JP2008120625A - Cement-based material - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cement-based material which can reduce or prevent cracking by reducing a drying shrinkage of a composition made of the cement-based material. <P>SOLUTION: In the cement-based material formed by kneading at least cement, water, aggregate and urea, the urea is blended in the range of 30-73 kg/m<SP>3</SP>in a unit amount. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、セメント系材料に関する。   The present invention relates to a cement-based material.

セメントと水と粗骨材と細骨材とが混練されてなるコンクリートが硬化後に気中に置かれた場合、材齢の増加に伴い、コンクリート中の水分が蒸発し、これによって、コンクリートに乾燥収縮が生じる。この乾燥収縮はコンクリートのひび割れの原因となるため、乾燥収縮を極力小さくすることが好ましい。そこで、一般には、コンクリートの単位水量を一定以下に抑えることで、乾燥収縮が過度に生じないようにしている。例えば、建築構造物のコンクリートの場合には、単位水量を１８５ｋｇ／ｍ^３以下にすることが推奨されており、また、土木構造物のコンクリートで粗骨材の最大寸法が２０ｍｍ或いは２５ｍｍの場合には、単位水量を１７５ｋｇ／ｍ^３以下にすることが推奨されている。 When concrete made by mixing cement, water, coarse aggregate, and fine aggregate is placed in the air after hardening, the moisture in the concrete evaporates as the age of the material increases. Shrinkage occurs. Since this drying shrinkage causes cracks in the concrete, it is preferable to minimize the drying shrinkage. In general, therefore, the shrinkage of the unit water of the concrete is kept below a certain level so that drying shrinkage does not occur excessively. For example, in the case of concrete for building structures, it is recommended that the unit water volume be 185 kg / m ³ or less, and when the maximum size of coarse aggregate is 20 mm or 25 mm for civil engineering concrete. It is recommended that the unit water volume be 175 kg / m ³ or less.

また、従来、コンクリートの混練時に、市販の乾燥収縮低減剤を混入させる技術がある。この乾燥収縮低減剤は、ある種の低級アルコール、アルキレンオキシド付加物を主成分とするものである。この乾燥収縮低減剤を混入させることで、乾燥収縮を一層低減させることができ、コンクリートのひび割れを防止することができる。   Conventionally, there is a technique of mixing a commercially available drying shrinkage reducing agent when concrete is kneaded. This drying shrinkage reducing agent is mainly composed of a certain lower alcohol and alkylene oxide adduct. By mixing this drying shrinkage reducing agent, drying shrinkage can be further reduced, and cracking of concrete can be prevented.

一方、従来より、セメント系材料に尿素を混入させる技術が提案されている。この技術では、ひび割れを低減させるために、カルシウムアルミネート無定形物と無機硫酸塩とからなるセメント急硬材及びポゾランを所定配合でセメント系材料にそれぞれ混入する一方、流動性を向上させることを目的に、セメント系材料に尿素を配合している（例えば、特許文献１参照。）。
特公昭６２−３２１４７号公報 On the other hand, techniques for mixing urea into cementitious materials have been proposed. In this technology, in order to reduce cracks, cement hardener and pozzolana consisting of amorphous calcium aluminate and inorganic sulfate are mixed into the cementitious material with a predetermined composition, while improving fluidity. For the purpose, urea is blended in the cementitious material (for example, see Patent Document 1).
Japanese Patent Publication No.62-32147

しかしながら、上記した乾燥収縮低減剤を混入させる従来の技術では、コンクリートの耐凍害性に問題がある。
また、上記した尿素を混入させる従来の技術では、流動化剤として尿素が配合されているため、混入される尿素は微量であり、ひび割れを低減させる効果が殆どない。 However, the conventional technique in which the above-described drying shrinkage reducing agent is mixed has a problem in the frost resistance of concrete.
Further, in the above-described conventional technique in which urea is mixed, since urea is blended as a fluidizing agent, the amount of mixed urea is very small, and there is almost no effect of reducing cracks.

