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Anwendungen von redispergierbarem Polymerpulver

In Trockenmörtelprodukten sind zwei zementhaltige Materialsysteme, Zement und redispergierbares Polymerpulver, eine ideale Ergänzung. Durch die Kombination der beiden in Trockenmörtelprodukten lassen sich erhebliche Synergieeffekte erzielen. Jedes Zementmaterial, das allein verwendet wird, kann unerreichbare Eigenschaften haben, die es ermöglichen, polymermodifizierten Mörtel bei verschiedenen besonderen Anlässen zu verwenden, und die offensichtliche Vorteile bei der Qualitätskontrolle, den Bauarbeiten, der Lagerung und dem Umweltschutz haben.

1. Klebemörtel für Fliesen

Keramikfliesen sind langlebig, wasserfest, leicht zu reinigen und haben gute dekorative und funktionale Eigenschaften. Sie werden heute in großem Umfang für Innen- und Außenbereiche wie Wände, Böden, Decken, Küchen, Bäder und Schwimmbäder verwendet.

Die Dickschichtbauweise ist die traditionelle Art der Verlegung von Keramikfliesen, d. h. es wird zunächst gewöhnlicher Mörtel auf die Rückseite der Keramikfliesen aufgetragen und dann auf die Grundschicht gepresst. Die Dicke der Mörtelschicht beträgt etwa 10 mm bis 30 mm. Obwohl sich diese Verlegetechnik sehr gut für unebene Untergründe eignet, hat sie offensichtliche Nachteile:

• Die Effizienz beim Verkleben von Keramikfliesen könnte gering sein.
• Die technischen Anforderungen an das Baupersonal sind hoch.
• Die Flexibilität des Klebemörtels erhöht die Gefahr des Herabfallens.
• Es ist schwierig, die Qualität des Mörtels auf der Baustelle streng zu kontrollieren.

Aufgrund der bestehenden Unzulänglichkeiten ist diese Bautechnik nur für Keramikfliesen mit hoher Wasseraufnahme geeignet. Die keramischen Fliesen müssen vor dem Verkleben in Wasser eingeweicht werden, um eine ausreichende Klebekraft zu erreichen.

Aufgrund der Modifikation von redispergierbarem Polymerpulver und Celluloseether hat dieser Fliesenklebemörtel eine gute Haftung auf verschiedenen Grundschichten (einschließlich vollkeramischer Fliesen mit unzureichender Wasseraufnahme) und Oberflächenschichten. Er hat eine gute Fugenleistung und Flexibilität, um durch Temperaturunterschiede und andere Faktoren verursachte Spannungen von der Oberfläche zu absorbieren, sowie eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Durchbiegung. Es kann innerhalb einer ausreichend langen Öffnungszeit dünnschichtig verlegt werden, und es ist nicht erforderlich, die Fliesen vorher mit Wasser zu befeuchten. Die Baugeschwindigkeit wird beschleunigt, diese Bauweise ist einfach zu handhaben, und die Bauqualität lässt sich vor Ort leicht kontrollieren.

Die Funktionen des frischen, mit redispergierbarem Polymerpulver hergestellten Klebemörtels für Fliesen sind die Verlängerung der Verarbeitungszeit und der einstellbaren Zeit, die Verbesserung der Wasserrückhalteleistung, um die Hydratation des Zements zu gewährleisten; speziell modifiziertes redispergierbares Polymerpulver kann die Widerstandsfähigkeit gegen Drapierbarkeit verbessern; einfaches Auftragen auf den Untergrund und einfaches Eindrücken der Fliesen in den Kleber zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit. Der mit redispergierbarem Polymerpulver formulierte Klebemörtel für Keramikfliesen haftet gut auf verschiedenen Untergründen (einschließlich Mörtel, Holz, alten Fliesen und PVC) und hat eine gute Verformungsfähigkeit unter verschiedenen klimatischen Bedingungen.

2. Außenwand-Dämmsystem

Exterior Insulation and Finishing Systems (EIFS) sind mehrschichtige Außenwandsysteme, die das Eindringen von Feuchtigkeit in Innenwände verhindern und gleichzeitig eine hervorragende Energieeffizienz sowie architektonische Gestaltungsfreiheit und Kreativität bieten. Dieses System wird zunehmend in Wärmedämmverbundsystemen für Gebäudeaußenwände eingesetzt. Das System kombiniert Wärmedämmplatten wie extrudiertes Polystyrol (XPS). Geformte Polystyrolplatten (EPS) werden auf die Grundschicht geklebt, dann mit einer schützenden Mörtelschicht bedeckt, in die ein Glasfasernetz eingebettet ist, und schließlich wird die dekorative Deckschicht hergestellt.

Der mit redispergierbarem Polymerpulver modifizierte Klebemörtel im Außenwanddämmsystem ist Klebemörtel, Schutzmörtel und Dekorationsmörtel, der als Klebemörtel verwendet wird, um die Polystyrolplatte an der Wand zu befestigen und gleichzeitig die Polystyrolplatte zu schützen und die Alterung durch klimatische Bedingungen zu verhindern. Die Schicht sollte etwa 3 mm dick sein. Sie besteht aus alkalibeständigem Glasfasernetz als Verstärkungsmaterial. Der mit redispergierbarem Polymerpulver modifizierte Schutzmörtel wird auf die Oberflächenschicht der Polystyrolplatte aufgetragen und schließlich mit einem 2 mm bis 3 mm dicken, mit redispergierbarem Polymerpulver modifizierten Dekorationsmörtel als dekorative und schützende Oberflächenschicht überzogen.

Für das redispergierbare Polymerpulver, das im Außenwanddämmsystem modifiziert wird, ist die wichtigste Leistung die Haftfestigkeit mit dem Grundmaterial oder der Polystyrolplatte; für den Putzmörtel ist die wichtigste Leistung die Haftfestigkeit mit der Polystyrolplatte, eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit und eine geringe Wasseraufnahme nach der Mischung mit dem alkalibeständigen Glasfasergewebe. Das schwächste Glied im Außenwanddämmsystem ist die Klebefläche zwischen der Polystyrolplatte und dem Mörtel. Bei konkreten Projekten ist das wahrscheinlichste Problem die Rissbildung in der Deckschicht. Der mit re-dispergierbarem Polymerpulver modifizierte Mörtel mit der Polystyrolplatte, die wasserbeständige Haftfestigkeit, die Schlagfestigkeit, die eng mit der Rissfestigkeit des Systems zusammenhängt, und die Wasseraufnahme des Systems können alle relevanten Anforderungen erfüllen. Ethylen-Vinylacetat-Copolymere mit hohem Ethylengehalt und damit niedrigen Tg-Werten (Glasübergangstemperatur) dominieren seit jeher die Formulierung von Klebe- und Putzmörteln für Wärmedämmverbundsysteme. EVA-Polymere mit hohem Ethylengehalt haben eine ausgezeichnete Flexibilität, eine grundlegende Eigenschaft für Putzmörtel, um eine hohe Schlagfestigkeit zu erreichen. Dieses re-dispergierbare Polymerpulver bietet hervorragende Klebeeigenschaften in Mörteln für expandierte Polystyrolplatten (extrudierte Polystyrolplatten) unter trockenen, feuchten und Frost-Tau-Bedingungen. EVA-Polymerpulver mit hohem Ethylengehalt sind die wirtschaftlichste Wahl, da sie bei relativ geringer Dosierung eine gute Leistung erbringen können.

Im Außenwanddämmsystem bewirkt das redispergierbare Polymerpulver im ausgehärteten Mörtel: gute Haftung auf Polystyrolplatten und anderen Untergründen, ausgezeichnete Flexibilität und Schlagfestigkeit, ausgezeichnete Wasserdampfdurchlässigkeit, gute Hydrophobie und Witterungsbeständigkeit; im frischen Mörtel verlängert es die Verarbeitungszeit und verbessert das Wasserrückhaltevermögen, um die Hydratation des Zements sicherzustellen und die Verarbeitbarkeit zu verbessern.

3. Selbstnivellierender Mörtel

Zu den Bodenkonstruktionen aus selbstnivellierendem Mörtel gehören hauptsächlich schwimmende Bodenkonstruktionssysteme und Verbundbodenkonstruktionssysteme. Der schwimmende Boden wird auf der Schalldämmschicht verlegt, ohne Kontakt mit dem tragenden Boden oder den Wänden des Gebäudes. Unter dem endgültigen Bodenbelag (z. B. Teppich, PVC-Boden oder Holzboden) wird häufig eine dünne Schicht selbstnivellierenden Bodenmaterials zum Ausgleich verwendet. Bei der Konstruktion von Verbundböden wird im Allgemeinen keine Schallschutzschicht verwendet. Stattdessen wird eine dickere pumpfähige selbstnivellierende Bodenschicht auf dem tragenden Boden verlegt, die direkt auf die Ausgleichsschicht aufgebracht wird.

