はじめに
炭素系 タイル用接着剤 は、高性能分野における新たな方向性です セメント系タイル用接着剤. 。この製品には、セメント、選別砂、ポリマー粉末、セルロースエーテル、および特殊炭素材料が使用されており、接着性、柔軟性、耐ひび割れ性、熱伝導性、および耐久性を向上させている。.
炭素材料としては、修飾グラフェン誘導体、炭素繊維、活性炭粉末、導電性黒鉛粉末、カーボンブラック、疎水性炭素材料、あるいは炭素被覆セラミック微小球などが挙げられます。それぞれの炭素材料には異なる機能があります。強度を高めるもの、ひび割れを抑制するもの、接着剤の耐熱性や耐湿性を向上させるもの、屋外や湿潤環境下での耐久性を高めるものなどがあります。.
この記事では、実用的な炭素系タイル用接着剤の配合例を5つ紹介します。それぞれの配合には、それぞれ異なる目的があります：
| 数式の種類 | 主な対象 |
|---|---|
| 基本ユニバーサルタイプ | 屋内の壁・床タイルの施工 |
| 高強度・速硬化タイプ | 迅速な施工と早期の強度発現 |
| 超柔軟・ひび割れ防止タイプ | 大型タイルおよび変形可能な基板 |
| 低収縮・耐クラッキングタイプ | 大面積・薄層タイルの施工 |
| 高い耐水性・耐候性を備えたタイプ | バスルーム、プール、キッチン、バルコニー、および屋外での使用 |
これらの配合は、ドライミックスモルタルメーカー、タイル用接着剤メーカー、および建設資材の配合設計者にとって有用な出発点となります。最終的な配合については、現地のセメント、砂、水の配合比、タイルの種類、温度などを考慮して、改めて試験を行う必要があります。 目標基準.
炭素系タイル用接着剤とは？
炭素系タイル接着剤は、機能性炭素材料で改質されたセメント系タイル接着剤である。その構造は、通常のドライミックス型タイル接着剤と同様である。通常、セメント、砂、, セルロースエーテル, 、再分散性ポリマー粉末、およびその他の添加剤。違いは、特定の性能上の問題を解決するために炭素系材料が添加されている点にある。.
例えば、グラフェン誘導体は接着性や靭性を向上させることができます。炭素繊維は、接着層内部での応力の伝達を助けることができます。導電性黒鉛粉末は熱伝導を促進し、床暖房システムに有用です。活性炭粉末は、環境性能の向上や内部の微小環境の調整に役立ちます。疎水性炭素材料は、湿気のある場所向けの配合において、吸水率の低減に寄与します。.
優れた炭素系タイル用接着剤には、強力な接着力だけでなく、安定した作業性、十分なオープンタイム、優れた保水性、低収縮性、そして高い耐ひび割れ性も求められます。ここでセルロースエーテルの重要性が際立ちます。.
志偉（済南）新材料有限公司. 備品 HPMCおよびHEMC タイル用接着剤および 乾式モルタル. 炭素系タイル用接着剤には、次のようなグレードがあり、 Zhiwei HPMC 40K, HPMC 100K, HPMC 150K, HEMC 100H, そして HEMC 150H 水分保持性、粘度、可塑時間、コテ塗り時の感触、および滑り抵抗の調整に役立ちます。最適なグレードは、セメントの種類、砂の粒度分布、ポリマーの添加量、温度、および用途によって異なります。.
F1：汎用カーボン系タイル用接着剤（基本タイプ）
本製品は、一般的な屋内の壁・床タイル施工用に設計されています。コスト管理に優れ、単純なセメント・砂系接着剤よりも高い靭性を備え、安定した基本的な接着性能を発揮します。.
