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

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Fester Inhalt(99±1)Hauptverteilung der kolloidalen Partikel1~7
Aschegehalt(10±2)minimale Filmbildungstemperatur0
Volumendichte(490±50)Filmauftritttransparent, elastisch
AussehenWeißes PulverPh-Wert 7~8
SchutzkolloidPolyvinylalkohol
PartikelgrößeGrößer als 400Selbstverbrennung225

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.