Selbstnivellierender Mörtel hat hohe Anforderungen. Er sollte im frisch gemischten Zustand hervorragende Fließeigenschaften aufweisen und möglichst wenig Anmachwasser benötigen. Er sollte kein Ausbluten oder Absetzen aufweisen, ausgezeichnete Selbstheilungseigenschaften haben und lange Öffnungs- und Verarbeitungszeiten. Die Festigkeit sollte nach ausreichender Öffnungszeit schnell ansteigen, und es sollte eine gute Adhäsion und Kohäsion zur Tragschicht, eine hohe Biegefestigkeit, eine hohe Verschleißfestigkeit und eine geringe Schrumpfung oder Ausdehnung im ausgehärteten Zustand aufweisen. Zusätzlich zu Kasein oder synthetischen wasserreduzierenden Mitteln, die häufig in selbstnivellierenden Mörteln verwendet werden, um die erforderliche Fließfähigkeit zu erreichen, muss auch redispergierbares Polymerpulver zur Modifizierung hinzugefügt werden, um die Fließfähigkeit, Kohäsion und Adhäsionseigenschaften von selbstnivellierenden Mörteln sowie die strengen Anforderungen an die Biegefestigkeit zu erfüllen.

 Zusammensetzung des redispergierbaren Polymerpulvers

Redispergierbares Polymerpulver ist in der Regel weiß, es gibt aber auch einige andere Farben. Seine Hauptbestandteile sind wie folgt:

Polymerharz: Es befindet sich im Kern der Polymerpulverpartikel und ist auch der Hauptbestandteil von redispergierbarem Polymerpulver, wie Ethylenvinylacetat (EVA), Polyacrylat (PAE) usw.

Zusatzstoffe (intern): Sie haben die Aufgabe, das Harz zu modifizieren. Zum Beispiel können Weichmacher die Filmbildungstemperatur des Harzes verringern. Normalerweise müssen Ethylen-Vinylacetat-Copolymerharze nicht mit Weichmachern versetzt werden, und nicht jedes redispergierbare Polymerpulver erfordert Zusatzstoffe.

Schutzkolloid: Eine Schicht aus hydrophilem Material, die auf die Oberfläche von Redispersionspulverpartikeln aufgetragen wird. Das Schutzkolloid der meisten Redispersible Polymer-Pulver ist Polyvinylalkohol.

Zusatzstoffe (extern): Es werden zusätzliche Stoffe hinzugefügt, um die Leistung des Redispersionspulvers weiter zu erhöhen. So wird beispielsweise einigen fließfähigen Gummipulvern das Super-Wasserreduziermittel zugesetzt. Wie bei den internen Zusatzstoffen kann nicht jede Art von Zusatzstoff hinzugefügt werden. Redispergierbares Polymerpulver enthält diese Art von Zusatzstoffen.

Antibackmittel: Antibackmittel ist ein feiner mineralischer Füllstoff, der hauptsächlich verwendet wird, um zu verhindern, dass redispergierbares Polymerpulver während der Lagerung und des Transports verklumpt, und um das Fließen des redispergierbaren Polymerpulvers zu erleichtern (Auskippen aus Papiersäcken oder Tankwagen).

Herstellungsverfahren für redispergierbares Polymerpulver

Die Herstellung von redispergierbarem Polymerpulver gliedert sich hauptsächlich in zwei Schritte: Polymerisation und Emulsionstrocknung.

(1) Polymerisation der Emulsion

Die bei der Emulsionspolymerisation verwendeten Monomere bestimmen die Art des redispergierbaren Polymerpulvers. Bei den Polymermonomeren, aus denen Redispersible Polymerpulver hergestellt werden, handelt es sich hauptsächlich um ethylenisch ungesättigte Monomere, darunter verschiedene Vinyl- und Acrylester. Da das redispergierbare Polymerpulver vor allem für Baumaterialien und Klebstoffe verwendet wird, hat Vinylacetatpolymer die Vorteile eines niedrigen Preises, einer hohen Haftfestigkeit, Ungiftigkeit und Unschädlichkeit sowie einer sicheren und bequemen Herstellung und Verwendung. Es wird in beträchtlichen Mengen in Polymeremulsionen in Baumaterialien und Klebstoffen verwendet.

Im Allgemeinen gibt es keine besonderen Einschränkungen hinsichtlich der Polymerisationsmethode der Emulsion, die zur Herstellung von redispergierbarem Polymerpulver verwendet wird. Es können verschiedene Emulsionspolymerisationsverfahren unter Verwendung von Wasser als Dispersionsmedium angewandt werden, aber die meisten empfehlen eine kontinuierliche oder halbkontinuierliche Emulsionspolymerisation. Im Allgemeinen werden Schutzkolloide und anionische oder nichtionische Emulgatoren oder keine Emulgatoren verwendet. Der Feststoffgehalt der durch die Herstellung von redispergierbarem Polymerpulver gewonnenen Polymeremulsion beträgt in der Regel 40 bis 60 %, der je nach Leistung des Trockners, den Anforderungen an die Produktleistung und anderen vor dem Trocknen benötigten Zusatzstoffen entsprechend angepasst werden kann. Bei Ethylen-Vinylacetat sollte die Copolymer-Emulsion auf weniger als 40 % verdünnt werden. Um die Dispergierbarkeit des redispergierbaren Polymerpulvers zu verbessern und eine Agglomeration während der Trocknung und Lagerung zu verhindern, sollten im Allgemeinen vor der Trocknung Schutzkolloide oder Tenside (Emulgatoren) zugesetzt werden. Das redispergierbare Polymerpulver hat eine starke Hydrophilie und ist empfindlich gegenüber Alkalien. Das am häufigsten verwendete Schutzkolloid ist teilweise hydrolysierter Polyvinylalkohol. Polyvinylalkohol enthält viele Hydroxylgruppen und hat eine schlechte Wasserbeständigkeit.

Außerdem hat Vinylacetatpolymer aufgrund seiner polaren Ester- und Carboxylgruppen eine schlechte Wasserbeständigkeit in kochendem Wasser. In Redispergierbares Polymerpulver , das PVA und Carboxylgruppen enthält, können mehrwertige Metallsalze zugesetzt werden, um die Wasserbeständigkeit, insbesondere die Heißwasserbeständigkeit, zu verbessern, da PVA und Carboxylgruppen mit Metallsalzen reagieren können und in Wasser unlöslich werden. Aldehyde können auch zugesetzt werden, um PVA zu Acetal zu machen und seine Wasseraufnahme in der Emulsion zu verringern. Neben PVA können auch andere Schutzkolloide mit guter Wasserbeständigkeit verwendet werden, um die Wasserbeständigkeit des Produkts zu gewährleisten, z. B. Polyacrylsäure und modifizierte Polyacrylsäure.

Bevor die Emulsion getrocknet wird, können andere Zusatzstoffe wie Entschäumer, Verdickungsmittel und Hydrophobierungsmittel zusammen mit der Emulsionsdispersion getrocknet werden.

(2) Trocknung der Emulsion

Die Sprühtrocknung ist die am häufigsten verwendete Trocknungsmethode zur Herstellung von redispergierbarem Polymerpulver. Vakuumtrocknung und Gefriertrocknung können ebenfalls verwendet werden.

Die Trocknung ist ein problematischer Punkt bei der Herstellung von redispergierbarem Polymerpulver. Nicht alle Emulsionen können in redispergierbares Polymerpulver umgewandelt werden, da diese thermoplastischen Polymeremulsionen, die bei Raumtemperatur Filme bilden oder sogar klebrig werden können, bei hohen Temperaturen verarbeitet und in ein frei fließendes Pulver umgewandelt werden müssen. Der Durchmesser der Emulsionspartikel in der Emulsionsdispersion liegt bei wenigen Mikrometern. Während des Sprühtrocknungsprozesses agglomerieren die Polymerpartikel, so dass die Partikelgröße des redispergierbaren Polymerpulvers normalerweise zwischen 10 μm und 500 μm liegt. Wir untersuchten es mit einem Rasterelektronenmikroskop (SEM). ) ist zu erkennen, dass die Latexpartikel kondensieren und eine hohle Struktur bilden. Nachdem das redispergierbare Polymerpulver redispergiert wurde, liegt der Durchmesser der Polymerpartikel im Allgemeinen zwischen 0,1 μm und 5 μm. Da das redispergierbare Polymerpulver dispergiert ist, ist die Größenverteilung der Latexpartikel in der Redispergierflüssigkeit der wichtigste Qualitätsindikator für das redispergierbare Polymerpulver. Zum einen bestimmt sie die Bindungsfähigkeit des redispergierbaren Polymerpulvers und seine verschiedenen Wirkungen als Zusatzstoff. Daher sollten geeignete Dispersions- und Trocknungsmethoden gewählt werden, um zu versuchen, die Partikelgröße der redispergierten Flüssigkeit derjenigen der ursprünglichen Emulsion anzugleichen. Verteilung, um sicherzustellen, dass die Eigenschaften der Redispersion denen der ursprünglichen Emulsion ähnlich sind.

