既製混合モルタルにおけるセルロースエーテルの重要な役割:
レディミクストモルタルでは、セルロースエーテルの添加量は非常に少ないですが、湿式モルタルの性能を大幅に向上させることができ、モルタル施工性能を左右する主要な添加剤です。異なる品種、異なる粘度、異なる粒径、異なる粘度、セルロースエーテルの添加量を合理的に選択
レディミクストモルタルでは、セルロースエーテルの添加量は非常に少ないですが、湿式モルタルの性能を大幅に向上させることができ、モルタル施工性能を左右する主要な添加剤です。異なる品種、異なる粘度、異なる粒径、異なる粘度、添加量のセルロースエーテルを合理的に選択することは、乾燥モルタル特性の改善にプラスの効果をもたらします。現在、石材・左官モルタルの多くは保水性が悪く、数分放置すると水スラリー分離が発生します。
保水性はメチルセルロースエーテルの重要な性能ですが、多くの国内乾式モルタルメーカー、特に南部地域の高温メーカーはその性能を懸念しています。乾燥モルタルの保水効果に影響を与える要因としては、MC量、MC粘度、粒子の細かさ、周囲温度などが挙げられます。
セルロースエーテルは、天然セルロースを原料として化学修飾して作られた合成高分子です。セルロースエーテルは天然セルロースの誘導体であり、セルロースエーテルの製造と合成ポリマーは異なり、その最も基本的な材料はセルロースであり、天然高分子化合物です。天然セルロースの構造の特殊性により、セルロース自体はエーテル化剤と反応する能力を持ちません。しかし、膨潤剤の処理後、分子鎖間および分子鎖内の強い水素結合が破壊され、反応能を持ったアルカリセルロースに水酸基の活性が放出され、エーテル化剤の反応によりセルロースエーテルが得られます。 OH基を-OR基に。
セルロースエーテルの特性は、置換基の種類、数、分布によって異なります。セルロースエーテルの分類は、置換基の種類、エーテル化度、溶解度、および関連する用途にも基づいて分類できます。分子鎖上の置換基の種類により、単一エーテルと混合エーテルに分けられます。 MC は通常、単一エーテルとして使用されますが、HPMC は混合エーテルとして使用されます。メチルセルロースエーテルMCは、ヒドロキシルメトキシド上の天然セルロースグルコース単位であり、生成物の構造式は[COH7O2(OH)3-H(OCH3)H]Xで置き換えられ、ヒドロキシプロピルメチルセルロースエーテルHPMCは、ヒドロキシプロピルメチルセルロースエーテルHPMCのヒドロキシル部分上の単位です。メトキシドがヒドロキシプロピルで置換され、生成物の別の部分がヒドロキシプロピルで置換されます。構造式は [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X およびヒドロキシエチル メチル セルロース エーテル HEMC です。広く使用され、市場で販売されています。
溶解度からイオン性タイプと非イオン性タイプに分けられます。水溶性非イオン性セルロースエーテルは、主にアルキルエーテルとヒドロキシルアルキルエーテルの2種類のシリーズで構成されています。イオン性CMCは主に合成洗剤、繊維、印刷、食品、石油開発に使用されています。非イオン性MC、HPMC、HEMCなどは主に建材、ラテックスコーティング、医薬品、日常化学などの分野で使用されます。増粘剤、保水剤、安定剤、分散剤、皮膜形成剤として。
セルロースエーテルの保水性：建築材料、特に乾燥モルタルの製造において、セルロースエーテルは、特に特殊モルタル（改質モルタル）の製造においてかけがえのない役割を果たしていますが、不可欠な部分でもあります。モルタルにおける水溶性セルロースエーテルの重要な役割は主に 3 つの側面があります。1 つは優れた保水性、2 つ目はモルタルの粘稠度およびチキソトロピーの影響、3 つ目はセメントとの相互作用です。セルロースエーテルの保水性は、吸湿性の基礎、モルタルの組成、モルタル層の厚さ、モルタルの水の需要、凝縮材料の凝縮時間に依存します。セルロースエーテルの保水性は、セルロースエーテル自体の溶解性と脱水によって生じます。セルロースの分子鎖は、高度に水和された OH 基を多数含んでいますが、高度に結晶性の構造のため水に不溶であることはよく知られています。ヒドロキシル基の水和能力だけでは、強力な分子間水素結合とファンデルワールス力を賄うのに十分ではありません。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で鎖間の水素結合も切れます。置換基が大きいほど、分子間の距離は長くなります。水素結合の破壊効果が大きくなり、セルロースの格子が膨張し、セルロースエーテルへの溶液が水溶性になり、高粘度の溶液が形成されます。温度が上昇すると、ポリマーの水和が減少し、鎖間の水が追い出されます。脱水効果が十分になると、分子が凝集し始め、ゲルが三次元網目状に折り畳まれます。
モルタルの保水性に影響を与える要因には、セルロースエーテルの粘度、投与量、粒子の細かさ、使用温度などが含まれます。
