石材モルタル混合タイプ: 適切な ASTM M、S、N、O、K ブレンドの選択

2 階建てのブロック塀は 2 週間完全に真っすぐに立っていましたが、最初の固結後にモルタルの目地に沿って細い亀裂が生じました。迫撃砲の種類は仕様ではなく習慣によって選択されました。石積みでは、モルタル混合タイプによって圧縮強度以上のものが制御されます。壁が荷重、湿気、動きにどのように対処するかを制御します。このガイドでは、5 つの ASTM C270 石材モルタル混合タイプについて説明し、それぞれが現場でどこに属するかを示し、HEMC や HPMC などのセルロース エーテル添加剤が現在高性能モルタル配合の標準部分となっている理由を説明します。

5 つの ASTM 石材モルタル混合タイプ

ASTM C270 では、石材モルタルを M、S、N、O、K の 5 つのタイプに分類しています。圧縮強度は M から K に減少する一方で、柔軟性と動きに対応する能力は反対方向に増加します。強度と柔軟性のトレードオフは、あらゆる選択の決定の中心となります。

タイプM

タイプM has the highest minimum compressive strength of the standard types at 2,500 psi (17.2 MPa). It is used for below-grade masonry, retaining walls, and other heavy-load installations. Because it is stiff, it is less forgiving of minor building movement.

タイプS

タイプS has a minimum compressive strength of 1,800 psi (12.4 MPa) with high bond strength to the masonry unit. It is the go-to choice for load-bearing walls, foundations, and exterior walls exposed to high wind or seismic loads.

タイプN

タイプN has a minimum compressive strength of 750 psi (5.2 MPa). It is a general-purpose mortar for above-grade, exterior, exposed masonry such as facades and veneers. Its balance of strength and workability makes it the most widely specified type in North American residential construction.

O型

O型 has a minimum compressive strength of 350 psi (2.4 MPa). Use it for non-load-bearing interior walls, partitions, and repointing work. The higher lime content softens the matrix and allows moisture to move through the joint, which protects older masonry.

タイプK

タイプK has a minimum compressive strength of 250 psi (1.7 MPa). It is rarely required today, but it remains important for historic restoration where the original masonry units are fragile and maximum flexibility is needed.

圧縮強度とフィールド混合比率

モルタルの強度は、混合物から鋳造された立方体で測定され、28 日目にテストされます。 ASTM C270 制限の実際的な意味は単純です。より強いモルタルは荷重をうまく伝達しますが、より柔らかいモルタルは建物の動きや熱膨張によく適応します。下記の表は各タイプの最小圧縮強度を示しています。

フィールドの比率は強度の数値と同じくらい重要です。セメント、石灰、砂の比率によって、モルタルが実際にどのように機能するかが決まります。典型的なガイド:

セルロースエーテル添加剤が石材モルタルに重要な理由

ASTM の 5 つのタイプでは、セメント、石灰、砂について説明していますが、実際の石積み接合部で水がどのように動作するかについては説明していません。レンガとブロックは渇いた素材です。高温、乾燥、または風の強い天候では、セメントが完全に反応する前に下地が新鮮なモルタルから水を引き出す可能性があります。その結果、接合部が弱く、埃っぽくなり、設計上の荷重に耐えられない壁ができてしまいます。

セルロースエーテルはモルタル内に水を保持することでこの問題を解決します。ヒドロキシエチル メチル セルロース (HEMC) は、石材添加剤システムで広く使用されている非イオン性セルロース エーテルです。 HEMC を混合物に加えると、保水性が向上し、オープンタイムが延長され、モルタルがより滑らかでクリーミーな粘稠度になります。石工は、最初のセットの前にさらに多くのユニットを配置し、焼き戻しを行わずによりきれいな仕上げを行うことができます。

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その効果は測定可能です。セルロースエーテルを含まない標準的な混合物はすぐに水を抜きますが、HEMC または HPMC を含む混合物は、重要な水和期間の間、混合水の大部分を所定の位置に保持できます。以下の折れ線グラフは、セルロース エーテルの投与量が増加するときの典型的な保水反応曲線を示しています。

適切なモルタルと添加剤の組み合わせの選択

モルタル混合物の選択は 2 段階のプロセスです。まずは構造仕様からモルタルの種類を選びます。次に、作業性、オープンタイム、または接着性のためにベースミックスに添加剤が必要かどうかを決定します。 2 つの決定は別個のものですが、添加剤の投与量を基質と天候に合わせて調整する必要があるという事実によって関連しています。

• 構造要件: 耐力壁にはタイプ S または M が必要ですが、タイプ N はほとんどのベニヤおよび外部垂直面に機能します。
• 基材の吸収: 粘土レンガなどの高吸収ユニットはモルタルからより多くの水を引き出すため、保水添加剤の価値が高くなります。
• 塗布方法: ポンプ輸送またはスプレーモルタルでは、混合物がノズルに到達したときに可塑性を維持できるように、安定したオープンタイムが必要です。
• 気候: 暑くて風の強い場所では、水はすぐに蒸発します。セルロースエーテルは、典型的な配合物において保水性を 90% 以上のレベルまで高めることができます。

ヒドロキシプロピル メチル セルロース (HPMC) は、低用量で効果があり、広い pH 範囲にわたって安定しているため、多くの場合、石材モルタルの最初の選択肢となります。また、ミックスの硬化時間がわずかに長くなり、足場上でチェーンを長時間作動させるのに役立ち、ボードに水を加えたいという誘惑が減ります。プレミックス製品を指定する場合は、製造者が既に HPMC または別のセルロース エーテルを添加しているかどうかを確認してください。そうでない場合は、暑い季節に混合物がどのように水を保持するかを尋ねてください。

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一般的な石積みモルタルの場合、 石材モルタル添加剤 サプライヤーは、現地の砂の種類と目標の一貫性に基づいて、適切な添加率を推奨できます。一般的な方法では、次のことを示します。 HPMC はセメントの性能を向上させます セメントの投入量を増やす必要がなく、プロジェクトはより無駄のない、より持続可能な混合物で所定の強度クラスに到達できることを意味します。

石工請負業者のための現場での考慮事項

最適な混合タイプと添加剤パッケージであっても、モルタルが現場で不適切に扱われると失敗します。バッチの割合は正確に測定する必要があり、混合時間は均一なペーストを作成するのに十分な長さである必要があり、水は清潔で飲用に適している必要があります。原則として、すでに硬化し始めたモルタルを再焼き戻ししないでください。代わりに、配置する前に 1 時間以上混合することは避けてください。

下の図は、セルロース エーテルが関節内で非常に役立つメカニズムを示しています。ポリマー鎖はセメント粒子の周囲にネットワークを形成し、水分子を所定の位置に保持します。レンガは水をすぐには吸収できないため、セメントはより長く水分を保持します。

薄い床の石積みや緻密なコンクリートへの接着の場合、再分散性ポリマー粉末 (RDP) が乾燥混合物に追加されることがあります。 RDPは硬化したモルタル内にポリマー膜を形成し、曲げ強度と接着力を向上させます。また、接合部が脆くなりにくくなるため、基礎部分の熱膨張係数が新しい石材とは異なる場合の改修作業に特に役立ちます。

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最後に、混合中はモルタルを冷たく保ち、最初の硬化が始まる前にモルタルを置きます。セルロースエーテルは作業時間を延長しますが、適切な現場規律に代わるものではありません。

石材モルタル混合タイプに関するよくある質問