Die meisten redispergierbaren Polymerpulver werden in einem Gleichstrom-Sprühtrocknungsverfahren getrocknet, d. h. die Bewegungsrichtung des Pulvers entspricht der der Heißluft. Einige verwenden auch ein Gegenstrom-Sprühtrocknungsverfahren, wobei als Trocknungsmedium im Allgemeinen Luft oder Stickstoff verwendet wird. Da Polymerpartikel während der Sprühtrocknung zu Problemen wie Koagulation und Verfärbung neigen, müssen die Emulsionszusätze, die Dispersionsbedingungen, der Feststoffgehalt der Emulsion, die Sprühform, der Sprühdruck, die Tröpfchengröße, die Temperatur der ein- und ausströmenden Heißluft, die Windgeschwindigkeit und andere Prozessfaktoren streng kontrolliert werden. Im Allgemeinen sind die Wirkung und die Wärmenutzungsrate von Doppel- oder Mehrfachdüsen besser als die einer einzelnen Düse. Im Allgemeinen liegt der Druck der Düse bei etwa 4 x 105 Pa, die Temperatur des Heißlufteintritts liegt zwischen 100 und 250 °C, und die Austrittstemperatur beträgt etwa 80 °C. Die Zugabe von Kaolin, Diatomeenerde, Talkumpuder und anderen inerten mineralischen Antibackmitteln kann das Zusammenbacken verhindern. Wird das Antibackmittel jedoch vor dem Trocknen zugesetzt, kann es von den Polymeren in Mikrokapseln eingewickelt werden und seine Wirkung verlieren. Die Emulsion wird separat von oben auf den Trockner gesprüht, aber sie geht leicht mit dem Luftstrom verloren und verkrustet auf dem Trockner und den Förderleitungen. Besser ist es, die Emulsion in zwei Teilen zuzugeben und einen Teil mit Druckluft in den oberen Teil des Trockners zu sprühen. Der andere Teil wird mit kalter Luft von unten zugeführt. Um eine Agglomeration zu verhindern, kann der verbleibende Teil während der Emulsionspolymerisation verseift werden, wenn die Polymerisation 80 % bis 90 % erreicht, oder es kann Melamin-Formaldehyd-Kondensat zur Emulsion hinzugefügt werden. Oder man verwendet eine Emulgatorlotion.

 Redispergierbares Polymerpulver

Es gibt zwei Systeme von zementhaltigen Materialien, nämlich anorganische zementhaltige Materialien und organische zementhaltige Materialien. Anorganische zementartige Stoffe wie Zement können Aggregate zu einem starren Gerüst verbinden, während organische zementartige Stoffe dem starren Gerüst Kohäsionseigenschaften und ein dynamisches Verhalten verleihen sowie die Bindung an schwer zu bindende Substrate verbessern können.

Synthetische Polymeremulsionen werden zur Modifizierung von Mörtel verwendet, der als Zweikomponentensystem bezeichnet wird, d. h. mineralisches Klebepulver in Säcken und flüssiger Polymerkleber in Behältern. Bei der praktischen Anwendung dieser Art von polymermodifiziertem Zweikomponenten-Zementmörtel besteht immer noch das Problem, dass es schwierig ist, die Menge der zugegebenen Polymeremulsion genau zu kontrollieren, wenn die Menge zu hoch oder zu niedrig ist, was die technischen Eigenschaften der Mörtelleistung verändert und dazu führt, dass die Mörtelleistung nicht den Anforderungen entspricht. Zusätzlich zu den Schwierigkeiten und Risiken bei der Handhabung stellen Zweikomponentenprodukte auch Kosten- und Logistikprobleme dar. Aufgrund der oben genannten Probleme bei der Modifizierung von Mörtel durch Polymeremulsionen wird die Entwicklung und Anwendung von redispergierbaren Polymerpulverprodukten gefördert. Der mit redispergierbaren Polymerpulverprodukten hergestellte Einkomponenten-Trockenmörtel erleichtert die Bauarbeiten, die Verpackung, die Lagerung und den Transport und ist außerdem sehr vorteilhaft für den Schutz der Umwelt.

1. Arten und Leistungsanforderungen von Redispergierbarem Polymerpulver

Redispergierbares Polymerpulver bezieht sich auf eine sprühgetrocknete Polymeremulsion und wird anschließend verarbeitet und als eine Art organisches Geliermittel mit Haftung und Flexibilität eingesetzt. Es wird hauptsächlich im Bauwesen verwendet, insbesondere bei Trockenmörtel, um die Kohäsion zu erhöhen.

Zu den gängigen Arten von redispergierbarem Polymerpulver auf dem Markt gehören Ethylen- und Vinylacetat-Copolymerpulver (EVA), ternäres Ethylen-, Vinylchlorid- und Vinyllaurat-Copolymerpulver (E/VC/VL), ternäres Vinylacetat- und Ethylen-Vinylester-Vinylester-Copolymerpulver (VAC/E/VeoVa), Vinylacetat-Homopolymer-Polymerpulver (PVAc) und reines Acrylpolymerpulver (PAE).

Ethylen-Vinylacetat-Copolymer-Pulver (EVA) ist weltweit führend und repräsentiert die technischen Merkmale von Redispergierbares Polymerpulver . Aufgrund seiner speziellen Erfahrung mit Polymeren, die zur Mörtelmodifizierung verwendet werden, ist es nach wie vor die beste technische Lösung.

Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von redispergierbarem Polymerpulver

Artikel	Index	Artikel	Index
Fester Inhalt	(99±1)	Hauptverteilung der kolloidalen Partikel	1～7
Aschegehalt	(10±2)	minimale Filmbildungstemperatur	0
Volumendichte	(490±50)	Filmauftritt	transparent, elastisch
Aussehen	Weißes Pulver	Ph-Wert	7～8
Schutzkolloid	Polyvinylalkohol
Partikelgröße	Größer als 400	Selbstverbrennung	225

Redispergierbares Polymerpulver kann mit anderen anorganischen Geliermitteln (z. B. Zement, Löschkalk, Gips usw.) sowie verschiedenen feinen Zuschlagstoffen, feinen Füllstoffen und anderen Zusatzstoffen (z. B. Methylhydroxypropylcelluloseether, Stärkeether, Cellulosefasern usw.) zu einem Trockenmischmörtel vermischt werden. Wenn der trockengemischte Mörtel in Wasser gegeben und unter hydrophilem Schutzkolloid und mechanischer Scherkraft gerührt wird, werden die Polymerpulverteilchen schnell genug im Wasser dispergiert, um sich gründlich zu verteilen und einen Film zu bilden. Bei der Anwendung von Trockenspritzbeton zu Reparaturzwecken beispielsweise wird der Trockenmörtel mit Redispersionspulver und Wasser auf der Bauoberfläche nur 0,1 Sekunden lang am Ende der Düse gemischt, was ausreicht, um das Redispersionspulver vollständig zu dispergieren und einen Film zu bilden. In diesem frühen Mischstadium hat das Polymerpulver bereits begonnen, die Rheologie und Verarbeitbarkeit des Mörtels zu beeinflussen. Aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzungen des Polymerpulvers, der Eigenschaften und der Modifikationen des Polymerpulvers selbst, werden die Auswirkungen zusätzlich sein, und einige haben Rheologie. Der Effekt der Denaturierung, während einige den Effekt der Erhöhung der Thixotropie haben. Der Mechanismus der Beeinflussung ergibt sich aus vielen Aspekten, einschließlich der Auswirkung der Affinität des redispergierbaren Polymerpulvers für Wasser während der Dispersion, der Auswirkung der unterschiedlichen Viskosität nach der Dispersion auf die Erhöhung des Luftgehalts des Mörtels und der Verteilung von Blasen. Aufgrund der Wirkung von Schutzkolloiden, der Wirkung auf Zement und Wasser, der Wechselwirkung zwischen Redispersible Polymer Pulver und anderen Additiven und der Wirkung der Wechselwirkung zwischen seinen Additiven und anderen Additiven, kurz gesagt, wird die Verwendung verschiedener Redispersible Polymer Pulver verschiedene Funktionen wie die Erhöhung der Fließfähigkeit, die Erhöhung der Thixotropie und die Erhöhung der Viskosität bewirken.

Es wird allgemein angenommen, dass der Mechanismus, durch den Redispergierbares Polymerpulver die Verarbeitbarkeit von Frischmörtel verbessert, darin besteht: Redispersible Polymer-Pulver erhöht in der Regel den Gasgehalt des Mörtels und schmiert dadurch den frischen Mörtel; vor allem seine Schutzkolloid, reagiert auf Wasser, wenn dispergiert die Affinität, und die anschließende Schlamm Viskosität, verbessert die Kohäsion des Bau-Mörtel und damit verbessert die Verarbeitbarkeit. Nachdem der frische Mörtel, der eine redispergierbare Polymer-Pulverdispersion enthält, gebildet wurde, nimmt die Feuchtigkeit auf drei Ebenen ab, nämlich durch die Absorption der Basisoberfläche, den Reaktionsverbrauch des hydraulischen Materials und die Verflüchtigung der Oberflächenschicht in die Luft, die Harzpartikel nähern sich allmählich an und die Schnittstelle wird langsam unscharf, die Harze verschmelzen und polymerisieren schließlich zu einem Film. Der Prozess, bei dem eines Tages ein kontinuierlicher Polymerfilm entsteht, findet hauptsächlich in den Poren des Mörtels und an der Oberfläche des Feststoffs statt.

