Stärkeether als rheologische Additive in Trockenmörteln - Schleibinger

14. Schleibinger Kolloquium, 9. März 2005 

Stärkeether 

als rheologische Additive 

in Trockenmörteln 

Andrea Glatthor, Herrensitz von Campe 1, 37627 Stadtoldendorf 

Chart 1

Andrea Glatthor 


Gliederung 

• Praktische Demonstration der Wirkung von Stärkeethern 

• Stärkederivate für die Bauindustrie 

– Polymerstruktur 

– phys. und chem. Modifizierung 

• Wirkungsmechanismen 

• Stärkeether-Typen und ihre Charakteristik 

– Typ 1 / Typ 2 

– Erstarrungsverzögerung bei Zement 

– Einfluss von Calcium-Ionen 

– Verdickungsverhalten ausgewählter Produkte in verschiedenen 

Bindemitteln 

Chart 2

Testmischung: 



Praktische Demonstration 

der Wirkung eines typischen Stärkeethers 

40% Zement (CEM I 42,5 R, Milke) 

60% Quarzsand 0,1-0,4 mm 

Wasserbedarf: 25% 

F) Nullprobe ohne Additiv 

G) 0,04% Celluloseether (Walocel MKX 30000 PF 01) 

H) 0,04% Stärkeether (Opagel CMT) 

Chart 3

• Stärke 

80% Amylopectin 

20% Amylose 

DP (Polymerisationsgrad): 

– Amylose: 4.000 

– Amylopectin: 2.000.000 

• Cellulose 

DP: 

< 15.000 



Polymerstruktur 

Chart 4

• Physikalische Modifizierung 



Modifizierung der Stärke 

– Erhitzen (Vorverkleisterung; beeinflusst u.a. die Löslichkeit) 

– Trocknung und Mahlung (regeln Partikelgrößenverteilung) 

• Chemische Modifizierung 

– Reaktionen an den OH-Gruppen 

• Veresterung 

• Veretherung 

• Vernetzung 

– Reaktionen an der Acetalgruppe 

• Kettenabbau 

Chart 5



Wirkungsmechanismen 

1. Flockung des Systems durch Wechselwirkung mit den Feststoffen 

(Bindemittel und andere Feinanteile); Ausbildung einer Fließgrenze 

� Bei Stärkeethern gibt es keine Korrelation zwischen Viskosität in 

Wasser und ihrer Verdickungswirkung im Mörtel. 

2. Wasser binden und die Viskosität der wässrigen Phase erhöhen 

Der tatsächliche Mechanismus ist vermutlich eine Kombination aus 

beidem. Welcher Teil überwiegt, lässt sich durch die chemische 

Modifizierung der Stärke in weiten Grenzen beeinflussen. 

(Celluloseether wirken dagegen nur nach dem Wasser-Bindungs- 

Prinzip.) 

Weil Stärkeether intensive Wechselwirkungen mit den Feststoffen 

eingehen, ist ihre Wirkung systemabhängig. Nicht jeder Stärkeether 

wirkt in jedem System gleich gut. 

Chart 6

In die Versuchsreihen einbezogene Stärkeether: 

Amylotex 8100 (Hercules) 

Amylotex 8100 P 

Amylotex ST 2000 


Amitrolit 8850 (Agrana) 

Berolan ST 500 

Casucol 301 (Avebe) 

Cerestar C*Plus 17303 

Eloset 5400 (Elotex) 

Eloset 5420 



Lyckelit H 3 (Lyckeby) 

Norstar E 7 (Nordmann Rassmann) 

Opagel CMT (Avebe) 

Opagel FP 6 

Opagel GPX 

Solvitose C 5 F (Avebe) 

Solvitose FC 50 

Solvitose H 2060 

Starpol 136 (Staley/Amylum) 

Starpol 468 

Tylovis SE 7 (SE Tylose) 

Im folgenden werden die Produkte zumeist mit Nummern 

codiert um ihre Identität zu verschleiern. 

