Montageschaum

Montageschaum, oft auch Bauschaum, Isolierschaum, Füllschaum oder Dämmschaum genannt, ist ein Ortschaum, der im Bauwesen zur Abdichtung, zum Kleben und zum Dämmen verwendet wird. Man spricht dann von „Ausschäumen“.

Montageschaum basiert normalerweise auf Polyurethan und wird dann auch als PU-Schaum und PUR-Schaum bezeichnet. Er klebt sehr gut auf vielen Materialien. Es gibt ihn als Einkomponenten-Schaum (1K) oder auch als Zweikomponenten-Variante (2K).

Typische Anwendungsgebiete im Bauwesen sind die (schnelle) Befestigung und Fixierung von Bauelementen (Zargen, Fensterrahmen, Verteilerkästen …), Dämmstoffen und ähnlichem, sowie das Verfüllen von Hohlräumen und Spalten zum Zweck des Wärmeschutzes, des Schallschutzes, zum Schutz vor Kondensation sowie zum Abdichten gegen Luftströmungen, Flüssigkeiten und gegen das Eindringen von Staub, Tieren etc.

Noch nicht ausgehärteter, frischer Schaum lässt sich mit einem öligen Tuch abwischen oder mit Aceton anlösen. Ausgehärteter Schaum ist nur noch mechanisch entfernbar.Bauschaum entfernen - So gelingt es. In: PU-Schaum.center. Abgerufen im Okt. 2021

Einkomponenten-Montageschaum mini|Sprühdosen mit Ein-Komponenten-Montageschaum

Einkomponenten-Montageschaum (1K-PU-Schaum) wird in Aerosoldosen, bei großen Mengen auch in Druckbehältern angeboten. Die Verarbeitung erfolgt direkt aus der Dose, mit einem Handdispenser oder einem Dosiergerät. 1-K-Schäume machen in Deutschland mit 80 Prozent den Großteil des Marktes aus.

Einkomponentenschaum besteht aus einem Prepolymer von Isocyanat und Polyol. Diese Verbindungen werden aus höhermolekularen Polyolen mit einem stöchiometrischen Überschuss an Isocyanat hergestellt. Auf diese Weise liegen Verbindungen vor, die bereits über Urethanbindungen verfügen, die aber andererseits noch reaktionsfähige Isocyanatgruppen (sog. Isocyanatopolyurethane) besitzen, die der Reaktion mit Feuchtigkeit zugänglich sind.

Die Dosen müssen vor ihrer Anwendung geschüttelt werden, um die Komponenten gut zu vermischen. Ein Treibmittel bewirkt, dass das Material austritt und aufschäumt. Der Kontakt mit der Luftfeuchtigkeit setzt die chemische Reaktion in Gang, die den Schaum aushärten lässt. Üblicherweise reicht die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit (mindestens 40 % relative Feuchte) zur Aushärtung aus, an besonders warmen und trockenen Tagen sowie zur Beschleunigung der Aushärtung können die betroffenen Flächen vor dem Auftrag des Schaums leicht angefeuchtet werden.

Entscheidend für die Schaumqualität und den Verlauf der Reaktion sind Umgebungstemperatur, relative Luftfeuchte und die Feuchte der Kontaktmaterialien. Bei einer Umgebungstemperatur von 20 °C härtet 1K-PU-Schaum innerhalb von rund fünf bis acht Stunden aus.

Die auf dem Bau eingesetzten Polyurethan-Ortschäume (Frothing-Schäume) expandieren durch Verdampfen der gelösten oder emulgierten Treibmittel unmittelbar nach Entnahme aus dem Druckbehälter. Die bei Härtereaktion entstehenden primären Amine setzen sich mit weiteren Isocyanatgruppen zu Polyharnstoffen um. Kritisch kann bei dieser Reaktion die Bildung von Kohlendioxid durch den Zerfall der instabilen Carbaminsäurederivate sein. Je nach Formulierung ist durch das gebildete Kohlendioxid eine Blasenbildung in der ausgehärteten Polymerschicht möglich. Diese unerwünschte Eigenschaft wird durch einen hohen Gehalt an Isocyanatgruppen, durch eine geringe Viskosität, eine schnelle Aushärtung und auch bei einem porösen Untergrund begünstigt.

Die Schäume härten von außen, wo die Feuchtigkeit zuerst wirkt, nach innen aus. Nach etwa 10 Minuten sind die meisten Schäume klebfrei und nach ca. 45–60 Minuten auch schneidbar. Nach drei bis fünf Stunden können sie voll belastet werden.