本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、耐凍害性に問題がある乾燥収縮低減剤やセメント急硬材等を用いることなく、セメント系材料からなる組成物の乾燥収縮を低減させてひび割れを低減或いは防止することができるセメント系材料を提供することを目的としている。   The present invention takes the above-mentioned conventional problems into consideration, and does not use a drying shrinkage reducing agent or a cement hardener that has a problem with frost damage resistance. It aims at providing the cement-type material which can be reduced and can reduce or prevent a crack.

本発明は、少なくともセメントと水と骨材と尿素とが混練されてなり、前記尿素が、単位量で３０〜７３ｋｇ／ｍ^３の範囲内で配合されていることを特徴としている。 The present invention is characterized in that at least cement, water, aggregate and urea are kneaded, and the urea is blended in a unit amount of 30 to 73 kg / m ³ .

このような特徴により、混入された尿素は直ちに液化され、液化された尿素によりセメント系材料はあたかも加水されたような状態となる。したがって、尿素を混入させた場合の単位水量は、液化された尿素の容積の分だけ低減させることになる。
また、尿素の配合量が単位量で３０ｋｇ／ｍ^３以上となっていることで、市販の乾燥収縮低減剤を混入させた場合と比較して、セメント系材料からなる組成物の乾燥収縮歪みが小さくなる。また、尿素の配合量が単位量で７３ｋｇ／ｍ^３以下となっているので、混入された尿素が混練されたセメント系材料中に固体のまま残ることが無く、混入された尿素の全てが液化される。 Due to such characteristics, the mixed urea is immediately liquefied, and the cemented material is in a state of being hydrated by the liquefied urea. Therefore, the amount of unit water when urea is mixed is reduced by the volume of the liquefied urea.
In addition, since the blending amount of urea is 30 kg / m ³ or more in unit amount, the drying shrinkage distortion of the composition made of the cement-based material is reduced as compared with the case where a commercially available drying shrinkage reducing agent is mixed. Get smaller. Moreover, since the blending amount of urea is 73 kg / m ³ or less in unit amount, the mixed urea does not remain solid in the kneaded cement material, and all of the mixed urea is liquefied. Is done.

また、本発明は、前記水と前記尿素との合計が、単位量で１８７ｋｇ／ｍ^３以下であることが好ましい。 In the present invention, the total of the water and the urea is preferably 187 kg / m ³ or less in unit amount.

実際の工事では、単位水量を１７０ｋｇ／ｍ^３以下とすることを要求される場合が多いが、水と尿素との混入量の合計を上記した範囲にすることで所望の単位水量を実現することができる。 In actual construction, the unit water volume is often required to be 170 kg / m ³ or less, but the desired unit water volume can be realized by making the total amount of water and urea mixed in the above range. Can do.

本発明に係るセメント系材料によれば、液化された尿素の容積の分だけ単位水量が低減される。また、水は蒸発するものの、液化した尿素は気化しにくいため、蒸発する液体量が少なくなる。したがって、セメント系材料からなる組成物の乾燥収縮を低減させることができ、セメント系材料からなる組成物のひび割れを低減或いは防止することができる。
また、本発明に係るセメント系材料によれば、尿素が単位量で３０ｋｇ／ｍ^３以上配合されているので、十分なひび割れ低減（防止）効果を期待することができる。さらに、尿素の配合量が単位量で７３ｋｇ／ｍ^３以下となっているので、尿素が無駄になることがなく、経済的である。 According to the cement material according to the present invention, the unit water amount is reduced by the amount of the liquefied urea volume. In addition, although water evaporates, liquefied urea is difficult to vaporize, so the amount of liquid to evaporate decreases. Therefore, drying shrinkage of the composition made of cement-based material can be reduced, and cracking of the composition made of cement-based material can be reduced or prevented.
Moreover, according to the cementitious material which concerns on this invention, since urea is mix | blended 30 kg / m < ³ > or more by unit amount, sufficient crack reduction (prevention) effect can be anticipated. Furthermore, since the blending amount of urea is 73 kg / m ³ or less in unit amount, urea is not wasted and is economical.

以下、本発明に係るセメント系材料の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the cementitious material according to the present invention will be described.

