石膏粉末材料に混ぜる保水剤の役割は何ですか？
回答：左官用石膏、接着石膏、目地詰め石膏、石膏パテなどの建設用粉末材料が使用されます。施工を容易にするために、製造時に石膏遅延剤が添加され、石膏スラリーの施工時間を延長します。遅延剤は、半水石膏の水和プロセスを抑制するために添加されます。このタイプの石膏スラリーは、凝縮する前に1〜2時間壁に保持する必要があり、ほとんどの壁、特にレンガ壁、エアコンクリート壁、多孔質断熱ボードなどの軽量の新しい壁材は吸水性があるため、スラリー内の水の一部が壁に移行するのを防ぐために、石膏スラリーに保水する必要があります。石膏スラリーが硬化するときに水が不足し、水和が不十分になります。完全に、漆喰と壁面のジョイントの分離と殻剥がれを引き起こします。保水剤の添加は、石膏スラリーに含まれる水分を維持し、界面における石膏スラリーの水和反応を確実にし、接着強度を確保することを目的としています。一般的に使用される保水剤は、メチルセルロース（MC）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）、ヒドロキシエチルメチルセルロース（HEMC）などのセルロースエーテルです。さらに、ポリビニルアルコール、アルギン酸ナトリウム、加工デンプン、珪藻土、希土類粉末なども保水性能を向上させるために使用できます。
保水剤の種類によって石膏の水和速度を遅らせる効果は異なりますが、保水剤の使用量が同じであれば、一般的に15～30分間、凝結を遅らせることができます。したがって、保水剤の使用量を適切に減らすことが可能です。
石膏粉末材料における保水剤の適切な投与量はどれくらいですか?
回答：保水剤は、左官用石膏、接着用石膏、コーキング用石膏、石膏パテなどの建築用粉末材料によく使用されます。これらの石膏には、半水石膏の水和反応を阻害する遅延剤が混合されているため、石膏スラリーに保水処理を施す必要があります。これは、スラリー中の水分の一部が壁面に移行し、石膏スラリーが硬化する際に水分不足や水和不完全が生じるのを防ぐためです。保水剤の添加は、石膏スラリーに含まれる水分を維持し、界面での石膏スラリーの水和反応を確実にし、接着強度を確保するためです。
保水剤の使用量は通常0.1%～0.2%（石膏に対して）ですが、吸水性の強い壁（気泡コンクリート、パーライト断熱ボード、石膏ブロック、レンガ壁など）に石膏スラリーを使用する場合、また、接着用石膏、コーキング用石膏、表面仕上げ用石膏、表面薄パテなどを調製する場合は、保水剤の量を増やす必要があります（通常0.2%～0.5%）。
メチルセルロース（MC）やヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）などの保水剤は冷水に溶けますが、水に直接溶解すると初期段階でダマを形成します。保水剤は石膏粉末と事前に混合して分散させる必要があります。乾燥粉末状に調製し、水を加えて攪拌し、5分間放置した後、再度攪拌すると、より効果的です。しかし、現在、セルロースエーテル系製品の中には水に直接溶解できるものもありますが、乾燥粉末モルタルの製造にはほとんど影響がありません。
防水剤は石膏硬化体内でどのように防水機能を果たすのでしょうか？
回答：各種防水剤は、その作用機序の違いにより、石膏硬化体において防水機能を発揮します。基本的には以下の4つの方法にまとめられます。
（1）石膏硬化体の溶解度を低下させ、軟化係数を高め、硬化体中の溶解度の高い硫酸カルシウム二水和物を部分的に溶解度の低いカルシウム塩に変換する。例えば、C7-C9を含む合成脂肪酸鹸化物を添加し、同時に生石灰とホウ酸アンモニウムを適量添加する。
（2）硬化体内の微細毛細管細孔を塞ぐ防水膜層を生成する。例えば、パラフィン乳剤、アスファルト乳剤、ロジン乳剤、パラフィン・ロジン複合乳剤、改良アスファルト複合乳剤などを配合する。
