レディミクストモルタルでは、少量のセルロースエーテルが湿潤モルタルの性能を大幅に向上させることができることから、セルロースエーテルはモルタルの施工性能に影響を与える主要な添加剤であることがわかります。
セルロースエーテルの種類、粘度、粒子径、粘度の異なるもの、そして添加量によって、乾燥粉末モルタルの性能向上に様々な効果があります。現在、多くの石材用モルタルや左官用モルタルは保水性が低く、数分放置すると水スラリーが分離してしまいます。そのため、セメントモルタルにセルロースエーテルを添加することは非常に重要です。
セルロースエーテル – 保水性
保水性はメチルセルロースエーテルの重要な性能であり、国内の多くのドライミックスモルタルメーカー、特に気温の高い南部地域のメーカーが注目している性能でもあります。
建築材料、特に乾燥粉末モルタルの製造において、セルロースエーテルはかけがえのない役割を果たしており、特に特殊モルタル（改質モルタル）の製造においては、不可欠かつ重要な成分です。
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結びつい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に優れた働きをします。水分子とセルロースエーテル分子鎖の相互拡散により、水分子がセルロースエーテル高分子鎖の内部に入り込み、強い結合力を受けることで自由水、絡み合った水を形成し、セメントスラリーの保水力を向上させます。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、あるいはセルロースエーテルのフィルム形成特性によって水の拡散を妨げます。
セルロースエーテル – 増粘性とチキソトロピー性
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。
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要な特性の一つです。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しますが、低せん断速度ではニュートン流動特性を示します。擬塑性は、置換基の種類や置換度に関わらず、セルロースエーテルの分子量または濃度の増加とともに増大します。したがって、MC、HPMC、HEMCなど、同じ粘度グレードのセルロースエーテルは、濃度と温度が一定に保たれている限り、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とタレの調整に大きな利点をもたらします。ここで注意すべき点は、セルロースエーテルの粘度が高いほど保水性が向上する一方で、粘度が高いほどセルロースエーテルの相対分子量が大きくなり、溶解性が低下するため、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。
セルロースエーテル – 空気連行効果
セルロースエーテルは、生セメント系材料に対して明らかな空気連行効果を発揮します。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）の両方を持ち、界面活性作用を持つ界面活性剤であるため、空気連行効果を発揮します。セルロースエーテルの空気連行効果は「ボール」効果を生み出し、作業中のモルタルの可塑性と平滑性を高め、モルタルの広がりを促進するなど、生混合材料の作業性能を向上させることができます。また、モルタルの生産性を向上させ、モルタルの製造コストを削減します。ただし、硬化物の多孔性が増加し、強度や弾性率などの機械的特性が低下します。
セルロースエーテルは界面活性剤として、セメント粒子に対する湿潤作用や潤滑作用も有し、空気連行作用と相まってセメント系材料の流動性を高めますが、その増粘作用は流動性を低下させます。流動性効果は、可塑化作用と増粘作用の組み合わせです。一般的に、セルロースエーテルの含有量が非常に低い場合、主な作用は可塑化または減水作用です。含有量が多い場合、セルロースエーテルの増粘作用は急速に増加し、空気連行作用は飽和する傾向があります。そのため、増粘作用または水分要求量の増加として現れます。
セルロースエーテル - 遅延
セルロースエーテルは、セメントペーストやモルタルの凝結時間を延長し、セメントの水和反応速度を遅らせます。これは、新しく混合した材料の操作時間を改善し、モルタルの稠度を改善し、時間の経過とともにコンクリートのスランプの損失を減らすのに役立ちますが、建設の進捗を遅らせる可能性もあります。
投稿日時: 2023年2月20日