher die Viskosität des Celluloseethers, desto besser das Wasserrückhaltevermögen; auch eine höhere Dosierung führt zu einem besseren Wasserrückhaltevermögen. Üblicherweise kann bereits eine geringe Menge Celluloseether die Wasserrückhaltung von Mörtel deutlich verbessern. Ab einer bestimmten Dosierung steigt das Wasserrückhaltevermögen weiter an, der Anstieg verlangsamt sich jedoch. Mit steigender Umgebungstemperatur nimmt das Wasserrückhaltevermögen von Celluloseether in der Regel ab, einige modifizierte Celluloseether weisen jedoch auch unter hohen Temperaturen ein besseres Wasserrückhaltevermögen auf. Fasern mit einem geringeren Substitutionsgrad, wie beispielsweise vegane Ether, zeigen ein besseres Wasserrückhaltevermögen.
Die Hydroxylgruppe des Celluloseethermoleküls und das Sauerstoffatom der Etherbindung bilden mit Wassermolekülen Wasserstoffbrückenbindungen, wodurch freies Wasser gebunden wird und somit die Wasserretention verbessert wird. Durch Interdiffusion zwischen Wassermolekülen und Celluloseethermolekülen können Wassermoleküle in das Innere der Molekülkette eindringen und dort starken Bindungskräften ausgesetzt sein. Dadurch entstehen gebundenes und verknäueltes Wasser, was die Wasserretention des Zementschlamms erhöht. Celluloseether verbessert somit die Eigenschaften des frischen Zementschlamms. Die rheologischen Eigenschaften, die poröse Netzwerkstruktur und der osmotische Druck bzw. die filmbildenden Eigenschaften von Celluloseether hemmen die Wasserdiffusion.
Celluloseether verleiht dem Nassmörtel eine ausgezeichnete Viskosität, wodurch die Haftung zwischen Nassmörtel und Untergrund deutlich verbessert und die Standfestigkeit des Mörtels erhöht wird. Er findet breite Anwendung in Putzmörtel, Mauermörtel und Wärmedämmverbundsystemen. Die verdickende Wirkung von Celluloseether verbessert zudem die Dispersionsfestigkeit und Homogenität frisch gemischter Materialien, beugt Materialablösung, Entmischung und Ausbluten vor und eignet sich für Faserbeton, Unterwasserbeton und selbstverdichtenden Beton.
Die verdickende Wirkung von Celluloseether auf zementgebundene Baustoffe beruht auf der Viskosität der Celluloseetherlösung. Unter gleichen Bedingungen verbessert eine höhere Viskosität des Celluloseethers die Viskosität des modifizierten zementgebundenen Baustoffs. Ist die Viskosität jedoch zu hoch, beeinträchtigt dies die Fließfähigkeit und Verarbeitbarkeit des Materials (z. B. das Anhaften eines Spachtels). Selbstnivellierender Mörtel und selbstverdichtender Beton, die eine hohe Fließfähigkeit erfordern, benötigen Celluloseether mit niedriger Viskosität. Darüber hinaus erhöht die verdickende Wirkung von Celluloseether den Wasserbedarf zementgebundener Baustoffe und steigert die Mörtelausbeute.
Die Viskosität von Celluloseetherlösung hängt von folgenden Faktoren ab: Molekulargewicht des Celluloseethers, Konzentration, Temperatur, Schergeschwindigkeit und Prüfmethode. Unter gleichen Bedingungen gilt: Je höher das Molekulargewicht des Celluloseethers, desto höher die Viskosität der Lösung; je höher die Konzentration, desto höher die Viskosität. Bei der Anwendung ist darauf zu achten, eine Überdosierung zu vermeiden, da diese die Eigenschaften von Mörtel und Beton beeinträchtigen kann. Die Viskosität der Celluloseetherlösung nimmt mit steigender Temperatur ab, wobei der Temperatureinfluss mit steigender Konzentration zunimmt. Celluloseetherlösung ist üblicherweise eine pseudoplastische Flüssigkeit mit strukturviskosen Eigenschaften. Je höher die Schergeschwindigkeit während der Prüfung ist, desto geringer ist die Viskosität. Daher nimmt die Kohäsion des Mörtels unter Einwirkung äußerer Kräfte ab, was das Abkratzen des Mörtels erleichtert und somit gleichzeitig gute Verarbeitbarkeit und Kohäsion gewährleistet. Da die Celluloseetherlösung nicht-Newtonsch ist, werden die Testergebnisse für dieselbe Celluloseetherlösung sehr unterschiedlich ausfallen, wenn die experimentellen Methoden, Instrumente und Geräte oder Testumgebungen, die zur Prüfung der Viskosität verwendet werden, unterschiedlich sind.
Celluloseethermoleküle können Wassermoleküle des frischen Materials an der Peripherie der Molekülkette binden und so die Viskosität der Lösung erhöhen. Die Molekülketten des Celluloseethers sind zu einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur verflochten, was ebenfalls zu einer guten Viskosität der wässrigen Lösung beiträgt.
Wässrige Celluloseetherlösungen mit hoher Viskosität weisen eine hohe Thixotropie auf, die ebenfalls ein Hauptmerkmal von Celluloseether ist. Wässrige Lösungen vonMethylcelluloseCelluloseether weisen üblicherweise unterhalb ihrer Gelierungstemperatur pseudoplastisches und nicht-thixotropes Fließverhalten auf, zeigen aber bei niedrigen Scherraten newtonsche Fließeigenschaften. Die Pseudoplastizität nimmt mit dem Molekulargewicht bzw. der Konzentration des Celluloseethers zu, unabhängig von Art und Grad der Substituenten. Daher weisen Celluloseether gleicher Viskositätsklasse (z. B. mc, HPmc, HEmc) bei konstanter Konzentration und Temperatur stets die gleichen rheologischen Eigenschaften auf. Bei steigender Temperatur bilden sich Strukturgele, die stark thixotropes Fließverhalten zeigen. Hochkonzentrierte und niedrigviskose Celluloseether weisen sogar unterhalb der Gelierungstemperatur Thixotropie auf. Diese Eigenschaft ist für die Nivellierung und das Ausgleichen von Setzungen beim Baumörtelbau von großem Vorteil. Hierbei ist zu beachten, dass eine höhere Viskosität des Celluloseethers zwar die Wasserretention verbessert, jedoch gleichzeitig ein höheres relatives Molekulargewicht und eine entsprechende Abnahme der Löslichkeit zur Folge hat. Dies wirkt sich negativ auf die Mörtelkonzentration und die Bauleistung aus. Je höher die Viskosität, desto deutlicher ist der verdickende Effekt auf den Mörtel, jedoch nicht vollständig proportional. Einige mittel- und niedrigviskose, modifizierte Celluloseether weisen eine bessere Leistung bei der Verbesserung der Festigkeit von Nassmörtel auf. Mit steigender Viskosität verbessert sich das Wasserrückhaltevermögen des Celluloseethers.
Veröffentlichungsdatum: 28. April 2024