VAE再分散性ポリマー粉末（CAS 24937-78-8）による床下地のひび割れと剥離の解決
インドネシアのスラバヤに拠点を置く乾式モルタルメーカーは、東ジャワとバリの住宅および商業建設プロジェクト向けに、床用スクリード材と床レベリング材を幅広く製造・販売していた。開発業者が現場で混合する砂とセメントのスクリード材から、性能が安定し施工が迅速な袋詰め製品へと移行するにつれ、工場生産の乾式床用スクリード材の需要は大幅に増加した。このメーカーは、接着床用スクリード材、非接着床用スクリード材、セルフレベリング床仕上げ材を網羅する製品ラインを確立しており、これらはすべて同じ基本配合に基づき、製品グレードごとに若干の調整が加えられている。
課題
床下地材の製品発売から6か月後、製造元は、スラバヤ市内のオフィスビルや小売店などの大規模な商業施設の床に接着式床下地材を施工した2社の床工事業者から保証請求を受け始めた。これらの苦情は、異なる施工現場で発生した2種類の異なる不具合パターンを詳述していた。
最初の不具合パターンは、30平方メートルを超える床面積にモルタルを施工してから14～21日以内に表面ひび割れが発生するものでした。ひび割れはモルタル表面全体に不規則なパターンで発生し、通常は床の最長辺に平行に走り、広い区画の中央部に集中していました。このひび割れパターンは、乾燥が抑制されたことによる収縮ひび割れを示しており、コンクリート下地との接着によってモルタルが水分損失中に自由に収縮できず、モルタル層の引張強度を超える引張応力が発生したことが原因と考えられます。
2つ目の不具合パターンは、床材施工中のノックテストで確認された空洞音の発生箇所であり、施工後数週間で下地材がコンクリート下地から広範囲にわたって剥離したことを示している。空洞部分は、収縮力が最も大きい広い床区画の中央部に集中しており、初期接着は良好であったものの、累積的な収縮応力が下地材と下地材の界面の接着強度を超えたために接着力が失われたことを示唆している。
製造元の技術チームが基本配合を検証した結果、床用モルタル製品にはポリマー改質剤が一切含まれていないことが判明した。この配合は、凝集強度と下地との結合の両方をセメントの水和反応に完全に依存しており、東ジャワの建設現場のように乾季の平均気温が32℃を超えるような高温環境下で、広い床面積の乾燥によって生じる収縮応力に対応できる柔軟なポリマーネットワークは含まれていなかった。
根本的な原因は単純明快だった。広い空間に未改質のセメント床下地材を使用すると、収縮力が床下地材の引張強度と下地との接着強度の両方を超えてしまう。特に高温気候では、セメントマトリックスがひび割れに耐えるのに十分な引張強度を発揮する前に、急速な乾燥によって収縮応力の発生が加速されるため、この問題が顕著になる。
解決策
EastChemに連絡した後、製造業者は、以下の技術提案を受け取った。VAE再分散性ポリマー粉末CAS 24937-78-8を、用途に応じて異なる添加量とグレードで、接着床用スクリードおよび非接着床用スクリードの配合物に添加する。
接着床下地材の場合、EastChem社は、ガラス転移温度が10～20℃の半柔軟性RDP粉末を、乾燥混合物重量比1.5％の割合で添加することを推奨しています。このグレードと添加量の組み合わせにより、収縮剥離に抵抗するために必要な接着強度の向上を実現しつつ、商業用床荷重用途において十分な圧縮強度を維持できます。
ポリエチレン膜または断熱ボード上の非接着および浮遊スクリードに対して、EastChemは、完全な下地接着がない場合に、支持されていないスクリードスパン全体にわたって必要なひび割れ架橋能力を提供するために、Tgが0～10℃のフレキシブルグレードRDP粉末を2～2.5％の添加量で使用推奨しています。
イーストケム両グレードの試供品が、Tg、灰分、再分散性、水分含有量を網羅したバッチごとの試験証明書とともに供給されました。製造元は、推奨されたRDPグレードを組み込んだ3種類の床材製品すべてを配合し、40平方メートルの試験区画で本格的な設置試験を実施し、8週間にわたってひび割れや接着強度を監視しました。