セルロースエーテルの粘度が高いほど保水性能が高くなります。粘度は MC 性能の重要なパラメータです。現在、MC の粘度を測定するために MC の製造業者が異なると、異なる方法と機器が使用されています。主な手法には、ハーケ・ロトヴィスコ、ホプラー、ウベローデ、ブルックフィールドなどがあります。同じ製品でも、異なる方法で測定した粘度の結果は大きく異なり、複数の違いがある場合もあります。したがって、粘度を比較する場合は、温度、ローターなどを含む同じ試験方法間で実行する必要があります。
一般に粘度が高いほど保水効果が高くなります。しかし、粘度が高くなるとMCの分子量が大きくなり、その分溶解性能が低下し、モルタルの強度や施工性能に悪影響を及ぼします。粘度が高くなるほどモルタルの増粘効果は顕著になりますが、粘度は比例しません。粘度が高いほど、湿ったモルタルは、構造、粘着スクレーパーの性能、および基材への高い接着性の両方で粘着性が高くなります。しかし、湿ったモルタルの構造強度を高めることは役に立ちません。施工中はたわみ防止性能は明らかではありません。逆に、低粘度の変性メチルセルロースエーテルの中には、湿式モルタルの構造強度を向上させる優れた性能を備えているものもあります。
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、粘度が高いほど保水性能が向上します。
粒子径は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て材料を包み込み、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に分散できず、溶解が均一に分散できず、濁った凝集溶液が形成されます。凝集する。セルロースエーテルの溶解度は、セルロースエーテルを選択する要素の 1 つです。細かさもメチルセルロースエーテルの重要な性能指標です。乾式モルタル用のMCには、粉末、低含水率、粒度20%～60%、63μm以下が必要です。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MCは通常粒状であり、水に溶けやすく凝集しませんが、溶解速度が非常に遅いため、乾燥モルタルでの使用には適していません。乾燥モルタルでは、MC は骨材、細かい充填材、セメントなどのセメント材の間に分散されており、十分に細かい粉末のみが水と混合するときにメチルセルロースエーテルの凝集を回避できます。 ＭＣが凝集物を溶解するために水を加えると、それを分散および溶解することは非常に困難である。粒度の粗いMCは無駄になるだけでなく、モルタルの局部強度を低下させます。このような乾燥モルタルを広い面積で施工すると、局所的な乾燥モルタルの硬化速度が著しく低下し、硬化時間の違いによるひび割れが発生します。機械噴霧モルタルの場合、混合時間が短いため、粉度は高くなります。
MCの細かさも保水性に一定の影響を与えます。一般に、同じ粘度で細かさが異なるメチルセルロースエーテルは、同じ添加量であれば細かいほど保水効果が高くなります。
MCの保水量は使用温度にも関係し、メチルセルロースエーテルの保水量は温度の上昇とともに減少します。しかし、実際の材料施工では、外壁のパテ左官塗りの夏の日射など、乾燥モルタルの多くの環境は高温（40度以上）となり、下地の熱で施工されることが多く、固化を促進することがよくあります。セメントと乾燥モルタルの硬化。保水率が低下すると、施工性や耐ひび割れ性が低下することが明らかです。この状況では、温度要因の影響を軽減することが特に重要になります。メチルヒドロキシエチルセルロースエーテルの添加剤は技術開発の最前線にあると考えられていますが、その温度依存性は依然として乾燥モルタルの特性の弱体化につながります。メチルヒドロキシエチルセルロース（サマーフォーミュラ）の添加量を増やしても、構造と耐亀裂性は依然として使用のニーズを満たすことができません。 MCのエーテル化度を高めるなどの特殊処理により、MCの保水効果は高温下でも効果を維持し、過酷な条件下でも優れた性能を発揮します。
さらに、セルロースエーテルの増粘とチキソトロピー：セルロースエーテルの第二の作用 - 増粘は、セルロースエーテルの重合度、溶液濃度、せん断速度、温度、およびその他の条件に依存します。溶液のゲル化特性は、アルキルセルロースおよびその変性誘導体に特有のものです。ゲル化特性は、置換度、溶液濃度、添加剤に関連します。ヒドロキシルアルキル修飾誘導体の場合、ゲルの特性はヒドロキシルアルキル修飾の程度にも関係します。低粘度のMCとHPMCの溶液濃度は10%～15%の濃度の溶液が調製でき、中粘度のMCとHPMCは5%～10%の溶液が調製でき、高粘度のMCとHPMCは2%～3%の濃度の溶液しか調製できません。 %溶液であり、通常、セルロースエーテル粘度のグレード分けも1%〜2%溶液からグレード付けされます。高分子量セルロースエーテル増粘剤の効率、同じ溶液濃度、異なる分子量のポリマーは異なる粘度を持ち、粘度と分子量は次のように表すことができます。[η]=2.92×10-2 (DPn) 0.905、DPn は平均です。重合度が高い。目標粘度を達成するために低分子量セルロースエーテルをさらに添加します。粘度はせん断速度にあまり依存せず、目標粘度を達成するには粘度が高く、必要な添加量は少なく、粘度は増粘効率に依存します。したがって、一定の粘稠度を実現するには、一定のセルロースエーテル量（溶液濃度）と溶液粘度を確保する必要があります。溶液のゲル化温度は溶液濃度の増加とともに直線的に低下し、ある濃度に達すると室温でゲル化が起こりました。 HPMC は室温で高いゲル化濃度を示します。
