セルロースエーテルがモルタルの性能を向上させる仕組み

上のヒドロキシル基は、セルロースエーテル分子とエーテル結合上の酸素原子は水分子と水素結合を形成し、自由水を結合水に変え、保水に優れた役割を果たします。水分子とセルロースエーテル分子鎖間の相互拡散により、水分子がセルロースエーテル高分子鎖の内部に入り込み、強い拘束を受けることにより、自由水と絡み合い水が形成され、セメントスラリーの保水性が向上する。セルロース エーテルは、新鮮なセメント スラリーのレオロジー特性、多孔質ネットワーク構造、浸透圧を改善します。あるいはセルロース エーテルの膜形成特性は水の拡散を妨げます。

セルロースエーテル自体の保水性は、セルロースエーテル自体の溶解性と脱水により生じます。ヒドロキシル基の水和能力だけでは、分子間の強い水素結合とファンデルワールス力を賄うのに十分ではないため、水には膨潤するだけで溶解しません。分子鎖に置換基が導入されると、置換基が水素鎖を破壊するだけでなく、隣接する鎖間に置換基が入り込むことにより鎖間の水素結合も破壊されます。置換基が多いほど分子間の距離が広がり、水素結合を破壊する効果が大きくなります。セルロースの格子が膨潤した後、溶液が侵入し、セルロースエーテルが水溶性となり高粘度の溶液を形成し、保水の役割を果たします。

保水性能に影響を与える要因:
粘度：セルロースエーテルの粘度が大きいほど保水性能は良くなりますが、粘度が高くなるとセルロースエーテルの相対分子量が高くなり、それに応じて溶解度が低下するため、濃度や施工性に悪影響を及ぼします。モルタルの。一般に、同じ製品について、異なる方法で測定した粘度の結果は大きく異なるため、粘度を比較する場合は、同じ試験方法（温度、ローターなどを含む）間で実行する必要があります。

添加量：モルタルへのセルロースエーテルの添加量が多いほど保水性能が向上します。通常、セルロースエーテルは少量でモルタルの保水率を大幅に向上させることができます。一定量に達すると保水率の増加傾向は鈍化します。

粒子の細かさ：粒子が細かいほど保水性が高くなります。セルロースエーテルの大きな粒子が水と接触すると、表面がすぐに溶解してゲルを形成し、材料を包み込み、水分子の浸透が続くのを防ぎます。場合によっては、長時間撹拌しても均一な分散・溶解が得られず、白濁した綿状溶液や凝集物が形成され、セルロースエーテルの保水性に大きな影響を与える場合があります。溶解性はセルロースエーテルを選択する要素の 1 つです。粉末度もメチルセルロースエーテルの重要な性能指標です。細かさはメチルセルロースエーテルの溶解性に影響します。粗い MC は通常粒状で、凝集することなく水に容易に溶解しますが、溶解速度が非常に遅く、乾燥モルタルでの使用には適していません。

温度: 周囲温度が上昇すると、セルロースエーテルの保水性は通常低下しますが、一部の変性セルロースエーテルは高温条件下でも良好な保水性を示します。温度が上昇すると、ポリマーの水和力が弱まり、鎖の間の水分が排出されます。脱水が十分に行われると分子が凝集し始め、三次元網目構造のゲルを形成します。
分子構造: 置換度の低いセルロースエーテルは保水性に優れています。

増粘性とチキソトロピー性

増粘:
接着能力と垂れ防止性能への影響：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、湿潤モルタルと基層の接着能力を大幅に高め、モルタルの垂れ防止性能を向上させることができます。左官モルタル、タイル接着モルタル、外壁断熱システム3に広く使用されています。
材料の均質性に対する効果: セルロースエーテルの増粘効果は、新たに混合した材料の分散防止能力と均質性を高め、材料の層化、偏析、水の浸透を防止し、ファイバーコンクリート、水中コンクリート、自己充填コンクリートにも使用できます。 。

増粘効果の原因と影響: セメントベースの材料に対するセルロース エーテルの増粘効果は、セルロース エーテル溶液の粘度によってもたらされます。同じ条件下では、セルロースエーテルの粘度が高いほど改質セメント系材料の粘度は良くなりますが、粘度が高すぎると材料の流動性や操作性（左官ナイフへの張り付きなど）に悪影響を及ぼします。 ）。高い流動性が要求されるセルフレベリングモルタルおよび自己圧縮コンクリートには、非常に低い粘度のセルロースエーテルが必要です。さらに、セルロースエーテルの増粘効果により、セメントベースの材料の水需要も増加し、モルタルの生産量も増加します。

チクソトロピー:
高粘度のセルロースエーテル水溶液は高いチクソ性を有しており、これもセルロースエーテルの大きな特徴です。メチルセルロースの水溶液は通常、ゲル温度以下では擬似塑性と非チキソトロピック流動性を持ちますが、低いせん断速度ではニュートン流動特性を示します。擬可塑性はセルロースエーテルの分子量や濃度の増加とともに増加し、置換基の種類や置換度には関係ありません。したがって、同じ粘度グレードのセルロースエーテルは、MC、HPMC、HEMC のいずれであっても、濃度と温度が一定である限り、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、高いチキソトロピー性の流れが発生します。高濃度で低粘度のセルロースエーテルは、ゲル温度以下でもチキソトロピーを示します。この特性は、建築中のモルタルの水平やたわみを調整するのに非常に役立ちます。

空気の巻き込み
原理と作業性能への影響: セルロースエーテルは、新鮮なセメントベースの材料に対して顕著な空気連行効果をもたらします。セルロースエーテルは、親水基（水酸基、エーテル基）と疎水基（メチル基、グルコース環）の両方を持っています。界面活性剤であるため、空気を巻き込む効果があります。空気連行効果はボール効果を生み出し、作業中のモルタルの可塑性と滑らかさを高めるなど、新たに混合した材料の作業性能を向上させることができ、モルタルの広がりに有益です。また、モルタルの生産量が増加し、モルタルの生産コストも削減されます。

機械的特性への影響: 空気連行効果により、硬化した材料の気孔率が増加し、強度や弾性率などの機械的特性が低下します。

流動性への影響: セルロースエーテルは界面活性剤として、セメント粒子に対して湿潤または潤滑効果もあり、空気連行効果とともにセメントベースの材料の流動性を高めますが、増粘効果により流動性が低下します。セメントベースの材料の流動性に及ぼすセルロースエーテルの効果は、可塑化効果と増粘効果の組み合わせです。一般に、セルロースエーテルの添加量が非常に少ない場合、主に可塑化効果または減水効果として現れます。用量が多い場合、セルロースエーテルの増粘効果は急速に増加し、その空気連行効果は飽和する傾向があるため、増粘または水需要の増加として現れます。