1. はじめに
中国は20年以上にわたり、プレミックスモルタルの普及を推進してきました。特に近年は、関係する国家政府機関がプレミックスモルタルの開発を重視し、奨励策を打ち出しています。現在、国内にはプレミックスモルタルを使用している省・市が10以上あり、その割合は60%を超えています。また、800社以上のプレミックスモルタル企業が通常規模以上で、年間設計生産能力は2億7400万トンに達しています。2021年の通常プレミックスモルタルの年間生産量は6202万トンでした。
施工過程において、モルタルは水分を失いやすく、水和に必要な時間と水分が不足するため、硬化後のセメントペーストの強度不足やひび割れが生じることがよくあります。セルロースエーテルは、乾式混合モルタルによく用いられるポリマー混和剤です。保水性、増粘性、凝結遅延性、空気連行性などの機能を有し、モルタルの性能を大幅に向上させることができます。
モルタルが輸送要件を満たし、ひび割れや接着強度の低下といった問題を解決するためには、セルロースエーテルをモルタルに添加することが非常に重要です。本稿では、セルロースエーテルの特性とセメント系材料の性能への影響について簡単に紹介し、プレミックスモルタルに関する技術的な問題の解決に役立つことを期待します。
2 セルロースエーテルの概要
セルロースエーテルは、セルロースを原料として、1種類以上のエーテル化剤を用いたエーテル化反応と乾式粉砕によって製造される。
2.1 セルロースエーテルの分類
エーテル置換基の化学構造に基づいて、セルロースエーテルは陰イオン性、陽イオン性、非イオン性エーテルに分類できます。イオン性セルロースエーテルには主にカルボキシメチルセルロースエーテル（CMC）が含まれ、非イオン性セルロースエーテルには主にメチルセルロースエーテル（MC）、ヒドロキシプロピルメチルセルロースエーテル（HPMC）、ヒドロキシエチル繊維エーテル（HC）などが含まれます。非イオン性エーテルは水溶性エーテルと油溶性エーテルに分類されます。非イオン性水溶性エーテルは主にモルタル製品に使用されます。イオン性セルロースエーテルはカルシウムイオンの存在下では不安定であるため、セメント、消石灰などをセメント材料として使用する乾式混合モルタル製品にはほとんど使用されません。非イオン性水溶性セルロースエーテルは、その懸濁安定性と保水性から、建築材料業界で広く使用されています。
エーテル化プロセスで選択されるさまざまなエーテル化剤に応じて、セルロースエーテル製品には、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、シアノエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、ベンジルセルロース、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ベンジルシアノエチルセルロース、およびフェニルセルロースが含まれる。
モルタルに使用されるセルロースエーテルには、通常、メチルセルロースエーテル（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エーテル（HEMC）、およびヒドロキシエチルセルロースエーテル（HEMC）が含まれます。その中でも、HPMCとHEMCが最も広く使用されています。
2.2 セルロースエーテルの化学的性質
セルロースエーテルはそれぞれ、セルロース-無水グルコース構造を基本構造としている。セルロースエーテルの製造工程では、まずセルロース繊維をアルカリ溶液中で加熱し、次にエーテル化剤で処理する。得られた繊維状の反応生成物を精製し、粉砕して一定の粒度を持つ均一な粉末を得る。
MCの製造においては、エーテル化剤として塩化メチルのみが使用されます。一方、HPMCの製造においては、塩化メチルに加えて、ヒドロキシプロピル置換基を得るために酸化プロピレンも使用されます。様々なセルロースエーテルは、メチル基およびヒドロキシプロピル基の置換率が異なり、これがセルロースエーテル溶液の有機相溶性および熱ゲル化温度に影響を与えます。
2.3 セルロースエーテルの溶解特性
セルロースエーテルの溶解特性は、セメントモルタルの作業性に大きな影響を与える。セルロースエーテルはセメントモルタルの凝集性と保水性を向上させるために使用できるが、そのためにはセルロースエーテルが水に完全に溶解する必要がある。セルロースエーテルの溶解に影響を与える主な要因は、溶解時間、攪拌速度、および粉末の粒度である。
2.4 セメントモルタルにおける沈下現象の役割
セメントスラリーの重要な添加剤として、Destroyは以下の点で効果を発揮します。
（１）モルタルの作業性を向上させ、モルタルの粘度を高める。
火炎噴射を組み込むことで、モルタルの分離を防ぎ、均一で均質な塑性体を得ることができます。例えば、HEMC、HPMCなどを組み込んだブースは、薄層モルタルや左官工事に便利です。せん断速度、温度、崩壊濃度、溶解塩濃度。
（２）空気連行効果がある。
不純物により、粒子にグループを導入すると粒子の表面エネルギーが低下し、攪拌面と混合されたモルタルに安定した均一な微粒子を容易に導入できます。「ボール効率」により、モルタルの施工性能が向上し、モルタルの水分が減少し、モルタルの熱伝導率が低下します。試験では、HEMCとHPMCの混合量が0.5%の場合、モルタルのガス含有量が最大で約55%であることが示されました。混合量が0.5%を超えると、モルタルの含有量は量の増加とともに徐々にガス含有量の傾向に発展します。
（３）変更しない。
ワックスはモルタルに溶解、潤滑、攪拌作用を発揮し、モルタルと左官粉の薄層を滑らかにする効果があります。事前に湿らせる必要はありません。施工後、セメント系材料は沿岸部で長期間にわたって連続的な水和反応を起こし、モルタルと下地との接着性を向上させることができます。
セルロースエーテルがセメント系材料に及ぼす改質効果は、主に増粘、保水性、空気連行、および凝結遅延である。セメント系材料におけるセルロースエーテルの普及に伴い、セルロースエーテルとセメントスラリーとの相互作用は、徐々に研究のホットスポットになりつつある。
投稿日時：2021年12月16日