乾式混合モルタルは、セメント系材料（セメント、フライアッシュ、スラグ粉末など）、特殊粒度の細骨材（石英砂、コランダムなど、場合によってはセラミック、発泡ポリスチレンなどの軽量骨材、膨張パーライト、膨張バーミキュライトなどの顆粒）、および混和材を一定の比率で均一に混合し、袋、樽に詰めたり、乾燥粉末の状態でバルクで供給したりするものです。
用途に応じて、モルタルには、石積み用乾燥粉末モルタル、左官用乾燥粉末モルタル、下地用乾燥粉末モルタル、防水、断熱などの用途向け特殊乾燥粉末モルタルなど、多くの種類があります。要約すると、乾燥混合モルタルは、通常の乾燥混合モルタル（石積み、左官、下地用乾燥混合モルタル）と特殊乾燥混合モルタルに分けられます。特殊乾燥混合モルタルには、セルフレベリング床モルタル、耐摩耗床材、不燃性耐摩耗床材、無機系コーキング剤、防水モルタル、樹脂系左官モルタル、コンクリート表面保護材、着色左官モルタルなどが含まれます。
乾式モルタルの多くは、様々な種類と作用機序を持つ混和剤を必要とし、そのためには数多くの試験を経て配合を決定する必要がある。従来のコンクリート混和剤と比較すると、乾式モルタル混和剤は粉末状でしか使用できず、また冷水に溶解するか、アルカリの作用によって徐々に溶解して効果を発揮するという特徴がある。
1. 増粘剤、保水剤、安定剤
セルロースエーテルメチルセルロース（MC）, ヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）そしてヒドロキシエチルメチルセルロース（HEMC）これらはすべて天然ポリマー材料（綿など）から作られており、化学処理によって製造された非イオン性セルロースエーテルです。冷水溶解性、保水性、増粘性、凝集性、皮膜形成性、潤滑性、非イオン性、pH安定性を特徴としています。この種の製品の冷水溶解性が大幅に向上し、保水性が高まり、増粘性が顕著で、導入される気泡の直径が比較的小さく、モルタルの接着強度を向上させる効果が大幅に向上します。
セルロースエーテルは種類が豊富なだけでなく、平均分子量と粘度も5mPa・sから200,000mPa・sまでと幅広く、モルタルのフレッシュ状態と硬化後の性能への影響も異なります。具体的な選定にあたっては、多数の試験を実施する必要があります。適切な粘度と分子量範囲を持ち、添加量が少なく、空気連行性のないセルロースエーテルを選択することで、理想的な技術性能を即座に実現し、経済性も向上させることができます。
2. 再分散性ラテックス粉末
増粘剤の主な機能は、モルタルの保水性と安定性を向上させることです。ある程度モルタルのひび割れを防ぐ（水の蒸発速度を遅くする）ことはできますが、一般的にモルタルの靭性、耐ひび割れ性、耐水性を向上させる手段としては使用されません。モルタルやコンクリートの不透水性、靭性、耐ひび割れ性、耐衝撃性を向上させるためにポリマーを添加する手法は広く認められています。セメントモルタルやセメントコンクリートの改質に一般的に使用されるポリマーエマルジョンには、ネオプレンゴムエマルジョン、スチレンブタジエンゴムエマルジョン、ポリアクリレートラテックス、ポリ塩化ビニル、塩素化部分ゴムエマルジョン、ポリ酢酸ビニルなどがあります。科学研究の発展に伴い、様々なポリマーの改質効果が深く研究されているだけでなく、改質メカニズム、ポリマーとセメントの相互作用メカニズム、セメント水和生成物についても理論的に研究されています。より詳細な分析と研究が行われ、多数の科学研究成果が発表されています。
ポリマーエマルジョンはプレミックスモルタルの製造に使用できますが、乾燥粉末モルタルの製造に直接使用することは明らかに不可能であるため、再分散性ラテックス粉末が誕生しました。現在、乾燥粉末モルタルに使用される再分散性ラテックス粉末は主に次のとおりです。①酢酸ビニル-エチレン共重合体（VAC/E）；②酢酸ビニル-tert-カーボネート共重合体（VAC/VeoVa）；③アクリレートホモポリマー（アクリレート）；④酢酸ビニルホモポリマー（VAC）；4）スチレン-アクリレート共重合体（SA）など。その中で、酢酸ビニル-エチレン共重合体の使用率が最も高くなっています。
実践により、再分散性ラテックス粉末の性能は安定しており、モルタルの接着強度、靭性、変形、ひび割れ抵抗、不透水性などを向上させる上で比類のない効果があることが証明されています。ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル、エチレン、ラウリン酸ビニルなどで共重合された疎水性ラテックス粉末を添加すると、モルタルの吸水率を大幅に低減し（疎水性のため）、モルタルの通気性と不透水性を高め、耐候性と耐久性を向上させます。
