Gefunden bei Thomsit:

Was bedeutet „hydraulisches Abbinden“?

Schnell oder langsam, elastisch oder starr, physikalisch oder chemisch – Aushärteprozesse von Klebstoffen oder Spachtelmassen laufen ausgerichtet an den an die Verbindung gestellten Ansprüchen ausgesprochen unterschiedlich ab. Im Magazin Fußbodentechnik erläutert Wilhelm Fütterer, Leiter des Spachtelmassenentwicklungslabors von Henkel für die Marken Thomsit und Ceresit, die Zusammenhänge: 

Epoxydbasierte Systeme reagieren beispielsweise chemisch durch die Verbindung der zunächst separierten Komponenten Harz und Härter. UV-härtende Systeme nutzen UV-Strahlung zum Anschub oder zur Beschleunigung des Reaktionsvorgangs. Polyurethanschäume wiederum greifen auf das in der Umgebung enthaltende Wasser als Reaktionspartner zu.

Anders als Dispersionen, die durch physikalisches Verdunsten von Wasser allmählich verfilmen, basieren alle diese Formen des Erhärtens und eine Vielzahl modifizierter und weiterer Varianten auf der chemischen Reaktion zweier in Verbindung gebrachter Komponenten. Auch das hydraulische Abbinden bildet hier keine Ausnahme.

Allgemein gehalten beschreibt es einen Vorgang, bei dem das Bindemittel Gips oder Zement derart mit Wasser reagiert, dass sich ein Zementstein, bzw. ein hartes Endprodukt herausbildet. Mit dem physikalischen Verdunsten ist dieser Prozess nicht vergleichbar, weil einige eingesetzte Zemente selbst unter Wasser erhärten. Aus diesem Grund ist man sogar in der Lage, auch unter Wasser zu betonieren.

In der Bauindustrie kommt das hydraulische Aushärteprinzip bei allen Verlegewerkstoffen wie Spachtelmassen, Fliesenklebern, Fugenmörteln oder Gipsestrichen zum Tragen, die auf den Grundsubstanzen Zement oder Gips aufgesetzt sind.

Die gewünschte Reaktionsgeschwindigkeit lässt sich in den Entwicklungslabors heute über weite Bereiche und je nach Anforderung einstellen. Als Faustregel gilt in diesem Zusammenhang: Gips und die zumeist eingesetzten hellgrauen Portland-Zemente reagieren ausgesprochen schnell und müssen häufig in ihrer Reaktionsgeschwindigkeit künstlich gebremst werden. Der dunklere Ton-Erde-Zement reagiert dagegen von Natur aus deutlich langsamer.

Anderseits macht man sich gerade die rasanten Aushärteeigenschaften von Portland-Zement häufig zum Beispiel im Tunnelbau zunutze. Denn die hier eingesetzten Zementschlämme müssen kaum dass sie an die Wand geschleudert worden sind, umgehend erstarren und dürfen nicht die Wände herunter laufen. In solchen Situationen läuft der Aushärtevorgang wunschgemäß im Bereich von Sekunden, höchstens aber im einstelligen Minutenbereich ab. Diese enorme Geschwindigkeit wird durch nicht verzögerte Zemente und die Zugabe spezieller Additive erreicht.

Auch in der Fußbodentechnik wird der Aushärtevorgang gezielt beschleunigt, um die Belegreife von Estrichen oder die Begehbarkeit von Spachtelmassen beispielsweise – abhängig von der jeweiligen Rezeptur – nach etwa zwei bis drei Stunden garantieren zu können. Andere Vorgaben wären heute unzumutbar, weil Auftraggeber nach Sanierungen kleinerer Flächen ihre Wohnung entweder 24 Stunden lang nicht mehr verlassen oder betreten könnten – je nachdem wo sie sich während der Sanierung gerade aufhalten.

Doch nicht nur ihre Art, auch die Körnung der Zemente spielt in Bezug auf die Abbindegeschwindigkeit eine besondere Rolle. Grundsätzlich gilt nämlich: Je feiner gemahlen der eingesetzte Zement, umso schneller wird das gesamte System und umso früher belastbar die Fläche. Nun beeinflusst der Feinheitsgrad des Zements wiederum zugleich andere Eigenschaften der Mischung. Unter anderem das Schwindverhalten. Daher werden Spachtelmassen eine Reihe unterschiedlicher Additive beigemischt wie Schwindinhibitoren oder Erstarrungs- und Erhärtungsbeschleuniger.

