適切な再分散性ポリマー粉末が、沿岸部の高層ビルプロジェクトにおけるETICS下塗り材のひび割れをどのように解決したか
沿岸都市にある28階建ての高層住宅向けに外断熱複合システム(ETICS)を供給していた乾式モルタルメーカーは、南向きと西向きの外壁面において、下塗りモルタルのひび割れが頻繁に発生するという問題に直面していた。プロジェクト現場は海から2キロメートル以内に位置し、高湿度、塩分を含んだ空気、そして夜間の18℃から日中の日当たりの良い壁面では65℃まで変化する外壁表面温度といった厳しい環境だった。
設置されたシステムには、厚さ80mmのEPS断熱ボードが使用されていました。設置後8ヶ月以内に、複数の壁面にひび割れが発生しました。引張試験の結果、接着力は0.07~0.10N/mm²で、EN13499で要求される最小値0.15N/mm²を大きく下回っていました。3つの壁面では、EPSボード表面からの部分的な剥離が見られました。
何が問題だったのか
メーカーの既存の配合では、乾燥混合物重量の2.8%にRDP粉末を使用していた。しかし、極端な温度変化にさらされる沿岸部の高層ビルでは、これは不十分だった。セメントマトリックス内のポリマー膜は、1日あたり最大47℃の温度変化によってEPSボードが膨張・収縮することで生じる差動運動応力を吸収するのに十分な連続性を持っていなかった。
低用量の問題をさらに悪化させる2つの問題があった。VAE再分散性ポリマー粉末使用されていたグレードのガラス転移温度は+7℃であった。つまり、外壁温度が50℃を超えると、ポリマーフィルムは軟化した低弾性状態となり、熱応力がピークに達するまさにその時に引張接着力への寄与が低下していた。また、この配合には疎水性剤が含まれていなかったため、下塗り塗料は沿岸環境からの水分吸収に完全にさらされていた。
解決策
処方内容と現場の状況を検討した結果、3つの変更を推奨しました。
まず、当社のVAE再分散性ポリマー粉末ガラス転移温度(Tg)が0℃の材料を、乾燥混合物の5.5%に増量します。次に、シリコーン疎水性粉末を0.3%添加して吸水性を低減します。最後に、セルロース繊維の含有量をわずかに増やして、強化メッシュ層の亀裂架橋性を向上させます。
改訂版処方
| 原材料 | 前の (%) | 改訂 (%) |
|---|---|---|
| ポルトランドセメント | 22 | 20 |
| 粒度調整済み石英砂 | 70.1 | 67.5 |
| 再分散性ポリマー粉末 | 2.8 | 5.5 |
| HPMC | 0.30 | 0.35 |
| デンプンエーテル | 0.08 | 0.08 |
| シリコーン疎水性粉末 | 0 | 0.30 |
| セルロース繊維 | 0.12 | 0.27 |
結果
残りの影響を受けていない標高部分への現場適用に先立ち、実験室での検証が完了した。その後、3週間以内に本格的な生産が開始された。
| パフォーマンス指標 | 前の | 改訂 |
|---|---|---|
| EPSへの剥離接着 | 0.07~0.10 N/mm² | 0.22~0.26 N/mm² |
| 横方向の変形 | 1.1 mm | 4.3 mm |
| 吸水率(24時間) | 9.1% | 1.7% |
| EN13499準拠 | 失敗 | 合格 |
| 熱サイクル後の地図のひび割れ | 現在 | なし |
剥離接着力は2倍以上に向上しました。横方向の変形は1.1mmから4.3mmに改善し、EN13499の最小値である2.0mmを大きく上回りました。吸水率は81%減少しました。修復された壁面は、ひび割れや剥離の再発なく、2回の季節サイクルを完了しました。
顧客からのフィードバック
"RDPの仕様を変更するまで、数ヶ月間ひび割れの原因究明に取り組んでいました。仕様を変更して投与量を調整したところ、実験室での性能にすぐに違いが現れ、現場でもその効果が持続しました。もっと早くポリマーグレードを見直すべきでした。"
— ドライミックスモルタル製造会社の技術マネージャー(氏名非公開)
結論
ETICSベースコート配合において、RDP粉末の添加量とTgの選択はコスト最適化のための変数ではありません。これらは、システムがEN13499を満たし、実際の使用条件に耐えられるかどうかの主要な決定要因です。再分散性ポリマー粉末外断熱システムの専門サプライヤーとして、当社はVAE再分散性ポリマー粉末Tg(ガラス転移温度)が確認済みの仕様、完全なCOA(分析証明書)文書、およびETICSシステム承認試験のための配合サポートを備えています。