Bei dem heute üblicherweise verwendeten redispergierbaren Polymerpulver handelt es sich hauptsächlich um Vinylacetat-Ethylen (VCAE) und Vinylacetat-Vinyltertiärsäure (Ve0Va). Die Verbesserung der Haftzugfestigkeit von Zementmörtel und verschiedenen Substraten ist die wichtigste Eigenschaft der Vinylcopolymere, insbesondere ihre Fähigkeit, erheblichen Änderungen der Umgebungstemperatur standzuhalten. Darüber hinaus trägt es zur Entwicklung der langfristigen Haftzugfestigkeit von Zementmörtel bei. Nach zweieinhalb Jahren Lagerung an der Luft nimmt die Haftzugfestigkeit von modifiziertem Zementmörtel immer noch zu, während die Haftzugfestigkeit von normalem Zementmörtel deutlich geringer ist als diejenige, die 28d lang erhalten bleibt. Studien haben gezeigt, dass die Zementmörtel nach zehn Jahren der Anwendung von drei redispergierbaren, trockenen, pulverförmigen modifizierten Zementmörteln, wie Polyethylenvinylacetat, Styrol/Acrylsäure-Copolymer und Ethylen/Vinylchlorid/Vinyllaurat-Terpolymer, eine stabile Haftfestigkeit, Biegefestigkeit und Druckfestigkeit aufweisen. In einem fünf Jahre alten Fertigmörtel zeigte das Terpolymer in wässriger Umgebung immer noch eine gute Leistung mit einer hervorragenden hydrophoben Wirkung.
Die Wirkung von redispergierbarem Polymerpulver in Trockenmörtel
Die Zugabe von redispergierbarem Polymerpulver zum Mörtel ist eine Modifikation, die auch als polymermodifizierter Zementmörtel， bekannt ist, um die Schwächen des herkömmlichen Zementmörtels, wie Sprödigkeit und hoher Elastizitätsmodul, zu verbessern. Daher kann ein Mörtel mit besserer Flexibilität und Haftzugfestigkeit der Entstehung von Zementmörtelrissen widerstehen oder diese verzögern. Da das Polymer und der Zementmörtel eine sich gegenseitig durchdringende Netzwerkstruktur bilden, bildet sich in den Poren ein kontinuierlicher Polymerfilm, der die Bindung zwischen den Zuschlagstoffen stärkt und einige Poren im Mörtel verschließt, so dass verschiedene Eigenschaften nach dem Aushärten viel besser sind als bei herkömmlichem Zementmörtel. Dies äußert sich vor allem in den folgenden Merkmalen:
(1) Festigkeit
Im Allgemeinen sind die Zugfestigkeit und die Biegefestigkeit von polymermodifiziertem Zementmörtel im Vergleich zu herkömmlichem Zementmörtel deutlich verbessert, während die Druckfestigkeit gleich bleibt oder sogar abnimmt. Die Erhöhung ist hauptsächlich auf die höhere Zugfestigkeit des Polymers selbst und die Verbesserung der Bindung zwischen dem Zementhydratationsprodukt und der Gesteinskörnung zurückzuführen.
Die Rissbildung tritt auf, wenn die Zugspannung den Wert der Zugfestigkeit übersteigt, was hauptsächlich durch Zugversagen verursacht wird. Daher ist ein hoher Zugfestigkeitswert eine notwendige Voraussetzung für die Rissbeständigkeit.
Studien haben gezeigt, dass die Zugfestigkeit des polymermodifizierten Mörtels mit der Erhöhung des Polyascheanteils im Allgemeinen zuerst ansteigt und dann abnimmt, was auf einen optimalen Dosierungsbereich hindeutet, und die Abnahme ist typischerweise die Zugabe von Überschuss. Das redispergierbare Polymerpulver führte übermäßige Luftblasen ein, was zu einem Abwärtstrend der Druckfestigkeit führte. Da der Elastizitätsmodul des Polymers niedriger ist als der von Zementmörtel und das Polymerkettensegment flexibler ist, kann es keine starre Unterstützung bieten, wenn der Verbundstoff unter Druck steht, was zu einer Abnahme der Druckfestigkeit des modifizierten Mörtels führt, wenn das Poly-Asche-Verhältnis steigt. Daher besteht das Hauptmittel zur Verbesserung der Druckfestigkeit in der Anpassung des Kalk-Sand-Verhältnisses, des Wasser-Zement-Verhältnisses, der Kornabstufung und der Art der Zuschlagstoffe. Die Zug- und Biegefestigkeit, die Flexibilität, die Rissbeständigkeit und die Hydrophobie können durch die Zugabe einer bestimmten Menge von redispergierbarem Polymerpulver verbessert werden, jedoch nicht so stark wie möglich. Die Zugabe von Silikastaub kann einen Teil des Zements und des Redispersionspulvers ersetzen, wodurch die Kosten gesenkt und die Druck- und Biegefestigkeit verbessert werden.