（3）硬化体の表面エネルギーを変化させ、水分子が凝集状態となり毛細管への浸透を阻害する。例えば、各種シリコーン系撥水剤（乳化シリコーンオイルを含む）を配合する。
（4）硬化体の毛細管への水の浸入を防ぐため、外部コーティングや浸漬処理などにより、様々なシリコーン防水剤を使用することができる。溶剤型シリコーンは水性シリコーンよりも優れているが、前者は石膏硬化体のガス透過性が低下する。
石膏建材の防水性を向上させるために、さまざまな防水剤をさまざまな方法で使用できますが、石膏は依然として空気硬化ゲル化材料であり、屋外または長期間の湿気の多い環境には適しておらず、湿気と乾燥が交互に発生する環境にのみ適しています。
建築用石膏を防水剤で改質するとどうなるのでしょうか？
回答：石膏防水剤の作用機序は主に2つあります。1つは溶解度を低下させることで軟化係数を高めること、もう1つは石膏材料の吸水率を低下させることです。吸水率の低減は2つの側面から行うことができます。1つは硬化石膏の緻密性を高めること、つまり、多孔性や構造亀裂を低減することで石膏の吸水率を低下させ、石膏の耐水性を向上させることです。もう1つは、石膏硬化体の表面エネルギーを高めること、つまり、細孔表面に疎水性膜を形成することで石膏の吸水率を低下させることです。
多孔性を低減する防水剤は、石膏の微細な気孔を塞ぎ、石膏体の緻密性を高める役割を果たします。多孔性を低減するための混和剤は、パラフィンエマルジョン、アスファルトエマルジョン、ロジンエマルジョン、パラフィンアスファルト複合エマルジョンなど、数多く存在します。これらの防水剤は、適切な配合方法を用いれば石膏の多孔性を低減するのに効果的ですが、同時に石膏製品に悪影響を及ぼすこともあります。
表面エネルギーを変化させる撥水剤の中で最も代表的なのはシリコーンです。シリコーンは各気孔の孔に浸透し、一定の長さの範囲内で表面エネルギーを変化させることで、水との接触角を変化させ、水分子を凝縮させて水滴を形成し、水の浸入を阻止することで防水の目的を達成すると同時に、石膏の通気性を維持します。このタイプの防水剤の種類は主に、メチルシリコネートナトリウム、シリコーン樹脂、乳化シリコーンオイルなどです。もちろん、この防水剤は気孔径が大きすぎてはならず、同時に圧力水の浸入を防ぐことができず、石膏製品の長期的な防水・防湿問題を根本的に解決することはできません。
国内の研究者は、有機材料と無機材料を組み合わせる手法を採用しています。すなわち、ポリビニルアルコールとステアリン酸を共乳化させて得られる有機エマルジョン防水剤をベースに、ミョウバン、ナフタレンスルホン酸アルデヒド縮合物、塩系防水剤を配合することで、新しいタイプの石膏複合防水剤を製造しています。この石膏複合防水剤は、石膏と水に直接混合することで、石膏の結晶化プロセスに関与し、より優れた防水効果を得ることができます。
シラン系防水剤による石膏モルタルの白華抑制効果はどの程度ですか？
回答：（1）シラン系防水剤を添加すると、石膏モルタルの白華発生量を大幅に低減できます。また、一定の範囲内では、シラン添加量の増加に伴い、石膏モルタルの白華発生抑制量も増加します。シランの抑制効果は0.4%シランで理想的であり、この量を超えると抑制効果は安定する傾向があります。
（２）シランを添加すると、モルタルの表面に疎水層が形成され、外部からの水の浸入が防止されるだけでなく、内部のアルカリ液の移動による白華の発生も減少し、白華抑制効果が大幅に向上します。
（３）シランの添加により白華現象が著しく抑制されるが、産業副産物石膏モルタルの機械的性質には悪影響を与えず、産業副産物石膏ドライミックス建材の内部構造の形成や最終的な支持力にも影響を与えない。
投稿日時: 2022年11月22日