重量比による配合
| 原材料 | 推奨用量 |
|---|---|
| 42.5グレードのポルトランドセメント | 38～40個 |
| 選別済み石英砂、40～70メッシュおよび70～140メッシュ | 45～48個 |
| 改質グラフェン誘導体粉末 | 0.3～0.5部 |
| バイオマス由来の活性炭粉末 | 2～3部 |
| メチルセルロースエーテル、またはHPMC／HEMC | 0.2～0.3部 |
| 再分散性ポリマー粉末、汎用タイプ | 1.5～2.0部 |
数式ロジック
セメントは基本的な強度をもたらします。粒度調整された石英砂は、骨格構造を制御し、収縮を低減します。改質グラフェン誘導体は、機能性炭素材料として作用します。これにより、接着剤内部の接着性、靭性、および応力分布が向上します。.
バイオマス由来の活性炭粉末は、特定の不純物を吸着し、より安定したセメント水和環境の維持に寄与します。また、この配合により、より環境に配慮した方向性をもたらします。.
セルロースエーテルは添加量は少ないものの、極めて重要な役割を果たします。これは、セメントの水和のためにモルタル内の水分を保持します。また、作業可能時間を延長し、接着剤の塗り広げを容易にします。 この配合において、滑らかなコテ塗りや通常の屋内施工を目的とする場合は、Zhiwei HPMC 40K または HEMC 60K を試用することができます。接着剤により高い保水性や、タイルの垂直方向の支持力を求める場合は、Zhiwei HPMC 100K または HEMC 100H を試用することができます。.
適した用途
この配合は、セラミックタイル、釉薬タイル、および一般的な屋内タイル施工に適しています。ごく単純なセメントモルタルと比較して、空洞化やひび割れのリスクを低減することができます。より高い性能が求められるものの、プレミアムな速硬性や極めて高い柔軟性は必要とされないプロジェクトにおいて、実用的な選択肢となります。.
フォーミュラ2：高強度・速硬化型カーボン系タイル用接着剤
この配合は、早期の強度発現が求められるプロジェクト向けに設計されています。低温環境での施工、商業施設、地下通路などに適しています。, 簡単な修理作業, 、および床暖房システム。.
重量比による配合
| 原材料 | 推奨用量 |
|---|---|
| 52.5グレードの速硬性ポルトランドセメント | 40～42個 |
| 粒度選別済みの珪砂（主に50～100メッシュ） | 40～43箇所 |
| 切断されたカーボンナノファイバー | 0.8～1.2部 |
| 導電性グラファイト粉末 | 1.0～1.5部 |
| メチルセルロースエーテル、またはHPMC／HEMC | 0.25～0.35部 |
| VAE再分散性ポリマー粉末 | 2.0～2.5部 |
| ギ酸カルシウム | 0.5～1.0部 |
数式ロジック
高品質の速硬性セメントにより、接着剤は初期強度を獲得します。ギ酸カルシウムは、初期強度の発現と硬化の促進に役立ちます。導電性グラファイト粉末は、接着剤層内部での熱伝導を促進し、床暖房や低温環境での施工において、この配合が有効に機能します。.
切断されたカーボンナノファイバーは、微細な補強構造として機能します。これにより、応力の伝達を助け、引張強度と耐衝撃性を向上させます。また、ポリマー粉末は、内部の凝集力と接着性を高めます。.
この配合では、セルロースエーテルの選定に細心の注意を払う必要があります。速硬化型のタイル用接着剤であっても、水和に必要な水分を十分に保持しつつ、初期強度の発現を過度に遅らせてはなりません。 保水性、初期性能、および作業性のバランスが求められる配合では、「Zhiwei HEMC 100H」の試験導入を検討できます。また、必要な粘度やオープンタイムに応じて、「Zhiwei HPMC 40K」または「HPMC 100K」の試験導入も検討可能です。.
適した用途
この配合は、工期が短い現場、冬季の屋内作業、ショッピングモール、通路、および床暖房システムに適しています。可作業時間が短くなる可能性があるため、施工者は少量ずつ混ぜる必要があります。施工チームは、混合後、速やかにタイルを貼り付け、固定する必要があります。.
フォーミュラ3：極めて柔軟でひび割れ防止機能を備えたカーボン系タイル用接着剤
この式は、変形可能な基板向けに設計されており、, 大判タイル, 、薄いスラブ、軽量の間仕切り壁、および振動や温度変化が生じる箇所。.
