セルロースエーテルが保水力に及ぼす影響

環境シミュレーション法を使用して、高温条件下でのモルタルの保水性に及ぼす、さまざまな置換度およびモル置換度のセルロースエーテルの影響を研究しました。統計ツールを使用した試験結果の分析により、置換度が低く、モル置換度が高いヒドロキシエチルメチルセルロースエーテルがモルタル中で最も優れた保水性を示すことが示されました。

キーワード: セルロースエーテル：保水性。モルタル;環境シミュレーション手法。暑い状況

乾式混合モルタルは、品質管理、使用と輸送の利便性、環境保護における利点により、現在、建築建設にますます広く使用されています。乾式混合モルタルは、建設現場で水を加えて混合して使用します。水には 2 つの主な機能があります。1 つはモルタルの施工性能を確保することであり、もう 1 つはセメント質材料の水和を確保して、モルタルが硬化後に必要な物理的および機械的特性を達成できるようにすることです。モルタルへの水の添加完了から施工完了、十分な物理的・機械的特性が得られるまでの間に、自由水はセメントの水和以外に基層吸収と表面蒸発の2方向に移動します。高温または直射日光下では、表面から水分が急速に蒸発します。暑い条件や直射日光の下では、モルタルが表面から水分を素早く保持し、自由水分の損失を減らすことが重要です。モルタルの保水性を評価する鍵となるのは、適切な試験方法を決定することです。リー・ウェイら。は、モルタルの保水性の試験方法を研究し、真空濾過法や濾紙法と比較して、環境シミュレーション法がさまざまな周囲温度でのモルタルの保水性を効果的に特徴付けることができることを発見しました。

セルロースエーテルは、乾式混合モルタル製品で最も一般的に使用される保水剤です。乾式混合モルタルで最も一般的に使用されるセルロース エーテルは、ヒドロキシエチル メチル セルロース エーテル (HEMC) とヒドロキシプロピル メチル セルロース エーテル (HPMC) です。対応する置換基は、ヒドロキシエチル、メチルおよびヒドロキシプロピル、メチルである。セルロースエーテルの置換度（DS）は、各アンヒドログルコース単位の水酸基が置換される度合いを示し、モル置換度（MS）は、置換基に水酸基が含まれている場合に置換反応が継続することを示します。新しい遊離ヒドロキシル基からエーテル化反応を実行します。程度。セルロースエーテルの化学構造と置換度は、モルタル内の水分輸送とモルタルの微細構造に影響を与える重要な要素です。セルロースエーテルの分子量が増加するとモルタルの保水性が向上し、置換度の違いもモルタルの保水性に影響します。

乾式混合モルタル施工環境の主な要因には、周囲温度、相対湿度、風速、降雨量が含まれます。高温気候に関して、ACI (米国コンクリート協会) 委員会 305 は、高温気候、低い相対湿度、風速などの要因の組み合わせとして定義しており、この種の気候では生コンクリートまたは硬化コンクリートの品質や性能が損なわれます。私の国では夏は、さまざまな建設プロジェクトの建設のピークシーズンとなることがよくあります。高温低湿の暑い気候での施工では、特に壁裏のモルタル部分に太陽光が当たり、乾式混合モルタルの練り直しや硬化に影響を与える場合があります。作業性の低下、脱水、強度の低下など、性能に重大な影響を及ぼします。暑い気候の建設において乾式混合モルタルの品質を確保する方法は、モルタル業界の技術者や建設関係者の注目と研究を集めています。

この論文では、環境シミュレーション手法を使用して、異なる置換度およびモル置換度のヒドロキシエチルメチルセルロースエーテルとヒドロキシプロピルメチルセルロースエーテルを混合したモルタルの45における保水性を評価しました。℃、統計ソフトウェア JMP8.02 を使用して試験データを分析し、高温条件下でのモルタルの保水に対するさまざまなセルロース エーテルの影響を研究します。

1. 原材料および試験方法

1.1 原材料

Conch P. 042.5 セメント、50 ～ 100 メッシュの珪砂、粘度 40000mPa のヒドロキシエチル メチルセルロース エーテル (HEMC) およびヒドロキシプロピル メチルセルロース エーテル (HPMC)·s.他の成分の影響を避けるため、試験ではセメント 30%、セルロース エーテル 0.2%、珪砂 69.8% を含む簡易モルタル配合を採用し、添加する水の量はモルタル配合全体の 19% です。どちらも質量比です。

1.2 環境シミュレーション手法

環境シミュレーション法の試験装置は、ヨウ素タングステンランプ、ファン、環境室を用いて、屋外の温度、湿度、風速などを模擬し、さまざまな条件下で混合したばかりのモルタルの品質の違いを試験し、モルタルの保水性をテストします。この実験では、文献の試験方法を改良し、コンピュータを天びんに接続して自動記録および試験を行うことで、実験誤差を減らしました。

試験は標準的な実験室［温度（23℃）］で実施されました。±2)°C、相対湿度 (50±3)%] 非吸収性ベース層（内径 88mm のプラスチック皿）を使用、照射温度 45℃°C. 試験方法は次のとおりです。