(2) Dehnung
Die Dehnung und die Zähigkeit des Mörtels, dem Redispersible Polymer Powder zugesetzt wurde, sind viel besser als die des gewöhnlichen Zementmörtels; die Bruchenergie ist mehr als doppelt so hoch wie die des gewöhnlichen Zementmörtels, und die Schlagzähigkeit steigt mit dem höheren Anteil an Zuschlagstoffen und Asche. Je höher der Gehalt an redispergierbarem Polymerpulver ist, desto mehr kann der flexible Polstereffekt des Polymers die Entstehung von Rissen verhindern oder verzögern. Gleichzeitig hat es eine bessere Spannungsdispersionswirkung, wenn die Spannung durch die Verformung des Substrats erzeugt wird, die übertragen oder verteilt wird, um Rissbildung aufgrund von Spannungskonzentration zu vermeiden.
Darüber hinaus ist zu beachten, dass zwischen der Zugfestigkeit und der Dehnung des Materials ein spezifisches Verhältnis besteht. Ein hoher Anteil an flexiblem redispergierbarem Polymerpulver erhöht die Dehnung und führt dazu, dass das Polymer in einer kontinuierlichen Phase vorliegt. Das Polymer dominiert im aushärtenden Zementmörtel und zeigt eine Abnahme der Zugfestigkeit und der Wasserbeständigkeit. In der Anfangsphase der Hitzereaktion der Hydratation nähert sich der Mörtel aufgrund der geringen Zugfestigkeit jedoch schnell dem Wert der endgültigen Zugfestigkeit, wodurch das Material ermüdungs- und bruchanfällig wird. Daher sollte das Material neben einer ausreichenden Bruchdehnung auch einen möglichst hohen Wert für die Zugfestigkeit aufweisen.
Das Wärmedämmverbundsystem sollte in einer flexiblen Umgebung angebracht werden. Der Polystyrolplattenkleber und der Putzmörtel sollten zunächst ein flexibles redispergierbares Polymerpulver mit einer niedrigen Glasübergangstemperatur wählen, um verschiedene Verformungsspannungen rechtzeitig abzubauen.
Experimente haben gezeigt, dass die Menge an flexiblem Redispersionspulver im Polystyrolplattenkleber etwa 3 % beträgt, die Menge an rissfestem Putzmörtel wird zwischen 4 und 5 % gesteuert, und die Menge an Klebstoff für Außenwandfliesen beträgt etwa 3 %. Das Faltungsverhältnis beträgt weniger als 3, wodurch die Ausdehnung, Aushöhlung und Rissbildung durch Verformung wirksam kontrolliert werden können.
(3) Klebeeigenschaft
Die Klebefähigkeit von Zementmörtel mit redispergierbarem Polymerpulver ist viel besser als die von gewöhnlichem Zementmörtel, was hauptsächlich auf die Klebefähigkeit zurückzuführen ist, die sich durch die Eigenschaften des Polymers zeigt, und die Klebekraft steigt mit der Erhöhung des Anteils. Allerdings gibt es einen optimalen Dosierungsbereich und Kostenüberlegungen.
Eine hohe Haftfestigkeit kann eine spezifische schwindungshemmende Wirkung haben, und die durch Verformung erzeugten Spannungen lassen sich leicht verteilen und abbauen, so dass die Haftfestigkeit für die Verbesserung der Rissbeständigkeit von wesentlicher Bedeutung ist. Studien haben gezeigt, dass die synergistische Wirkung von Methylcellulose und redispergierbarem Polymerpulver die Haftfestigkeit von Zementmörtel verbessert. Der Bindungsmechanismus von Polymeren hängt mehr von der Adsorption und Diffusion von Makromolekülen auf der Bindungsoberfläche ab. Gleichzeitig hat das Polymer eine spezifische Permeabilität und kann zusammen mit Methylcellulose-Acyl die Oberfläche des Grundmaterials vollständig infiltrieren, was der Oberfläche des frisch aufgetragenen Mörtels nahe kommt, wodurch die Adsorption des frisch aufgetragenen Mörtels und des Grundmaterials verbessert und die Klebeleistung erheblich verstärkt wird. Zusätzlich zur Verbesserung der Haftung auf dem glatten Untergrund hat der polymermodifizierte Mörtel auch die Wirkung, die Oberflächenporen des Untergrunds zu schließen, insbesondere bei porösen Untergrundoberflächen, was die Wasserdichtigkeit, Dichtigkeit und Frost-Tau-Beständigkeit des Untergrunds verbessern kann.
(4) Elastizitätsmodul
Der Elastizitätsmodul des redispergierbaren Polymerpulvers ist niedrig und liegt im Bereich von 0,001-10 GPa, während der Elastizitätsmodul von Zementmörtel hoch ist und im Bereich von 10-30 GPa liegt. Daher ist der Elastizitätsmodul von Zementmörtel, der durch die Zugabe von redispergierbarem Polymerpulver modifiziert wurde, kleiner als der von normalem Zementmörtel. Die Art und die Menge des zugesetzten Redispersible Polymer Powder beeinflussen auch den Elastizitätsmodul, der normalerweise das Polymer-Zement-Verhältnis, den Elastizitätsmodul und die Verformungsfähigkeit erhöht.