重量比による配合
| 原材料 | 推奨用量 |
|---|---|
| 42.5グレードのポルトランドセメント | 35～38個 |
| 高弾性率の石英砂（主に70～120メッシュ） | 40～43箇所 |
| 高アスペクト比のグラフェンナノシート | 0.4～0.6部 |
| 柔軟な樹脂改質カーボンマイクロスフィア | 2.5～3.5部 |
| HPMC、高保水性・高増粘タイプ | 0.3～0.4部 |
| アクリル系などの、柔軟性のある再分散性ポリマー粉末 | 3.0～4.0 個 |
| ポリプロピレン短繊維 | 0.05～0.1部 |
数式ロジック
これは柔軟性に重点を置いた配合です。グラフェンナノシートがシート状の補強と応力分散をもたらします。柔軟性のある樹脂改質カーボンマイクロスフィアは、構造内の弾性バッファーポイントとして機能し、変形エネルギーの吸収に寄与します。.
ポリマー粉末の配合量を増やすと、柔軟性と密着性が向上します。ポリプロピレン繊維は、微細なひび割れの抑制に役立ちます。HPMCは、保水性、増粘性、垂れ防止性、および作業時間を向上させます。.
大判タイル用接着剤については、試験用に「Zhiwei HPMC 100K」、「HPMC 150K」、「HEMC 100H」、または「HEMC 150H」を検討することができます。 これらのグレードは、接着剤により高い粘度、より長い開放時間、およびコテ塗り後の目地の安定性が求められる場合に適しています。.
適した用途
この配合は、600 mmを超えるタイル、大型スラブ、石材複合パネル、軽量壁、木造部分、および変形の恐れがある下地に適しています。施工前には、必要に応じて下地を補強するか、適切なプライマーで処理してください。.
フォーミュラ4：低収縮・ひび割れ防止型炭素系タイル用接着剤
この配合は、薄層施工や広範囲の床工事において、乾燥収縮によるひび割れを低減するように設計されています。.
重量比による配合
| 原材料 | 推奨用量 |
|---|---|
| 52.5グレードの低アルカリポルトランドセメント | 38～40個 |
| 最適化された粒度調整済み石英砂（主に40～70メッシュ） | 46～49個 |
| 特殊構造カーボンブラック | 0.8～1.2部 |
| 膨張補償機能を有する炭素材料 | 1.5～2.0部 |
| メチルセルロースエーテル、またはHPMC／HEMC | 0.2～0.3部 |
| 再分散性ポリマー粉末 | 1.8～2.2部 |
| 高効率減水剤 | 0.2～0.4部 |
数式ロジック
収縮は、多くの場合、高い吸水性、不適切な粒度分布、微粉の過剰、および不均一な水分蒸発によって引き起こされます。この配合は、さまざまな要因から生じる収縮を低減します。.
低アルカリセメントは安定性を向上させます。最適化された砂の粒度分布により、必要水量を低減します。減水剤は水セメント比を低下させます。膨張補償用炭素材料は、水と接触した後、穏やかな補償効果をもたらします。特殊カーボンブラックはマトリックスの密度を高め、毛細管収縮の低減に寄与します。.
セルロースエーテルは水分分布を改善し、乾燥をより均一にします。この配合については、「Zhiwei HPMC 40K」、「HPMC 100K」、または「HEMC 100H」を試用することができます。最終的な選定は、保水性、コテ塗り時の感触、オープンタイム、および収縮挙動を確認した上で決定する必要があります。.
適した用途
この配合は、広いリビングルーム、商業施設の床、薄層施工、およびより高い寸法安定性が求められるプロジェクトに適しています。乾燥収縮による表面のひび割れやクラッキングの発生を抑えるのに役立ちます。十分な換気は重要ですが、乾燥環境が急激に変化しないように注意する必要があります。.
フォーミュラ5：高い耐水性と耐候性を備えたカーボン系タイル用接着剤
この製品は、湿気の多い場所、屋外での使用、凍結・融解の恐れがある場所、浴室、キッチン、プール、バルコニー、および半屋外用のタイル施工に適しています。.