Chart 7

40 

32 

Verdickungseffekt 

24 

16 

8 

0 

Flockung 



Zwei Stärkeether-Typen 

Typ 1 

Typ 2 

Redispergierung 

Stärkeether-Dosierung 

Chart 8

• Überdosierung führt zu einem Abfall der 

Verdickungswirkung 

• Ausgeprägte Verzögerung der 

Zementerstarrung 

• Reduziert die Klebrigkeit der Mörtel 

• Produkte: 

– Amitrolit 8850 

– Amylotex 8100 

– Amylotex 8100 P 

– Amylotex ST 2000 

– Amylotex ST 2100 

– Berolan ST 500 

– Casucol 301 

– Cerestar C*Plus 17303 

– Norstar E 7 

– Opagel CMT 

– Opagel FP 6 

– Opagel GPX 

– Tylovis SE 7 



Typ 1 vs. Typ 2 

• Überdosierung ist nicht möglich 

• Geringere Verzögerung der 

Zementerstarrung 

• Reduziert die Klebrigkeit der Mörtel noch 

ausgeprägter als Typ 1 

• Produkte: 

– Eloset 5400 

– Eloset 5420 

– Solvitose C 5 F 

– Solvitose FC 50 

– Solvitose H 2060 

– Starpol 136 

– Starpol 468 

Sonderfall und nicht 

eindeutig klassifizierbar: 

• Lyckelit H 3 

Chart 9

Lyckelit H 3 in verschiedenen Systemen 

Wechsel des Verhaltens mit wechselndem pH-Wert 


30 

20 

10 

0 

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 



Typ 1-Verhalten in hochalkalischen Systemen 

"Typ 1,5"-Verhalten in mäßig alkalischen Systemen 

Typ 2-Verhalten in pH-neutralen Systemen 

Zusatzmenge [%] 

CEM I 42,5 R (Milke) 

Tonerdezement (ISTRA 40) 

Stuckgips A mit 1,5% Kalkhydrat 

Stuckgips A 

Stuckgips B 

Chart 10

Inital Set (h) 

9 

6 

3 

0 

Control H2060 FC50 C5F 5400 5420 MHEC FP6 GPX ST2100 301 CMT 8100 ST2000 SE7 



Portland Cement (CEM I 42.5 R) + 0.1% Starch Ether 

200 g CEM I 42.5 R, Milke Zement, 09 Sep 2003 

0.20 g additive 

90 g water (w/c = 0.45) 

3 

without 

additive 

5 5 5 5 5 

Solvitose H 2060 

Erstarrungsverzögerung bei Zement 

(mixed by hand for 1 min, room temperature = 17°C) 

Solvitose FC 50 

Solvitose C 5 F 

Eloset 5400 

Eloset 5420 

5.2 

Walocel 

MKX 30000 PF01 

9 

Opagel FP 6 

11 

Opagel GPX 

11.5 


12 12 12 12 12 

Casucol 301 

Opagel CMT 

Amylotex 8100 


Tylovis SE 7 

Chart 11

Verdickungswirkung 

90 

80 

70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 



Der Einfluss von Calcium-Ionen 

Verdickungswirkung in Portlandzement 

mit/ohne zusätzliche Zugabe von 1% Calciumformiat 

ohne Ca-formiat 

mit Ca-formiat 

Typ 1-Stärkeether wurden mit 0,08% dosiert 

Typ 2-Stärkeether mit 0,64% (jeweils bez. auf Zement) 

#1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13 #14 #15 #16 

Stärkeether Nr. 

Chart 12

100 

80 

60 

40 

20 



Der Einfluss von Calcium-Ionen - Teil 2 

9. Sep 

5. Nov 

12. Nov 

19. Nov 

26. Nov 

Stärkeether #13 

Verdickungseffekt CEM I 42,5 R - Milke, verschiedene Produktionstage 

0 

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 


Chart 13


30 

20 

10 



Verdickungsverhalten in Portlandzement A 

CEM I 42,5 R - Milke 

0 

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 


#1 

#2 

#3 

#4 

#7 

#11 

#13 

#16 

Chart 14


30 

20 

10 



Verdickungsverhalten in Portlandzement B 

CEM I 52,5 R - Milke 

0 

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 


#1 

#2 

#3 

#4 

#11 

#13 

Chart 15


30 

20 

10 



Verdickungsverhalten in alkalischem Gips 

Lafarge Prestia Selecta + 1,5% Kalkhydrat 

0 

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 


#2 

#3 

#4 

#7 

#10 

#14 

Chart 16


Verdickungsverhalten in pH-neutralem Gips 

30 

20 

10 

0 

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 



Lafarge Prestia Selecta 


#2 

#3 

#4 

#7 

#10 

#14 

Chart 17

Stärkeether als rheologische Additive in Trockenmörteln - Schleibinger

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