セルロースエーテルは優れた保水性を有しており、湿潤モルタル中の水分が早期に蒸発したり、基層に吸収されたりするのを防ぎ、セメントの十分な水和を確保することで、最終的にモルタルの機械的特性を確保します。これは特に薄層モルタルや吸水性基層、あるいは高温乾燥条件下で施工されるモルタルに有効です。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、施工の進捗状況を向上させることができます。例えば、吸水性下地において、プレウェット処理をせずに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、使用量、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向上し、使用量が多いほど保水性能が向上します。通常、少量のセルロースエーテルでモルタルの保水率が大幅に向上します。使用量が一定量に達すると保水度が上昇し、保水率の傾向が鈍化します。周囲温度が上昇すると、セルロースエーテルの保水率は通常低下しますが、一部の改質セルロースエーテルも高温条件下でより優れた保水性能を発揮します。置換度の低い繊維のビーガンエーテルは、より優れた保水性能を備えています。
セルロースエーテル分子上の水酸基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換することで、保水性に優れた効果を発揮します。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内部に侵入し、強い結合力を受けることで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、生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のレオロジー特性、多孔質ネットワーク構造、浸透圧、あるいはフィルム形成特性は、水の拡散を阻害します。
セルロースエーテルは、湿潤モルタルに優れた粘性を付与し、湿潤モルタルと基層との接着力を大幅に向上させ、モルタルのたわみ防止性能を向上させます。左官モルタル、レンガ接合モルタル、外壁断熱システムに広く使用されています。セルロースエーテルの増粘作用は、生練りモルタルの分散防止性と均一性を高め、材料の剥離、分離、滲み出しを防止します。また、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できます。
セルロースエーテルのセメント系材料に対する増粘効果は、セルロースエーテル溶液の粘度に由来します。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向上しますが、粘度が高すぎると、材料の流動性や操作性（左官ナイフの刺さりなど）に影響を与えます。高い流動性が求められるセルフレベリングモルタルやセルフコンパクションコンクリートでは、セルロースエーテルの粘度が低いことが求められます。また、セルロースエーテルの増粘効果は、セメント系材料の水分要求量を増加させ、モルタルの収率を向上させます。
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ます。濃度が高いほど、溶液の粘度が高くなります。使用する場合、過剰投与を避け、モルタルと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るため、試験中のせん断速度が大きいほど粘度は小さくなります。したがって、外力の作用下でモルタルの凝集力が低下し、モルタルの削り取り施工に有利となり、モルタルは良好な作業性と凝集力を同時に備えることができます。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、粘度を試験するために使用される実験方法、機器、装置または試験環境が異なると、同じセルロースエーテル溶液の試験結果が大きく異なります。
セルロースエーテル分子は、新鮮な原料の一部の水分子を分子鎖の周縁部に固定することで、溶液の粘度を高めます。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、水溶液の粘度を高めます。
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有しており、これもセルロースエーテルの主な特性である。メチルセルロース水溶液は、ゲル温度以下では擬塑性流動性および非チキソトロピー性を示すが、低せん断速度ではニュートン流動特性を示す。擬塑性は、置換基の種類および置換度にかかわらず、セルロースエーテルの分子量または濃度とともに増加する。したがって、mc、HPmc、HEmcに関係なく、同じ粘度グレードのセルロースエーテルは、濃度および温度が一定に保たれる限り、常に同じレオロジー特性を示す。温度が上昇すると構造ゲルが形成され、高度にチキソトロピー性の流動が生じる。高濃度および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性を示す。この特性は、建築用モルタルの施工におけるレベリングおよびタレの調整に大きな利点がある。ここで説明しておくべきことは、セルロースエーテルの粘度が高いほど保水性は向上しますが、粘度が高いほどセルロースエーテルの相対分子量が高くなり、溶解度が低下するため、モルタルの濃度と施工性に悪影響を与えるということです。粘度が高いほどモルタルの増粘効果は顕著になりますが、完全に比例するわけではありません。中粘度と低粘度のものがありますが、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のに優れた性能を発揮します。粘度が上昇するにつれて、セルロースエーテルの保水性は向上します。
投稿日時: 2023年2月28日