Reaktionsharz: Worauf es bei der Verarbeitung ankommt

Verarbeitungseigenschaften, auf die man sich einstellen muss

Für die Fliesen- und Naturwerksteinverlegung ist die Verwendung von zementgebundenen Werkstoffen mit und ohne Kunststoffmodifizierung der übliche Standard. Bei speziellen Verlegeuntergründen oder beim Bauen im Bestand sind jedoch häufig Werkstoffe auf Reaktionsharzbasis zur Ertüchtigung des Untergrundes oder für die Verlegung und Verfugung erforderlich. Diese besitzen im Gegensatz zu den zementgebundenen Werkstoffen andere Verarbeitungseigenschaften, auf die der Verarbeiter sich einstellen muss.

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Reaktionsharze

Zu den typischen Reaktionsharzen, die heute durch den Fliesen- und Natursteinleger eingesetzt werden, gehören Epoxid-, Polyurethan- oder Silikatharze. Diese erhärten im Gegensatz zu zementgebundenen Werkstoffen durch eine Polyaddition genannte chemische Reaktion. Hierbei verbinden sich die Monomere der Komponente A (bzw. Basis- oder Stammkomponente) mit den Monomeren der Komponente B (bzw. Härterkomponente) zu einem Polymer, welches i.d.R. nach sieben Tagen vollständig ausgehärtet ist. Das Besondere an der Polyaddition ist, dass das vom Hersteller angegebene Mischungsverhältnis beider Komponenten genau zu beachten ist. Bei Abweichungen vom Mischungsverhältnis kommt es zu Erhärtungsstörungen.

 

Reaktionsharze wie MMA-Harz oder Polyesterharz, welche häufig für die Sanierung von Rissen verwendet wurden, haben vor allem aufgrund der starken Geruchsbelästigung während der Verarbeitung an Bedeutung verloren. Diese Harze erhärten durch eine Polymerisation, bei der die Komponente B ein Starter bzw. Katalysator für die Vernetzung der Monomere der Komponente A ist. Bei diesen Harzen kann über die Dosierung der Komponente B die Reaktionsgeschwindigkeit im begrenzten Rahmen gesteuert werden. Anstelle dieser Harze werden heute geruchsneutrale Silikatharze wie Eporip SCR verwendet.

Reaktionsharze kommen zum Einsatz, wenn höhere mechanische Festigkeiten, eine stärkere Klebkraft und eine höhere chemische Beständigkeit erforderlich sind. Für Epoxidharzfugenmörtel sprechen darüber hinaus auch die hohe Farbstabilität und die gute Reinigungsfähigkeit. Daraus ergeben sich sowohl für den Verarbeiter als auch den Bauherrn Vorteile.

Typische Anwendungsbereiche der Reaktionsharze

Epoxidharz 2K: Grundier- und Mörtelharz, Abdichtung RM nach DIN EN 14891, Haftbrücke für Mörtel, Gieß- und Injektionsharz, Kleber, Anstrich und Beschichtung

Epoxidharz 2K wasserdispergiert: Grundierung, Anstrich, Beschichtung

Epoxidharz 2K wasseremulgierbar: Klebe- und Fugenmörtel nach DIN EN 12004, DIN EN 13888

Polyurethanharz 1K: Grundierung, Abdichtung RM nach DIN EN 14891, Anstrich, Injektionsharz

Polyurethanharz 2K: Klebemörtel nach DIN EN 12004, Abdichtung RM nach DIN EN 14891, Anstrich und Beschichtung, Injektionsharz

Silikatharz: Gießharz

Von diesen typischen Anwendungsgebieten sollten zwei Anwendungen besonders hervorgehoben werden:

  • Um einen feuchtigkeitssensiblen Calciumsulfatestrich gegen Restfeuchte aus dem Verlegemörtel zu schützen, haben sich bei der Verlegung von großformatigen Fliesen feuchtigkeitssperrende Reaktionsharzgrundierungen bewährt. Bei einer Verlegung von XXL-Formaten auf Calciumsulfatestrich sollte eine solche Grundierung immer ausgeführt werden.
  • Epoxidharzfugenmörtel werden seit Jahrzehnten für die chemisch und hoch mechanisch beständige Verfugung von Fliesen und Platten eingesetzt. Die neue Generation dieser Fugenmörtel, wie das 2021 eingeführte Kerapoxy Easy Design, haben aufgrund der leichten Verarbeitung den Weg für eine breitere Anwendung im Wohnungs- und Gewerbebau geebnet.

