mini|Typischer Silikondichtstoff. Bei geringerem Kieselsäuregehalt lässt sich dieser Stoff auch flüssig gestalten. mini|Baustahl im Durchbruch bei einer Wand mit 90-minütiger Feuerwiderstandsdauer. Als Abschottung oder Dichtstoff dienen hier ein Brandschutzmörtel sowie ein Silikon, welches unterhalb des Trapezbleches zum rauchdichten Raumabschluss angebracht ist.
Dichtstoffe sind pastöse und meist aushärtende Werkstoffe zum Abdichten von Fugen, Spalten, Löchern und dergleichen, die Bewegungen ausgesetzt sein können. Im Gegensatz zu einer Dichtung aus dauerelastischem Dichtmaterial und anderen Feststoffen wird von einem Dichtstoff gefordert, dass er an Fugenflanken haftet, um seine Funktion zu erfüllen. Dichtstoffe können darum gemäß Definition nach DIN EN 923 auch den Klebstoffen zugeordnet werden.DIN EN 923:2016-03 Klebstoffe – Benennungen und Definitionen. DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Beuth Verlag, Berlin. Andere Bezeichnungen für Dichtstoff sind Fugenmasse, Dichtmasse, Fugendichtstoff, Weichdichtung oder Flüssigdichtung.
Der Begriff Dichtmittel kann als Oberbegriff für Dichtstoffe und andere Arten der Abdichtung angesehen werden. Dichtmassen und Flüssigdichtungen dienen auch zur flächigen Abdichtung von Bauteil-Oberflächen und werden im Bauwesen als Abdichtmittel bezeichnet.
Hersteller von Produkten mit dem Logo des IVD (Industrieverband Dichtstoffe e.V.) haben sich zur Einhaltung erhöhter Standards verpflichtet.
Geschichte Das Abdichten von Fugen und Spalten ist eine Tätigkeit, die Mensch und Tier schon seit langer Zeit beherrschen. War es in der Urzeit notwendig, beispielsweise Ritzen in Pfahlbauten gegen Wind und Wetter abzudichten, etwa mit Gras und Lehm, so wurden in der Antike Gefäße und Boote mit natürlich vorkommenden Produkten wie Bienenwachs, Asphalt (Erdpech) oder Baumharz abgedichtet. Eine dieser ursprünglichen Abdichtungsarten hat bis heute beim Bau von Holzbooten in modifizierter Weise überlebt: Hier werden die Spalte im Schiffsrumpf durch Kalfatern mit Werg und Teer abgedichtet. Auch in der Tierwelt wurde und wird gedichtet, zum Beispiel von Bibern beim Bau von Dämmen oder auch von Bienen.
Die Geschichte der modernen Dichtstoffe beginnt mit der Entwicklung des Fensterkitts um 1700. Nach dem Aufkommen der Polymerchemie in den 1930er Jahren begann in den 1950er und 1960er Jahren eine stürmische Entwicklung synthetischer Dichtstoffe (Butylkautschuk-, Polysulfid-, Silikon-, Polyurethan-, SMP-Dichtstoffe). Die Weiterentwicklung der Dichtstoffe wird auch in Zukunft nicht stehen bleiben: Neue Polymere mit neuen Eigenschaften sind bereits in Erprobung, um zum Beispiel die Umweltfreundlichkeit beim Herstellen, Anwenden und Entsorgen zu verbessern oder um das Preis-Leistungs-Verhältnis zu optimieren: Anforderungen, denen sich zukünftige Dichtstoffentwicklungen stellen müssen.
Wirkungsweise und Einteilung von Dichtstoffen 800px|mini|Einteilung der wichtigsten Dichtstoffe nach Reaktivität (Aushärtungsverhalten) und Basischemie Ein Dichtstoff muss zwei Grundvoraussetzungen erfüllen: Er muss Adhäsion zu den abzudichtenden Bauteilen aufweisen, damit das Medium, gegen welches abgedichtet werden soll, nicht zwischen Bauteil und Dichtstoff eindringen kann und dadurch die Fuge durchlässig machen kann. Die Adhäsion kann entweder über chemische Bindungen erfolgen, wie es bei den chemisch reaktiven Dichtstoffen der Fall ist, oder über physikalische Wechselwirkungen, zum Beispiel elektrostatische Kräfte. Es wird davon ausgegangen, dass eine chemische Bindung zum Substrat dauerhafter ist als eine physikalische Bindung; allerdings reichen in vielen Fällen auch die physikalischen Kräfte zu einer wirkungsvollen Abdichtung vollkommen aus. Damit sich die Adhäsionskräfte – gleich welcher Art – gut ausbilden können, müssen die Fugenflanken entsprechend vorbereitet sein: Sämtliche losen Bestandteile wie Rost, Staub etc. sind mechanisch zu entfernen, Öle, Fette und andere Trennmittel müssen mit geeigneten Lösungsmitteln entfernt werden. Wie bei den Klebstoffen ist die Vorbereitung des Untergrundes ein Hauptfaktor für Erfolg oder Misserfolg bei der Abdichtoperation. Wenn eine Fuge undicht wird, liegt es meist nicht an adhäsivem Versagen, sondern in der Regel an mangelnder Fugenvorbereitung.
