セルロースエーテルの応用

乾燥粉末モルタルの組成において、セルロースエーテルは、添加量が比較的少ない重要な添加剤ですが、モルタルの混合性能と施工性能を大幅に向上させることができます。簡単に言うと、肉眼で見えるモルタルの湿式混合特性のほとんどはセルロースエーテルによって提供されます。木材や綿などのセルロースを用い、苛性ソーダと反応させ、エーテル化剤でエーテル化して得られるセルロース誘導体です。

セルロースエーテルの種類

A. ヒドロキシプロピルメチルセルロース (HPMC)は高純度の精製綿を主原料とし、アルカリ条件下で特殊エーテル化処理を施したものです。
B. ヒドロキシエチルメチルセルロース (HEMC)、非イオン性セルロースエーテルであり、外観は白色の粉末で、無臭、無味です。
C. ヒドロキシエチルセルロース (HEC)、非イオン性界面活性剤で、外観は白色、無臭、無味で、流れやすい粉末です。

上記は、非イオン性セルロースエーテルおよびイオン性セルロースエーテル（カルボキシメチルセルロースCMCなど）です。

乾燥粉末モルタルの使用中、イオン性セルロース (CMC) はカルシウムイオンの存在下で不安定であるため、セメントおよび消石灰をセメント材料として使用する無機ゲル化システムではほとんど使用されません。中国の一部の地域では、主なセメント材として加工デンプン、フィラーとして双飛粉末を使用して加工された内壁パテの一部に、増粘剤として CMC が使用されています。しかし、カビが発生しやすく、水にも弱いため、徐々に市場から淘汰されていきます。現在、中国で主に使用されているセルロースエーテルはHPMCです。

セルロースエーテルは主にセメント系材料の保水剤および増粘剤として使用されます。

その保水機能により、基材が水分を過剰に吸収するのを防ぎ、水の蒸発を妨げ、セメントが水和したときに十分な水分を確保します。左官工事を例に考えてみましょう。通常のセメントスラリーを下地表面に塗布すると、乾燥した多孔質基材がスラリー中の水を急速に大量に吸収し、下地層に近いセメントスラリー層から水和に必要な水分が失われやすくなります。そのため、基材表面に結合力のあるセメントゲルを形成できないだけでなく、反りや水の浸入が起こりやすく、表面のセメントスラリー層が剥がれやすくなります。また、塗布するグラウトが薄い場合、グラウト全体に亀裂が発生しやすくなります。そのため、これまでの左官工事ではまず水で下地を濡らすのが一般的でしたが、この作業は労力と時間がかかるだけでなく、作業品質の管理も困難でした。

一般に、セルロースエーテルの含有量が増加すると、セメントスラリーの保水性は増加します。添加するセルロースエーテルの粘度が大きいほど、保水性は良くなります。

セルロースエーテルは、保水性と増粘性に加えて、遅延、空気の連行、接着強度の増加など、セメントモルタルの他の特性にも影響を与えます。セルロースエーテルはセメントの凝結と硬化のプロセスを遅らせ、作業時間を延長します。したがって、凝固剤として使用されることもあります。

乾式混合モルタルの開発により、セルロースエーテル重要なセメントモルタル混和剤となっています。しかし、セルロースエーテルには多くの種類や仕様があり、ロット間の品質には依然としてばらつきがあります。