乾式混合モルタルの特性におけるセルロースエーテルとデンプンエーテル

異なる量のセルロースエーテルとデンプンエーテルを乾式混合モルタルに配合し,モルタルの粘稠度,見掛け密度,圧縮強度および接着強度を実験的に研究した。結果は、セルロースエーテルとデンプンエーテルがモルタルの相対的な性能を大幅に向上させることができ、適切な用量で使用するとモルタルの総合的な性能が向上することを示しています。

キーワード: セルロースエーテル；デンプンエーテル;乾式混合モルタル

従来のモルタルは、にじみやすい、ひび割れしやすい、強度が低いなどの欠点がありました。高品質の建築物の品質要件を満たすのは容易ではなく、製造過程で騒音や環境汚染を引き起こしやすいです。建物の品質と生態環境に対する人々の要求の向上に伴い、より優れた総合性能を備えた乾式混合モルタルがより広く使用されるようになりました。乾式混合モルタルは、乾式混合モルタルとも呼ばれ、セメント質材料、細骨材、混和材を一定の割合で均一に混合した半製品です。それは水と混合するために袋またはバルクで建設現場に輸送されます。

セルロース エーテルとデンプン エーテルは、最も一般的な建築用モルタル混和剤の 2 つです。セルロースエーテルは、天然セルロースからエーテル化反応によって得られる無水グルコースの基本単位構造です。これは水溶性ポリマー材料であり、通常はモルタルの潤滑剤として機能します。さらに、モルタルの稠度値を低下させ、モルタルの作業性を向上させ、モルタルの保水率を高め、モルタル塗膜のひび割れ確率を減少させることができる。デンプンエーテルは、デンプン分子内のヒドロキシル基と活性物質との反応によって形成されるデンプン置換エーテルです。非常に優れた急速増粘能力があり、非常に少ない投与量で良好な結果が得られます。通常、建築モルタルではセルロースと混合され、エーテルと併用されます。

1. 実験

1.1 原材料

セメント：石井P·O42.5R セメント、標準濃度水消費量 26.6%。

砂: 中砂、細さ弾性率 2.7。

セルロースエーテル：ヒドロキシプロピルメチルセルロースエーテル（HPMC）、粘度90000MPa·s (2%水溶液、20°C)、山東宜騰新材料有限公司提供

デンプンエーテル：ヒドロキシプロピルデンプンエーテル（HPS）、Guangzhou Moke Building Materials Technology Co., Ltd.より提供。

水：水道水。

1.2 試験方法

「建築用モルタル基礎性能試験方法規格」JGJ/T70および「左官モルタル技術規則」JGJ/T220に規定された方法に準拠し、サンプルの調製および性能パラメータの検出を行う。

この試験では、ベンチマークモルタルDP-M15のちょう度98mm、モルタル比はセメント：砂：水＝1：4：0.8で水使用量を求めています。モルタル中のセルロースエーテルの添加量は０〜０．６％であり、デンプンエーテルの添加量は０〜０．０７％である。セルロースエーテルとデンプンエーテルの添加量を変化させることにより、混和剤の添加量の変化がモルタルに影響を与えることが判明した。関連するパフォーマンスへの影響。セルロースエーテルおよびデンプンエーテルの含有量は、セメント質量の百分率として計算されます。

2. 試験結果と分析

2.1 単一ドープ混合物の試験結果と分析

上記の実験計画の比率に従って実験を実施し、乾式混合モルタルの稠度、見掛け密度、圧縮強度、接着強度に及ぼす単一混合混和剤の影響を求めた。

単一混合混和剤の試験結果を分析すると、デンプンエーテルを単独で混合すると、デンプンエーテルの量の増加とモルタルの見かけ密度が増加するにつれて、モルタルの稠度がベンチマークモルタルと比較して連続的に減少することがわかります。量が増えるとモルタルも増えます。モルタルの 3d および 28d 圧縮強度は減少し続けますが、ベンチマーク モルタルの見掛け密度よりも常に大きく、減少し続け、常にベンチマーク モルタル圧縮強度よりも小さくなります。また、接着強度の指標については、デンプン エーテルの添加により増加します。接着強度は最初に増加し、その後減少し、常にベンチマーク モルタルの値よりも大きくなります。セルロースエーテルをセルロースエーテル単独と混合すると、セルロースエーテルの量が0から0.6%に増加するにつれて、モルタルの稠度は基準モルタルと比較して連続的に減少しますが、90mm以上であり、良好な施工が保証されます。同時に、3d と 28d の圧縮強度は参照モルタルよりも低く、注入量の増加に伴って連続的に減少しますが、接着強度は大幅に向上します。セルロースエーテルの添加量が 0.4% の場合、モルタル接着強度は最大となり、ベンチマークモルタル接着強度のほぼ 2 倍になります。

