Kunststoffmodifizierte Mortel und Betone

Versuche, die Eigenschaften des zementgebundenen Mortels durch Kunststoffzusatz zu verbessem, datieren zuriick in die 20er…30er Jahre des letzten Jahrhunderts. 1923 lieft sich der Englander Cresson die Verwendung von Naturlatex unter Zusatz von Portlandzement patentieren. Der Zusatz von Kunstharzen auf der Basis von Polyvinylacetat (PVAC) zum Zementmortel wurde ab den 50er Jahren systematisch untersucht. Heute stehen dem An – wender eine Vielzahl von Kunststoffen zur Modifizierung von zementgebundenen Morteln und Betonen zur Verfugung.

Fur eine Modifizierung werden die Polymere entweder in Form von Dispersionen oder als Pulver (Redispersionspulver) zugesetzt. Bis etwa 1970 wurden vor allem Dispersionen auf der Basis von PVAC eingesetzt. Sie haben sich jedoch wegen ihrer geringen Bestandigkeit gegeniiber dem basisch reagierenden Zementmortel nicht bewahrt (Quellerscheinungen, Verseifung der Polymere). Die Alkalibestandigkeit ergibt sich somit als eine erste wesent – liche Bedingung fur den Einsatz eines Kunststoffs zur Modifizierung von Morteln und Be­tonen. Das basische Milieu des Zementmortels darf den Aufbau eines raumlich vemetzten Kunststoffs nicht behindem oder gar verhindem. Andererseits sollen die zugesetzten Kunst – stoffdispersionen die Zementhydratation nicht oder nur unwesentlich beeinflussen. Sie diir – fen beim Anruhren des Mortels nicht koagulieren, bei spaterer Wasserbelastung nicht quellen und bei hoheren Temperaturen keine korrosiv wirksamen Substanzen abspalten.

Zur Modifizierung werden heute vor allem Dispersionen folgender Kunststoffe eingesetzt: Polyvinylpropionat (u. Copolymere), Polyvinylacetat-Copolymere, Polyacrylate und Acryl – harze, Polyvinylchlorid (u. Copolymere), Polyacrylat-Acrylnitril-Copolymere, Polyacrylat – Styrol-Copolymere. Neben den Dispersionen hat sich in der Baupraxis in den letzten Jahren zunehmend der Einsatz von Redispersionspulvem durchgesetzt. Man verwendet Trocken – mortel, bei denen der Zement (in der Regel Portlandzement), die Gesteinskomung und die pulverformigen Polymere neben evtl. weiteren Zusatzen bereits werkseitig gemischt wer­den. Die Anwendung ist problemlos. Das Risiko von Anwendungsfehlem, z. B. durch fal – sche Dosierung bei Zugabe der Dispersion, wird minimiert.

Filmbildung. Liegen die Temperaturen Uber der Mindestfilmtemperatur, bildet sich durch den Wasserentzug infolge Verdunstung, Zementhydratation und kapillaren Absaugens durch den Untergrund ein geschlossener Kunststofffilm hoher Zugfestigkeit aus. Er bewirkt eine zusatzliche Bindemittelwirkung. Wird die Mindestfilmtemperatur unterschritten, kommt infolge ungenugender Filmbildung kein Verbund zwischen Kunststoff, Zement und Gesteinskomung zustande. In diesem Fall besitzen die Kunststoffpartikel lediglich die Funktion eines organischen Fixllstoffs, der zudem die mechanischen Eigenschaften des er – harteten Mortels oder Betons negativ beeinflussen kann.

Vorteile kunststoffmodifizierter Betone. Die Modifizierung von Beton mit Kunststoff ist mit einer Reihe von Vorteilen verbunden, z. B. [12]

• Bessere Haftung des Frisch – und Festmortels z. B. auf Altbeton, Holz, PVC

• Verringerung des Blutens und des Schwindens des Festmortels

• Bessere Biegezugfestigkeit.

Eine Erhohung der Druckfestigkeit wird nicht erreicht. An dieser Stelle muss betont wer – den, dass mit einem Kunststoff niemals alle die oben angefiihrten vorteilhaften Eigen- schaften realisiert werden konnen. Je nach Art und Gehalt des eingesetzten Polymers sind immer nur bestimmte Eigenschaften zu erreichen.

Die epoxidharzmodiflzierten Systeme, Abk. ECC (Epoxy Cement Concrete) bilden eine Untergruppe der PCC. Wie bereits in Кар. 10.4.4.3 ausgefuhrt, erfolgt die Bildung des Festkorpers beim Epoxidharz durch Reaktion des Grundharzes mit einem Harter. Zur Her – stellung der ECC werden die in Wasser emulgierten Gemische aus EP-Grundharz und Harter dem Frischbeton bzw. – mortel zugegeben. Die chemische Vemetzung von Grund – harz und Harter, die unmittelbar mit der Mischung der Komponenten einsetzt, verlauft ide – alerweise parallel zur Zementhydratation.

Trotz Unterschieden bei der Film – und Festkorperbildung sind die Eigenschaften von du – roplastmodifizierten Morteln und Betonen (z. B. Epoxidharz) denen der thermoplastmodifi – zierten (z. B. Polyacrylate, Polyacrylnitrile, PVC) vergleichbar.

Anwendung von PCC: Instandsetzungsmortel, z. B. BrUckensanierung, StUtzwande, korro – dierter Stahlbeton.