Der Prozess der Polymerfilmbildung kann im Allgemeinen in drei Stufen unterteilt werden. In der ersten Phase bewegen sich die Polymerteilchen in der anfänglichen Emulsion frei in Brownscher Bewegung. Wenn das Wasser verdunstet, wird die Bewegung der Teilchen natürlich immer stärker eingeschränkt. Die Grenzflächenspannung zwischen Wasser und Luft führt dazu, dass sie sich allmählich aneinander angleichen. In der zweiten Phase verdunstet das netzartige Wasser durch Kapillaren, wenn die Teilchen beginnen, sich zu berühren. Die hohe Kapillarspannung, die auf die Partikeloberfläche ausgeübt wird, führt zur Verformung der Polymerkugeln und zu ihrer Verschmelzung. Das restliche Wasser füllt die Poren, und es bildet sich ein Film. Der dritte und letzte Schritt ist die Diffusion der Polymermoleküle, um einen wirklich kontinuierlichen Film zu bilden. Während der Filmbildung werden die isolierten, beweglichen Polymerteilchen zu einer neuen Filmphase mit hoher Zugspannung verfestigt. Damit das redispergierbare Polymerpulver im ausgehärteten Mörtel einen Film bilden kann, ist die Mindestfilmbildungstemperatur (MFT) erforderlich.

niedriger als die Aushärtungstemperatur des Mörtels. Wenn dieser Prozess irreversibel ist, wird der Polymerfilm nicht redispergiert, wenn er erneut auf Wasser trifft; das Schutzkolloid des Redispergierbaren Polymerpulvers – Polyvinylalkohol – muss vom Polymerfilmsystem getrennt werden, was in einem alkalischen Zementmörtelsystem kein Problem darstellt, da Polyvinylalkohol durch das von der Zementhydratation erzeugte Alkali verseift wird. Gleichzeitig kann die Adsorption von Quarzmaterial in Form von feinen Zuschlagstoffen dazu führen, dass der Polyvinylalkohol allmählich aus dem System verschwindet. Die Membran, die durch Dispergieren des vom System getrennten redispergierbaren Polymerpulvers ohne das hydrophile, wasserunlösliche Schutzkolloid gebildet wird, kann sowohl unter trockenen als auch unter langfristigen Wassereinlagerungsbedingungen funktionieren. Natürlich kann bei nicht alkalischen Techniken (wie Gips oder nur Füllstoffe) der Polyvinylalkohol, der teilweise noch im fertigen Polymerfilm vorhanden ist, die Wasserbeständigkeit des Polymerfilms beeinträchtigen, aber diese Systeme werden im Allgemeinen nicht verwendet. Wenn das Polymer über einen längeren Zeitraum in Wasser getaucht wird und seine einzigartigen mechanischen Eigenschaften beibehält, hat dies keinen Einfluss auf die Verwendung von redispergierbarem Polymerpulver in diesen Systemen.

Mit der Bildung des endgültigen Polymerfilms bildet sich im ausgehärteten Mörtel ein Gerüstsystem aus anorganischen und organischen Geliermitteln, das ein sprödes und hartes Skelett aus hydraulischen Materialien und Redispersibles Polymerpulver in den Fugen und festen Oberflächen ist – ein flexibles Netzwerk aus Filmen. Da die Zugfestigkeit des durch Latexpulver gebildeten Polymerharzfilms in der Regel um mehr als eine Größenordnung höher ist als die von Materialien auf Zementbasis, kann er die Zugfestigkeit des Mörtels erhöhen. Da die Flexibilität und die Verformungsfähigkeit des Polymers viel höher sind als die von Zement. Mit der starren Steinstruktur wird das Verformungsverhalten des Mörtels verbessert, und auch die Wirkung der Spannungsverteilung wird stark verbessert, wodurch sich die Rissfestigkeit des Mörtels erhöht.

Mit der Zunahme des redispergierbaren Polymerpulvers entwickelt sich das gesamte System in Richtung Kunststoff. Bei hochosmotischem Pulver übersteigt die Polymerphase im ausgehärteten Mörtel allmählich die anorganische Hydratationsproduktphase und den Mörtel. Es hat eine qualitative Veränderung stattgefunden, und es ist zu einem Elastomer geworden. Gleichzeitig ist das Hydratationsprodukt des Zements zu einem “Füllstoff” geworden. Gleichzeitig kann der Film, der sich durch die Dispersion des auf der Grenzfläche verteilten redispergierbaren Polymerpulvers bildet, eine weitere entscheidende Rolle spielen, nämlich die Erhöhung der Adhäsion zu den in Kontakt stehenden Materialien, was für einige schwer haftende Grundoberflächen mit extrem geringer oder keiner Wasseraufnahme geeignet ist (wie die Oberfläche von glattem Beton und Zementmaterialien, die Oberfläche von organischen Materialien wie Stahlplatten, Kupferziegeln, Holz oder Kunststoffen) von Bedeutung ist, weil das anorganische Bindemittel das Material durch das Prinzip der mechanischen Einbettung bindet, d. h. der Hydraulikschlamm dringt in die Zwischenräume anderer Materialien ein und verfestigt sich allmählich. Die oben erwähnten schwer haftenden Oberflächen können nicht effektiv in das Material eindringen, um eine ausgezeichnete mechanische Einbettung zu bilden, so dass nur Mörtel mit anorganischen Klebstoffen keine praktischen Klebeeffekte erzielen können. Der Bindungsmechanismus von Polymeren ist anders, weshalb andere Materialien durch intermolekulare Kräfte und nicht auf die Porosität der Oberfläche angewiesen sind (natürlich erhöhen die raue Grundoberfläche und die vergrößerte Kontaktfläche die Bindungskraft); dies ist bei organischen Grundoberflächen noch ausgeprägter. Gleichzeitig hat das Redispersible Polymerpulver , das Ethylen enthält, eine bessere Haftung auf organischen Untergründen, insbesondere auf ähnlichen Materialien wie Polyvinylchlorid und Polystyrol, was für die Anwendung von polymermodifiziertem Trockenmörtel förderlicher ist.

Der mit Redispergierbarem Polymerpulver modifizierte Mörtel weist eine deutlich verbesserte Zugfestigkeit, Elastizität, Flexibilität und Dichtungseigenschaften auf. Es kann einen Polymerfilm bilden und Teil der Lochwand werden, wodurch es eine abdichtende Rolle in der hochporösen Struktur des Mörtels spielt. Die Polymermembran verfügt über einen Selbstdehnungsmechanismus, der an seinem Verankerungspunkt mit dem Mörtel Spannung ausübt. Diese inneren Kräfte halten den Mörtel als Ganzes zusammen und erhöhen so die Kohäsionskraft des Mörtels. Das Vorhandensein von hochflexiblen und elastischen Polymeren verbessert die Flexibilität und Elastizität des Mörtels. Der Mechanismus, durch den die Fließspannung und die Bruchfestigkeit erhöht werden, ist folgender: Bei Krafteinwirkung wird die Bildung von Mikrorissen verzögert, bis aufgrund der verbesserten Flexibilität und Elastizität höhere Drücke erreicht werden. Außerdem verhindern die ineinander verschlungenen Polymerbereiche das Zusammenwachsen von Mikrorissen zu durchgehenden Rissen. Daher erhöht das redispergierbare Polymerpulver die Bruchspannung und Bruchdehnung des Materials.

Der Polymerfilm in polymermodifiziertem Mörtel spielt auch eine wichtige Rolle beim Aushärten des Mörtels. Das auf der Grenzfläche verteilte Redispersible Polymerpulver spielt durch Dispersion und Filmbildung eine weitere entscheidende Rolle, indem es die Haftung an den in Kontakt stehenden Materialien erhöht. In der Mikrostruktur der Grenzfläche zwischen pulverförmigem polymermodifiziertem keramischem Fliesenverlegemörtel und keramischen Fliesen kann der vom Polymer gebildete Film beispielsweise eine Brücke zwischen den keramischen Fliesen mit mangelhafter Wasseraufnahme und der Zementmörtelmatrix bilden. Unter normalen Umständen ist die Kontaktfläche zwischen zwei unterschiedlichen Materialien ein besonders gefährdeter Bereich für die Bildung von Schwindrissen, die zu einem Haftungsverlust führen. Hier zeigt sich, dass die Fähigkeit von Polymerfilmen, Schrumpfungsrisse zu heilen, bei Fliesenklebern eine wichtige Rolle spielt.

Der Wirkungsmechanismus von redispergierbarem Polymerpulver im Mörtel lässt sich wie folgt zusammenfassen:

1. Das redispergierbare Polymerpulver bildet nach der Dispersion einen Film und kann als zweites Bindemittel verwendet werden, um die Haftung zu verbessern.

b. Nachdem das Mörtelsystem das Schutzkolloid des redispergierbaren Polymerpulvers absorbiert hat, wird das filmbildende Polymer nicht durch Wasser zerstört oder “sekundär dispergiert”;

c. Das Polymerharz verteilt sich nach der Filmbildung als Verstärkungsmaterial im gesamten Mörtelsystem und erhöht so den Zusammenhalt des Mörtels;

d. Die Hauptfunktion von Redispersible Polymerpulver in Nassmörtel besteht darin, die Bauleistung zu verbessern, das Fließverhalten zu verbessern, die Thixotropie und die Anti-Sag-Eigenschaften zu erhöhen, die Kohäsion zu verbessern und die Wasserrückhaltung zu verbessern;

e. Die Hauptfunktionen des redispergierbaren Polymerpulvers nach der Aushärtung des Mörtels sind die Erhöhung der Zugfestigkeit, die Verbesserung der Biegefestigkeit, die Verringerung des Elastizitätsmoduls, die Verbesserung der Verformbarkeit, die Erhöhung der Dichte des Materials, die Erhöhung der Verschleißfestigkeit und die Verbesserung der inneren Festigkeit des Mörtels, die Erhöhung der Kohäsionsfestigkeit, die Verringerung der Verkokungskonzentration, die Verringerung der Wasseraufnahme des Materials und die Hydrophobierung des Materials.