Zweikomponenten-Montageschaum

2-K-Schäume haben einen weiteren Reaktionspartner: den sogenannten Vernetzer oder Härter. Dieser befindet sich als zusätzliche Verpackungseinheit entweder in der Dose oder wird extra zugeführt. Anfeuchten zum Aushärten ist hier nicht nötig. Der Anwender muss den Härter aktivieren, wie auf der Dose beschrieben. Gleichmäßig gefärbter Schaum zeigt den Erfolg des Mischvorgangs. 2-K-Schäume, in denen die Stoffe in der Dose reagieren, müssen innerhalb der auf dem Etikett angegebenen Zeitspanne verarbeitet werden. Der 2-K-Schaum erreicht höhere Festigkeiten als 1-K-Schaum und härtet sehr schnell und gleichmäßig aus. Das vereinfacht die Kontrolle der Aushärtung. Bei unterschiedlichen Systemen findet die Zusammenführung der beiden Komponenten und damit die Auslösung der Reaktion entweder erst unmittelbar nach Austritt aus der Dose oder durch Mischen innerhalb der Kartusche statt. Mit dem Auslösen der Reaktion innerhalb der Kartusche beginnt die Verarbeitungsdauer, die bei diesem System nur wenige Minuten (meist 5 bis 10 Minuten) in Anspruch nehmen darf. Bei Zweikomponenten-Schäumen muss der Untergrund absolut trocken sein. Der Schaum härtet unabhängig von Luft- und Werkstofffeuchte innerhalb von 20 bis 30 Minuten vollständig aus. Die Gefahr einer Nachreaktion wie bei Einkomponentenschaumes besteht nicht.

2-K-Schäume bestehen aus einem niedrigmolekularen Polyisocyanat und einem gleichfalls verhältnismäßig niedrigmolekularen Polyol in stöchiometrischem Verhältnis. Bei bifunktionellen Monomeren entstehen im Wesentlichen lineare, thermoplastische Produkte, die auch als Schmelzklebstoffe Verwendung finden. Tri- und mehrfunktionelle Monomere führen zu hochvernetzten, duromeren Klebschichten. Je nach der Reaktivität der Ausgangsmonomere lassen sich Systeme mit unterschiedlichen Topfzeiten einstellen. Zu lange Reaktionszeiten können durch die Zugabe von Beschleunigern (z. B. Triethylamin, Bleioleat) abgekürzt werden. Durch gezielte Auswahl der Monomere lassen sich die klebschichtbestimmenden Eigenschaften wie Festigkeit, Elastizität, deformationsmechanisches Verhalten sowie Beständigkeit gegenüber chemischen Einflüssen steuern.

Eigenschaften

PU-Schäume sind im ausgehärteten Zustand unverrottbar und fäulnisresistent und zusätzlich beständig gegen Öl, Benzin, Laugen und diverse Lösungsmittel, allerdings nicht gegen UV-Strahlung. Wenn sie über Wochen dem Tageslicht ausgesetzt sind, vergilben und verspröden sie.Kann ich Bauschaum einfach überputzen?, Artikel in der Zeitschrift ausbau + fassade, 30. September 2021 Bauschaum ist weder dampf- noch wasserdicht. Alle PU-Schäume sind brennbar.

Bauschaum haftet auf allen saugenden Oberflächen wie Beton, Putz, Mauerwerk, Faserzement und Holz, sofern die Oberfläche öl- und staubfrei ist. Dies ist auch das typische Anwendungsfeld von nicht aufschäumenden Montageklebern. Im Gegensatz zu Montageklebern auf Dispersionsbasis (wasserhaltig) haftet Montageschaum jedoch auch auf nichtsaugenden Materialien wie Metallen und einigen Kunststoffen. Nichtsaugende glatte Materialien sollten vor dem Auftrag des Schaums mit Schleifmitteln angeraut oder mit Haftverbesserern behandelt werden.

Abstaubende Untergründe sowie Lehm und Gips müssen mit Tiefgrund oder ähnlicher Grundierung vorbehandelt werden. Gips saugt so stark, dass dem PU-Schaum nicht mehr genügend Feuchtigkeit zum Aushärten zur Verfügung steht. Auf schwierig zu klebenden Kunststoffen wie PTFE (Teflon), Silikon, PE- und PP haftet auch Bauschaum nicht.PU-Schaum richtig verarbeiten, 4. So haftet PU-Schaum richtig. In: PU-Schaum.center. Abgerufen im Oktober 2021

Gewöhnliche 1-Komponenten PU-Schäume können bei Temperaturen zwischen 5 und 30 °C verarbeitet werden. Kältere Temperaturen verzögern die Aushärtung und können die Festigkeit des Schaums herabsetzen, sofern nicht spezieller Winterschaum verwendet wird. Bei höheren Temperaturen kann der Schaum verlaufen. Ausreagierter PU-Schaum verträgt Temperaturen von −40 bis 80 °C.PU-Schaum richtig verarbeiten, 5. Achten Sie auf die richtige Verarbeitungstemperatur. In: PU-Schaum.center. Abgerufen im Oktober 2021

Isocyanatgehalt Isocyanathaltige Schäume

Polyurethane (PUR) sind eine besonders vielseitige Gruppe von Kunststoffen für den Einsatz in den unterschiedlichsten Bereichen des täglichen Lebens. So findet sich PUR als Hart- oder Weichschaum in effektiven Wärme- und Kältedämmungen, Möbelpolstern, Autositzen oder Matratzen. Der vielseitige Stoff hat darüber hinaus auch Anwendung als Isolierung von elektrischen oder elektronischen Bauteilen und findet sich in modernen Hochleistungslacken, aber auch in modernsten Sportschuhen und Bodenbelägen, wieder.