Die Kohäsion des Dichtstoffs ist seine innere Festigkeit und beschreibt den Widerstand gegen ein Zerreißen des Dichtstoffs. Die Kohäsion muss jeweils so hoch sein, dass sich ein anstehendes Medium, auch unter Druck, keinen Weg durch den Dichtstoff selbst bahnen kann.
Die Dichtstoffe lassen sich nach vielen Kriterien einteilen:
Nach der Reaktivität chemisch reaktiv physikalisch reaktiv nicht reaktiv Nach dem mechanischen Verhalten elastisch plastisch Nach der zugrundeliegenden Basischemie Nach der Anwendung
Bei einem chemisch reaktiven System laufen nach dem Ausspritzen aus der Kartusche unter Zutritt von Luftfeuchtigkeit chemische Reaktionen ab, die zu einer Vernetzung/Verfestigung der ausgespritzten Dichtstoffmasse führen. Bei den hier besprochenen 1-komponentigen Systemen handelt es sich jeweils um Kondensationsreaktionen, bei denen – je nach zugrundeliegender Basischemie – unterschiedliche kleine Moleküle (Kohlendioxid (CO2), Wasser, Alkohole, Essigsäure etc.) abgespalten werden. Die Reaktionsgeschwindigkeit hängt ab von der Temperatur der Umgebung und der Menge an Wasserdampf in der Luft. Je höher die Umgebungstemperatur, desto schneller läuft eine chemische Reaktion ab. Meist ist bei höherer Temperatur auch eine höhere Luftfeuchtigkeit gegeben, was zu einer weiteren Beschleunigung der Aushärtereaktion, die mit der Hautbildung beginnt, führt. Bei kühlem trockenem Wetter dauern Aushärtung und Hautbildung deutlich länger als zum Beispiel im mitteleuropäischen Sommer. Dies muss bei Abdichtoperationen jeweils berücksichtigt werden, das heißt im Sommer muss der Dichtstoff relativ rasch abgeglättet werden, vor dem Einsetzen der Hautbildung, sonst wird die Oberfläche nicht glatt. Im Winter kann man sich mit dem Abglätten mehr Zeit lassen; allerdings ist die Haut dann auch länger klebrig.
Physikalisch reaktive Dichtstoffe verändern sich nur physikalisch, zum Beispiel durch Abkühlen nach dem Aufschmelzen, durch Verlust von Lösungsmittel oder Verlust von Wasser. Es finden keinerlei chemische Reaktionen innerhalb des Dichtstoffes oder zwischen Dichtstoff und Substrat statt.
Nicht reaktive Dichtstoffe sind im Auslieferungs- und Anwendungszustand identisch. Es findet keine Reaktion statt.
Chemisch reaktive Dichtstoffe mini|Reaktiver Dichtstoff mit Intumeszenz in der Grand-Coulee-Talsperre. Unsachgemäße Abschottung in einer Betonwand mit einer 2-stündigen Feuerwiderstandsdauer durch einen flüssigen Dichtstoff (CP25). Im Brandfall schäumt der Natriumsilikat enthaltende Dichtstoff auf.
Silikone
Silikondichtstoffe (Polysiloxane) reagieren beim Erhärten mit der Luftfeuchtigkeit und setzen dabei Reaktionsprodukte wie Essigsäure, Ethanol oder Oxime frei. Je nach Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Auftragsstärke kann die Aushärtung Stunden oder Tage dauern. Bei flächigen Verklebungen von wasserdampf-dichtem Material gelangt zu wenig Feuchtigkeit in die mittlere Zone. Hier sollte zweikomponentiges Silikon verwendet werden, das auch ohne Zugang von Feuchtigkeit abbinden kann.
Gegenüber anderen Dichtstoffen mit ähnlichem Einsatzgebiet wie PU, Acryldispersionen und Hybridsystemen sind Silikone in der Regel UV-beständiger und haften sehr gut auf glatten silikathaltigen Werkstoffen wie Glas und Keramik. Auch enthalten Silikonmassen in der Regel keine Weichmacher, allerdings treten unterschiedliche Verbindungen aus, die beim Abbinden entstehen. Viele Silikondichtmassen enthalten Fungizide, um Fleckenbildung und Entstehung von Schimmel in dauerfeuchter Umgebung zu verlangsamen. Manche Silikonmassen enthalten Lösemittel.