In handelsüblichen Mörteln häufig verwendete Polymeremulsionssorten

1. Acrylat-Emulsion

Acrylat ist die allgemeine Bezeichnung für Acrylsäure und ihre homologen Ester. Dazu gehören vor allem Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Methylmethacrylat und Butylmethacrylat. Acrylat kann selbst polymerisiert oder mit anderen Monomeren copolymerisiert werden und ist der Hauptrohstoff für die Herstellung von Acrylatemulsionen.

Acrylatemulsion ist eine Emulsion, die aus Acrylatmonomeren (Methylacrylat, Ethylester, Butylester, Butylmethacrylat) durch Emulsionscopolymerisation hergestellt wird. Ihr Feststoffgehalt liegt im Allgemeinen zwischen 40 und 50 %. Die Acrylatemulsion hat die Eigenschaften eines glänzenden und flexiblen Beschichtungsfilms, und ihre Haftung, Wasserbeständigkeit, Alkalibeständigkeit und Witterungsbeständigkeit sind ausgezeichnet. Ihr Anwendungsbereich sind hauptsächlich hochwertige dekorative Beschichtungen für Außen- und Innenwände. Die Leistung der Acrylatemulsion ist viel besser als die der Polyvinylacetatemulsion, vor allem wenn sie auf neuen Zement- oder Kalkwänden verwendet wird; sie kann ihre Vorteile besser widerspiegeln, weil der Beschichtungsfilm der Acrylatemulsion durch Alkali verseift wird Kalziumsalz ist unlöslich in Wasser, während Polyvinylalkohol, der durch Verseifung von Vinylacetatemulsion hergestellt wird, wasserlöslich ist und eine schlechte Wasserbeständigkeit hat.

Verschiedene Acrylatmonomere können nicht nur copolymerisiert werden, sondern auch mit anderen Monomeren, wie Styrol, das oft als reine Acrylemulsion bezeichnet wird, und Vinylacetat, das als Styrol-Acryl- und Ethylen-Acrylemulsion bezeichnet wird. Methylmethacrylat und Styrol sind harte Monomere, Ethylacrylat und Butyl sind weiche Monomere, wobei Butyl weicher ist als Ethyl. Durch unterschiedliche Mischungsverhältnisse können Copolymeremulsionen mit anderen Eigenschaften erzielt werden. Die Verwendung von Styrol anstelle von Methylmethacrylat als hartes Monomer kann die Kosten erheblich senken.

2. Ethylen-Vinylacetat-Copolymer-Emulsion (EVA)

EVA-Emulsion ist ein wässriges Copolymer-Dispersionssystem, das durch Polymerisation von Vinylacetat und Ethylenemulsion gewonnen wird. Es ist eine milchig-weiße viskose Flüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 50%-55%, einer Viskosität von 200mPa-S~3300MPa-S und einem pH-Wert von 4,0-5,5. Die niedrigste Filmbildungstemperatur liegt bei -3°C~10°C, die Glasübergangstemperatur bei Tx=-3°C~7°C, und die Oberflächenspannung beträgt 30mN/m.

In den Molekülen der EVA-Emulsion wird die Hauptkette des Polymers durch die Einführung der Vinylgruppe weich, was eine interne weichmachende Wirkung hat und die durch den Zusatz von Weichmachern mit niedrigem Molekulargewicht verursachte Migration und Dialyseverflüchtigung vermeidet. Die minimalen Filmbildungs- und Glasübergangstemperaturen werden gesenkt und sind stabil gegenüber Sauerstoff, Ozon und ultravioletten Strahlen. Die Säure- und Alkalibeständigkeit, Frost-Tau-Beständigkeit und Lagerstabilität sind besser als bei PVAc-Emulsionen. Außergewöhnliche Haftung, geeignete Nassviskosität und schnelle Aushärtungsgeschwindigkeit, Alkalibeständigkeit und Kriechfestigkeit sind besser als bei Acrylemulsionen, gute Wasserbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und zersetzen sich nicht bei 250 °C.

Der mit EVA-Emulsion modifizierte wasserdichte Mörtel hat eine ausgezeichnete Wetterbeständigkeit, Säure- und Alkalibeständigkeit und UV-Beständigkeit. Er kann für die wasserdichte Behandlung von speziell geformten Dächern, die Reparatur von alten Dächern und den Bau von farbigen Dächern verwendet werden. Es kann auch für wasserdichte Beschichtungen im Badezimmer verwendet werden. Durch die Zugabe von EVA-Emulsion zu Zement kann nicht nur die Festigkeit von Zement deutlich erhöht werden, sondern es werden auch hervorragende Ergebnisse bei der Reparatur von Beton und der Behandlung von Wasserreservoirs erzielt.

3. Styrol-Acryl-Emulsion (SAE)

Styrol-Acrylat-Emulsion ist eine milchig-weiße Flüssigkeit mit blauem Licht, die durch Copolymerisation von Styrol und Acrylat gewonnen wird, mit einem Feststoffgehalt von 40% bis 45%, einer Viskosität von 80mPa S bis 1500mPa S und Restmonomeren <0,5%. Der pH-Wert liegt bei 8-9, die Haftung der Styrol-Acrylat-Emulsion ist gut, und der Beschichtungsfilm ist transparent, wasser-, öl-, hitze- und alterungsbeständig.

4. Styrol-Butadien-Latex (SBR)

Styrol-Butadien-Latex wird durch Copolymerisation von Butadien und Styrol-Emulsion gewonnen, die als SBR bezeichnet wird. Die relative Dichte von Styrol-Butadien-Latex beträgt 0,9-1,05, und der Anteil an gebundenem Styrol beträgt 23%-85%. Der Anteil des gebundenen Styrols in serienmäßig hergestelltem Styrol-Butadien-Latex beträgt 23 % bis 25 %, während der kombinierte Styrolgehalt von SBR-HSL (High Styrene Latex) 80 % bis 85 % beträgt. Der Gesamtfeststoffgehalt des nach dem allgemeinen Verfahren hergestellten Styrol-Butadien-Latex beträgt 40 % bis 50 %, während der Gesamtfeststoffgehalt des High-Solid-Latex 63 % bis 69 % beträgt.

Die Hitzebeständigkeit von Styrol-Butadien-Latex ist besser als die von Naturkautschuklatex. Nach der Alterung ist er nicht klebrig und wird nicht weicher, sondern härter.

Diese Art von Latex kombiniert die Merkmale und Eigenschaften von Gummi und Kunststoff und verfügt über eine ausgezeichnete Haftung, Hitzebeständigkeit, Abriebfestigkeit, Säure- und Alkalibeständigkeit sowie chemische Beständigkeit. Sie werden häufig in Beschichtungen, Latexanstrichen, Klebstoffen und Zementbeton (Mörtel) verwendet.

5. Neopren-Latex (CR)

Neoprenlatex ist eine Kautschukemulsion, die durch Emulsionspolymerisation von 2-Chlor-1,3-Butadien hergestellt wird, das als CRL bezeichnet wird und ausgezeichnete umfassende Eigenschaften wie starke Haftung und gute Filmbildung aufweist. Sowohl nasses Gel als auch trockener Film haben eine hohe Festigkeit und sind beständig gegen Öl, Lösungsmittel, Hitze und Ozonalterung und andere Eigenschaften, so dass es weit verbreitet ist, aber Neoprenlatex hat auch einige Mängel, wie schlechte Kältebeständigkeit; es ist eine flüssige Flüssigkeit bei Raumtemperatur, die Viskosität steigt, wenn es unter 10 ° C gekühlt wird, und es wird eine Paste, wenn es in der Nähe von 0 ° C. Der Latex ist unter 0 ° C gefroren, wird der Emulgator zerstört und verfestigt, und es kann nicht wieder in den ursprünglichen Zustand Latex, wenn wieder erwärmt. Inzwischen gibt es modifizierten Neoprenlatex, z. B. den kältebeständigen Typ, der durch Copolymerisation einer kleinen Menge Neoprenlatex hergestellt wird. Die Isolierleistung von Neoprenlatex ist etwas geringer, und die Lagerstabilität ist nicht gut genug. Durch Copolymerisation von Neoprenlatex mit Acrylnitril kann die Beständigkeit gegen aromatische Lösungsmittel verbessert werden, und durch Copolymerisation mit Acrylverbindungen kann carboxylierter Neoprenlatex hergestellt werden, der gute Klebeeigenschaften, Elastizität und Filmbildungseigenschaften aufweist.

