HPMC voor zelfnivellerende massa: een complete technische gids

HPMC voor zelfnivellerende onderlaag is een cellulose-ether met lage viscositeit die nauwkeurig wordt gedoseerd; deze stabiliseert luchtbellen, voorkomt het bezinken van toeslagstoffen en beperkt het waterverlies — zonder de vloeibaarheid te belemmeren die ervoor zorgt dat de vloer zichzelf nivelleert. Dit staat in schril contrast met HPMC voor tegellijm: bij zelfnivellerende onderlagen (SLU) is het doel een zeer vloeibare, zelfverdichtende slurry die uithardt tot een vlak, poriënvrij oppervlak; daarom moet de HPMC-kwaliteit een lage viscositeit hebben en moet de dosering binnen het bereik van 0,05–0,15% worden gehouden. Deze gids behandelt het mechanisme, de keuze van de kwaliteit, de interactie tussen ontschuimers en vloeimiddelen, en hoe poriën en uitbloedingen kunnen worden verholpen.

Inleiding

Zelfnivellerende massa (SLC), ook wel zelfnivellerende onderlaag genoemd, is een zeer vloeibaar cementgebonden (of gipsgebonden) systeem dat in een dikte van 2–10 mm over betonnen ondervloeren wordt gestort om een perfect vlak oppervlak te creëren voor vloerbedekking, tegels of hout. In tegenstelling tot met een troffel aangebrachte mortels moet SLC binnen enkele minuten na het storten vloeien, ontluchten en zelfnivelleren — en vervolgens uitharden zonder segregatie, gaatjes of krimp. Juist die combinatie van vloeibaarheid en stabiliteit maakt zelfnivellerend HPMC tot een speciale productcategorie.

Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) speelt een ondersteunende maar essentiële rol in SLC, en de verhoudingen zijn omgekeerd ten opzichte van andere mortels. Terwijl een tegellijm 75.000–100.000 mPa·s HPMC nodig heeft om een laag van 3 mm op een muur te laten hechten, wordt in zelfnivellerende mortel doorgaans HPMC met een viscositeit van 400–1000 mPa·s bij 0,05–0,151 TP3T. De redenen zijn fysisch van aard: in een zelfnivellerende slurry werkt de toenemende viscositeit juist de doorstroming tegen die je nodig hebt, terwijl een volledige afwezigheid van HPMC leidt tot bloeding, bezinking en oppervlaktefouten. De kunst zit hem in de lage dosering. Bij TENESSY Chemical, waar we HPMC leveren aan SLC-producenten in meer dan 40 landen, merken we dat de meeste formuleringsproblemen bij SLC voortkomen uit het feit dat het als mortel wordt behandeld en dat men mortellogica toepast op een vloeibaar systeem.

De rol van HPMC met lage viscositeit in zelfnivellerende systemen

In een zelfnivellerende mortel vervult HPMC vier functies — en geen daarvan is “verdikken omwille van de dikte”:

1. Stabilisatie en regeling van luchtbellen. Vers SLC wordt gemengd met een hoog-shear-paddle, waardoor lucht wordt meegevoerd. Zonder stabilisator stijgen grote bellen op en barsten ze, waardoor er gaatjes en kuiltjes in het oppervlak ontstaan. HPMC verhoogt de viscositeit van de vloeibare fase net genoeg om het opstijgen en samenklonteren van bellen te vertragen, en de polymeerfilm stabiliseert de bellen zodat ze op een gecontroleerde manier door de ontschuimer kunnen worden afgebroken in plaats van aan het oppervlak te barsten. Dit is de belangrijkste taak van HPMC in SLC: oppervlaktekwaliteit.

2. Voorkomen van bezinking van fijne en grove deeltjes. De SLC-slurry bevat cement, fijn zand en vulstoffen met verschillende dichtheden. Na een minuut rust bezinken de deeltjes en komt het water naar het oppervlak — een verschijnsel dat segregatie of uitbloeding wordt genoemd. Zelfs 0,05–0,11 TP3T HPMC met lage viscositeit verhoogt de vloeispanning van de waterfase voldoende om de fijne deeltjes in suspensie te houden en het bezinken van zwaardere korrels te vertragen, waardoor het mengsel uniform blijft terwijl het vloeit en uithardt.

3. Waterretentie bij poreuze ondervloeren. Betonnen ondervloeren nemen zeer veel water op. Wanneer de vloer droog en poreus is, kan de onderkant van de SLC-laag water verliezen voordat deze uithardt, wat leidt tot een zwakke, stoffige overgang en omkrullen. Een kleine dosis HPMC houdt het water in de laag vast — maar hier zit het addertje onder het gras: de dosis moet laag genoeg zijn zodat het oppervlak nog steeds op voorspelbare wijze droogt en uithardt. Een te hoge dosering HPMC in SLC leidt tot een oppervlak dat zacht blijft (“natte troffelsporen”) en de uitharding vertraagt.

4. Consistentie en tolerantie ten opzichte van schommelingen in het watergehalte. De hoeveelheid water die ter plaatse wordt toegevoegd, varieert. HPMC dempt het verschil in viscositeit tussen een licht vochtig en een licht droog mengsel, waardoor de verwerker een product krijgt dat minder gevoelig is voor fouten — zolang de concentratie maar laag genoeg is om de vloeibaarheid niet in gevaar te brengen.

