Luftporenbildner

Luftporenbildner sind chemische Substanzen, die im Zementleim viele kleine verteilte Luftporen erzeugen, die auch während des Mischen und Verdichtens stabil bleiben. Durch die Zugabe von Luftporenbildnern wird der Frostwiderstand des Betons erhöht, da die Luftporen nicht kontinuierlich sind und sich auch nach langer Wasserlagerung des Betons nicht vollständig mit Wasser füllen. Sinkt die Bauteiltemperatur unter einen bestimmten Wert, gefriert das in den großen Poren des Beton enthaltene Wasser. Damit einhergehend ist eine Volumenvergrößerung des gefrierenden Wassers. In dem noch nicht gefrorenen Wasser wird dadurch ein hydrostatischer Druck erzeugt, der, wenn die Zugfestigkeit des Zementleims überschritten ist, den Zementstein sprengt. Die Luftporen des mit LP versetzten Betons bieten dem noch nicht gefrorenen Wasser daher eine Ausweichmöglichkeit. Entscheidend ist der kurze Abstand der Luftpore zum expandierenden Wasser (0,1-0,2 mm idealerweise). Ein dichtes System kleinster Luftporen ist daher günstig.

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Außerdem wirken die Luftporen ähnlich wie Kugellager im noch flüssigen Beton, so dass eine verflüssigende Wirkung, ähnlich wie Betonverflüssiger und Fließmittel, zu verzeichnen ist.

Eine weitere interessante, technologisch wichtige und kommerziell höchst interessante Anwendung porenbildender Substanzen findet sich im Halbleiterbereich. Porenbildner werden seit neuerer Zeit in der Halbleiterproduktion eingesetzt, um Schichten mit niedriger Dielektrizitätskonstante, sogenannte low-k-Schichten, zu erzeugen. Mit Hilfe geeigneter Porenbildner gelingt es, mikroporöse Dünnschichten mit einer Dielektrizitätskonstante < 3.9, der Dielektrizitätskonstante von dem traditionell verwendetem Siliziumdioxids (SiO₂), zu erzeugen. Low-K-Dielektrika dienen zur Isolierung von Leiterbahnen und elektronischer Bauelementen auf dem Halbleiterchip und sind essentieller Bestandteil aktueller Hochleistungspeicherchips und Mikroprozessoren.

Chemische Substanzen

• Wurzelharze
• Ligninsulfonate
• Salze der Carboxylverbindungen und
• Proteinsäuren

Wirkungsweise

Schaum und Luftblasen werden in der wässrigen Lösung durch bevorzugte Adsorption an Oberflächen und Reduktion der Oberflächenspannung des Wassers stabilisiert.

Quelle

Skript Baustoffkunde II, Universität Karlsruhe, 1998 [1]