Neoprenlatex kann unterteilt werden in Allzwecklatex, Homopolymer mit Anionen und Gel-Typ, und einzigartigen Latex mit Gel- und Lösungsmittel-Typ, einschließlich Copolymeren mit Styrol, Acrylnitril und Methacrylsäure. Kationischer Latex verwendet in der Regel Tetraaminsalz als Stabilisator.

Neoprenlatex wird häufig zur Modifizierung von Beschichtungen, Klebstoffen und Asphalt-Zement-Beton (Mörtel) verwendet.

Mörtelzusatzstoffe

In den Bestandteilen handelsüblicher Mörtelprodukte, zementhaltiger Materialien und Zuschlagstoffe werden verschiedene Zusatzstoffe verwendet. Zusatzstoffe sind wesentliche Bestandteile handelsüblicher Mörtelprodukte, die das Mischen und die Herstellung des Mörtels sowie die Qualität der verschiedenen Eigenschaften des Mörtels nach dem Aushärten beeinflussen können. Die Dosierung dieser Zusatzstoffe liegt im Allgemeinen zwischen 0,01 % und 10 % (bezogen auf den Massenanteil der Zusatzstoffe an der Gesamtmenge der Mörtelformel).

Viele Zusatzstoffe, die in Beton verwendet werden, können direkt in handelsüblichen Mörtelprodukten eingesetzt werden, aber es gibt einen großen Unterschied zwischen Mörtel und Beton in der tatsächlichen Anwendung, der sich hauptsächlich in den folgenden Aspekten zeigt: Manchmal muss er auf einer Styroporplatte, z. B. einer weichen Unterlage, aufgebaut werden; die Konstruktionsdicke ist gering (z. B. Dünnschichtmörtel); die der Luft ausgesetzte Fläche ist enorm; in der Regel müssen verschiedene, schwer zu verbindende Oberflächen miteinander verbunden werden; er kann im frisch gemischten Zustand einige besondere Anforderungen an die Bauleistung erfüllen (z. B. selbstnivellierender Mörtel); nach der Aushärtung des Mörtels muss er neben den Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften und die Haltbarkeit auch die Anforderungen an die Dekoration erfüllen (z. B. Farbverkleidungsmörtel); er muss eine besondere Wasserdichtigkeit aufweisen, um die ursprüngliche Funktion des Mörtels zu erhalten (z. B. Schutz der Tragschicht, Wärmedämmung und Dekoration).

Aufgrund der oben beschriebenen Situation ist es zusätzlich zur Verwendung von redispergierbarem Polymerpulver als zweites Zementierungsmaterial in handelsüblichen Mörtelprodukten notwendig, einige Zusatzmittel zu verwenden, die normalerweise nicht in Beton verwendet werden, wie z. B. Zelluloseether, wasserabweisende Mittel usw. Andere Zusatzmittel zur Anpassung der Leistung von frisch gemischtem und gehärtetem Mörtel umfassen Stärkeether, Anpassungszusatzmittel, Entschäumer, Expansionsmittel und Luftporenmittel.

1. Polymermodifikator für Zementmörtel

Hochmolekulares Polymer oder hochmolekulare Verbindung ist ein allgemeiner Begriff für natürliche hochmolekulare und synthetische hochmolekulare Verbindungen, die eine (Homopolymer) oder mehrere (Copolymer) Struktureinheiten umfassen, die durch kovalente Bindungen verbunden sind. Es handelt sich um eine Verbindung, die aus relativ regelmäßigen, kontinuierlichen Sequenzen besteht.

Hochmolekulare Polymere oder ihre Präpolymere werden als Kunstharze bezeichnet, und hochmolekulare Polymere werden durch Polymerisation hergestellt. Die meisten von ihnen werden durch künstliche Synthese hergestellt, weshalb man sie auch als Polymersyntheseprodukte bezeichnet. Hochmolekulare Polymere können durch Spinnen in synthetische Fasern, hochelastischen synthetischen Kautschuk oder durch Verarbeitung und Formgebung in starre Kunststoffe umgewandelt werden. Dies sind die so genannten drei primären Kunststoffe. Hochmolekulare Polymere können auch als Modifizierungsmittel für Zementmörtel verwendet werden.

Polymermodifizierte zementbasierte Verbundstoffe beziehen sich auf die Zugabe von Polymermaterialien, die in Wasser dispergiert oder dispergiert sind, wenn Zement gemischt wird, einschließlich Zementstein, Mörtel und Beton.

1. In modifiziertem Zement verwendete Polymere

Vier Arten von Polymeren werden zur Modifizierung von Zementbeton und Zementmörtel verwendet:

• wasserlösliche Polymere
• Polymer-Emulsionen (oder -Dispersionen)
• Redispergierbares Polymerpulver
• Flüssigpolymere

2. Wasserlösliches Polymer

Es gibt viele verschiedene wasserlösliche Polymere, die in drei Kategorien unterteilt werden können: natürliche wasserlösliche Polymere, halbsynthetische wasserlösliche Polymere und synthetische wasserlösliche Polymere.

Wasserlösliche Polymere können die Viskosität der Wasserphase erhöhen. Beton mit hoher Fließfähigkeit kann seine Konsistenz erhöhen und die Entmischung und das Ausbluten der Zuschlagstoffe vermeiden oder verringern, aber seine Fließfähigkeit wird dadurch nicht beeinträchtigt. Darüber hinaus bilden wasserlösliche Polymere einen zerbrechlichen Film, der das Wasserrückhaltevermögen von Mörtel oder Beton verbessert. Im Allgemeinen ist die Menge des wasserlöslichen Polymers minimal, in der Regel unter 0,5 % der Zementmasse, und hat keinen nennenswerten Einfluss auf die Festigkeit von erhärtetem Mörtel und Beton.

Wasserlösliche Polymere werden vor allem zur Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften von Zementmörtel und Zementbeton eingesetzt, insbesondere bei nicht trennendem Unterwasserbeton, pumpfähigem Beton mit hoher Fließfähigkeit und selbstverdichtendem Beton. Wasserlösliche Polymere sind ein wesentlicher Bestandteil geworden. Wasserlösliche Polymere werden manchmal auch als Klebrigmacher bezeichnet.

Wasserlösliche Polymere können in Form von Pulver oder wässriger Lösung verwendet werden. Wenn sie in Pulverform verwendet werden, werden sie in der Regel zunächst trocken mit Zement und Zuschlagstoffen und dann nass mit Wasser gemischt.

1. Flüssigpolymer

Zu den Flüssigpolymeren, die zur Modifizierung von Zementmörtel und Zementbeton verwendet werden, gehören Epoxidharze und ungesättigte Polyester, und beim Mischen mit Zement wird ein Aushärtemittel hinzugefügt. Bei der Verwendung von Flüssigpolymeren zur Modifizierung von Zementmörtel und Beton müssen Systeme verwendet werden, die in Gegenwart von Wasser aushärten. Nach dem Mischen des Polymers mit Zementmörtel und Beton sollten die Aushärtungsreaktion des Polymers und die Hydratation des Zements gleichzeitig ablaufen, so dass eine sich gegenseitig durchdringende Netzwerkstruktur aus dem Polymer und dem Zementgel entsteht. Diese Struktur kann die Zuschlagstoffe fester verbinden und die Leistung von Zementmörtel und Zementbeton verbessern.

2. Polymer-Emulsion

Polymeremulsionen, Dispersionspulver und andere Polymere sind die üblichen Polymere, die als Modifikatoren in handelsüblichem Mörtel verwendet werden. Ein Stabilisatorsystem, das durch gleichmäßiges Dispergieren einer Substanz in einer anderen Flüssigkeit mit feinen Teilchen gebildet wird, wird als Emulsion bezeichnet, die als Modifizierungsmittel in handelsüblichem Mörtel verwendet wird, in der Regel durch Zugabe eines polymerisierbaren Monomers in einem Emulgator (in Anwesenheit von oberflächenaktiven Substanzen), der durch Dispergieren feiner Teilchen in Wasser gewonnen wird. Je nach Art der Ladung der Polymerteilchen in der Polymeremulsion wird sie im Allgemeinen in drei Kategorien eingeteilt, nämlich in kationische Emulsion (Teilchen sind positiv geladen), anionische Emulsion (Teilchen sind negativ geladen) und nichtionische Emulsion (Teilchen sind nicht geladen). ). Die Ladung der Polymerteilchen wird durch den bei der Herstellung der Emulsion verwendeten Emulgator bestimmt. Bei der Emulsion, die zur Modifizierung von Beton (Mörtel) verwendet wird, werden während der Polymerisation hauptsächlich nichtionische Emulgatoren eingesetzt. Normalerweise beträgt der Feststoffgehalt der Polymeremulsion 40 bis 50 %, einschließlich Polymer, Emulgator, Stabilisator usw.

Polyacrylat-Emulsionen (PAE), Vinylacetat-Copolymer-Emulsionen (EVA), Styrol-Acryl-Emulsionen (SAE), Styrol-Butadien-Latex (SBR) und Neopren-Latex (CR) sind die gebräuchlichsten Polymer-Emulsionen für die Modifizierung von Beton (Mörtel).

