Viele Anwendungen in der Fußbodentechnik können häufig technisch gleichwertig durch unterschiedliche Produktsysteme ausgeführt werden. Besteht die Möglichkeit zwischen einkomponentigen (1K) und zweikomponentigen (2K) Systemen auszuwählen, bevorzugt der Verleger meist die 1K-Produkte. Sie gelten als anwenderfreundlicher, denn der Mischvorgang entfällt, Mischfehler sind ausgeschlossen und die Verwendung von Teilmengen ist problemlos  möglich. Diese Verwenderpräferenz führt dazu, dass neu zu entwickelnde Produkte vielfach bereits einkomponentig geplant werden und Systemempfehlungen möglichst auf 1K-Produkten basieren. Einkomponentig und gebrauchsfertig werden dabei oft als synonym angesehen.

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Verlegewerkstoffe sind abhängig von ihrem Einsatzzweck als, zum Beispiel Grundierung, Spachtelmasse oder Klebstoff, aus unterschiedlichen Substanzklassen aufgebaut. Dies führt dazu, dass unterschiedliche Produkte, auch wenn sie alle als gebrauchsfertig angeboten werden, völlig unterschiedliche Trocknungs- bzw. Aushärtungscharakteristika aufweisen. Der drastisch unterschiedliche Einfluss der relativen Luftfeuchtigkeit auf die unterschiedlichen Stoffgruppen, der den meisten Anwendern in diesem Ausmaß offensichtlich nicht bewusst ist, sei hier beispielhaft genannt. Die Unkenntnis über das stofftypische Trocknungs- und Aushärtungsverhalten kann unter ungünstigen Baustellenbedingungen schnell schadensträchtig werden, aus Sicht des Verwenders in aller Regel unerwartet, da er ja mit gebrauchsfertigen Produkten gearbeitet hat.

Nachfolgend sind die für die Fußbodentechnik wichtigsten Stoffklassen, die für sie typischen Produktgruppen, sowie deren Anwendungsverhalten beschrieben. Die Praxis zeigt, dass Kenntnisse über die den Verlegewerkstoffen zugrunde liegenden Stoffklassen nicht nur von akademischem Interesse sind, sondern auch bei der Einschätzung von kritischen Verlegesituationen und der Vermeidung von Schäden und Reklamationen hilfreich sein können.

1K-Dispersions-Produkte: Dispersionen sind die mit Abstand meistverwendeten nichtmineralischen Verlegewerkstoffe. Sie bestehen aus in Wasser fein verteilten Kunststoffteilchen, häufig werden auch Füllstoffe, wie z. B. Kreide zugesetzt. Ihr Einsatzbereich reicht von fast wasserdünnen Produkten wie den Dispersionsgrundierungen bis hin zu pastösen Produkten, wie den Dispersionsklebstoffen oder den Acrylatdichtstoffen. Sie erhärten physikalisch, indem das enthaltene Wasser verdunstet oder auch vom Untergrund aufgesaugt wird. Meist wirken beide Faktoren zusammen. Sie erhärten indem sie trocknen (der Begriff „trocknen“ erscheint an dieser Stelle fast trivial. Dass er durchaus falsch verstanden und gebraucht wird zeigt sich weiter unten bei den Reaktionsharzen). Grundsätzlich gilt: 1. Je höher die Temperatur desto schneller die Trocknung. 2. Je höher die relative Luftfeuchtigkeit desto langsamer die Trocknung. Dieses Trocknungsverhalten ist allgemein bekannt.

Eine schadensträchtige Situation tritt dennoch immer wieder, wenn auch glücklicherweise nur in geringem Umfang auf: Elastische Beläge, die in Kellerräumen mit Dispersionsklebstoffen verklebt werden sollen. Die für die Verlegung erforderliche Mindesttemperatur von 15 °C wird oft nur knapp erreicht, am Boden zum Teil sogar unterschritten und Luftwechsel, der die Trocknung beschleunigen kann, fehlt. Daher bewegt sich die relative Luftfeuchtigkeit schnell im kritischen Bereich um 75 % oder darüber. „Reklamationen“, dass der Klebstoff nach 4 oder gar 8 Stunden noch nicht ausreichend abgetrocknet ist, sind die Folge, aus Sicht des Klebstoff-Herstellers allerdings wegen unzulänglicher raumklimatischer Bedingungen unberechtigt.