So lässt sich schnell erklären, dass moderne Verlegwerkstoffe längst keine eindimensionalen Systeme mehr sind, sondern komplexe, exakt abgestimmte Technologien mit vielfältigen Wechselwirkungen. Allein Spachtelmassen bestehen heute aus rund 13 bis 18 Komponenten.

Wichtig für die Praxis auf der Baustelle ist, dass hydraulische Abbindungen gegenüber klimatischen Einflüssen recht markant reagieren können. Würde beispielsweise eine Spachtelmasse in zugluftbeeinflussten Bereichen appliziert, könnte dem System das Wasser unter Umständen zu schnell entzogen werden. Die Folge wären Einbußen in der Festigkeit. Dasselbe Resultat bewirkt zu starke Sonneneinstrahlung, weil auch hier dem System durch den Wärmeeinfluss von außen zu schnell die Feuchtigkeit entzogen würde. Daher sollte man zum Beispiel Ausgleicharbeiten nicht durchführen, wenn noch Türen und Fenster des jeweiligen Gebäudes komplett fehlen. Andererseits sind Fenster und Türen soweit zu öffnen, dass der Überschuss des Anmachwassers gut verdunsten kann und die Spachtelmasse so nicht im „eigenen Saft“ verbleibt.

Mikroskopisch betrachtet haben die Produkte unter Zugluft und zu starker Sonneneinstrahlung nicht die Zeit, um an der Oberfläche vollständig auszukristallisieren. Das hydraulische Abbinden geschieht nämlich über einen komplizierten Kristallisierungsprozess, bei dem die Kristalle durch die Reaktion mit Wasser auf der Oberfläche der Bindemittepartikel wachsen. Verkeilen und ordnen sich diese Kristalle in der richtigen Art und Weise untereinander, erhält das Produkt die gewünschte Festigkeit.

Hierbei spielt die Zeit eine maßgebliche Rolle. Das zeigt auch ein Extrem in die andere Richtung. Würde man einen Zementmörtel über mehrere Stunden unaufhörlich anrühren, ohne dass er Gelegenheit erhielte auszukristallisieren, würde er irgendwann gar nicht mehr abbinden können. Das Produkt würde abbindungsunfähig, weil der Rührprozess dazu führt, dass die frisch entstandenen Kristalle kontinuierlich abgeschert werden. Zwar wachsen zunächst ständig neue nach, irgendwann aber hat sich die Reaktion erschöpft. Dann haben sich die Reaktionspartner aufgebraucht, der Prozess kommt zum Stillstand und das System bleibt flüssig und bindet nicht mehr ab.

Dieses Szenario ist aber eigentlich praxisfern, denn in jedem modernen Produkt haben die Entwicklungstechniker heute ausreichende Sicherheitsreserven eingebaut. Selbst wenn eine Spachtelmasse statt einer Minute zehn Minuten angerührt werden würde, wäre dieser Effekt also noch lange nicht relevant.

Relevant für den Bodenprofi könnte das Prinzip allerdings werden, wenn er auch den 20. Sack einer Gipsspachtelmasse im gleichen Hobbock anrührt, ohne diesen auszuwaschen. Unter dieser Maßgabe würde das bereits anreagierte, im Hobbock verbliebene Pulver, zu einer deutlichen Beschleunigung führen. Entsprechend würde die Verarbeitungszeit zunehmend kürzer.

Was nur die wenigsten wissen: Unabhängig davon, ob Betone, Estriche oder Spachtelmassen auf der Baustellen angerührt werden, sie alle werden generell mit einem definierten Mehr an Wasser angesetzt als für die eigentliche chemische Reaktion nötig wäre. Würde man die Werkstoffe dagegen ausschließlich mit der Menge Wasser anrühren, die für den Ablauf der chemischen Reaktion tatsächlich nötig wäre, dann erhielte man äußerst steife Pasten, die sich kaum verarbeiten ließen.

Aus all diesen Angaben wird deutlich, dass Herstellerangaben sorgsam zu beachten sind. Letztlich ist jede Rezeptur hinsichtlich ihrer hydraulischen Eigenschaften wie die Reaktion mit Wasser, die Festigkeitsentwicklung und die Verarbeitungszeit entwicklungstechnisch optimal aufeinander abgestimmt. Daher ist auch tunlichst darauf zu verzichten, gips- und zementbasierte Systeme einfach miteinander zu vermischen. Solche Maximen herstellerseitig vorzugeben ist keine Willkür, sondern hat entscheidende chemisch-technische Gründe.