セルロースエーテル
セルロースエーテルとは、アルカリセルロースとエーテル化剤を一定条件下で反応させて生成する一連の生成物の総称です。アルカリセルロースをさまざまなエーテル化剤で置き換えると、さまざまなセルロースエーテルが得られます。置換基のイオン化特性に従って、セルロース エーテルはイオン性 (カルボキシメチル セルロースなど) と非イオン性 (メチル セルロースなど) の 2 つのカテゴリに分類できます。セルロースエーテルは置換基の種類によりモノエーテル（メチルセルロースなど）と混合エーテル（ヒドロキシプロピルメチルセルロースなど）に分けられます。溶解度の違いにより、水溶性（ヒドロキシエチルセルロースなど）と有機溶剤可溶性（エチルセルロースなど）に分けることができます。乾式混合モルタルは主に水溶性セルロースであり、水溶性セルロースは瞬間タイプと表面処理遅延溶解タイプに分かれます。
モルタル中でのセルロースエーテルの作用メカニズムは次のとおりです。
(1) モルタル中のセルロースエーテルが水に溶解した後、界面活性によりセメント系材料の効率的かつ均一な分散が確保され、セルロースエーテルが保護コロイドとして固体を「包み込み」ます。粒子とその外表面に潤滑膜の層が形成され、モルタルシステムがより安定し、混合プロセス中のモルタルの流動性と施工の滑らかさも向上します。
(2) セルロースエーテル溶液は、その分子構造によりモルタル中の水分が失われにくく、長期間かけて徐々に水分を放出するため、モルタルの保水性と作業性が良好です。
1. メチルセルロース(MC)
精製綿をアルカリ処理した後、塩化メタンをエーテル化剤として一連の反応を経てセルロースエーテルが生成されます。一般に置換度は1.6～2.0であり、置換度が異なると溶解度も異なります。非イオン性セルロースエーテルに属します。
(1) メチルセルロースは冷水には溶けますが、熱水には溶けにくくなります。その水溶液はpH=3～12の範囲で非常に安定です。でんぷん、グアーガム等や多くの界面活性剤との相溶性が良好です。温度がゲル化温度に達するとゲル化が起こります。
(2) メチルセルロースの保水性は、メチルセルロースの添加量、粘度、粒子の細かさ、溶解速度に依存します。一般に添加量が多く、繊度が小さく、粘度が大きいほど保水率が高くなります。このうち、保水率に最も大きな影響を与えるのは添加量であり、粘度の大小と保水率の高低は比例しない。溶解速度は主にセルロース粒子の表面改質の程度と粒子の細かさに依存します。上記セルロースエーテルの中でも、保水率が高いのはメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースである。
(3) 温度変化はメチルセルロースの保水率に大きな影響を与えます。一般に、温度が高くなるほど保水性は悪くなります。モルタル温度が40℃を超えるとメチルセルロースの保水性が著しく低下し、モルタルの施工に重大な影響を及ぼします。
(4) メチルセルロースはモルタルの構造と接着に大きな影響を与えます。ここでいう「接着力」とは、作業者の塗布具と壁下地との間に感じる接着力、すなわちモルタルのせん断抵抗のことを指します。接着性が高く、モルタルのせん断抵抗が大きく、使用過程で作業者に要求される強度も大きく、モルタルの施工性は悪い。セルロースエーテル製品では、メチルセルロースの接着力は中程度です。
2. ヒドロキシプロピルメチルセルロース (HPMC)
ヒドロキシプロピルメチルセルロースは、近年生産量と消費量が急増しているセルロースの一種です。精製綿をエーテル化剤としてプロピレンオキシドと塩化メチルを用いてアルカリ処理し、一連の反応を経て製造される非イオン性セルロース混合エーテルです。置換度は1.2～2.0が一般的です。メトキシル含有量とヒドロキシプロピル含有量の比率が異なるため、その特性は異なります。
(1) ヒドロキシプロピルメチルセルロースは冷水には溶けやすいが、熱水には溶けにくい。しかし、熱水中でのゲル化温度はメチルセルロースのゲル化温度よりも大幅に高くなります。冷水への溶解性もメチルセルロースに比べて大幅に向上します。
(2) ヒドロキシプロピルメチルセルロースの粘度は分子量に関係し、分子量が大きくなるほど粘度は高くなります。温度も粘度に影響し、温度が上昇すると粘度は低下します。ただし、粘度が高いため、メチルセルロースよりも温度が低くなります。その溶液は室温で保存すると安定です。
(3) ヒドロキシプロピルメチルセルロースの保水性は添加量、粘度等に依存し、同一添加量における保水率はメチルセルロースに比べて高い。