3. Leistung und Bewertung der Emulsion

Zu den gängigen Leistungsindikatoren von Emulsionen gehören Feststoffgehalt, Restmonomergehalt, Mindestfilmbildner, Glasübergangstemperatur, Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung, Verträglichkeit, Stabilität, pH-Wert, Viskosität usw.

1. Fester Inhalt

Der Feststoffgehalt wird auch als nichtflüchtiger Anteil bezeichnet, der die Berechnung der Polymermenge und des Wasser-Zement-Verhältnisses beinhaltet. Die Methode zur Bestimmung des nichtflüchtigen Anteils besteht in der Regel darin, eine bestimmte Emulsionsqualität zu nehmen, sie unter einer bestimmten Temperaturumgebung zu trocknen und sie dann als Prozentsatz der getrockneten Emulsionsmasse im Verhältnis zur ursprünglichen Emulsionsmasse auszudrücken. Der Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen kann jedoch auch andere Bestandteile als das Polymer umfassen; normalerweise wird der Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen als der Polymergehalt berechnet. Der flüchtige Anteil wird jedoch als das Wasser in der Emulsion verwendet, und das Wasser in der Emulsion muss bei der Berechnung des Wasserverbrauchs von Zement berücksichtigt werden.

2. Restmonomergehalt

Der Restmonomergehalt in der Polymeremulsion, der nicht an der Polymerisationsreaktion teilgenommen hat, ist eine der wesentlichen Eigenschaften der Polymeremulsion. Ist der Restmonomergehalt zu hoch, erhöht er nicht nur die Produktkosten und den Monomerverbrauch, sondern beeinträchtigt auch die Stabilität der Emulsion. Die Hydrolyse einiger Monomere kann den pH-Wert des Emulsionssystems verändern, wodurch sich die Lagerstabilität der Emulsion verschlechtert. Darüber hinaus können einige Monomere einen unerträglichen Geruch aufweisen, der die Gesundheit der Bauarbeiter beeinträchtigt. Daher sollte der Restmonomergehalt in der Polymeremulsion unter 1 % gehalten werden.

3. Glasübergangstemperatur

Die Glasübergangstemperatur bezeichnet die Temperatur, bei der ein Polymer vom elastischen Zustand in den Glaszustand übergeht, was ein wichtiger Leistungsindikator für ein Polymer ist. Oberhalb dieser Temperatur ist das Polymer elastisch, unterhalb dieser Temperatur ist das Polymer spröde.

Da das Polymer in der Emulsion seine Beschaffenheit beibehält, hat die Emulsion auch eine Glasübergangstemperatur, die einen Index für die Härte des durch die Polymeremulsion gebildeten Beschichtungsfilms darstellt. Die Emulsion mit hoher Glasübergangstemperatur hat eine hohe Härte, einen hohen Glanz, eine gute Fleckenbeständigkeit und ist nicht leicht zu verschmutzen. Andere mechanische Eigenschaften sind ebenfalls besser. Allerdings sind die Glasübergangstemperatur und die minimale Filmbildungstemperatur ebenfalls hoch, was bei der Verwendung bei niedrigen Temperaturen zu Problemen führt. Dies ist ein Widerspruch, und viele der Eigenschaften ändern sich, wenn die Polymeremulsion eine bestimmte Glasübergangstemperatur erreicht. Es treten erhebliche Veränderungen auf, daher muss die richtige Glasübergangstemperatur kontrolliert werden. Für polymermodifizierte Mörtel gilt: Je höher die Glasübergangstemperatur ist, desto höher ist die Druckfestigkeit des modifizierten Mörtels, und je niedriger die Glasübergangstemperatur ist, desto besser ist die Tieftemperaturleistung des modifizierten Mörtels.

4. Minimale Filmbildungstemperatur

Die Mindestfilmbildungstemperatur bezieht sich auf die Mindesttemperatur, bei der die Polymerteilchen in der Emulsion ausreichend beweglich sind, um miteinander zu koagulieren und einen kontinuierlichen Film zu bilden. Die Polymerteilchen müssen bei der Bildung eines konstanten Beschichtungsfilms in der Polymeremulsion eine dicht gepackte Konfiguration bilden. Zu den Bedingungen für die Bildung eines kontinuierlichen Films gehört daher neben der hervorragenden Dispersion der Emulsion auch die Verformung der Polymerteilchen, d. h. der Kapillardruck des Wassers kann die dispergierten Polymerteilchen zusammenziehen. Wenn sich das Wasser verflüchtigt, werden die kugelförmigen Polymerteilchen enger angeordnet, wodurch ein erheblicher Druck zwischen den kugelförmigen Teilchen entsteht. Je näher die kugelförmigen Teilchen beieinander liegen, desto dichter sind sie angeordnet, und der Druck nimmt noch weiter zu. Wenn die Teilchen miteinander in Berührung kommen, zwingt der durch die Verflüchtigung des Wassers erzeugte Druck die Teilchen dazu, gequetscht und verformt zu werden, um sich zu einem Beschichtungsfilm zu verbinden. Komplexere Polymerteilchen lassen sich unter äußerem Druck nicht so leicht verformen, während weichere Polymerteilchen leicht verformt werden. Handelt es sich bei den meisten Polymerteilchen der als Modifizierungsmittel in Baumörtel verwendeten Emulsion um thermoplastische Harze, so ist die Härte umso größer und die Verformung umso schwieriger, je niedriger die Temperatur ist, so dass das Problem der Mindesttemperatur für die Filmbildung besteht. Das heißt, unter einer bestimmten Temperaturbedingung, nachdem sich das Wasser in der Emulsion verflüchtigt hat, befinden sich die Polymerteilchen immer noch in einem diskreten Zustand und können nicht integriert werden, so dass die Emulsion aufgrund der Verdunstung von Wasser keinen kontinuierlichen einheitlichen Beschichtungsfilm bilden kann. Liegt die Temperatur über dieser spezifischen Temperatur, wenn das Wasser verdunstet, werden die Moleküle in jedem Polymerteilchen durchdringen, diffundieren, sich verformen und sich zu einem durchgehenden transparenten Film zusammenschließen. Die untere Grenze der Filmbildungstemperatur wird als Mindestfilmbildungstemperatur bezeichnet.

Die minimale Filmbildungstemperatur ist ein wesentlicher Indikator für Polymeremulsionen, und es ist notwendig, Emulsionen in der kalten Jahreszeit zu verwenden. Durch geeignete Maßnahmen kann die Polymeremulsion eine Mindestfilmbildetemperatur erreichen, die den Verwendungsanforderungen entspricht. Beispielsweise kann durch Zugabe eines Weichmachers zur Emulsion das Polymer weicher gemacht werden, so dass die Mindestfilmbildetemperatur der Emulsion deutlich gesenkt wird, oder es können Additive für Polymeremulsionen mit einer höheren Mindestfilmbildetemperatur verwendet werden.

5. Partikelgröße und -verteilung

Die Teilchengröße der Polymeremulsion bezieht sich auf die Größe der Teilchen in der Polymeremulsion. Je nach Einheitlichkeit der Teilchengröße der Polymeremulsion kann diese in monodisperse und polydisperse Emulsionen unterteilt werden. Die in der Industrie hergestellten Polymeremulsionen sind im Allgemeinen polydispers. Bei polydispersen Emulsionen muss neben der durchschnittlichen Teilchengröße, die zur Darstellung der Teilchengröße verwendet werden kann, auch die Teilchengrößenverteilung, d. h. die Verteilung der Teilchen mit unterschiedlichen Teilchengrößen, berücksichtigt werden. Die Teilchengröße und -verteilung der Polymeremulsion haben großen Einfluss auf die Viskosität der Emulsion, die filmbildenden Eigenschaften und die Leistung des Beschichtungsfilms. Wenn die Teilchengröße der Polymeremulsion klein ist, sind ihre Teilchen leicht beweglich, und es ist einfach, in den Spalt zwischen den Zement- und Zuschlagstoffteilchen einzudringen und einen engen Kontakt zwischen den Zement- und Zuschlagstoffteilchen herzustellen. Darüber hinaus hat die Emulsion mit einer kleineren Teilchengröße eine bessere Durchlässigkeit und eignet sich für die Beschichtung poröser Substrate.

6. Stabilität

Die Stabilität einer Polymeremulsion bezieht sich auf die Fähigkeit der Emulsion, nicht zu brechen und zu koagulieren, wenn sie einer mechanischen Einwirkung, einem chemischen Medium und einer Temperaturänderung ausgesetzt ist. Die Stabilität der Polymeremulsion umfasst mechanische Stabilität, chemische Stabilität (Kompatibilität) und Ähnliches.  

• Mechanische Stabilität

Die mechanische Stabilität von Polymeremulsionen spiegelt vor allem ihre Empfindlichkeit gegenüber Scherspannungen wider. Sie neigt zur Koaleszenz (Demulgierung) während der Mörtelherstellung, wenn ihre Leistung schlecht ist.  

(2) Chemische Stabilität

Die chemische Stabilität von Polymeremulsionen bezieht sich auf ihre Verträglichkeit. Bei der Herstellung von handelsüblichem Mörtel müssen verschiedene chemische Substanzen wie Pigmente, Füllstoffe und Zusatzstoffe hinzugefügt werden, und die Emulsion sollte mit diesen Substanzen kompatibel sein; andernfalls beeinträchtigt eine milde Emulsion die Leistung der Emulsion, und eine starke Emulsion führt zur Demulgierung. Daher muss bei der Herstellung von Mörtel eine Polymeremulsion gewählt werden, die mit den Bestandteilen des Mörtels verträglich ist.

