Dispergeerbaar polymeerpoeder en andere anorganische kleefstoffen (zoals cement, gebluste kalk, gips, klei, enz.) en diverse aggregaten, vulstoffen en andere additieven [zoals hydroxypropylmethylcellulose, polysaccharide (zetmeelether), vezels, enz.] worden fysiek gemengd om droge mortel te maken. Wanneer de droge poedermortel aan water wordt toegevoegd en geroerd, kunnen de latexpoederdeeltjes onder invloed van hydrofiele beschermende colloïden en mechanische schuifkrachten snel in het water worden gedispergeerd, waardoor een volledig herdispergeerbare latexpoederfilm ontstaat. De samenstelling van het rubberpoeder verschilt, wat van invloed is op de reologie van de mortel en diverse constructie-eigenschappen: de affiniteit van het latexpoeder voor water bij herdispergering, de verschillende viscositeit van het latexpoeder na dispersie, het effect op het luchtgehalte van de mortel en de verdeling van de luchtbellen. De interactie tussen rubberpoeder en andere additieven zorgt ervoor dat verschillende latexpoeders de functies hebben van het verhogen van de vloeibaarheid, het verhogen van de thixotropie en het verhogen van de viscositeit.
Algemeen wordt aangenomen dat het mechanisme waarmee herdispergeerbaar latexpoeder de verwerkbaarheid van verse mortel verbetert, erin bestaat dat het latexpoeder, met name het beschermende colloïde, een affiniteit voor water heeft wanneer het gedispergeerd is. Dit verhoogt de viscositeit van de mortelslurry en verbetert de samenhang van de constructiemortel.
Nadat de verse mortel met de latexpoederdispersie is gevormd, neemt het watergehalte geleidelijk af door de absorptie van water door het basisoppervlak, de consumptie van de hydratatiereactie en de verdamping naar de lucht. Hierdoor komen de harsdeeltjes dichter bij elkaar, vervaagt het grensvlak geleidelijk en versmelten de harsdeeltjes met elkaar, waardoor uiteindelijk een film ontstaat. Het proces van polymeerfilmvorming is verdeeld in drie fasen. In de eerste fase bewegen de polymeerdeeltjes vrij in de vorm van een Brownse beweging in de initiële emulsie. Naarmate het water verdampt, wordt de beweging van de deeltjes steeds meer beperkt en zorgt de grensvlakspanning tussen water en lucht ervoor dat ze zich geleidelijk aan elkaar richten. In de tweede fase, wanneer de deeltjes met elkaar in contact komen, verdampt het water in het netwerk door capillaire werking. De hoge capillaire spanning op het oppervlak van de deeltjes zorgt ervoor dat de latexbolletjes vervormen en met elkaar versmelten. Het resterende water vult de poriën en de film wordt ruwweg gevormd. De derde en laatste fase maakt de diffusie (soms zelfhechting genoemd) van de polymeermoleculen mogelijk, waardoor een werkelijk continue film ontstaat. Tijdens de filmvorming consolideren de geïsoleerde, beweeglijke latexdeeltjes zich tot een nieuwe, dunne filmfase met een hoge treksterkte. Het is vanzelfsprekend dat, wil het dispergeerbare polymeerpoeder een film kunnen vormen in de uitgeharde mortel, de minimale filmvormingstemperatuur (MFT) lager moet zijn dan de uithardingstemperatuur van de mortel.
Colloïden – polyvinylalcohol moet worden gescheiden van het polymeermembraansysteem. Dit is geen probleem in alkalische cementmortelsystemen, omdat de polyvinylalcohol wordt verzeept door de alkali die ontstaat tijdens de cementhydratatie. De adsorptie van het kwartsmateriaal zorgt er vervolgens voor dat de polyvinylalcohol geleidelijk van het systeem wordt gescheiden, zonder de hydrofiele beschermende colloïde. De film die wordt gevormd door het dispergeren van het herdispergeerbare latexpoeder, dat onoplosbaar is in water, kan niet alleen in droge omstandigheden worden gebruikt, maar ook bij langdurige onderdompeling in water. In niet-alkalische systemen, zoals gips of systemen met alleen vulstoffen, blijft er weliswaar nog gedeeltelijk polyvinylalcohol aanwezig in de uiteindelijke polymeerfilm, wat de waterbestendigheid van de film beïnvloedt, maar wanneer deze systemen niet langdurig in water worden ondergedompeld en het polymeer zijn karakteristieke mechanische eigenschappen behoudt, kan dispergeerbaar polymeerpoeder nog steeds in deze systemen worden gebruikt.