Isocyanatreduzierte bzw. MDI-reduzierte Schäume

Ein isocyanatreduzierter Schaum ist ein Schaum, in dem der Gehalt an Methylendiphenylisocyanate (MDI; freies Isocyanat) reduziert wurde.

Schäume mit mäßiger Reduktion enthalten weniger als 1 %, Schäume mit starker Reduktion enthalten weniger als 0,1 % reaktiver Ketten im MDI.

Isocyanatfreie bzw. MDI-freie Schäume

Diese Montageschäume enthalten zwar das Polyurethangerüst, aber keine freien Isocyanatgruppen mehr, da diese in einer Vorstufe chemisch zum neutralen Urethangerüst umgesetzt wurden. Die Aushärtung der Schäume beruht auf reaktionsfähigen Silangruppen, die nach dem Ausschäumen aus der Dose durch Reaktion mit der Umgebungsfeuchte zur Vernetzung und damit zur Aushärtung des ausgebrachten Schaumes führen. Da bei diesen kein Kohlendioxid als Treibmittel gebildet wird, werden sie durch Propan oder Butan aufgeschäumt. Bei der Vernetzung des Silangruppen entsteht als Reaktionsprodukt Methanol.

Verwendung

Bauschaum dient in der Regel als Befestigungsmittel bzw. als Montagehilfe, als Dämmstoff oder als Füllmaterial um Luftströmungen und das Eindringen von Objekten und Stoffen zu verhindern. Handelsübliche Qualitäten eignen sich zur Verwendung als Füllschaum, wenn keine weitergehenden Anforderungen gegeben sind. Bei Dämmschaum wird die Ausbildung von möglichst feinen Poren angestrebt, welche den Dämmwert verbessern. mini|Wärmeleitfähigkeit von Dämmstoffen im Vergleich

Das Brandverhalten des zur Verwendung in Gebäuden angebotenen Schaums muss der bisherigen Klassifizierung B2 – normal entflammbar – entsprechen. Leicht entflammbare B3-Schäume werden in Deutschland nur selten zum Verkauf angeboten. Schäume mit der Klassifizierung B1 – schwer entflammbar – werden umgangssprachlich auch als Brandschutzschaum bezeichnet. Die Klassifizierungen B2 bzw. B3 werden in Zukunft voraussichtlich durch die Bezeichnungen E bzw. F nach der neuen europäischen Norm EN 13501-2 (EI) ersetzt werden.B1-, B2- und B3-PU-Schaum und Brandschutzschaum. In: PU-Schaum.center. Abgerufen im Okt. 2021

Klebeschaum

Klebeschaum oder PU-Kleber härtet schnell aus und haftet gut. Er wird in erster Linie zur Befestigung der Dämmplatten von Wärmedämmverbundsystemen (WDVS) an Fassaden und Kellerdecken eingesetzt, kann aber auch zum Anbringen von Gipskarton- und Gipsfaserplatten verwendet werden. Der Dämmwert liegt zwischen 0,26 und 0,04 W/(m²K). Wenn der Klebeschaum relativ hohlraumfrei appliziert wird, verbessert er somit den Wärmedurchlasswiderstand des Bauteils.PU-Klebeschaum zum Kleben und Dämmen. In: PU-Schaum.center. Abgerufen im Oktober 2021

PU-Kleber ist leichter aufzutragen und härtet schneller aus, als zementhaltiger Klebe- und Armierungsmörtel. Klebeschaum soll nur schwach expandieren, um die Dämmplatten kontrolliert und gleichmäßig anbringen zu können.

Klebeschäume benötigen eine bauaufsichtliche Zulassung für das verwendete Wärmedämmverbundsystem. Auch PU-Klebeschaum zur Verfugung von nicht tragenden Mauern benötigt eine bauaufsichtliche Zulassung. Zu diesem Einsatzzweck wird bevorzugt sogenannter teilkollabierender Schaum eingesetzt.

PU-Kleber wird ebenfalls zum Verschließen von offenen Stoßfugen zwischen Dämmplatten verwendet. PU-Kleber kann in gewissen Fällen als Ersatz für traditionellen Verlegemörtel beim Aufmauern und Versetzen von Kunst- und Naturstein dienen.

Es gibt auch sogenannten Montagekleber auf PU-Basis. Dieser schäumt aber nicht oder nur wenig auf. Auch zum Verkleben von Holz wird Holzleim auf PU-Basis verwendet, der nur leicht aufschäumt.

Zargenschaum