重量比による配合
| 原材料 | 推奨用量 |
|---|---|
| スルホアルミニウムセメント、あるいはポルトランドセメントを配合した高アルミナセメント | 30～35個 |
| 後期の強度と安定性を高めるためのポルトランドセメント | 5～10部 |
| 選別された石英砂 | 40～45部 |
| 疎水性グラフェン被覆セラミック微小球 | 3.0～4.0 個 |
| 耐薬品性チョップドカーボン繊維織物 | 1.0～1.5部 |
| 耐水性改質セルロースエーテル | 0.25～0.35部 |
| 純アクリル系などの疎水性再分散性ポリマー粉末 | 2.5～3.5部 |
| 高効率消泡剤 | 0.1～0.2部 |
数式ロジック
ここではセメント系が重要です。スルホアルミニートセメントや高アルミナセメントは、高密度の水和構造を形成し、初期強度が良好で耐水性も向上します。一方、ポルトランドセメントは、後期の強度と配合の安定性を支えます。.
疎水性グラフェンでコーティングされたセラミック微小球は、吸水率の低減に寄与します。これらは、接着剤内部により撥水性の高い構造を形成します。また、チョップドカーボンファイバーは、湿気や化学物質による影響下においても、靭性と長期耐久性を向上させます。.
疎水性ポリマー粉末は、界面の密着性を向上させます。消泡剤は、閉じ込められた空気を減らし、接着剤がより緻密な層を形成するのを助けます。.
この配合において、セルロースエーテルは、耐水性を損なうことなく保水性を発揮しなければならない。Zhiwei HEMC 150H、, HEMC 200H, 、目標粘度、垂れ防止の要件、および開放時間に応じて、HPMC 100K または HPMC 150K を試験することができます。また、選定した接着剤についても、最終製品として試験を行う必要があります。 グラウト そして 防水システム なぜなら、耐水性はタイルの施工構造全体に左右されるからです。.
適した用途
この製品は、浴室、プールの壁面、キッチン、バルコニー、屋外タイル施工箇所、および長期間水にさらされる場所に適しています。このタイル用接着剤は、適切な防水材、目地材、シーリング材と併用してください。.
炭素系タイル用接着剤において、HPMCとHEMCが重要な理由
炭素系材料は、強度、靭性、熱伝導性、および耐久性を向上させることができます。しかし、それらはセルロースエーテルに取って代わるものではありません。タイル用接着剤には、依然として良好な「生状態」での性能が求められます。施工者は、セメントの水和が始まる前に、接着剤を塗り広げ、コームで均し、タイルの位置を調整し、十分な湿潤接触状態を維持できなければなりません。.
HPMCおよびHEMCは、次のような実用上の課題の解決に役立ちます：
| 機能 | なぜ重要なのか |
|---|---|
| 保水力 | モルタル内の水分を保持し、セメントの水和を促進する |
| 営業時間 | 施工者がタイルを敷き、調整するのに十分な時間を確保する |
| 作業性 | 塗り広げやすさとコテでの仕上げの感触を向上させます |
| 滑り止め性能 | タイルが垂直面でもずれないように固定します |
| 増粘 | ボディを形成し、リッジの安定性を高める |
| 一貫性管理 | ロット間の取り扱い上のばらつきを低減します |
Zhiwei社のHEMC製品は、セメント系タイル接着剤システムにおいて、保水性、開放時間、作業性、および滑り止め性能を向上させるために使用されています。また、Zhiwei社のHPMC製品は、タイル接着剤、ドライミックスモルタル、壁用パテ、および保水性や取り扱い性が重要な建設資材にも使用されています。.
基本的なタイル用接着剤については、配合設計者はZhiwei HPMC 40Kを起点として、あるいは HEMC 60K. より長い開放時間や大判タイルシステムの場合は、「Zhiwei HPMC 100K」、「HPMC 150K」、「HEMC 100H」、および「HEMC 150H」が、試験用としてより適しています。 高級仕様や難易度の高い配合の場合、セメントの種類、砂の粒度、ポリマー粉末、炭素系材料の添加量、および施工温度を試験した上で、適切なグレードを選択する必要があります。.