(5) Abriebfestigkeit
Die Abriebfestigkeit des modifizierten Mörtels hängt von der Art des redispergierbaren Polymerpulvers und dem Polymer-Zement-Verhältnis ab. Im Allgemeinen erhöht eine Erhöhung des Polymer-Zement-Verhältnisses die Verschleißfestigkeit hauptsächlich aufgrund einer bestimmten Menge organischer Polymere auf der Verschleißoberfläche. Das Polymer wirkt als Bindemittel, so dass die vom Polymer gebildete Netzstruktur den Zementmörtel durchdringen kann. Die Poren und Risse im Zement verbessern die Bindung zwischen dem Zuschlag und dem Zementhydratationsprodukt, wodurch die Verschleißfestigkeit verbessert wird.
Im polymermodifizierten Mörtel dichtet die durch die Polymerfüllung gebildete Netzstruktur die Löcher und Risse ab und verringert die Porosität im Zementmörtel, wodurch die Dichtigkeit des Zementmörtels sowie die Wasser- und Frostbeständigkeit verbessert werden, was mit der Erhöhung des Polymer-Zement-Verhältnisses einhergeht.
Die verschiedenen Arten von redispergierbarem Polymerpulver weisen erhebliche Unterschiede in der Wasserbeständigkeit auf. Normalerweise hat Vinylacetatpulver (VAC, allgemein bekannt als redispergierbares Polymerpulver, das durch Sprühen von weißem Latex hergestellt wird), das mit Mörtel modifiziert wurde, eine schlechte Wasserbeständigkeit. Daher wird VAC grundsätzlich nicht für die Mörtelmodifikation verwendet, es sei denn, es werden keine Anforderungen an die Wasserbeständigkeit gestellt. Auf der anderen Seite ist VAC anfällig für Verseifungsreaktionen in einer starken Basis und verliert seine Haftfestigkeit, so dass es für die Verwendung mit Zementmörtel ungeeignet ist. VAC kann in der Regel in gipshaltigen Produkten und Spachtelmasse ohne Zement verwendet werden.
(6) Durchlässigkeit
Die Wasserdampfdurchlässigkeit von Baumaterialien ist von großer Bedeutung. Wasserdichtigkeit und Luftdurchlässigkeit sind bei vielen Gelegenheiten erwünscht. Polymermodifizierter Mörtel hat eine geringe Wasseraufnahme und eine verbesserte Wasserbeständigkeit, weist aber dennoch eine spezifische Wasserdampfdurchlässigkeit auf, die mit zunehmendem Polymergehalt abnimmt. Gleichzeitig kann er mit einigen hydrophoben Materialien gemischt werden, um seine Allround-Leistung zu verbessern.
(7) Gefrier-Tau-Beständigkeit
Die Porosität wird durch die deutlich reduzierte Wasseraufnahme des polymermodifizierten Mörtels und die Füllwirkung des Polymers verringert. Das redispergierbare Polymerpulver hat eine spezifische luftporenbildende Wirkung, und seine Frost-Tau-Beständigkeit ist besser als die von herkömmlichem Mörtel. Gleichzeitig stieg mit der Zunahme des Redispersible Polymer Powder auch die Haftzugfestigkeit des Mörtels vor und nach den Frost-Tau-Zyklen an. Bei Bauarbeiten im Winter kann die Zugabe einer angemessenen Menge an Kalziumformiat und Frostschutzmittel die Frühfestigkeit und Frostschutzleistung des Mörtels erheblich verbessern.
Viele Experimente haben gezeigt, dass die Menge an redispergierbarem Polymerpulver im Zementmörtel nicht umso besser ist, je mehr es ist. Das Kalk-Sand-Verhältnis, das Wasser-Zement-Verhältnis, die Kornabstufung, die Art und die Eigenschaften der Zuschlagstoffe beeinflussen letztendlich die Gesamtleistung des Produkts. Der mit Polymeren verbesserte Zementmörtel wies unterschiedliche Eigenschaften auf, wenn der Gehalt an redispergierbarem Polymerpulver variiert wurde. Ist die Menge zu gering, hat das Polymer nur eine gewisse weichmachende Wirkung auf den Zementmörtel, aber die verstärkende Wirkung ist nicht erkennbar. Ist die Menge zu groß, dominiert das Polymer im Zementmörtel, unterbricht die kontinuierliche Phase des Zementmörtels und führt schließlich zu einer Abnahme der Festigkeit. Bei einem mäßigen Polymeranteil werden die Verformungsbeständigkeit, die Zugfestigkeit und die Haftfestigkeit erhöht, die Dichtigkeit verbessert und eine gute Rissbeständigkeit erreicht.
