EPS粒状断熱モルタルは、無機バインダー、有機バインダー、混和剤、添加剤、軽量骨材を一定の割合で混合した軽量断熱材です。現在研究・応用されているEPS粒状断熱モルタルの中で、リサイクル可能な分散ラテックス粉末はモルタルの性能に大きな影響を与え、コストの大部分を占めるため、注目を集めています。EPS粒子断熱モルタル外壁断熱システムの接着性能は主にポリマーバインダーに由来し、その組成は主に酢酸ビニル/エチレン共重合体です。再分散性ラテックス粉末は、このタイプのポリマーエマルジョンをスプレードライすることで得られます。再分散性ラテックス粉末は、精密な調製、輸送の容易さ、建設現場での保管の容易さから、特殊なルースラテックス粉末が開発トレンドとなっています。EPS粒子断熱モルタルの性能は、使用するポリマーの種類と量に大きく依存します。エチレン含有量が高く、Tg（ガラス転移温度）値が低いエチレン酢酸ビニルラテックス粉末（EVA）は、衝撃強度、接着強度、耐水性の点で優れた性能を発揮する。
モルタルの性能に対するラテックス粉末の最適化は、ラテックス粉末が極性基を持つ高分子ポリマーであることに起因します。ラテックス粉末をEPS粒子と混合すると、ラテックス粉末ポリマーの主鎖中の非極性セグメントがEPSの非極性表面と物理吸着します。ポリマー中の極性基はEPS粒子の表面で外側に配向するため、EPS粒子は疎水性から親水性に変化します。ラテックス粉末によるEPS粒子の表面改質により、EPS粒子が水に浮きやすいという問題や、モルタルの大きな層状化の問題が解決されます。このとき、セメントを添加して混合すると、EPS粒子の表面に吸着した極性基がセメント粒子と相互作用して密接に結合するため、EPS断熱モルタルの作業性が大幅に向上します。これは、EPS粒子がセメントペーストに容易に濡れ、両者の結合力が大幅に向上することに反映されます。
エマルジョンと再分散性ラテックス粉末は、フィルム形成後にさまざまな材料に対して高い引張強度と接着強度を形成できるため、モルタルの第二結合剤として、無機結合剤セメント、セメント、ポリマーとそれぞれ結合し、それぞれの強度を最大限に発揮させてモルタルの性能を向上させます。ポリマーセメント複合材料の微細構造を観察すると、再分散性ラテックス粉末の添加によりポリマーがフィルムを形成して空隙壁の一部となり、内部力によってモルタルが一体化され、モルタルの内部力とポリマー強度が向上し、それによってモルタルの破壊応力が向上し、極限ひずみが増加すると考えられます。モルタル中の再分散性ラテックス粉末の長期性能を研究するために、SEMで観察したところ、10年後もモルタル中のポリマーの微細構造は変化しておらず、安定した接着、曲げ強度、圧縮強度、および良好な撥水性を維持していました。再分散性ラテックス粉末のタイル接着強度の形成メカニズムを研究した結果、ポリマーが乾燥してフィルム状になった後、ポリマーフィルムがモルタルとタイルの間に柔軟な結合を形成する一方で、モルタル中のポリマーがモルタルの空気量を増加させ、表面の形成と濡れ性に影響を与え、その後の硬化過程においてポリマーが結合材中のセメントの水和過程と収縮に好ましい影響を与え、これらすべてが接着強度の向上に役立つことがわかった。
モルタルに再分散性ラテックス粉末を添加すると、親水性ラテックス粉末とセメント懸濁液の液相がマトリックスの細孔や毛細管に浸透し、ラテックス粉末が細孔や毛細管に浸透した内部膜が形成され、基材表面にしっかりと吸着するため、セメント系材料と基材との良好な接着強度が確保され、他の材料との接着強度が大幅に向上します。
投稿日時：2023年2月20日