Verarbeitungshinweise

Homogenes Anmischen von Fugenmörtel Kerapoxy Easy Design. Foto: Mapei
Homogenes Anmischen von Fugenmörtel Kerapoxy Easy Design. Foto: Mapei

Reaktionsharze müssen maschinell angemischt werden. Die Mischdauer beträgt drei bis vier Minuten, bis ein einheitlicher Farbton der Mischung erreicht ist. Beim Mischen muss das Gebinde so gesichert werden, dass es nicht umkippen oder überschwappen kann. Ein Spritzschutz sollte ebenfalls eingeplant werden. Für das Anmischen muss ein stufenlos regelbares Rührwerk auf niedriger Stufe verwendet werden.

Nach Möglichkeit sollten zur Vermeidung von Mischfehlern immer ganze Gebinde angemischt werden. Wenn dennoch nur Teilmengen verarbeitetet werden sollen, müssen die Teilmengen entsprechend des vorgegebenen Mischungsverhältnisses abgewogen werden.

Eine Reifezeit ist nicht erforderlich. Das angemischte Material muss jedoch umgetopft werden. Durch das Umtopfen werden Mischfehler speziell im Randbereich der Gebinde verhindert. Wenn in der später ausgehärteten Fläche weiche, nicht ausgehärtete Stellen festgestellt werden, ist das auf das fehlende Umtopfen oder allgemein auf Mischfehler zurückzuführen. Diese weichen Stellen müssen mechanisch entfernt werden. Eine nachträgliche Verfestigung ist nicht möglich.

Epoxidharzgrundierungen müssen mit Quarzsand im Überschuss abgestreut werden!
Epoxidharzgrundierungen müssen mit Quarzsand im Überschuss abgestreut werden. Foto: Mapei

Zügige Verarbeitung

Nach dem Umtopfen und erneutem Aufmischen muss das Material zügig innerhalb der angegebenen Topfzeit verarbeitet werden. Während der Verarbeitung sollte jeder Hautkontakt durch passende Schutzausrüstung vermieden werden. Der Raum ist zusätzlich zu belüften.

Die Aushärtung der Reaktionsharze erfolgt als exotherme Reaktion, d.h. es kommt zur Wärmeentwicklung. Die Gebinde sind deshalb zügig zu verarbeiten bzw. auszugießen, um die Reaktionswärme abzuführen. Das gilt umso mehr für Großgebinde.

Häufig besteht der Wunsch, die Konsistenz des Reaktionsharzmörtels anzupassen. Wenn der Mörtel steifer bzw. standfester werden soll, ist dies durch das Einmischen von Stellmittel möglich. Ein Absenken der Viskosität ist jedoch nicht möglich. Das Verdünnen mit Lösemitteln oder Spiritus darf nicht erfolgen. Eine Ausnahme sind wasserdispergierte Epoxidharzbeschichtungen, die mit Wasser verdünnt werden können.

Auf die Temperatur achten

Die Verarbeitung von Reaktionsharzen ist stark temperaturabhängig. Der übliche Temperaturbereich für die Verarbeitung liegt zwischen + 8 bis + 30°C für den Untergrund und das Material. Eine Temperaturerhöhung führt zu einer geringeren Viskosität, einer Reduzierung der Topfzeit (oder Verarbeitungszeit) und zu einer beschleunigten Erhärtung. Eine Steigerung der Temperatur um 10°C ergibt z.B. eine Verdoppelung der Erhärtungsgeschwindigkeit.

