モルタルへのセルロースエーテルの応用

乾燥モルタルでは、セルロースエーテルは湿潤モルタルの性能を大幅に向上させ、モルタルの施工性能に影響を与える主要な添加剤です。メチルセルロースエーテルは、保水性、増粘性、施工性能の向上に効果があります。保水性が良好であるため、水分不足やセメントの水和不全によるモルタルの砂化、粉化、強度低下を防ぐことができます。増粘効果により、湿潤モルタルの構造強度が大幅に向上し、メチルセルロースエーテルの添加により湿潤モルタルの湿潤粘度が大幅に向上し、さまざまな基材への接着​​性が良好になるため、壁面における湿潤モルタルの性能が向上し、無駄が削減されます。さらに、製品におけるセルロースの役割も異なります。たとえば、タイル接着剤中のセルロースは、オープンタイムを延長し、時間を調整できます。機械噴霧モルタル中のセルロースは、湿潤モルタルの構造強度を向上させることができます。セルフレベリングでは、セルロースは沈下、分離、層状化を防ぐ役割を果たします。

セルロースエーテルの製造は、主に天然繊維をアルカリ溶解、グラフト反応(エーテル化)、洗浄、乾燥、粉砕などの工程を経て行われます。天然繊維の主な原料は、綿繊維、杉繊維、ブナ繊維などに分類できます。これらの重合度は異なるため、製品の最終的な粘度に影響します。現在、主要なセルロースメーカーは、綿繊維(ニトロセルロースの副産物)を主な原料として使用しています。セルロースエーテルは、イオン性および非イオン性に分類できます。イオン性タイプは主にカルボキシメチルセルロース塩を含み、非イオン性タイプは主にメチルセルロース、メチルヒドロキシエチル(プロピル)セルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどを含みます。乾燥粉末モルタルでは、イオン性セルロース(カルボキシメチルセルロース塩)はカルシウムイオンの存在下で不安定であるため、セメント消石灰などの乾燥粉末製品にセメント系材料として使用されることはありません。

セルロースの保水性は使用温度にも関係します。メチルセルロースエーテルの保水性は温度の上昇とともに低下します。例えば、夏場は日差しが強いため、外壁のパテ塗りはセメントやモルタルの硬化を促進します。硬化と保水性の低下は、施工性能と耐ひび割れ性能の両方に悪影響を及ぼすという明らかな影響をもたらします。このような場合、温度要因の影響を低減することが特に重要になります。場合によっては、使用上のニーズを満たせないこともあります。そこで、セルロースに対してエーテル化度を高めるなどの処理を施すことで、高温下でも保水性をより良好に維持できるようにしています。

セルロースの保水性:モルタルの保水性に影響を与える主な要因としては、添加されるセルロースの量、セルロースの粘度、セルロースの粒度、および作業環境の温度が挙げられます。

セルロースの粘度:一般的に、粘度が高いほど保水効果は高くなりますが、粘度が高いほどセルロースの分子量が高くなり、溶解度が低下するため、モルタルの施工性能と強度に悪影響を及ぼします。粘度が高いほどモルタルの増粘効果は顕著になりますが、直接比例するわけではありません。粘度が高いほど、湿潤モルタルの粘性は高くなります。施工中はスクレーパーに付着し、下地への接着性は高くなりますが、湿潤モルタル自体の構造強度を高めるのにはあまり役立たず、施工中の垂れ防止性能も顕著ではありません。

セルロースの粒度:粒度はセルロースエーテルの溶解度に影響します。粗粒セルロースは通常、粒状で凝集せずに水に容易に分散しますが、溶解速度が非常に遅いため、乾燥粉末モルタルでの使用には適していません。国内産のセルロースの中には凝集性があり、水に分散・溶解しにくく、凝集しやすいものがあります。十分に細かい粉末でなければ、水を加えて攪拌する際にメチルセルロースエーテルの凝集を防ぐことはできません。しかし、セルロースエーテルが濃すぎると無駄になるだけでなく、モルタルの局所的な強度も低下します。このような乾燥粉末モルタルを広い面積に施工すると、局所的なモルタルの硬化速度が明らかに低下し、硬化時間の違いによるひび割れが発生します。混合時間が短いため、機械施工のモルタルにはより高い粒度が求められます。


投稿日時:2023年2月13日