本実施の形態におけるセメント系材料は、セメント（Ｃ）と水（Ｗ）と細骨材（Ｓ）と粗骨材（Ｇ）と尿素（Ｎ）とが混練されてなるコンクリート材料である。また、このコンクリート材料には、必要に応じてＡＥ剤等の混和減水剤が添加されている。   The cement-based material in the present embodiment is a concrete material in which cement (C), water (W), fine aggregate (S), coarse aggregate (G), and urea (N) are kneaded. In addition, a water reducing agent such as an AE agent is added to the concrete material as necessary.

上記したセメントとしては、公知の水硬性セメントを使用することができる。例えば、セメントは如何なる種類のものでもよく、例えば、ポルトランドセメント（普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等）のほかに、ポルトランドセメントに混合材を混合させた混合セメント（高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント）や特殊セメント（アルミナセメント、コロイドセメント、急結性セメント等）を使用することもできる。   As the above-mentioned cement, a known hydraulic cement can be used. For example, the cement may be of any type, for example, Portland cement (ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, etc.) and mixed cement (Blast furnace cement, silica cement, fly ash) in which a mixture is mixed with Portland cement. Cement) and special cements (alumina cement, colloid cement, quick setting cement, etc.) can also be used.

また、上記した細骨材及び粗骨材としては、公知の骨材を使用することができる。例えば、細骨材としては、山砂、海砂や砕砂等を使用することができ、また、粗骨材としては、山砂利、海砂利や砕石等を使用することができ、さらに、細骨材や粗骨材として、人工骨材を使用することもできる。   Moreover, a well-known aggregate can be used as the above-mentioned fine aggregate and coarse aggregate. For example, mountain sand, sea sand, crushed sand, etc. can be used as the fine aggregate, and mountain gravel, sea gravel, crushed stone, etc. can be used as the coarse aggregate. Artificial aggregates can also be used as materials and coarse aggregates.

尿素は、化学式（ＮＨ_２）_２ＣＯの窒素化合物であり、公知のものを使用することができる。例えば、尿素として、常温の気中で無色無臭の顆粒状の物質であって水に容易に溶解するものを使用することができる。混入される尿素の単位量は、尿素の最大溶解質量以下にすることが好ましい。尿素の最大溶解質量は、下記のようにして算出される。 Urea is a nitrogen compound having the chemical formula (NH ₂ ) ₂ CO, and known compounds can be used. For example, urea can be used that is a colorless and odorless granular substance that is easily dissolved in water at room temperature. It is preferable that the unit amount of urea mixed is not more than the maximum dissolved mass of urea. The maximum dissolved mass of urea is calculated as follows.

尿素の溶解度は材料温度が２０℃の場合、５２％であり、材料温度が３０℃の場合、５７％である。また、尿素が液化するとその質量は約０．７７倍になる。したがって、液体（水及び液化した尿素）の容積を１６５及び１８５（ｋｇ／ｍ^３）とした場合、尿素の最大溶解質量Ｎｍａｘとすると、材料温度３０℃で次の２式が成立する。 The solubility of urea is 52% when the material temperature is 20 ° C. and 57% when the material temperature is 30 ° C. Moreover, when urea liquefies, the mass will be about 0.77 times. Therefore, when the volume of the liquid (water and liquefied urea) is 165 and 185 (kg / m ³ ), assuming that the maximum dissolved mass Nmax of urea is satisfied, the following two equations are established at a material temperature of 30 ° C.

上記した式から尿素の最大溶解質量Ｎｍａｘは単位水量１８５（ｋｇ／ｍ^３）、材料温度３０℃の場合で約７３（ｋｇ／ｍ^３）となる。なお、単位水量は、建築基準等により最大でも１８５（ｋｇ／ｍ^３）以下にすることが要求されている。また、材料温度は、通常３０℃以上になることは少ない。したがって、混入される尿素が単位量で７３（ｋｇ／ｍ^３）以下の範囲であることが好ましい。 From the above formula, the maximum dissolved mass Nmax of urea is about 73 (kg / m ³ ) when the unit water amount is 185 (kg / m ³ ) and the material temperature is 30 ° C. The unit water volume is required to be 185 (kg / m ³ ) or less at the maximum according to building standards and the like. In addition, the material temperature is usually less than 30 ° C. Therefore, it is preferable that the amount of urea mixed is in the range of 73 (kg / m ³ ) or less in unit amount.