Vergießen und Verklammern eines Risses mit Silikatharz Eporip SCR. Foto: Mapei
Vergießen und Verklammern eines Risses mit Silikatharz Eporip SCR. Foto: Mapei

Das gleiche gilt auch umgekehrt bei sinkenden Temperaturen. Die Viskosität steigt, die Verarbeitungs- und die Erhärtungszeit verlängern sich. Unterhalb von 8°C härtet das Material nicht mehr aus. Bei einer Steigerung der Temperatur setzt die Erhärtung aber wieder ein. Wenn ein eingebautes Reaktionsharz nicht aushärtet, kann mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit von Mischfehlern oder Temperaturen unter 8 °C ausgegangen werden.

Das Material muss vor der Verarbeitung immer ausreichend temperiert sein. Im Sommer darf es nicht in der prallen Sonne und in der kalten Jahreszeit nicht im Transporter über Nacht gelagert werden.

Reaktionsharze besitzen im ausgehärteten Zustand nur eine eingeschränkte Temperaturbeständigkeit. Bei Temperaturen je nach Formulierung ab ca. 70 bis 100°C kommt es zu einem Erweichen bzw. zur Zerstörung der Struktur. Epoxidharzfugenmörtel lassen sich deshalb einfach auskratzen, wenn sie mit einer Heißluftpistole vorsichtig erhitzt werden.

Auskratzen von Epoxidharzfugenmörtel. Foto:Mapei
Auskratzen von Epoxidharzfugenmörtel. Foto:Mapei

Entsorgung

Bei Reaktionsharzen im flüssigen Zustand handelt es sich um Gefahrstoffe. Erst im ausgehärteten Zustand sind diese gesundheitlich unbedenklich und können ggf. als Bauschutt entsorgt werden. Nicht angemischte Reste sind hingegen Sondermüll und müssen entsprechend der geltenden gesetzlichen Bestimmungen entsorgt werden.

Gebinde sollten deshalb immer restentleert werden. Auch das Waschwasser bei der Epoxidharzverfugung darf nicht direkt über die Kanalisation entsorgt werden. Hier sollte, ähnlich wie bei zementgebundenen Stoffen, ein Absetzbecken (Fass, Hobbock etc.) genutzt werden, so dass sich die festen Bestandteile am Boden absetzen können. Wasser und ausgehärtetes Epoxidharz können anschließend getrennt entsorgt werden.

Arbeitsschutz

Das bei der Verarbeitung von Reaktionsharzen die persönliche Schutzausrüstung genutzt wird, sollte selbstverständlich sein, um gesundheitliche Risiken wie z.B. eine Epoxidharzallergie zu minimieren. Dazu gehören unter anderem passende Schutzhandschuhe aus Nitril oder Butylkautschuk, lange Ärmel und Hosen, ein Overall, ein Knieschutz, passendes Schuhwerk sowie eine Schutzbrille.

Bei lösemittelhaltigen Reaktionsharzen, die heute kaum noch eingesetzt werden, können zusätzliche Maßnahmen erforderlich werden. Auch die Verwendung von Hautschutzsalben kann die Schutzwirkung verbessern. Nach Abschluss der Arbeiten müssen Materialreste, Werkzeug und verschmutze Schutzausrüstung fachmännisch entsorgt werden.

Generell sind die Verarbeitungs- und Sicherheitshinweise der technischen Merkblätter bzw. der Gebinde (Giscode, Kennzeichnungsetikette CLP-Verordnung/GHS) und der Sicherheitsdatenblätter zu beachten. Darüber hinaus gibt es Hinweis- und Merkblätter der BG Bau zum Umgang mit Reaktionsharzen, die auch für die notwendigen Arbeitsschutzbelehrungen in den Fachbetrieben genutzt werden sollten.

Unverzichtbare Helfer

Reaktionsharze sind unverzichtbare Helfer, um nicht belegreife Untergründe zu ertüchtigen oder Fliesen- und Naturwerksteinbeläge dauerhafter zu gestalten. Für die fachgerechte Verarbeitung, zur Sicherstellung des Umweltschutzes und nicht zuletzt der persönlichen Gesundheit muss der Verarbeiter die speziellen Eigenschaften und die daraus resultierenden Besonderheiten bei der Verarbeitung und Entsorgung kennen.

Autor: Mapei Anwendungstechnik

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