(4) ヒドロキシプロピルメチルセルロースは酸、アルカリに対して安定であり、その水溶液はpH=2～12の範囲で非常に安定です。苛性ソーダや石灰水は性能にほとんど影響を与えませんが、アルカリは溶解を早め、粘度を増加させる可能性があります。ヒドロキシプロピルメチルセルロースは食塩に対して安定ですが、食塩水の濃度が高いとヒドロキシプロピルメチルセルロース溶液の粘度が高くなる傾向があります。
(5) ヒドロキシプロピルメチルセルロースは、水溶性高分子化合物と混合して均一で粘度の高い溶液を形成することができます。ポリビニルアルコール、デンプンエーテル、植物性ガムなど
(6) ヒドロキシプロピルメチルセルロースは、メチルセルロースよりも酵素耐性に優れ、溶液がメチルセルロースよりも酵素により分解されにくい。
(7) ヒドロキシプロピルメチルセルロースのモルタル構造への接着力はメチルセルロースよりも優れています。
3. ヒドロキシエチルセルロース (HEC)
精製綿をアルカリ処理し、アセトン存在下でエーテル化剤としてエチレンオキシドと反応させたものです。置換度は1.5～2.0が一般的です。親水性が強く水分を吸収しやすい
(1) ヒドロキシエチルセルロースは冷水には溶けますが、熱水には溶けにくい性質があります。その溶液は高温でもゲル化せずに安定です。モルタル中での高温下でも長時間使用できますが、保水性はメチルセルロースに比べて劣ります。
(2) ヒドロキシエチルセルロースは一般的な酸、アルカリに対して安定です。アルカリは溶解を促進し、粘度をわずかに増加させる可能性があります。水への分散性はメチルセルロースやヒドロキシプロピルメチルセルロースより若干劣ります。。
(3) ヒドロキシエチルセルロースはモルタルに対して優れた垂れ防止性能を持っていますが、セメントに対しては遅延時間が長くなります。
(4) 一部の国内企業が製造するヒドロキシエチルセルロースの性能は、水分含量と灰分が多いため、メチルセルロースよりも明らかに低い。
4. カルボキシメチルセルロース(CMC)
イオン性セルロースエーテルは、天然繊維（綿など）をエーテル化剤としてモノクロロ酢酸ナトリウムを用いてアルカリ処理し、一連の反応処理を経て製造されます。置換度は0.4～1.4が一般的であり、置換度によって性能が大きく左右されます。
(1) カルボキシメチルセルロースは吸湿性が高く、一般的な条件下で保存するとより多くの水分を含みます。
(2) カルボキシメチルセルロース水溶液はゲルを生成せず、温度の上昇とともに粘度が低下します。温度が50℃を超えると、粘度は不可逆になります。
(3) 安定性は pH に大きく影響されます。一般的に石膏系モルタルには使用可能ですが、セメント系モルタルには使用できません。アルカリ性が高くなると粘度が下がります。
(4) 保水性がメチルセルロースに比べてはるかに低い。石膏系モルタルに対して遅延効果があり、強度が低下します。ただし、カルボキシメチルセルロースの価格はメチルセルロースの価格よりも大幅に低いです。
再分散可能なポリマーゴム粉末
再分散可能なゴム粉末は、特殊ポリマーエマルジョンの噴霧乾燥によって処理されます。加工工程においては、保護コロイド、固結防止剤等が必須の添加剤となります。乾燥したゴム粉末は、80～100mm程度の球状の粒子が数個集まったものです。これらの粒子は水に可溶で、元のエマルジョン粒子よりわずかに大きい安定した分散液を形成します。この分散液は脱水、乾燥後にフィルムを形成します。この膜は一般的な乳剤膜形成と同様に不可逆性であり、水に触れても再分散しません。分散。
再分散性ゴム粉末はスチレン・ブタジエン共重合体、三級炭酸エチレン共重合体、エチレン・酢酸酢酸共重合体などに分けられ、これをベースにシリコーン、ラウリン酸ビニルなどをグラフト化して性能を向上させています。改質方法の違いにより、再分散性ゴム粉末は耐水性、耐アルカリ性、耐候性、柔軟性などの異なる特性を持ちます。ラウリン酸ビニルとシリコーンが含まれており、ゴム粉末に良好な疎水性を持たせることができます。低いTg値と優れた柔軟性を備えた高度に分岐したビニル三級カーボネート。
これらの種類のゴム粉末をモルタルに塗布すると、それらはすべてセメントの凝結時間に遅延効果をもたらしますが、その遅延効果は同様のエマルジョンを直接塗布した場合よりも小さいです。比較すると、スチレン - ブタジエンの遅延効果は最も大きく、エチレン - 酢酸ビニルの遅延効果は最も小さくなります。添加量が少なすぎるとモルタルの性能向上効果が顕著に現れません。
ポリプロピレン繊維