さらに、尿素が単位量で３０（ｋｇ／ｍ^３）以上混入されていることが好ましい。これは、後述するように、尿素の配合量が少なすぎると、乾燥収縮歪みの低減効果が少ないためであり、尿素が単位量で３０（ｋｇ／ｍ^３）以上混入されていることで、市販の乾燥収縮低減剤を混入させた場合に比べて乾燥収縮歪みを小さくすることができるためである。 Furthermore, it is preferable that urea is mixed in 30 (kg / m ³ ) or more in unit amount. This is because, as will be described later, if the amount of urea is too small, the effect of reducing the drying shrinkage distortion is small, and urea is mixed in at 30 (kg / m ³ ) or more in a unit amount. This is because the drying shrinkage distortion can be reduced as compared with the case where the dry shrinkage reducing agent is mixed.

次に、上記したコンクリート材料の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the above concrete material will be described.

上記したコンクリート材料は、公知のコンクリート材料と同様にして製造することができる。例えば、生コンプラントにおいて、セメントと水と骨材とをミキサーによって混練する際に、混練されている材料内に尿素を混入させる。尿素は、混和材を投入させるための投入口からミキサー内に投入することができる。尿素は、混練されている材料内に投入された後直ちに液化するので、練り混ぜ時間は通常のコンクリート材料の場合とほとんど同じでよい。また、尿素を混入させることで、空気量が１〜２％程度増加する場合があるが、このような場合、ＡＥ剤の使用量を減少させることで所定の空気量になるように調整する。   The above-described concrete material can be produced in the same manner as a known concrete material. For example, when raw cement is used to knead cement, water, and aggregate with a mixer, urea is mixed into the kneaded material. Urea can be introduced into the mixer through the inlet for introducing the admixture. Since urea is liquefied immediately after being put into the kneaded material, the kneading time may be almost the same as that of a normal concrete material. In addition, the amount of air may be increased by about 1 to 2% by mixing urea. In such a case, the amount of air used is adjusted to be a predetermined amount by decreasing the amount of AE agent used.

図１は本実施の形態におけるコンクリート材料（セメント系材料）の配合の一例を示した配合表である。なお、図１に示すＷは水、Ｃはセメント（普通ポルトランドセメント）、Ｎは尿素、Ｓは細骨材（砕砂）、Ｇは粗骨材（砕石）である。   FIG. 1 is a blending table showing an example of blending of a concrete material (cement-based material) in the present embodiment. 1, W is water, C is cement (ordinary Portland cement), N is urea, S is fine aggregate (crushed sand), and G is coarse aggregate (crushed stone).

図１に示す配合例は、単位水量が１６５（ｋｇ／ｍ^３）でスランプが１２±２（ｃｍ）で空気量が４．５±１．０（％）の基本配合（Ｎ）に対応する配合例であり、尿素を単位量で２５（ｋｇ／ｍ^３）混入させた配合（Ｎ２５）と、５０（ｋｇ／ｍ^３）混入させた配合（Ｎ５０）と、７５（ｋｇ／ｍ^３）混入させた配合（Ｎ７５）と、１００（ｋｇ／ｍ^３）混入させた配合（Ｎ１００）とがある。ここでいう基本配合とは、乾燥収縮低減剤や尿素を混入させない従来の配合のことをいう。 The formulation example shown in FIG. 1 corresponds to a basic formulation (N) in which the unit water amount is 165 (kg / m ³ ), the slump is 12 ± 2 (cm), and the air amount is 4.5 ± 1.0 (%). It is a blending example, blending (N25) mixed with 25 (kg / m ³ ) of urea in a unit amount, blending (N50) mixed with 50 (kg / m ³ ), and 75 (kg / m ³ ) mixed There is a blend (N75) mixed and 100 (kg / m ³ ) mixed (N100). Here, the basic blend refers to a conventional blend in which a drying shrinkage reducing agent and urea are not mixed.