Beim Innenausbau von Häusern wird im Sanitärbereich vor allem das sauer vernetzende Acetatsystem verwendet. Für spezielle Anwendungen gibt es daneben die alkalisch vernetzenden Amin- bzw. Aminoxysysteme, sowie die neutral vernetzenden Oximsysteme, Benzamidsysteme, Estersysteme, Enoxysysteme und Alkoxysysteme.Rainer Dörr, Dr. Michael Futscher, Dr. Peter Geboes, Ralf Heinzmann, Olaf Pretzsch: Oximvernetzende Silikon-Dichtstoffe - Gefährdungen durch die Freisetzung von 2-Butanonoxim (MEKO) beim Verarbeiten in Innenräume (pdf-Datei), Zeitschrift sicher ist sicher, Erich Schmidt Verlag GmbH & Co. KG, Berlin (http://www.sisdigital.de), 29.06.2016
Pastöse Silikonmassen werden überwiegend als Dichtstoff (u. a. zur Verglasung) eingesetzt, eignen sich jedoch auch für andere Anwendungen. Auf vielen Materialien können sie als dauerelastische Klebstoffe verwendet werden.
Eigenschaften von Silikonmassen: sie sind in der Regel sehr gut UV-, feuchte- und chemikalienbeständig, sie sind weitgehend formbeständig, hochwertige Silikonmassen schrumpfen beim Abbinden nur wenig, sie bleiben dauerelastisch und die Elastizität ist wenig temperaturabhängig, d. h. sie erweichen kaum bei Hitze und erhärten nicht bei Kälte, sie sind hitzebeständiger als fast alle anderen gängigen Klebstoffe, sie haften gut auf vielen glatten Materialien, insbesondere auf Glas, Email und glasierter Keramik, bei bestimmten glatten und den meisten porösen Materialien (Holz, Beton, Mörtel, Estrich, unglasierte Keramik) sollte eine Vorbehandlung mit einem Primer erfolgen, um eine ausreichende Haftung zu erzielen. Bei Metallen und insbesondere bei Kunststoffen hängt die Haftung vom konkreten Material sowie in geringerem Umfang auch von den Eigenschaften des verwendeten Silikons ab. Ein Voranstrich ist teilweise erforderlich.
Es wird empfohlen, den Berührungskontakt zwischen Silikon und bitumen- sowie weichmacherhaltigen Materalien (Butyl, EPDM, Neopren, Isolier- und Schwarzanstriche) zu vermeiden.
Sauer-vernetzend (Acetatsystem) Am bekanntesten ist das Acetatsystem, welches beim Aushärten Essigsäure abspaltet (essigvernetzend). Es wird häufig günstiger angeboten als neutral und alkalisch vernetzende Silikone und wird typisch zur Herstellungen von Silikonfugen in Feuchträumen verwendet.
Die Haftung auf silikathaltigen Materialien wie Glas, Email und Porzellan ist sehr gut.Silikon-Kleb-+ Dichtstoffe, Wecobis - Ökologisches Baustoffinformationssystem. In: wecobis.de Die Haftung auf einigen Beschichtungen, Farbanstrichen und Kunststoffen wie Acryl, Polyester und PVC ist schlechter als bei neutralvernetzendem Silikon.Gerald Emrich: Silikonfugen im Bad, Zeitschrift ikz Praxis, Ausgabe 4/2001, Seite 7 f. In: ikz.de
und auch eloxiertem Aluminium. Auf einigen Kunststoffen sowie auf porösen und mineralischen Untergründen ist die Haftung ohne Vorbehandlung schlecht.
Durch die austretende Essigsäure werden säureempfindliche Materialien angegriffen. Problematisch sind insbesondere säureempfindliche Buntmetalle wie Zink, Kupfer, Messing, Blei und unbehandeltes Aluminium (eloxiertes Aluminium sowie seewasserbeständige und andere höherwertige Aluminium-Legierungen sind eher unempfindlich); blankes Eisen rostet; polierter Edelstahl kann sich verfärben Kalksteine, besonders polierter Marmor.
Neutral-vernetzend (Alkoxy/Oxim/Benzamid) Neutralvernetzende Silikone haben ein besonders breiten Einsatzbereich. Im Gegensatz zu sauervernetzendem Silikon greifen sie auch säureempfindliche Materialien nicht an und haften auf manchen Materialien besser. Sie eignen sich auch dort, wo die chemisch aggressiveren Abspaltungsmoleküle wie Essigsäure und Amin nicht erwünscht sind.
Als Fenstersilikon und Natursteinsilikon angebotene Dichtmassen sind in der Regel neutralvernetzend. Auch im Sanitärbereich ist neutral abbindendes Silikon zu bevorzugen, wenn der Dichtstoff auf Bade- und Duschwannen aus Acryl oder auf ungeschütztem Aluminium, Zementfliesen oder Kalkstein (Marmor) haften soll.