Die Hersteller von Trockenmörteln – insbesondere von Fliesenklebern – stehen aktuell vor der Herausforderung, ihre Formulierungen, die auf der Basis von Portlandzement (CEM I) beruhen, anzupassen. Der Grund: Um die CO2-Emissionen zu senken, stellt die Zementindustrie ihre Produktion zunehmend auf Portlandkompositzemente (CEM II) um. Wacker unterstützt die Hersteller von Trockenmörteln bei der Umstellung mit einem breiten Spektrum an Vinnapas polymeren Dispersionspulvern, die eine leistungsstarke Formulierung der Trockenmörtel auch mit CEM II-Zementen sicherstellen.
Rund 8 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen sind auf die Zementindustrie zurückzuführen. Die Branche, die als besonders energie- und emissionsintensiv gilt, hat verschiedene Maßnahmen ergriffen, um ihre CO2-Emissionen im Sinne des Klimaschutzes zu senken. Dazu gehört, das Portfolio zu verändern, und zwar in Richtung von Zementen mit einem niedrigeren Anteil an Portlandklinker. (Unter Portlandklinker versteht man den gebrannten Teil des Zements, der für die Aushärtung unter Beimengung von Wasser zuständig ist.) Mit Blick auf das Ziel vieler Industrienationen, ab 2050 Zement klimaneutral herzustellen, ist davon auszugehen, dass sich die Entwicklung fortsetzt. In einigen europäischen Ländern, wie zum Beispiel in Tschechien, haben die Produzenten CEM I bereits vollständig vom Markt genommen.
Zement ist neben Sand die mengenmäßig bedeutsamste Komponente von Trockenmörteln und somit auch von Fliesenklebern. Er dient als Bindemittel. Dabei wird in vielen marktüblichen Fliesenklebern CEM I eingesetzt. Die Zementbranche bietet jedoch zunehmend mehr CEM II-Zemente und auch andere CO2-reduzierte Zemente an, da diese einen geringeren CO2-Fußabdruck haben. Weil sich das CEM I-Angebot künftig weiter verknappen wird, stehen Fliesenkleber-Hersteller vor der Aufgabe, den Portlandzement in ihren Formulierungen durch CEM II-Zemente oder ggf. andere Zementtypen zu ersetzen. Eine Frage, die sich bei diesem Vorgehen allerdings stellt: Wie verändern sich die Eigenschaften des Fliesenklebers, wenn CEM I durch CEM II ersetzt wird?
Substitution von CEM I durch CEM II in Fliesenklebern
Wacker hat untersucht, inwieweit die Substitution von CEM I durch CEM II die Eigenschaften des Fliesenklebers beeinflusst. Zugrunde gelegt wurde dabei ein nach C2TE klassifizierter Fliesenkleber (C = Zementkleber, 2 = hochfester Kleber, T = hohe Beständigkeit gegen Abrutschen, E = offene Zeit von mindestens 30 Minuten), der dem europäischen Normstandard EN 12004 entspricht. Der CEM I-Gehalt in der Referenz-Formulierung wurde in einer Testreihe durch vier unterschiedliche CEM II- Sorten ersetzt. Die Wacker Experten haben überprüft, ob die neuen Formulierungen den Anforderungen eines C2TE-Fliesenklebers standhalten können. Das Ergebnis: Die meisten Eigenschaften bleiben erhalten. Dichte und Verarbeitbarkeit, Abrutschverhalten und Benetzungsfähigkeit erfüllen wie die Referenz-Formulierung die Normanforderung.
Der Einsatz von CEM II statt CEM I beeinflusst allerdings vor allem zwei Eigenschaften negativ: Die Haftzugfestigkeit nach Lagerung im Wasser und die Frühfestigkeit. Alle getesteten Fliesenkleber-Formulierungen mit CEM II zeigten eine geringere Ausgangshaftzugfestigkeit sowie eine geringere Haftzugfestigkeit nach Warmlagerung und nach Frost-Tauwechsel-Lagerung als die Referenz. Entscheidend ist allerdings, dass die mit CEM II formulierten Fliesenkleber eine so geringe Haftzugfestigkeit nach Lagerung im Wasser aufweisen, dass sie die C2-Normanforderung von 1 N/mm2 verfehlen.
Anpassungen in der Formulierung
Die unbefriedigende Haftzugfestigkeit von CEM II-Fliesenklebern nach Wasserlagerung lässt sich verbessern. Eine Stellschraube ist das eingesetzte Polymer. Wird ein spezielles Terpolymer, bei dem wasserabweisende Monomere in das VAE-Rückgrat eingebaut sind, als Bindemittel verwendet – anstelle eines Standard-Vinylacetat-Ethylen-Copolymers (VAE) – so steigt der Wert für die Haftzugfestigkeit nach Wasserlagerung und erfüllt die Normanforderungen. Bei Formulierungen mit Vinnapas 8118 E, 8620 E oder 7220 E, welche solche wasserabweisenden Monomere enthalten, verbessert sich die Haftzugfestigkeit nach Wasserlagerung deutlich und die Normanforderungen werden erfüllt.
Fazit: CEM II-Zemente sind als Bindemittel für Fliesenkleber geeignet. Um vergleichbare Leistungseigenschaften wie bei der Verwendung von CEM I Zementen zu erzielten, sind Anpassungen in der Zusammensetzung des Klebers zu empfehlen beziehungsweise nötig. Wacker unterstützt die industriellen Hersteller von Trockenmörteln mit seinen polymeren Dispersionspulvern der Vinnapas E-Typen bei dieser Umstellung, die gleichzeitig noch zu einer verbesserten CO2-Bilanz von Fliesenklebern beiträgt.