ポリプロピレン繊維は、ポリプロピレンを原料とし、適量の改質剤を加えて作られています。繊維径は一般に約40ミクロン、引張強さは300~400mpa、弾性率は≧3500mpa、極限伸びは15~18%です。そのパフォーマンス特性:
(1) モルタル中にポリプロピレン繊維が三次元ランダム方向に均一に分布し、網目状の強化系を形成しています。モルタル 1 トン当たり 1 kg のポリプロピレン繊維を加えると、3,000 万本以上のモノフィラメント繊維が得られます。
(2) モルタルにポリプロピレン繊維を添加すると、塑性状態におけるモルタルの収縮亀裂を効果的に低減できます。この亀裂が見えるかどうか。また、フレッシュモルタルの表面のにじみや骨材の沈下を大幅に減らすことができます。
(3) モルタル硬化体においては、ポリプロピレン繊維を使用することで変形亀裂を大幅に低減することができます。すなわち、モルタル硬化体は、変形により応力が発生した場合に、応力に抵抗し、応力を伝達することができる。モルタル硬化体に亀裂が生じた場合、亀裂先端での応力集中を不動態化し、亀裂の拡大を制限することができます。
(4) モルタル製造におけるポリプロピレン繊維の効率的な分散は困難な問題となる。混合装置、繊維の種類と投入量、モルタル比とそのプロセスパラメータはすべて、分散に影響を与える重要な要素になります。
空気連行剤
空気連行剤は界面活性剤の一種で、生コンクリートやモルタル中に物理的方法により安定した気泡を形成させることができます。主にロジンとその熱ポリマー、非イオン界面活性剤、アルキルベンゼンスルホン酸塩、リグノスルホン酸塩、カルボン酸とその塩などが挙げられます。
空気連行剤は、左官モルタルや石材モルタルの製造によく使用されます。空気連行剤の添加により、モルタル性能に若干の変化が生じます。
（１）気泡の導入により、練りたてモルタルの施工性と施工性が向上し、にじみが軽減される。
(2) 空気連行剤を使用しただけではモルタル型の強度や弾性が低下します。空気連行剤と減水剤を適切な割合で併用すると強度値が低下することはありません。
（３）硬化モルタルの耐凍害性を大幅に改善し、モルタルの不浸透性を改善し、硬化モルタルの耐侵食性を改善することができる。
(4) 空気連行剤によりモルタル中の空気量が増加し、モルタルの収縮が大きくなりますが、減水剤を添加することで収縮値を適切に下げることができます。
添加される空気連行剤の量は非常に少量であり、一般にセメント質材料の総量の数万分の 1 にすぎないため、モルタル製造中に空気連行剤が正確に計量され、混合されていることを確認する必要があります。撹拌方法や撹拌時間などの要因が空気混入量に大きく影響します。したがって、現在の国内の生産および建設条件では、モルタルに空気連行剤を添加するには多くの実験作業が必要です。
早期強化剤
コンクリートやモルタルの初期強度を向上させるために、主に硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウムなどの硫酸塩初期強度剤が一般的に使用されています。
一般に無水硫酸ナトリウムが広く使用されており、添加量が少なく初期強度の効果は良好ですが、添加量が多すぎると後期に膨張や亀裂が発生し、同時にアルカリ戻りが発生します。が発生し、表面装飾層の外観と効果に影響を与えます。
ギ酸カルシウムも優れた不凍剤です。良好な初期強化効果、少ない副作用、他の混和剤との良好な適合性を備え、多くの特性が硫酸塩初期強化剤よりも優れていますが、価格は高くなります。
不凍液
モルタルをマイナス温度で使用する場合、凍結防止対策を講じないと凍害が発生し、硬化体の強度が破壊されます。不凍液は凍結防止とモルタルの初期強度向上の2つの効果で凍害を防ぎます。
一般的に使用される不凍剤の中で、亜硝酸カルシウムと亜硝酸ナトリウムが最も優れた不凍効果を持っています。亜硝酸カルシウムはカリウムイオンやナトリウムイオンを含まないため、コンクリートに使用するとアルカリ骨材の発生が抑えられますが、モルタルに使用すると加工性がやや劣り、亜硝酸ナトリウムの方が加工性に優れます。不凍液は、満足のいく結果を得るために、早期強化剤および減水剤と組み合わせて使用されます。不凍液入り乾式混合モルタルをマイナスの極低温で使用する場合は、温水を加えて混合するなど、適宜昇温してください。
不凍液の量が多すぎると、後の段階でモルタルの強度が低下し、硬化したモルタルの表面にアルカリ戻りなどの問題が発生し、外観と表面装飾層の効果に影響を与えます。 。
投稿日時: 2023 年 1 月 16 日