2.2 混合混和剤の試験結果

混和率の設計混合比に従って、混合混和モルタルサンプルを調製および試験し、モルタル粘稠度、見掛け密度、圧縮強度および接着強度の結果を得た。

2.2.1 モルタルの粘稠度に対する配合混和剤の影響

ちょう度曲線は配合混和剤の試験結果に基づいて求められます。このことから、セルロースエーテルの量が0.2%～0.6%、デンプンエーテルの量が0.03%～0.07%の場合、両者は乳鉢に混合され、最終的には一方の量を維持したままであることがわかります。他の混和剤の量を増やすと、モルタルの粘稠度の低下につながります。セルロースエーテルとデンプンエーテルの構造にはヒドロキシル基とエーテル結合が含まれているため、これらの基の水素原子と混合物中の自由水分子が水素結合を形成する可能性があり、その結果、より多くの結合水がモルタル内に現れ、モルタルの流れが減少します。 、モルタルのちょう度値が徐々に低下します。

2.2.2 モルタルの見掛け密度に及ぼす配合混和剤の影響

セルロースエーテルとデンプンエーテルをモルタルに一定量配合すると、モルタルの見掛け密度が変化します。この結果から、設計された用量でセルロースエーテルとデンプンエーテルを配合したことがわかります。モルタル後のモルタルの見掛け密度は約 1750kg/m のままです。³、一方、基準モルタルの見掛け密度は 2110kg/m です。³、この 2 つをモルタルに混ぜ合わせると、見掛け密度が約 17% 低下します。セルロースエーテルと澱粉エーテルを配合することにより、モルタルの見掛け密度を効果的に低減し、モルタルを軽量化できることがわかる。これは、エーテル化物であるセルロースエーテルやデンプンエーテルが空気連行効果の強い混和剤であるためである。これら 2 つの混和剤をモルタルに添加すると、モルタルの見掛け密度を大幅に下げることができます。

2.2.3 モルタルの圧縮強度に及ぼす混和剤の影響

モルタル試験の結果からモルタルの3dおよび28d圧縮強度曲線が得られます。ベンチマークモルタル 3d と 28d の圧縮強度はそれぞれ 15.4MPa と 22.0MPa であり、セルロースエーテルとデンプンエーテルをモルタルに配合した後のモルタル 3d と 28d の圧縮強度はそれぞれ 12.8MPa と 19.3MPa でした。 2つを持たないものよりも低くなります。混和剤入りモルタルのベンチマーク。配合混和剤の圧縮強度に及ぼす影響から、養生期間が3dであっても28dであっても、セルロースエーテル、デンプンエーテルの配合量の増加に伴いモルタルの圧縮強度は低下することがわかる。これは、セルロースエーテルとデンプンエーテルを混合した後、ラテックス粒子がセメントとともに防水性ポリマーの薄い層を形成し、セメントの水和が妨げられ、モルタルの圧縮強度が低下するためです。

2.2.4 モルタルの接着強度に及ぼす混和材の影響

これは、セルロースエーテルとデンプンエーテルを設計用量配合してモルタルに混合した後のモルタルの接着強度に及ぼす影響からわかります。セルロースエーテルの添加量が0.2%〜0.6%の場合、デンプンエーテルの添加量は0.03%〜0.07%であり、これら2つをモルタルに配合した後、2つの量の増加に伴い、モルタルの結合強度は増加します。最初はモルタルの配合量が徐々に増加し、一定の配合量に達した後は配合量の増加に伴いモルタルの接着力が徐々に増加します。徐々に接着強度は低下しますが、それでも基準となるモルタル接着強度の値よりは大きいです。セルロースエーテル0.4%、デンプンエーテル0.05%と配合した場合、モルタルの接着強度は最大となり、基準モルタルの約1.5倍となります。しかし、この比率を超えると、モルタルの粘度が高くなりすぎて施工が困難になるだけでなく、モルタルの接着強度が低下する。

3. 結論

(1) セルロースエーテルとデンプンエーテルはいずれもモルタルの粘稠度を著しく低下させる作用があり、両者を一定量併用すると効果がより高くなります。

⑵エーテル化物は空気連行性能が強いため、セルロースエーテル、デンプンエーテル添加後はモルタル内部のガスが多くなり、セルロースエーテル、デンプンエーテル添加後のモルタル湿潤表面の見掛け密度は、これはモルタルの圧縮強度の対応する低下につながります。

（３）セルロースエーテルとデンプンエーテルは、一定量の配合によりモルタルの接着強度を向上させることができ、両者を併用するとモルタルの接着強度の向上効果がより顕著となる。セルロースエーテルとデンプンエーテルを配合する際には、適切な配合量を確保する必要がある。多すぎると材料が無駄になるだけでなく、モルタルの接着強度が低下します。

(4) 一般的に使用されるモルタル混和剤としてのセルロースエーテルおよびデンプンエーテルは、モルタルの関連特性、特にモルタルの粘稠度および結合強度の改善において大幅に変化する可能性があり、乾式混合左官モルタル混和剤の製造比率の基準を提供します。