Herdispergeerbaar polymeerpoeder in ETICS: een casestudy van een hoogbouwgevel
Externe thermische isolatiesystemen van composietmateriaal zijn meedogenloos. Zodra een gevel is aangebracht en de steigers zijn verwijderd, leidt elke hechtingsfout, scheurvorming of delaminatie tot een kostbaar herstelprobleem in een gebouw dat al in gebruik is. De druk om de mortelsamenstelling vóór aanvang van het project goed te krijgen is aanzienlijk – en in de meeste gevallen is de specificatie van het RDP-poeder bepalend voor het succes van het systeem.
Deze casestudie beschrijft hoe een fabrikant van droge mortel hardnekkige scheurvorming in de basislaag van een hoogbouwproject heeft opgelost door de ETICS-formulering aan te passen aan een correct gespecificeerde afwijking.VAE herdispergeerbaar polymeerpoedercijfer.
Het project en het probleem
Het project betrof een woontoren van 32 verdiepingen in een kuststad met een warm, vochtig klimaat en aanzienlijke temperatuurschommelingen tussen dag en nacht. Het ETICS-systeem maakte gebruik van EPS-isolatieplaten met een dikte van 80 mm, waarop in twee lagen een polymeer-gemodificeerde basislaagmortel werd aangebracht waarin een glasvezelversterkingsnet was ingebed.
Tijdens het eerste seizoen na de installatie ontstonden er scheurtjes in de kaartlaag op meerdere gevelvlakken, met name op de zuid- en westgevels die het meest aan warmte worden blootgesteld. Trekproeven op de aangetaste plekken leverden waarden op van 0,06 tot 0,09 N/mm², ruim onder de minimumwaarde van 0,15 N/mm² die vereist is volgens EN13499. Op verschillende plaatsen was de grondlaag gedeeltelijk losgekomen van het EPS-plaatoppervlak.
De bestaande formulering van de mortelfabrikant gebruikte RDP-poeder in een hoeveelheid van 2,5% van het droge mengselgewicht - onder de drempel die vereist is voor de thermische belasting van deze specifieke toepassing.
Oorzaakanalyse
Na bestudering van de samenstelling en de afgekeurde mortelmonsters werden drie problemen vastgesteld.
Onvoldoende RDP-dosering.Bij een gehalte van 2,5% was de polymeerfilm die in de cementmatrix was gevormd niet continu genoeg om de differentiële bewegingsspanningen op te vangen die werden gegenereerd door het uitzetten en krimpen van de EPS-plaat onder dagelijkse temperatuurschommelingen tot 45 °C op aan de zon blootgestelde oppervlakken. De cementmatrix gedroeg zich als een stijve laag in plaats van een flexibel composietmateriaal – en stijve lagen scheuren bij herhaalde thermische cycli.
Tg-mismatch.Het gebruikte RDP-poeder had een glasovergangstemperatuur van +8 °C. Bij geveloppervlaktetemperaturen die in de zomer regelmatig boven de 55 °C uitkwamen, functioneerde de polymeerfilm ruim boven zijn Tg — in een verzachte toestand die de bijdrage aan de treksterkte verminderde, juist op het moment dat de thermische spanningen het hoogst waren.
Geen hydrofobe component.De formulering bevatte geen hydrofobe siliconenlaag, waardoor de absorptie van regenwater in de basislaag de vries-dooi- en zoutmigratiecycli versnelde en zo bijdroeg aan de aantasting van het oppervlak.
De oplossing
We raden aan om over te stappen op onzeVAE herdispergeerbaar polymeerpoedermet een Tg van 0 °C en een verhoogde dosering tot 5,5% van het droge mengsel. De herziene formulering bevatte tevens een hydrofoob siliconenpoeder van 0,3% om waterabsorptie tegen te gaan.
Herziene basislakformule
| Grondstof | Vorig (%) | Beoordeeld (%) |
|---|---|---|
| Portlandcement | 22 | 20 |
| Gesorteerd kwartszand | 69,5 | 67.2 |
| Herdispergeerbaar polymeerpoeder | 2.5 | 5.5 |
| HPMC | 0,30 | 0,35 |
| Zetmeelether | 0,08 | 0,08 |
| Hydrofoob siliconenpoeder | 0 | 0,30 |
| Cellulosevezel | 0,12 | 0,27 |
Resultaten
De herziene formule werd gevalideerd door middel van laboratoriumtests alvorens deze op de resterende, niet aangetaste geveldelen werd aangebracht.
| Prestatie-indicator | Vorige formulering | Herziene formulering |
|---|---|---|
| Aftrekhechting aan EPS | 0,06–0,09 N/mm² | 0,21–0,24 N/mm² |
| Transversale vervorming | 1,2 mm | 4,1 mm |
| Waterabsorptie (24 uur) | 8,4% | 1,9% |
| Kaartscheuren na thermische cycli | Cadeau | Geen |
| EN13499-conformiteit | Mislukking | Doorgang |
De treksterkte is meer dan verdubbeld. De dwarsvervorming – de maatstaf voor het vermogen van de mortel om te buigen zonder te scheuren – is verbeterd van 1,2 mm naar 4,1 mm, waarmee de minimale waarde van 2,0 mm ruimschoots is overtroffen. De waterabsorptie is met 77% gedaald.
De herstelde gevels hebben nu twee volledige seizoenscycli doorstaan zonder dat er opnieuw scheuren of delaminatie zijn opgetreden.
Wat deze zaak aantoont
Twee dingen springen eruit bij dit project. Ten eerste is de dosering van RDP-poeder in de ETICS-grondlaag geen variabele voor kostenoptimalisatie. Het verlagen van de dosering tot onder de 4,0% om materiaalkosten te besparen op een gevelsysteem dat 25 jaar in gebruik zal zijn, is een valse besparing – de herstelkosten bij een eventuele storing zijn vele malen hoger dan de besparing die in de formulering is gerealiseerd.
Ten tweede moet de Tg-waarde de werkelijke gebruikstemperatuur van de toepassing weerspiegelen, en niet de omstandigheden van laboratoriumtests. Een product dat gevalideerd is bij 23 °C in een klimaatkamer presteert niet automatisch op een zuidgerichte kustgevel met een oppervlaktetemperatuur van 60 °C. Het specificeren van RDP-poeder ETICS-grondmortelkwaliteiten zonder de Tg-waarde te vergelijken met lokale klimaatgegevens is de meest voorkomende formuleringfout die we tegenkomen.
Als toegewijdeherdispergeerbaar polymeerpoederAls leverancier van externe isolatiesystemen bieden wij volledige technische ondersteuning bij de ontwikkeling van ETICS-formuleringen, inclusief begeleiding bij de Tg-selectie, doseringsoptimalisatie en ondersteuning bij de EN13499-systeemgoedkeuring.