混合および塗布に関する注意事項
配合が優れていても、混合や施工が不適切であれば失敗に終わる可能性があります。炭素系タイル用接着剤は、安定した乾式混合と適切な水量の添加が必要です。.
まず、すべての乾燥粉末を均一に混合する必要があります。炭素系材料は軽量で凝集しやすい傾向があるため、十分な乾燥混合時間を確保する必要があります。 次に、撹拌を続けながら水を加えます。モルタルが均一になり、目に見える塊がなくなるまで撹拌を続けます。第三に、モルタルを3～5分間静置します。この熟成時間により、セルロースエーテルの水和が進み、粘度が向上します。その後、使用前にモルタルを再度短時間撹拌してください。.
一般的な水と粉末の比率は20%～25%程度から始められますが、原材料や目標とする作業性に応じて調整する必要があります。モルタルがすでに熟成した後に、作業者が水を過剰に添加してはなりません。余分な水を加えると、強度が低下し、収縮が増大し、滑り抵抗が損なわれる恐れがあります。.
下地は、強度があり、清潔で、油分、ほこり、浮き粉、および脆弱な層がないものでなければなりません。表面は適切な吸水性を備えている必要があります。非常に緻密な下地や脆弱な下地の場合、プライマーや界面処理が必要になることがあります。.
ノッチ付きコテは、タイルのサイズに合わせて選ぶ必要があります。大判タイルの場合は、接着剤をより広範囲に塗布する必要があります。施工条件が厳しい場合は、接触面積を増やすために裏面への接着剤塗布が必要になる場合があります。.
適切なフォーミュラの選び方
最適な炭素系タイル用接着剤の配合は、用途によって異なります。.
通常の屋内用セラミックタイルには、通常、基本的な汎用配合で十分です。早期使用が必要な商業施設では、高強度・速硬化タイプの配合が適しています。大判タイル、薄板、変形しやすい下地には、超柔軟・ひび割れ防止タイプの配合がより安全な選択となります。 広範囲の床工事や薄層施工の場合は、低収縮タイプの配合を検討すべきです。浴室、プール、バルコニー、キッチン、および屋外施設には、高耐水性の配合がより適しています。.
セルロースエーテルのグレード選定も、同様の考え方に従うべきです。単純な配合では、適度な粘度で十分かもしれません。大判タイル用の接着剤には、より高い粘度と長い開放時間が必要です。速硬化型の接着剤には、保水性を確保しつつ、初期強度の発現を過度に遅らせないグレードが求められます。 湿潤環境向けの配合には安定した作業性が求められ、完全な防水システムおよび目地材システムと併せて試験を行う必要があります。.
結論
炭素系タイル接着剤は、タイル接着剤メーカーにとって、より高性能な製品を開発するための実用的な手段となります。さまざまな炭素材料を用いることで、接着強度、柔軟性、ひび割れ防止性能、低収縮性、速硬化性、熱伝導性、耐水性、および長期耐久性といった特性を備えた配合を設計することが可能です。.
この記事で紹介する5つの配合例は、それぞれ異なる設計アプローチを示しています。改質グラフェン誘導体は、基本的な靭性や接着性に役立ちます。 カーボンナノファイバーや導電性グラファイトは、速硬化かつ高強度のシステムを実現します。グラフェンナノシート、柔軟なカーボンマイクロスフィア、およびポリマー粉末は、ひび割れ防止配合の開発に役立ちます。カーボンブラックや膨張補償型カーボン材料は、収縮の低減に寄与します。疎水性カーボン材料やカーボンファイバーは、湿潤環境や屋外での耐久性を高めます。.
安定した生産を行うためには、炭素系材料を適切なセルロースエーテルと組み合わせて使用する必要があります。Zhiwei社のHPMCおよびHEMCグレードは、タイル接着剤メーカーが保水性、オープンタイム、作業性、滑り止め性、および生状態での安定性を向上させるのに役立ちます。 実際のセメント、砂、ポリマー粉末、カーボン材料、および水の配合比率を用いた簡単な実験室試験を行うことが、最終的なグレードと配合量を確認する最良の方法です。.