Solange eine kleine Menge Celluloseether die Leistung von Nassmörtel in Fertigmörtel deutlich verbessern kann, ist Celluloseether ein Hauptzusatzstoff, der die Bauleistung von Mörtel beeinflusst.
Die Auswahl verschiedener Sorten, Viskositäten, Partikelgrößen, Viskositätsgrade und die Zugabe von Celluloseethern wirken sich ebenfalls unterschiedlich auf die Leistungsverbesserung von Trockenmörtelpulver aus. Viele Mauer- und Putzmörtel weisen derzeit ein schlechtes Wasserrückhaltevermögen auf, und die Wasseraufschlämmung trennt sich nach einigen Minuten Standzeit. Daher ist die Zugabe von Celluloseether zum Zementmörtel sehr wichtig.
Wassereinlagerungen
Die Wasserspeicherung ist eine wichtige Eigenschaft von Methylcelluloseether und auch eine Eigenschaft, auf die viele inländische Hersteller von Trockenmörteln achten, insbesondere in südlichen Regionen mit hohen Temperaturen.
Bei der Herstellung von Baustoffen, insbesondere von Trockenmörtel, spielt Celluloseether eine unersetzliche Rolle, insbesondere bei der Herstellung von Spezialmörtel (modifiziertem Mörtel) ist er ein unverzichtbarer und wichtiger Bestandteil.
Viskosität, Dosierung, Umgebungstemperatur und Molekularstruktur von Celluloseether haben großen Einfluss auf dessen Wasserrückhaltevermögen. Unter gleichen Bedingungen gilt: Je höher die Viskosität des Celluloseethers, desto besser das Wasserrückhaltevermögen; je höher die Dosierung, desto besser das Wasserrückhaltevermögen. Normalerweise kann eine kleine Menge Celluloseether das Wasserrückhaltevermögen von Mörtel deutlich verbessern. Wenn die Dosierung einen bestimmten Wert erreicht und der Grad der Wasserrückhaltung zunimmt, verlangsamt sich die Tendenz der Wasserrückhalterate; wenn die Umgebungstemperatur steigt, nimmt das Wasserrückhaltevermögen von Celluloseether normalerweise ab, aber einige modifizierte Celluloseether weisen auch bei hohen Temperaturen ein besseres Wasserrückhaltevermögen auf; Fasern mit geringerem Substitutionsgrad weisen ein besseres Wasserrückhaltevermögen auf.
Die Hydroxylgruppe am Celluloseethermolekül und das Sauerstoffatom an der Etherbindung verbinden sich mit dem Wassermolekül und bilden eine Wasserstoffbrücke, wodurch freies Wasser in gebundenes Wasser umgewandelt wird. Dadurch wird die Wasserspeicherung verbessert. Durch die gegenseitige Diffusion von Wassermolekülen und Celluloseethermolekülkette können Wassermoleküle in das Innere der makromolekularen Kette des Celluloseethers gelangen und starken Bindungskräften ausgesetzt sein. Dadurch bilden sich freies Wasser und gebundenes Wasser, und die Wasserspeicherung des Zementschlamms wird verbessert. Celluloseether verbessert den frischen Zementschlamm. Die rheologischen Eigenschaften, die poröse Netzwerkstruktur und der osmotische Druck bzw. die filmbildenden Eigenschaften des Celluloseethers behindern die Diffusion von Wasser.
Verdickung und Thixotropie
Celluloseether verleiht dem Nassmörtel eine hervorragende Viskosität, wodurch die Bindung zwischen Nassmörtel und Grundschicht deutlich erhöht und die Standfestigkeit des Mörtels verbessert wird. Celluloseether wird häufig in Putzmörtel, Ziegelmörtel und Außenwanddämmsystemen eingesetzt. Die verdickende Wirkung von Celluloseether kann zudem die Dispersionsbeständigkeit und Homogenität frisch gemischter Materialien erhöhen, Materialablösung, Entmischung und Ausbluten verhindern und in Faserbeton, Unterwasserbeton und selbstverdichtendem Beton eingesetzt werden.
