セルロースエーテルセルロースエーテルは優れた保水性を持ち、湿ったモルタル中の水分が早期に蒸発したり、下地層に吸収されたりするのを防ぎ、セメントが完全に水和されることを保証することで、最終的にモルタルの機械的特性を確保します。これは、薄層モルタルや吸水性下地層、または高温乾燥条件下で施工されるモルタルに特に有効です。セルロースエーテルの保水性効果は、従来の施工プロセスを変え、施工の進捗を改善します。例えば、吸水性下地に対して、事前湿潤なしで左官工事を行うことができます。
セルロースエーテルの粘度、添加量、周囲温度、分子構造は、その保水性能に大きな影響を与えます。同じ条件下では、セルロースエーテルの粘度が高いほど保水性能が良く、添加量が多いほど保水性能が良くなります。通常、少量のセルロースエーテルでモルタルの保水性能を大幅に向上させることができます。添加量が一定量に達すると保水性能が向上し、保水率の傾向は鈍化します。周囲温度が上昇すると、セルロースエーテルの保水性能は通常低下しますが、一部の改質セルロースエーテルは高温条件下でも保水性能が優れています。置換度の低い繊維のセルロースエーテルは、保水性能が優れています。
セルロースエーテル分子上のヒドロキシル基とエーテル結合上の酸素原子は水分子と結合して水素結合を形成し、自由水を結合水に変えることで保水性に良い役割を果たします。水分子とセルロースエーテル分子鎖の相互拡散により、水分子はセルロースエーテル高分子鎖の内部に入り込み、強い結合力を受け、結合水と絡み合った水を形成し、セメントスラリーの保水性を向上させます。セルロースエーテルは、フレッシュセメントスラリーのレオロジー特性、多孔質ネットワーク構造、浸透圧、またはセルロースエーテルの皮膜形成特性を改善し、水の拡散を妨げます。
セルロースエーテルは、湿潤モルタルに優れた粘度を与え、湿潤モルタルと下地層との接着力を大幅に向上させ、モルタルの垂れ防止性能を改善します。左官モルタル、レンガ接着モルタル、外壁断熱システムなどに幅広く使用されています。また、セルロースエーテルの増粘効果により、混合直後の材料の分散防止力と均質性が向上し、材料の剥離、分離、ブリーディングを防ぐことができます。繊維コンクリート、水中コンクリート、自己充填コンクリートにも使用可能です。
セルロースエーテルがセメント系材料に増粘効果をもたらすのは、セルロースエーテル溶液の粘度によるものです。同じ条件下では、セルロースエーテルの粘度が高いほど、改質セメント系材料の粘度は向上しますが、粘度が高すぎると、材料の流動性や作業性（例えば、左官用ナイフがくっつくなど）に影響を及ぼします。高い流動性が求められるセルフレベリングモルタルや自己充填コンクリートには、低粘度のセルロースエーテルが適しています。また、セルロースエーテルの増粘効果により、セメント系材料の必要水量が増加し、モルタルの収量も増加します。
セルロースエーテル溶液の粘度は、セルロースエーテルの分子量、濃度、温度、せん断速度、試験方法などの要因に依存します。同じ条件下では、セルロースエーテルの分子量が大きいほど溶液の粘度が高くなり、濃度が高いほど溶液の粘度が高くなります。使用する際は、過剰に添加してモルタルやコンクリートの性能に影響を与えないように注意する必要があります。セルロースエーテル溶液の粘度は温度の上昇とともに低下し、濃度が高いほど温度の影響が大きくなります。セルロースエーテル溶液は通常、せん断減粘性を持つ擬塑性流体であり、試験中のせん断速度が大きいほど粘度が小さくなるため、外部力の作用下でモルタルの凝集力が低下し、モルタルの掻き取り施工に有利となり、モルタルが良好な作業性と凝集力を同時に持つことができます。セルロースエーテル溶液は非ニュートン流体であるため、粘度を測定するために使用される実験方法、機器、装置、またはテスト環境が異なると、同じセルロースエーテル溶液のテスト結果も大きく異なります。
セルロースエーテル分子は、新鮮な材料中の水分子の一部を分子鎖の周辺部に固定することができ、それによって溶液の粘度を高める。セルロースエーテルの分子鎖は絡み合って三次元ネットワーク構造を形成し、これもまた水溶液の良好な粘度をもたらす。
高粘度セルロースエーテル水溶液は高いチキソトロピー性を示し、これはセルロースエーテルの主要な特性でもある。メチルセルロース通常、ゲル化温度以下では擬塑性で非チキソトロピー性の流動性を示しますが、低せん断速度ではニュートン流体特性を示します。擬塑性は、置換基の種類や置換度に関係なく、セルロースエーテルの分子量または濃度とともに増加します。したがって、濃度と温度が一定に保たれている限り、mc、HPmc、HEmcなど、同じ粘度グレードのセルロースエーテルは常に同じレオロジー特性を示します。温度が上昇すると構造ゲルが形成され、強いチキソトロピー流動が発生します。高濃度で低粘度のセルロースエーテルは、ゲル化温度以下でもチキソトロピー性を示します。この特性は、建築用モルタルの施工におけるレベリングや垂れ下がりの調整に非常に役立ちます。ここで説明する必要があるのは、セルロースエーテルの粘度が高いほど保水性は向上するが、粘度が高いほどセルロースエーテルの相対分子量も高くなり、溶解度が低下するため、モルタル濃度や施工性能に悪影響を及ぼすということである。粘度が高いほどモルタルの増粘効果は顕著になるが、完全に比例するわけではない。中低粘度のものもあるが、改質セルロースエーテルは湿潤モルタルの構造強度を向上させる点でより優れた性能を発揮する。粘度が増加するにつれて、セルロースエーテルの保水性も向上する。
投稿日時：2024年4月28日