7. pH-Wert

Der pH-Wert der Polymeremulsion ändert sich mit der Sorte der Emulsion. Der pH-Wert der Styrol-Butadien-Emulsion, die für die Zementmodifikation verwendet wird, beträgt beispielsweise 10-11; der pH-Wert der Acrylat-Emulsion liegt bei 7-9.

8. Viskosität

Die Viskosität ist ein Index, der die Fließfähigkeit einer Flüssigkeit charakterisiert. Die Viskosität von Polymeremulsionen kann mit verschiedenen Methoden gemessen werden, wobei die gebräuchlichste Methode die Verwendung eines Rotationsviskosimeters ist. Da die Viskosität von Polymeren jedoch von der Schergeschwindigkeit abhängt, sind die mit verschiedenen Rotoren und Drehgeschwindigkeiten gemessenen Viskositätswerte unterschiedlich. Darüber hinaus hat auch die Temperatur einen erheblichen Einfluss auf die Viskosität, und der Feststoffgehalt hat ebenfalls einen besonderen Einfluss auf die Viskosität. Bei der gleichen Emulsion ist die Viskosität umso größer, je höher der Feststoffgehalt ist.

Zusammensetzung von handelsüblichem Mörtel

Kommerzieller Mörtel unterscheidet sich von Beton als Baumaterial. Neben der erforderlichen Festigkeit (mit Ausnahme von Grundmörtel sind die allgemeinen Anforderungen an die Festigkeit nicht hoch) müssen die wichtigsten Bedingungen erfüllt sein: Wasserrückhaltevermögen, Haftfähigkeit, Wasserdichtigkeit, Rissfestigkeit, Schlagfestigkeit und Korrosionsschutz. Was die Frost-Tau-Beständigkeit, die Beständigkeit gegen hohe Temperaturen, die Wärmedämmung und andere Funktionen betrifft, so ist die Zusammensetzung von handelsüblichem Mörtel relativ kompliziert.

Die Entwicklung und Herstellung kommerzieller Mörtel ist untrennbar mit Standard- und außergewöhnlichen Rohstoffen verbunden. Zu den typischen Rohstoffen gehören verschiedene übliche Zemente, Gips, Kalk und andere zementhaltige Materialien, feine Zuschläge und feine Füllstoffe mit unterschiedlichen Kornabstufungen usw. Zu den Rohstoffen, die die plastischen Eigenschaften des Mörtels verbessern und die besonderen Leistungsanforderungen des Mörtels nach dem Aushärten erfüllen, gehören Polymeremulsion und redispergierbares Polymerpulver, Wasserrückhaltemittel und Verdickungsmittel, verschiedene Zusatzmittel für Beton und Mörtel, Fasern und Pigmente.

Die wichtigsten Rohstoffe für den üblicherweise verwendeten Trockenmörtel sind:

1. Polymeremulsionen und redispergierbare Polymerpulver

2. Wasserbindemittel und Verdickungsmittel

3. Zusatzmittel für Zementbeton und Mörtel

4. Faser

5. Pigment

Grundlegende Zusammensetzung des Mörtels

Ein bestimmter Anteil an zementhaltigem Material, körnigem, feinem Zuschlag, mineralischem Zusatzstoff, Wasser, chemischem Zusatzstoff, Fasern, Pigmenten und anderen Bestandteilen ergibt einen handelsüblichen Mörtel. Zementmaterial, feine Gesteinskörnung und Wasser sind die wesentlichen Bestandteile.

1. zementhaltige Materialien

Im Bauwesen können lose körnige Materialien wie Steine und Sand oder massive Materialien wie Mauerwerk durch eine Reihe physikalischer und chemischer Vorgänge zu einem Ganzen verbunden werden, was als zementhaltige Materialien bezeichnet wird. Je nach ihrer chemischen Zusammensetzung lassen sich zementhaltige Materialien im Allgemeinen in zwei Kategorien einteilen: anorganische und organische.

Die in handelsüblichen Mörteln verwendeten anorganischen Zemente lassen sich nach ihren Erhärtungsbedingungen in lufthärtende Zemente und hydraulische Zemente unterteilen. Lufthärtende Zemente können nur an der Luft erhärtet werden, d. h. sie können ihre Festigkeit nur an der Luft und unter trockenen Bedingungen beibehalten oder weiterentwickeln, wie z. B. Gips und Kalk. Im Allgemeinen sind diese Materialien nur für den Boden oder eine trockene Umgebung geeignet. Sie eignen sich nicht für den Einsatz in feuchter Umgebung, geschweige denn in Wasser. Hydraulische Zemente können nicht nur an der Luft, sondern auch im Wasser aushärten, ihre Festigkeit beibehalten und weiter entwickeln, wie z. B. verschiedene Zementsorten, die für Erd- und Unterwasserprojekte geeignet sind.

Die organischen zementartigen Materialien, die üblicherweise in handelsüblichen Mörteln verwendet werden, können je nach Quelle in natürliche organische (Pech) und organisch-synthetische (synthetische Polymere) unterteilt werden. Asphaltzemente werden hauptsächlich zur Herstellung von Asphaltbodenmörtel verwendet, der feuchtigkeitsbeständig, wasserfest, korrosionsbeständig, elastisch, zäh und hochfest ist. Synthetische Polymere wie Epoxidharze und ungesättigte Polyesterharze können in Harzzement und Mörtel für den Korrosionsschutz von Fußböden formuliert werden.

2.Zement

Zement ist ein pulverförmiges hydraulisches Zementmaterial, das mit Wasser zu einem plastischen Schlamm vermischt werden kann, der sich zum Mischen mit Sand und Stein eignet und an der Luft und in feuchter Umgebung sowie in Wasser aushärten kann, um die Festigkeit zu erhalten und zu erhöhen. Zement nimmt eine herausragende und wichtige Stellung unter den zementhaltigen Materialien ein und ist einer der wichtigsten Baustoffe im Bauwesen.

Je nach Leistung und Verwendung kann Zement in allgemeinen Zement und Spezialzement unterteilt werden.

Grundlegende Eigenschaften von Zement

Artikel	jGrundlegende Eigenschaften
relative Dichte und scheinbare Dichte	Die relative Dichte von gewöhnlichem Portlandzement beträgt 3,0-3,15, normalerweise 3,1; die scheinbare Dichte beträgt 1000kg/m³~1600kg/m³, normalerweise 1300kg/m³.
Feinheit	Die Feinheit bezieht sich auf die Dicke der Zementpartikel. Je feiner die Partikel sind, desto schneller härtet der Zement aus und desto höher ist die Frühfestigkeit, aber das Volumen schrumpft erheblich, wenn es in trockener Atmosphäre ausgehärtet wird.
Zeit einstellen	Die anfängliche Abbindezeit ist die Zeit, in der der Zementstein durch die Zugabe von Wasser an Plastizität verliert, und die endgültige Abbindezeit ist die Zeit, in der der Zementstein durch die Zugabe von Wasser an Plastizität verliert und beginnt, Festigkeit zu entwickeln. Die Anfangshärtung des Zements sollte früh genug erfolgen, um die Bauarbeiten zu erleichtern, aber die Endhärtung sollte kurz sein, damit der Beton so schnell wie möglich aushärten kann und eine bestimmte Festigkeit erreicht, um den nachfolgenden Prozess zu fördern. Die Abbindezeit des Zements hängt von der Art des Zements und der Menge der gemischten Materialien ab.
Stärke	Die Festigkeit von Zement ist einer der wichtigsten Qualitätsindikatoren, der auch die Grundlage für die Bestimmung der Festigkeitsklasse von Zement ist. Sie misst den Druck pro Quadratzentimeter der Zementmörtelprobe nach einer Aushärtung von 28 Tagen unter Standardbedingungen.
Stabilität	Die Stabilität bezieht sich darauf, ob die Volumenänderung des Zementschlamms mit Standardkonsistenz während des Abbinde- und Erhärtungsprozesses gleichmäßig ist. Das Gefüge des Zements wird ungleichmäßig verändert oder sogar zerstört, wenn der Zement viel freien Kalk, Magnesia oder Schwefeltrioxid enthält. Zement mit unzureichender Festigkeit darf im Bauwesen nicht verwendet werden.
Hydratationswärme	Die Hydratationswärme entsteht, wenn Zement mit Wasser in Berührung kommt und durch eine Hydratationsreaktion Wärme erzeugt. Sie wird durch die von 1 kg Zement erzeugte Wärme (J) ausgedrückt. Die Hydratationswärme von Zement ist für Massenbeton ungünstig, da sich die Hydratationswärme im Inneren des Betons ansammelt und nicht so leicht abgeführt werden kann, was zu einem erheblichen Temperaturunterschied zwischen innen und außen führt und innere Spannungen und Risse im Beton verursacht. Daher sollten bei Massenbetonprojekten Zement mit niedriger Hydratationswärme verwendet und gleichzeitig die erforderlichen Kühlmaßnahmen ergriffen werden.