セルロースエーテル、特にヒドロキシプロピルメチルセルロース (HPMC) およびメチルヒドロキシエチルセルロース (MHEC) は、建築用途におけるセメント質材料添加剤として広く使用されています。これらの材料は保水特性で知られており、セメント系材料の加工性、レオロジー、接着強度を向上させることができます。ただし、セメントの水和に対するそれらの影響は必ずしも明らかではありません。
セメント水和とは、水とセメント質材料との間の化学反応を指し、ケイ酸カルシウム水和物 (CSH) や水酸化カルシウム (Ca(OH)2) などの水和生成物を生成します。このプロセスは、コンクリートの機械的強度と耐久性の開発にとって重要です。
セルロースエーテルをセメント質材料に添加すると、水和プロセスにプラスとマイナスの両方の影響を与える可能性があります。一方で、セルロースエーテルの保水性能により、セメントが反応のために水を継続的に取得することが促進され、それによって水和速度と水和度が増加します。これにより、凝結時間が短縮され、強度の発現が促進され、コンクリートの全体的な特性が向上します。
セルロースエーテルは、セメント粒子の凝集や沈降を防ぐ保護コロイドとしても機能します。これにより、より均一で安定した微細構造が得られ、コンクリートの機械的特性と耐久性がさらに向上します。
一方、セルロースエーテルを過剰に使用すると、セメントの水和に悪影響を及ぼす可能性があります。セルロース エーテルは部分的に疎水性であるため、ゲル化材料への水の侵入をブロックし、水和が遅れたり不完全になったりします。その結果、コンクリートの強度や耐久性が低下します。
セルロースエーテルの濃度が高すぎると、セメント粒子によって満たされるべきセメントスラリー内の空間をセルロースエーテルが占有してしまう。その結果、スラリーの総固形分が減少し、機械的特性が低下します。過剰なセルロースエーテルもバリアとして機能し、セメント粒子と水の間の相互作用を妨げ、水和プロセスをさらに遅くする可能性があります。
水和への悪影響を回避しながらゲル化材料の特性を改善するには、使用するセルロース エーテルの最適量を決定することが重要です。量は、セルロースエーテルの種類、セメント組成、水セメント比、硬化条件などの多くの要因によって異なります。
セルロースエーテル、特に HPMC および MHEC は、その濃度とセメント質材料の特定の組成に応じて、セメントの水和にプラスの効果をもたらす可能性があります。コンクリートの特性を損なうことなく望ましい特性を達成するには、使用するセルロースエーテルの量を慎重に検討する必要があります。セルロースエーテルは、適切な使用と最適化により、より耐久性があり、長持ちする持続可能な建築材料の開発に貢献できます。
投稿日時: 2023 年 8 月 23 日