(1) ファンをオフにして、ヨウ素タングステン ランプをオンにし、プラスチック皿をヨウ素タングステン ランプの垂直下の固定位置に置き、1 時間予熱します。

(2) プラスチック皿の重さを量り、撹拌したモルタルをプラスチック皿に置き、必要な厚さに合わせて平らにしてから重さを量ります。

(3) プラスチック皿を元の位置に戻すと、ソフトウェアが天びんを制御して 5 分ごとに自動的に計量し、1 時間後にテストが終了します。

2. 結果と考察

各種セルロースエーテルを混合したモルタルの45℃照射後の保水率R0の計算結果°℃で30分間。

上記のテストデータは、信頼性の高い分析結果を得るために、統計ソフトウェア グループ SAS 社の製品 JMP8.02 を使用して分析されました。分析プロセスは次のとおりです。

2.1 回帰分析とフィッティング

モデルのフィッティングは標準的な最小二乗法によって実行されました。測定値と予測値の比較により、モデルのフィッティングの評価がグラフで表示されます。2 つの破線の曲線は「95% 信頼区間」を表し、水平破線はすべてのデータの平均値を表します。破線の曲線と破線の水平線の交点は、モデルの擬似ステージが典型的なものであることを示しています。

フィッティングサマリーと ANOVA の特定の値。フィッティングの概要では、R² は 97% に達し、分散分析の P 値は 0.05 よりはるかに小さくなりました。2 つの条件を組み合わせると、モデルのフィッティングが重要であることがさらにわかります。

2.2 影響要因の分析

この実験の範囲内で、30 分間の照射条件下でのフィッティング影響因子は次のとおりです。単一因子では、セルロース エーテルの種類とモル置換度から得られる p 値はすべて 0.05 未満です。これは、後者がモルタルの保水性に大きな影響を与えることを示しています。相互作用に関しては、セルロースエーテルの種類、置換度（Ds）、モル置換度（MS）がモルタルの保水性に与える影響のフィッティング解析の実験結果から、セルロースエーテルの種類と置換度。置換度とモル置換度の相互作用は、両方の p 値が 0.05 未満であるため、モルタルの保水性に大きな影響を与えます。因子の相互作用は、2 つの因子の相互作用がより直観的に記述されることを示します。バツは 2 つの相関が強いことを示し、平行は 2 つの相関が弱いことを示します。因子相互作用図で、面積を取ります。α 例として、垂直型と臼歯側方置換度が相互作用する領域では、2本の線分が交差しており、型と置換度の相関が強いことがわかります。領域bでは、垂直型と臼歯側方置換度が一致しています。相互作用すると、2 つの線分は平行になる傾向があり、タイプとモル置換の間の相関が弱いことを示します。

2.3 保水量の予測

フィッティングモデルに基づいて,モルタルの保水性に及ぼす異なるセルロースエーテルの包括的な影響に従って,モルタルの保水性はJMPソフトウェアによって予測され,モルタルの最良の保水性のためのパラメータの組み合わせが見出された。保水性予測は、最良のモルタル保水性とその開発傾向の組み合わせを示します。つまり、種類の比較では HEMC が HPMC よりも優れており、中および低置換度は高置換度よりも優れており、中および高置換度は低置換度よりも優れています。モル置換では異なりますが、この組み合わせでは両者の間に大きな違いはありません。要約すると、置換度が低く、モル置換度が高いヒドロキシエチル メチル セルロース エーテルは、45 ℃で最高のモルタル保水性を示しました。℃。この組み合わせの下で、システムによって与えられる保水量の予測値は 0.611736 です。±0.014244。

3. 結論

(1) 重要な単一要因として、セルロース エーテルの種類がモルタルの保水性に大きく影響し、ヒドロキシエチル メチル セルロース エーテル (HEMC) の方がヒドロキシプロピル メチル セルロース エーテル (HPMC) よりも優れています。置換の種類の違いが保水力の違いにつながることがわかります。同時に、セルロースエーテルの種類も置換度に影響します。

（２）唯一の大きな影響因子としては、セルロースエーテルのモル置換度が低下し、モルタルの保水性が低下する傾向がある。これは、セルロースエーテル置換基の側鎖が遊離ヒドロキシル基とのエーテル化反応を続けると、モルタルの保水性にも差が生じることを示しています。

(3) セルロースエーテルの置換度は、置換度の種類およびモル置換度と相互作用しました。置換度と種類との関係では、置換度が低い場合、HEMC の保水性は HPMC よりも優れています。置換度が高い場合、HEMC と HPMC の差は大きくありません。置換度とモル置換度の相互作用については、低置換度の場合、低モル置換度の保水性は高モル置換度の保水性よりも優れています。その違いはそれほど大きくありません。

(4)低置換度かつ高モル置換度のヒドロキシエチルメチルセルロースエーテルを混合したモルタルが高温条件下で最も優れた保水性を示した。しかし、セルロースエーテルの種類、置換度、モル置換度がモルタルの保水性に及ぼす影響をどのように説明するか、この面でのメカニズムの問題はまださらなる研究が必要です。