Celluloseether in Fliesenkleber

1 Einleitung

Zementbasierter Fliesenkleber ist derzeit der am häufigsten verwendete Spezialtrockenmörtel. Er besteht hauptsächlich aus Zement und wird durch abgestufte Zuschlagstoffe, Wasserrückhaltemittel, Schnellverfestiger, Latexpulver und weitere organische und anorganische Zusatzstoffe ergänzt. Normalerweise muss er nur mit Wasser angerührt werden. Im Vergleich zu normalem Zementmörtel verbessert er die Haftfestigkeit zwischen Verblendmaterial und Untergrund erheblich und weist eine gute Rutschfestigkeit sowie ausgezeichnete Wasser- und Feuchtigkeitsbeständigkeit auf. Er wird hauptsächlich zum Verkleben von Dekorationsmaterialien wie Innen- und Außenwandfliesen, Bodenfliesen usw. verwendet. Er wird häufig für Innen- und Außenwände, Fußböden, Badezimmer, Küchen und andere Dekorationszwecke verwendet. Er ist derzeit das am häufigsten verwendete Fliesenklebematerial.

Bei der Beurteilung der Leistung eines Fliesenklebers achten wir in der Regel nicht nur auf seine Betriebsleistung und Rutschfestigkeit, sondern auch auf seine mechanische Festigkeit und Öffnungszeit. Celluloseether im Fliesenkleber beeinflusst nicht nur die rheologischen Eigenschaften des Porzellanklebers, wie z. B. die Laufruhe, das Kleben von Messern usw., sondern hat auch einen starken Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des Fliesenklebers.

2. Der Einfluss auf die Öffnungszeit des Fliesenklebers

Einige Datenmodelle zeigen, dass Gummipulver und Celluloseether beim gleichzeitigen Vorhandensein in Nassmörtel eine höhere kinetische Energie besitzen, um sich an Zementhydratationsprodukte anzulagern. Celluloseether ist in der interstitiellen Flüssigkeit stärker vorhanden, was sich stärker auf die Mörtelviskosität und die Abbindezeit auswirkt. Die Oberflächenspannung von Celluloseether ist höher als die von Gummipulver. Eine stärkere Anreicherung von Celluloseether an der Mörteloberfläche fördert die Bildung von Wasserstoffbrücken zwischen der Grundoberfläche und dem Celluloseether.

Im nassen Mörtel verdunstet das Wasser im Mörtel und der Celluloseether reichert sich an der Oberfläche an. Innerhalb von 5 Minuten bildet sich auf der Mörteloberfläche ein Film, der die nachfolgende Verdunstungsrate verringert, da mehr Wasser aus der dickeren Mörtelschicht entfernt wird. Ein Teil davon wandert in die dünnere Mörtelschicht und der zu Beginn gebildete Film wird teilweise aufgelöst. Die Migration des Wassers führt zu einer stärkeren Anreicherung des Celluloseethers auf der Mörteloberfläche.

Daher hat die Filmbildung von Celluloseether auf der Mörteloberfläche einen großen Einfluss auf die Leistung des Mörtels. 1) Der gebildete Film ist zu dünn und löst sich zweimal auf, wodurch die Wasserverdunstung nicht begrenzt und die Festigkeit verringert wird. 2) Der gebildete Film ist zu dick, die Celluloseetherkonzentration in der Mörtelzwischenflüssigkeit ist hoch und die Viskosität ist hoch, sodass der Oberflächenfilm beim Verkleben der Fliesen nicht leicht bricht. Es ist ersichtlich, dass die filmbildenden Eigenschaften von Celluloseether einen großen Einfluss auf die offene Zeit haben. Die Art des Celluloseethers (HPMC, HEMC, MC usw.) und der Veretherungsgrad (Substitutionsgrad) wirken sich direkt auf die filmbildenden Eigenschaften des Celluloseethers sowie auf die Härte und Zähigkeit des Films aus.