粘稠度は、粒子サイズと修飾度の異なるセルロースエーテルを選択することによっても調整できます。いわゆる修飾とは、MCの骨格構造にある程度の置換度でヒドロキシルアルキル基を導入することです。 2 つの置換基の相対置換値、つまりメトキシ基とヒドロキシル基の DS および MS 相対置換値を変更することによって。セルロースエーテルは2種類の置換基の相対的な置換価を変えることで様々な物性が求められます。
粘度と改質の関係：セルロースエーテルの添加はモルタルの水消費量に影響を与え、水とセメントの水結合剤比、つまり増粘効果を変化させます。用量が多ければ多いほど、水の消費量も多くなります。
粉末建築材料に使用されるセルロースエーテルは、冷水に素早く溶解し、システムに適切な粘稠度を提供する必要があります。所定のせん断速度でもまだ綿状でコロイド状である場合、それは標準以下の、または低品質の製品です。
また、セメントスラリーの稠度とセルロースエーテルの投与量の間には良好な直線関係があり、セルロースエーテルはモルタルの粘度を大幅に増加させることができ、投与量が増えるほど効果がより明らかになります。粘度の高いセルロースエーテル水溶液は、セルロースエーテルの特徴の一つであるチキソトロピー性が高い。 MC タイプのポリマーの水溶液は通常、ゲル温度以下では擬似塑性の非チキソトロピー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持ちます。擬可塑性は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加し、置換基の種類や程度には依存しません。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、モルタルの流れと流れの垂れ下がり特性を調整するために建築用モルタルの構築に非常に役立ちます。ここで説明する必要があるのは、セルロースエーテルの粘度が高いほど保水性が良くなりますが、粘度が高くなるほどセルロースエーテルの相対分子量が高くなり、それに対応して溶解度が低下し、セルロースエーテルの粘度が低下するため、セルロースエーテルの粘度が高くなるということです。モルタル濃度と施工性能。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、完全な比例関係ではありません。湿潤モルタルの構造強度を向上させる修飾セルロースエーテルは粘度が若干低いですが、粘度の増加に伴いセルロースエーテルの保水性が向上し、より優れた性能を発揮します。
セルロースエーテル遅延: セルロースエーテルの 3 番目の役割は、セメントの水和プロセスを遅らせることです。セルロースエーテルはモルタルにさまざまな有益な特性を与えますが、セメントの初期の水和熱放出も減少させ、セメントの水和動的プロセスを遅らせます。これは、寒冷地でのモルタルの使用には不利です。この種の遅延効果は、細孔溶液粘度の増加によりセルロースエーテルが溶液中のイオンの活性を低下させ、それによって水和プロセスを遅らせることによって引き起こされる、CSH および Ca (OH) 2 水和生成物へのセルロースエーテル分子の吸着です。ミネラルゲル材料中のセルロースエーテルの濃度が高くなるほど、水和遅延の影響がより顕著になります。セルロースエーテルは硬化を遅らせるだけでなく、セメントモルタルシステムの硬化プロセスも遅らせます。セルロースエーテルの遅延効果は、ミネラルゲルシステム内のセルロースエーテルの濃度だけでなく、化学構造にも依存します。 HEMC メチル化度が高いほど、セルロース エーテルの遅延効果は高くなります。親水置換の遅延効果は増水置換よりも強いです。しかし、セルロースエーテルの粘度はセメントの水和反応速度にほとんど影響を与えません。
セルロースエーテルの含有量が増加すると、モルタルの硬化時間が大幅に長くなります。モルタルの初期硬化時間はセルロースエーテルの含有量と良好な直線相関を有し、最終硬化時間はセルロースエーテルの含有量と良好な直線相関を有する。セルロースエーテルの投入量を変えることでモルタルの稼働時間を制御できます。
要約すると、生配合モルタルにおいて、セルロースエーテルは保水、増粘、セメント水和力の遅延などの役割を果たし、施工性能を向上させます。優れた保水能力により、セメントの水和がより完全になり、湿ったモルタルの湿潤粘度が向上し、モルタルの結合強度が向上し、時間を調整できます。セルロースエーテルを機械スプレーモルタルに添加すると、スプレーまたはポンプの性能とモルタルの構造強度を向上させることができます。したがって、セルロースエーテルは生モルタルの重要な添加剤として広く使用されています。
投稿時間: 2021 年 12 月 17 日