Na de uiteindelijke vorming van de polymeerfilm ontstaat in de uitgeharde mortel een systeem bestaande uit anorganische en organische bindmiddelen, namelijk een bros en hard skelet van hydraulische materialen, met daarin een flexibel netwerk van herverspreidbaar polymeerpoeder. De treksterkte en cohesie van de door het latexpoeder gevormde polymeerharsfilm worden versterkt. Door de flexibiliteit van het polymeer is het vervormingsvermogen veel groter dan bij de stijve structuur van cementsteen, waardoor de vervormingseigenschappen van de mortel verbeteren en de spanningsverspreiding aanzienlijk wordt bevorderd, wat de scheurweerstand van de mortel ten goede komt.
Naarmate het gehalte aan dispergeerbaar polymeerpoeder toeneemt, ontwikkelt het hele systeem zich richting plastic. Bij een hoog gehalte aan latexpoeder overtreft de polymeerfase in de uitgeharde mortel geleidelijk de anorganische hydratatieproductfase. De mortel ondergaat kwalitatieve veranderingen en wordt een elastomeer, terwijl het hydratatieproduct van cement als vulmiddel fungeert. De treksterkte, elasticiteit, flexibiliteit en afdichtende eigenschappen van de met dispergeerbaar polymeerpoeder gemodificeerde mortel zijn verbeterd. Door de toevoeging van dispergeerbaar polymeerpoeder kan een polymeerfilm (latexfilm) worden gevormd die deel uitmaakt van de poriewanden en zo de sterk poreuze structuur van de mortel afdicht. Het latexmembraan heeft een zelfstrekkend mechanisme dat spanning uitoefent op de verankering met de mortel. Door deze interne krachten wordt de mortel als geheel bijeengehouden, waardoor de cohesieve sterkte van de mortel toeneemt. De aanwezigheid van zeer flexibele en zeer elastische polymeren verbetert de flexibiliteit en elasticiteit van de mortel. Het mechanisme voor de toename van de vloeigrens en de breuksterkte is als volgt: bij het uitoefenen van een kracht worden microbarsten vertraagd door de verbeterde flexibiliteit en elasticiteit, en vormen zich pas bij hogere spanningen. Bovendien... De verweven polymeerdomeinen belemmeren ook het samensmelten van microscheuren tot doorlopende scheuren. Daardoor verhoogt het dispergeerbare polymeerpoeder de breukspanning en de breukrek van het materiaal.
De polymeerfilm in de polymeergemodificeerde mortel heeft een zeer belangrijk effect op de uitharding van de mortel. Het herdispergeerbare polymeerpoeder, verdeeld over het grensvlak, speelt na dispersie en filmvorming nog een cruciale rol: het verhogen van de hechting aan de contactmaterialen. In de microstructuur van het grensvlak tussen de poederpolymeergemodificeerde keramische tegellijm en de keramische tegel vormt de door het polymeer gevormde film een brug tussen de verglaasde keramische tegel met een extreem lage waterabsorptie en de cementmortelmatrix. Het contactvlak tussen twee verschillende materialen is een bijzonder risicogebied waar krimpscheuren kunnen ontstaan en tot hechtverlies kunnen leiden. Daarom speelt het vermogen van latexfilms om krimpscheuren te herstellen een belangrijke rol in tegellijmen.
Tegelijkertijd heeft het herdispergeerbare polymeerpoeder dat ethyleen bevat een sterkere hechting aan organische substraten, met name aan vergelijkbare materialen zoals polyvinylchloride en polystyreen. Een goed voorbeeld hiervan is...
Geplaatst op: 31 oktober 2022