1K-Lösemittel-Produkte: Sie werden entweder dünnflüssig als Lösemittel-Grundierungen oder pastös als Lösemittel-Klebstoffe, überwiegend als Parkett- oder Kontaktklebstoffe eingesetzt. Aufgrund der von ihnen aus Sicht des Arbeitsschutzes und der Ökologie ausgehenden Gefahren sind sie grundsätzlich als kritische Produkte anzusehen und sollten, wo technisch möglich, durch lösemittelfreie Produkte ersetzt werden. Sie erhärten wie die Dispersionen physikalisch durch Verdunstung der Lösemittel, d. h. sie trocknen. Je höher die Temperatur desto kürzer die Trocknungszeit. Die Temperaturabhängigkeit ist weniger ausgeprägt als bei den wasserbasierten Dispersionsprodukten. Sie besitzen daher bei niedrigen Temperaturen höhere Anwendungsreserven, ein Kriterium das z. B. bei der Sockelleisten-Verklebung in kühlen Räumen (Treppenhäuser), ausschlaggebend für die Produktauswahl sein kann. Die Trocknung erfolgt unabhängig von der Höhe der vorhanden relativen Luftfeuchtigkeit.  

1K-Polyurethane (1K-PUR): 1K-Polyurethane werden dünnflüssig als Grundierungen und pastös vorwiegend als Parkettklebstoffe eingesetzt. Sie härten durch Reaktion mit Wasser aus der Umgebung unter Bildung von gasförmigem Kohlendioxid aus. Dadurch sind sie zwingend auf einen Mindestfeuchtigkeitsgehalt in der Luft (ca. 40 % relative Feuchte) angewiesen.

Bei der Anwendung als Grundierung auf trockenen Untergründen ist insbesondere zu beachten, dass die zur Aushärtung notwendige Feuchtigkeit vorwiegend aus der Luft aufgenommen wird. Somit härtet die Grundierung nicht gleichmäßig von innen heraus durch, sondern sukzessive vom oberen Rand her. Die aufgebrachte Schichtdicke ist daher ein ganz entscheidender Faktor für eine zufrieden stellendes Arbeitsergebnisse. Ist die Grundierung zu dick aufgetragen, härtet die Grundierung am oberen Rand aus und der Feuchtetransport in die unteren Schichten wird gebremst. Als Folge könne sich die Durchhärtezeiten drastisch verlängern - eine Verdoppelung der Aushärtezeiten bei Überschreiten der empfohlenen Schichtdicke ist dann nichts Ungewöhnliches. Wird die Grundierung auch als Feuchtesperre eingesetzt, was üblicherweise einen zwei- oder dreimaligen Auftrag bedeutet, darf die vom Hersteller vorgegebene Menge, keinesfalls in nur einem Arbeitsgang aufgetragen werden. Die unkontrollierte Durchhärtung verlängert dann nicht nur die Härtezeit, auch die Wirkung als Feuchtesperre kann sich, z. B. durch Blasenbildung, erheblich verschlechtern.

Obwohl 1K-Polyurethane Feuchtigkeit zur Aushärtung zwingend benötigen, kann eine zu hohe Luftfeuchtigkeit auch schädigend sein. Bei Feuchten oberhalb 75 % erfolgt die Durchhärtung so schnell, dass frei werdendes Kohlendioxid nicht mehr schnell genug aus dem Grundierungsfilm ausgasen kann. Das Kohlendioxid bleibt in der Schicht eingeschlossen und als Folge der Gasexpansion bilden sich Blasen. Negative Wirkungen durch sehr niedrige Luftfeuchten sind sehr selten, da in diesen Fällen die Restfeuchte aus dem Untergrund als Härtungsmittel herangezogen wird.

Bei der Anwendung als Parkettklebstoff spielt die Luftfeuchtigkeit zur Aushärtung praktisch keine Rolle, denn Untergrund und Parkett enthalten ausreichend Feuchtigkeit, um eine zuverlässige Durchhärtung zu erreichen.

Wenig bekannt ist allerdings, dass Polyurethan-Klebstoffe auch mit andern Stoffen aus der Umgebung reagieren können. Dies sind vor allem Ammoniak (Räuchereiche!) und Alkohol. Während die Auswirkungen dieser Konkurrenzreaktionen auf zweikomponentige PUR-Klebstoffe wegen ihres relativ hohen Härter-Gehalts eher unbedeutend sind, kann dies bei 1K-Polyrethanen zu Aushärtestörungen führen - glücklicherweise sind diese Fälle in der Praxis eher selten. Die Folge sind Reklamationen, weil der Klebstoff dauerhaft weich bleibt. Ein Problem, das dann häufig dem „fehlerhaften“ Klebstoff angelastet wird, obwohl dies allein durch die unpassenden Anwendungsbedingungen verursacht ist. Wenn Parkett mit 1K-PUR-Klebstoffen verklebt wird, sollte daher nie gleichzeitig mit alkoholhaltigen Reinigungsmitteln gearbeitet werden; nach der Aushärtung des Klebstoffs gilt diese Einschränkung nicht mehr.