Die verdickende Wirkung von Celluloseether auf zementbasierte Materialien beruht auf der Viskosität der Celluloseetherlösung. Unter gleichen Bedingungen gilt: Je höher die Viskosität des Celluloseethers, desto besser die Viskosität des modifizierten zementbasierten Materials. Eine zu hohe Viskosität beeinträchtigt jedoch die Fließfähigkeit und die Verarbeitbarkeit des Materials (z. B. beim Anhaften eines Spachtels). Fließmörtel und selbstverdichtender Beton, die eine hohe Fließfähigkeit erfordern, benötigen Celluloseether mit niedriger Viskosität. Darüber hinaus erhöht die verdickende Wirkung von Celluloseether den Wasserbedarf zementbasierter Materialien und erhöht die Mörtelausbeute.
Wässrige Lösungen von hochviskosem Celluloseether weisen eine hohe Thixotropie auf, die ebenfalls ein wichtiges Merkmal von Celluloseether ist. Wässrige Lösungen von Methylcellulose weisen unterhalb ihrer Geltemperatur üblicherweise eine pseudoplastische und nicht-thixotrope Fließfähigkeit auf, zeigen jedoch bei niedrigen Schergeschwindigkeiten newtonsche Fließeigenschaften. Die Pseudoplastizität steigt mit zunehmendem Molekulargewicht oder der Konzentration des Celluloseethers, unabhängig von der Art und dem Grad der Substitution. Daher weisen Celluloseether gleicher Viskositätsklasse (MC, HPMC, HEMC) stets die gleichen rheologischen Eigenschaften auf, solange Konzentration und Temperatur konstant gehalten werden. Bei erhöhter Temperatur bilden sich Strukturgele, und es kommt zu stark thixotropen Fließeigenschaften.
Hochkonzentrierte und niedrigviskose Celluloseether weisen selbst unterhalb der Geltemperatur Thixotropie auf. Diese Eigenschaft ist von großem Nutzen für die Regulierung von Nivellierung und Absacken im Baumörtel. Dabei ist zu beachten, dass die Wasserretention umso besser ist, je höher die Viskosität des Celluloseethers ist. Gleichzeitig steigt jedoch auch das relative Molekulargewicht des Celluloseethers und damit dessen Löslichkeit, was sich negativ auf die Mörtelkonzentration und die Bauleistung auswirkt.
Luftporenbildner
Celluloseether hat eine deutliche luftporenbildende Wirkung auf frische zementbasierte Materialien. Celluloseether besitzt sowohl hydrophile Gruppen (Hydroxygruppen, Ethergruppen) als auch hydrophobe Gruppen (Methylgruppen, Glukoseringe) und ist ein Tensid mit Oberflächenaktivität, das somit eine luftporenbildende Wirkung hat. Die luftporenbildende Wirkung von Celluloseether erzeugt einen „Balleffekt“, der die Verarbeitungseigenschaften frisch gemischter Materialien verbessern kann, z. B. die Plastizität und Glätte des Mörtels während der Verarbeitung erhöht, was die Ausbreitung des Mörtels begünstigt. Dies erhöht auch die Mörtelproduktion und senkt die Mörtelproduktionskosten. Gleichzeitig erhöht es die Porosität des ausgehärteten Materials und verringert dessen mechanische Eigenschaften wie Festigkeit und Elastizitätsmodul.
Als Tensid wirkt Celluloseether zudem benetzend oder schmierend auf Zementpartikel, was neben der Luftporenbildung auch die Fließfähigkeit zementbasierter Materialien erhöht. Die Verdickungswirkung verringert jedoch die Fließfähigkeit. Die Fließfähigkeit ist eine Kombination aus plastifizierenden und verdickenden Effekten. Bei einem sehr geringen Celluloseether-Gehalt liegt die Hauptwirkung in der Plastifizierung bzw. Wasserreduzierung. Bei einem hohen Celluloseether-Gehalt nimmt die Verdickungswirkung des Celluloseethers rasch zu, und seine Luftporenbildungswirkung tendiert zur Sättigung. Dies äußert sich in einer Verdickungswirkung bzw. einem erhöhten Wasserbedarf.
Verzögerung
Celluloseether verlängern die Abbindezeit von Zementleim oder Mörtel und verzögern die Hydratationskinetik des Zements, was sich positiv auf die Verarbeitbarkeitszeit frisch gemischter Materialien, die Verbesserung der Mörtelkonsistenz und den Verlust des Betonausbreitungsmaßes im Laufe der Zeit auswirkt, aber auch zu einer Verzögerung des Baufortschritts führen kann.
Veröffentlichungszeit: 24. Februar 2023