モルタルの曲げ強度と接着強度を向上させ、脆性を低減する効果に比べて、再分散性ラテックス粉末がモルタルの保水性を向上させ、凝集力を高める効果は限定的です。再分散性ラテックス粉末を添加すると、モルタル混合物中に分散して大量の空気連行を引き起こすため、その減水効果は非常に顕著です。もちろん、導入された気泡の構造が弱いため、減水効果によって強度が向上することはありません。それどころか、再分散性ラテックス粉末の含有量が増加するにつれて、モルタルの強度は徐々に低下します。したがって、圧縮強度と曲げ強度を考慮する必要のある一部のモルタルの開発においては、ラテックス粉末がモルタルの圧縮強度と曲げ強度に及ぼす悪影響を軽減するために、消泡剤を同時に添加することがしばしば必要となります。
3. 消泡剤
セルロース、デンプンエーテル、ポリマー材料の添加により、モルタルの空気連行性は間違いなく向上し、一方ではモルタルの圧縮強度、曲げ強度、接着強度に影響を与え、弾性係数を低下させます。他方では、モルタルの外観にも大きな影響を与えるため、モルタルに混入した気泡を除去することが非常に重要です。現在、中国ではこの問題を解決するために輸入された粉末消泡剤が主に使用されていますが、市販のモルタルは粘度が高いため、気泡の除去は容易ではないことに注意する必要があります。
4. たるみ防止剤
セラミックタイル、発泡ポリスチレンボードを貼り付けたり、ゴム粉ポリスチレン粒子断熱モルタルを塗布したりする際に直面する最大の問題は、垂れ下がりです。施工後にモルタルが垂れ下がる問題を解決するには、デンプンエーテル、ナトリウムベントナイト、メタカオリン、モンモリロナイトを添加することが効果的であることが実証されています。垂れ下がりの問題の主な解決策は、モルタルの初期せん断応力、つまりチクソトロピー性を高めることです。実際の用途では、チクソトロピー性、作業性、粘度、水要求量との関係を解決する必要があるため、優れた垂れ下がり防止剤を選択するのは容易ではありません。
5. 増粘剤
薄塗りモルタル断熱システムの外壁に使用される左官モルタル、タイル目地材、装飾着色モルタル、乾式混合モルタルは、防水または撥水機能が不可欠であり、粉末状の撥水剤の添加が必要ですが、次の特性を備えている必要があります。①モルタル全体を疎水性にし、長期的な効果を維持すること。②表面の接着強度に悪影響を与えないこと。③ステアリン酸カルシウムなど、市場で一般的に使用されている撥水剤の中には、セメントモルタルと迅速かつ均一に混合するのが難しいものがあり、乾式混合モルタル、特に機械構造用の左官材には適した疎水性添加剤ではありません。
近年、シラン系粉末撥水剤が開発された。これは、シラン被覆水溶性保護コロイドと固結防止剤を噴霧乾燥して得られる粉末状のシラン系製品である。モルタルを水と混合すると、撥水剤の保護コロイドシェルが水中で急速に溶解し、カプセル化されたシランが放出されて混合水中に再分散する。セメント水和後の高アルカリ環境下では、シラン中の親水性有機官能基が加水分解されて高反応性のシラノール基が形成され、このシラノール基がセメント水和生成物中の水酸基と不可逆的に反応して化学結合を形成するため、架橋結合したシランがセメントモルタルの細孔壁表面にしっかりと固定される。疎水性の有機官能基が細孔壁の外側に面しているため、細孔の表面が疎水性を獲得し、それによってモルタル全体に疎水性効果がもたらされる。
6. ユビキチン阻害剤
紅斑性アルカリはセメント系装飾モルタルの美観を損なうため、解決すべき一般的な問題となっています。報告によると、最近、再分散性に優れ、攪拌性能の良い樹脂系抗紅斑剤が開発されました。この製品は、レリーフコーティング、パテ、コーキング、仕上げモルタルなどの配合に特に適しており、他の添加剤との相溶性も良好です。
7. 繊維
モルタルに適切な量の繊維を添加することで、引張強度を高め、靭性を向上させ、耐亀裂性を改善することができます。現在、乾式混合モルタルには、化学合成繊維と木質繊維が一般的に使用されています。ポリプロピレン短繊維などの化学合成繊維は、表面改質後、分散性に優れているだけでなく、含有量も少ないため、モルタルの塑性抵抗と耐亀裂性を効果的に向上させることができます。機械的特性への影響は大きくありません。木質繊維は直径が小さいため、木質繊維を添加する際には、モルタルの水需要が増加することに注意する必要があります。
投稿日時：2024年4月26日