Silanmodifizierte Polymere (1K-MS-/MSP): Diese Systeme werden als Parkettklebstoffe und als Dichtstoffe eingesetzt. In Anwendung und Aufbau ähneln sie sehr stark den 1K-PUR-Klebstoffen. Wie diese härten sie durch Reaktion mit Feuchtigkeit aus der Umgebung aus. Als Reaktionsprodukt entstehen dabei geringe Mengen Methanol, die sofort hochverdünnt in die Umgebungsluft verdunsten. Blasenbildung kann daher bei dieser Stoffgruppe nicht auftreten. Da selbst bei relativ trockenem Parkett (z. B. 5 % Feuchte) die vorhandene Holzfeuchtigkeit für eine sichere Aushärtung mehr als ausreicht, wird die Anwendung von SMP-Klebstoffen durch die Umgebungsfeuchtigkeit praktisch nicht beeinflusst. Der Temperatureinfluss ist der gleiche wie bei den Polyurethanen. Je höher die Temperatur desto schneller ist der Klebstoff.

Die bei den 1K-Polyurethanen beschriebenen Konkurrenzreaktionen sind durch den Chemismus der Aushärtereaktion bei den SMP-Produkten ausgeschlossen. Daher gelten die Einschränkungen bezüglich Räuchereiche und alkoholhaltigen Reinigungsmittel für SMP-Systeme nicht.   

Silicone: Silicone werden praktisch ausschließlich als elastische Fugendichtstoffe, dabei überwiegend in Verbindung mit Naturstein und keramischen Fliesen, eingesetzt. Sie härten (1) im Prinzip nach dem gleichen Mechanismus wie SMP-Klebstoffe aus: Feuchtigkeit aus der Umgebung reagiert mit Silangruppen unter Abspaltung des Vernetzers. Dies kann wie bei allen SMP-Klebstoffen Methanol sein; die meisten Silicone härten allerdings unter Abspaltung von Essigsäure, unschwer an deren charakteristischem Geruch erkennbar, aus. Diese Reaktion ist temperaturabhängig, folglich reagieren Silicone mit zunehmender Temperatur auch schneller. Noch gewichtiger ist der Feuchtegehalt der Luft, so dass bei sehr niedrigen Luftfeuchten (< 30 r. F.) die Reaktion extrem stark verzögert sein kann. Kritisch wird diese Verlangsamung meist erst bei für Bodenbelagsarbeiten unzulässig niedrigen Temperaturen (< 10 °C) und den genannt niedrigen Luftfeuchten. Diese Bedingungen trifft in aller Regel nur der Fliesenleger auf der Baustelle an. Mit steigender Temperatur und Luftfeuchtigkeit „fängt“ sich der Dichtstoff wieder und härtet mit zeitlicher Verzögerung durch.

In Tabelle 1 sind die beschrieben Aushärtemechanismen gemeinsam mit den wichtigsten Einflussparametern zusammenfassend dargestellt. Insgesamt werden die einkomponentigen und damit gebrauchsfertigen Verlegewerkstoffe ihrem Ruf als anwendungssichere Arbeitsmaterialien absolut gerecht. Dass der Begriff „gebrauchsfertig“ nicht mit „gedankenlosem Umgang“ gleichzusetzen ist, sollten die Ausführungen erkennbar illustrieren. In Zweifelsfällen liefern die Angaben auf den Gebinden oder in den Produktdatenblätter weitere wertvolle Hinweise für ein erfolgreiches Arbeitsergebnis.

 

(1) Da das Endprodukt gummiartig und weichelastisch ist, ist der Begriff „aushärten“ allerdings leicht irreführend.

Einflussparameter für 1K-Verlegewerkstoffe
Stoffgruppe Typische Produktgruppen Trocknungs-/Aushärtungsprozess Wichtige Einflussfaktoren bei der Verlegung
Dispersionen Grundierungen, Klebstoffe, Dichstoffe, (Spachtelmassen) Wasser verdunstet Temperatur, rel. Luftfeuchte
Lösemittel Grundierungen, Klebstoffe, Kontaktklebstoffe Lösemittel verdunstet Temperatur
1K-Polyurethane Grundierungen, Klebstoffe, (Dichtstoffe) Reaktion mit Feuchtigkeit Temperatur, rel. Luftfeuchte, Ammoniak
Silanmodifizierte Polymere Klebstoffe, Dichtstoffe Reaktion mit Feuchtigkeit Temperatur
Silicone Dichtstoffe Temperatur, rel. Luftfeuchte Temperatur, rel. Luftfeuchte

Autor:
Dr. Norbert Arnold – Leiter Technischer Produktservice Uzin Utz AG

Dieser Artikel ist in der Fachzeitschrift "Fussboden Technik" in den Ausgaben 02/2007 und 03/2007 erschienen.