3. Der Einfluss auf die Ziehkraft

Celluloseether verleiht Mörtel nicht nur die oben genannten vorteilhaften Eigenschaften, sondern verzögert auch die Hydratationskinetik von Zement. Dieser Verzögerungseffekt beruht hauptsächlich auf der Adsorption von Celluloseethermolekülen an verschiedenen Mineralphasen im zu hydratisierenden Zementsystem. Generell wird jedoch angenommen, dass Celluloseethermoleküle hauptsächlich an Wasser, wie z. B. CSH und Calciumhydroxid, adsorbiert werden. Bei chemischen Produkten adsorbiert Celluloseether nur selten an der ursprünglichen Mineralphase des Klinkers. Darüber hinaus verringert Celluloseether die Ionenbeweglichkeit (Ca2+, SO42-, …) in der Porenlösung aufgrund der erhöhten Viskosität der Porenlösung und verzögert so den Hydratationsprozess zusätzlich.

Die Viskosität ist ein weiterer wichtiger Parameter, der die chemischen Eigenschaften von Celluloseether widerspiegelt. Wie bereits erwähnt, beeinflusst die Viskosität hauptsächlich das Wasserrückhaltevermögen und hat zudem einen erheblichen Einfluss auf die Verarbeitbarkeit des Frischmörtels. Experimentelle Studien haben jedoch gezeigt, dass die Viskosität von Celluloseether nahezu keinen Einfluss auf die Hydratationskinetik von Zement hat. Das Molekulargewicht hat kaum Einfluss auf die Hydratation, und der maximale Unterschied zwischen verschiedenen Molekulargewichten beträgt nur 10 min. Daher ist das Molekulargewicht kein Schlüsselparameter zur Steuerung der Zementhydratation.

Die Retardierung von Celluloseether hängt von seiner chemischen Struktur ab. Bei MHEC gilt allgemein: Je höher der Methylierungsgrad, desto geringer die Retardierungswirkung. Zudem ist die Retardierungswirkung hydrophiler Substitutionen (z. B. durch HEC) stärker als die hydrophober Substitutionen (z. B. durch MH, MHEC, MHPC). Die Retardierungswirkung von Celluloseether wird hauptsächlich von zwei Parametern beeinflusst: Art und Menge der Substituentengruppen.

Unsere systematischen Experimente zeigten außerdem, dass der Substituentengehalt eine wichtige Rolle für die mechanische Festigkeit von Fliesenklebern spielt. Wir bewerteten die Leistung von HPMC mit unterschiedlichem Substitutionsgrad in Fliesenklebern und testeten die Auswirkungen von Celluloseethern mit unterschiedlichen Gruppen unter verschiedenen Aushärtungsbedingungen auf die mechanischen Eigenschaften von Fliesenklebern.

Im Test betrachten wir HPMC, einen zusammengesetzten Ether, also müssen wir die beiden Bilder zusammenfügen. HPMC benötigt einen bestimmten Absorptionsgrad, um seine Wasserlöslichkeit und Lichtdurchlässigkeit sicherzustellen. Wir kennen den Gehalt an Substituenten. Dieser bestimmt auch die Geltemperatur von HPMC, die wiederum die Verwendungsumgebung von HPMC bestimmt. Auf diese Weise wird auch der üblicherweise anwendbare Gruppengehalt von HPMC innerhalb eines Bereichs festgelegt. In diesem Bereich wird untersucht, wie Methoxy- und Hydroxypropoxygruppen kombiniert werden müssen, um die beste Wirkung zu erzielen. Abbildung 2 zeigt, dass innerhalb eines bestimmten Bereichs eine Erhöhung des Gehalts an Methoxygruppen zu einer geringeren Auszugsfestigkeit führt, während eine Erhöhung des Gehalts an Hydroxypropoxygruppen zu einer Erhöhung der Auszugsfestigkeit führt. Die Öffnungszeiten haben einen ähnlichen Effekt.

Die Veränderung der mechanischen Festigkeit unter Offenzeitbedingungen entspricht der unter normalen Temperaturbedingungen. HPMC mit hohem Methoxyl- (DS) und niedrigem Hydroxypropoxyl- (MS) Gehalt weist eine gute Filmzähigkeit auf, beeinträchtigt jedoch im Gegenteil die Benetzungseigenschaften des Nassmörtels.