試験結果から、推奨配合量で使用した3種類のポリマー改質スクリード配合すべてにおいて、表面のひび割れが完全に解消されることが確認されました。接着スクリードの試験施工における接着強度試験では、28日間の養生後、コンクリート下地への引張接着強度が1.1 MPaとなり、商業用床材用途における接着スクリードの最低必要値である0.5 MPaを大幅に上回りました。8週間後の試験ベイ全体にわたるノックテストでは、空洞部が全く見られず、ポリマー改質スクリードが乾燥および収縮期間を通して下地との完全な接着を維持していたことが確認されました。
結果
メーカーは、試験完了後10週間以内に、すべての床材製品をEastChem RDP粉末で改良した。改良された接着スクリードは、保証請求を提出した2社の請負業者に供給され、両社とも、その後のプロジェクトでの施工において、6ヶ月間のモニタリング期間中にひび割れや剥離などの不具合が発生しなかったことを確認した。
メーカーは、製品ラインナップ全体に「プレミアムポリマー改質床下地材」という名称を導入し、改良された製品を、価格ではなく技術性能で一般的な現場混合型製品と差別化しました。このプレミアムな位置づけにより、RDP配合に伴う原材料費の増加分を十分に相殺できる程度の価格上昇が可能となり、製品マージンの向上と保証請求リスクの低減を実現しました。
EastChem社が提供するポリマー改質スクリードのひび割れ防止ソリューションにより、メーカーはすべての床スクリード製品の製品保証期間を6ヶ月から12ヶ月に延長することが可能となり、これはインドネシアの建設化学品市場において、ほとんどの競合他社が正式な製品保証を提供していない中で、商業的な差別化要因となった。
12ヶ月間の供給契約乾燥モルタル製造業者向けRDP粉末サプライヤーEastChem社との間で、接着式スクリード、非接着式スクリード、床レベリング製品ライン全体にわたる要件が確立され、メーカーがタイル接着剤や防水製品カテゴリーに事業を拡大するにあたり、新製品開発のための技術サポートも提供された。
お客様の声
"当社は、タイル接着剤にのみポリマー改質が必要だと考えていたため、ポリマー改質なしの床用スクリードを発売しました。しかし、保証請求によって、広い床面積にはタイル接着剤よりもポリマー改質が必要であることが分かりました。EastChem社がそのメカニズムを明確に説明し、配合変更によって問題は完全に解決しました。"
製品開発マネージャー、ドライミックスモルタル製造会社、インドネシア・スラバヤ
よくある質問
30平方メートルを超える広い空間における床下地のひび割れを防ぐには、どのくらいのRDP粉末を添加すればよいでしょうか？
高温気候下で30平方メートルを超える広いベイに接着床スクリードを使用する場合、半柔軟性グレードのRDP粉末を乾燥混合物の重量比で1.5～2％添加することで、乾燥期間中の収縮ひび割れや剥離に抵抗するために必要な耐ひび割れ性と接着強度が得られます。添加量が1％未満では、熱帯の乾燥条件下で拘束された広い床面積に発生する収縮ひび割れを橋渡しするのに十分なポリマーネットワーク密度が得られません。
床下地材がコンクリート下地から剥離するのは、なぜ設置直後ではなく、設置後数週間経ってからなのでしょうか？
スクリードの剥離は、通常、施工後2～6週間で発生します。これは、この期間中にスクリードが水分を失い続けるにつれて、収縮応力が徐々に蓄積されるためです。初期の接着強度は初期の収縮力に耐えるのに十分ですが、数週間にわたる乾燥が続くと、累積的な収縮応力が最終的に未改質セメントスクリードとコンクリート下地との接着強度を超えてしまいます。RDP粉末を1.5～2%添加したポリマー改質スクリードは、より高い初期接着強度と、接着破壊を起こすことなく累積的な収縮運動に対応できる十分な柔軟性の両方を提供します。
同じRDP粉末グレードを、接着式床下地と浮き床下地の両方に使用できますか？
ガラス転移温度（Tg）が10～20℃の半柔軟性グレードのRDPは、下地床との接着強度と圧縮強度を優先する接着式スクリードに適しています。断熱材や防水シートの上に施工するフローティングスクリードには、支持されていないスクリードスパン全体に十分なひび割れ橋渡しができるように、Tgが0～10℃の柔軟性グレードが必要です。フローティング工法で半柔軟性グレードを使用すると、フローティングスクリードが使用中に受ける収縮とたわみの複合荷重に対して十分な柔軟性が得られません。