De juiste viscositeitsklasse kiezen

Zelfnivellerende systemen worden onderverdeeld in systemen op cementbasis (die wereldwijd de overhand hebben) en systemen op gipsbasis (calciumsulfaat). De keuze verschilt enigszins:

Waarom niet 40.000 mPa·s? Probeer het maar eens en je zult zien: een HPMC-kwaliteit van 40.000 maakt de slurry bij elke effectieve dosis thixotroop en “plakkerig”; hij weigert zelfnivellerend te zijn, het oppervlak vertoont spaanstrepen en er blijven luchtbellen als grof schuim achter. Graden met lage viscositeit (die in werkelijkheid HPMC met een gemiddeld/laag molecuulgewicht zijn) bieden je de suspensie- en retentie-effecten met slechts een fractie van het viscositeitsverlies.

Houd ook rekening met deeltjesgrootte en oppervlaktebehandeling. Bij SLC dat ter plaatse met een roerblad wordt gemengd, lost oppervlaktebehandelde HPMC met lage viscositeit klontvrij op. Bij vooraf gemengde zakken die via geautomatiseerde mengpompen worden toegevoegd, kunnen onbehandelde kwaliteiten prima werken. In beide gevallen wordt de HPMC vooraf met het droge poeder gemengd — het wordt nooit rechtstreeks aan het mengwater toegevoegd.

Interactie met ontschuimers en vloei-bevorderende middelen

Een zelfnivellerende samenstelling is een drievoudig evenwicht tussen HPMC, antischuimmiddel en vloeivermiddel (superplastificeerder):

• HPMC (400–1000 mPa·s, 0,05–0,15%): stabiliseert het mengsel, voorkomt uitbloeding en bezinking, houdt water vast.

• Polycarboxylaat-superplastificeerder (PCE) bij 0,3–0,81 TP3T (als actief bestanddeel in cement): de echte “zelfnivelleringsmotor”. PCE verspreidt cementdeeltjes, waardoor het waterverbruik drastisch daalt zonder dat dit ten koste gaat van de vloeibaarheid, en bevordert het zelfnivelleren. Zie onze PCE-productpagina.

• Ontschuimer voor poeder (op basis van tributylfosfaat of siliconen) bij 0,1–0,31 TP3T: breekt de luchtbellen die door HPMC zijn gestabiliseerd.

De interactielogica: PCE zorgt voor vloeibaarheid, HPMC zorgt voor stabiliteit, en de antischuimmiddel verwijdert de lucht die beide stoffen helpen mee te voeren. In de praktijk wordt de samenstelling geoptimaliseerd in de vloeikegel: meet de spreiding volgens de ASTM C230 / EN 12706-vloeikegel (streefwaarde doorgaans 180–220 mm) en het aantal gaatjes na uitharding. Als er nog steeds gaatjes ontstaan, verhoog dan de hoeveelheid ontschuimer licht of verlaag de hoeveelheid HPMC — maar laat HPMC nooit helemaal weg, anders krijg je bloeding in plaats van gaatjes. Als het oppervlak “golft” of niet zelfnivelleert, verminder dan de hoeveelheid HPMC of verlaag de viscositeit ervan.

Volgorde van toevoeging in het droge mengsel Belangrijk: meng HPMC, antischuimmiddel en PCE (dat in droge vorm een gesproeidroogd poeder is) afwisselend door elkaar, zodat alle drie de stoffen gelijkmatig door de zand-vulstofmatrix worden verdeeld. Een slechte uniformiteit van het droogmengsel is de verborgen oorzaak van onregelmatige patronen van gaatjes.

Veelvoorkomende defecten en oplossingen bij zelfnivellerende vloeren

Eén algemene regel: test bij temperaturen op de daadwerkelijke locatie. HPMC-systemen met een lage viscositeit zijn gevoeliger voor koud weer — bij temperaturen onder de 10 °C verloopt de uitharding trager en neemt de neiging tot bloeding toe. In warme klimaten verloopt de verdamping sneller en moet de kleine dosis HPMC harder werken, waardoor de bovengrens van het bereik (0,1–0,15%) doorgaans de juiste keuze is.

Hoe u uw SLC kunt opstellen en valideren

1. Begin met het raamwerk van de map. Kies het type cement (OPC 42.5R/52.5 of speciaal SLC-cement) en het vulmiddel (fijn silicazand ≤ 0,5 mm). Bepaal de basisstroom met uitsluitend PCE.

1. Voeg HPMC toe in een hoeveelheid van 0,081 TP3T (400–800 mPa·s). Meet de spreiding van de stroomkegel, de uithardingstijd en de ontluchting. Stel in stappen van 0,021 TP3T bij.

1. Breng het mengsel op het juiste niveau met antischuimmiddel. Begin bij 0,21 TP3T. Giet testplaten en tel na 24 uur het aantal gaatjes. Pas de verhouding tussen antischuimmiddel en HPMC nauwkeurig aan.

1. Controleer of aan de normen wordt voldaan. Verspreiding volgens de flowcone-test (EN 12706), uithardingstijd (EN 13454 of ASTM C191), druksterkte na 1/28 dagen, oppervlaktehardheid en krimp (EN 13454-2).

1. Bestel gratis monsters en herhaal dit. TENESSY biedt gratis monsters van 500–3000 g met een COA, zodat u kunt experimenteren zonder dat u zich hoeft te verbinden tot een volledige container. Zodra het product klaar is voor productie, bedraagt onze levertijd 7–14 dagen, waarbij u op elk moment kunt rekenen op ondersteuning bij de samenstelling.

FAQ