上記した尿素を混入させた各配合では、尿素の混入によってスランプが大きくなるので、それぞれの配合（Ｎ２５〜Ｎ１００）において所定のスランプが得られるように単位水量（Ｗ）を減少させている。具体的には、それぞれの配合（Ｎ２５〜Ｎ１００）において、各々の尿素の質量（単位量）の０．７７倍に相当する分だけ単位水量が低減されている。なお、上記した各配合（Ｎ２５〜Ｎ１００）には、ＡＥ減水剤が所定量（Ｃ×０．２５％）だけ混入されており、また、空気量が所定範囲内（４．５±１．０％）になるようにＡＥ剤が混入されている。   In each formulation in which urea is mixed, the slump becomes large due to the mixing of urea, so the unit water amount (W) is reduced so that a predetermined slump is obtained in each formulation (N25 to N100). Specifically, in each formulation (N25 to N100), the unit water amount is reduced by an amount corresponding to 0.77 times the mass (unit amount) of each urea. In each of the above blends (N25 to N100), a predetermined amount (C × 0.25%) of the AE water reducing agent is mixed, and the air amount is within a predetermined range (4.5 ± 1.0). %)) Is mixed with the AE agent.

図２は上記した配合（Ｎ２５〜Ｎ１００）のコンクリート材料からなる組成物（コンクリート）の乾燥収縮試験の試験結果を示すグラフである。図２のグラフの横軸は材齢を示しており、図２のグラフの縦軸は乾燥収縮歪みを示している。   FIG. 2 is a graph showing a test result of a dry shrinkage test of a composition (concrete) made of a concrete material having the above-described composition (N25 to N100). The horizontal axis of the graph in FIG. 2 indicates the age, and the vertical axis of the graph in FIG. 2 indicates the drying shrinkage strain.

図２に示すように、上記した配合（Ｎ２５〜Ｎ１００）のコンクリート材料からなるコンクリートの乾燥収縮歪みは、材齢にかかわらず、基本配合（Ｎ）よりも低減されている。また、コンクリートの乾燥収縮歪みは、材齢にかかわらず、尿素の単位量を５０（ｋｇ／ｍ^３）、７５（ｋｇ／ｍ^３）と増加させるにつれて減少しているが、尿素の単位量が７５（ｋｇ／ｍ^３）、１００（ｋｇ／ｍ^３）と増加させてもほぼ同一である。これは、最大溶解質量Ｎｍａｘ以上の単位量で尿素が混入されても、その最大溶解質量Ｎｍａｘを超えた分の尿素がコンクリート材料中に固体として残るためである。 As shown in FIG. 2, the drying shrinkage strain of the concrete made of the concrete material having the above-described composition (N25 to N100) is reduced from that of the basic composition (N) regardless of the age. Moreover, the drying shrinkage strain of concrete decreases as the unit amount of urea is increased to 50 (kg / m ³ ) and 75 (kg / m ³ ) regardless of the age, but the unit amount of urea decreases. Even if it is increased to 75 (kg / m ³ ) or 100 (kg / m ³ ), it is almost the same. This is because even if urea is mixed in a unit amount equal to or greater than the maximum dissolution mass Nmax, urea exceeding the maximum dissolution mass Nmax remains as a solid in the concrete material.

なお、コンクリート材料に尿素が混入されると、材齢の進行に伴ってコンクリートの表面に白い析出物が発生する。この析出物の発生量は、尿素の単位量の増加に伴って増加する。この析出物は、乾燥収縮の進行に伴って、コンクリート表面から水分が蒸発するとともに液化した尿素がコンクリート表面で結晶化されたものである。   In addition, when urea is mixed in the concrete material, white precipitates are generated on the surface of the concrete as the age of the material progresses. The amount of the precipitate generated increases as the unit amount of urea increases. As the drying shrinkage progresses, the precipitates are obtained by evaporating moisture from the concrete surface and crystallizing liquefied urea on the concrete surface.

図３は本実施の形態におけるコンクリート材料（セメント系材料）の配合の他の例を示した配合表である。なお、図３に示すＷは水、Ｃはセメント（普通ポルトランドセメント）、Ｎは尿素、Ｓ１，Ｓ２は細骨材（山砂，砕砂）、Ｇは粗骨材（砕石）である。   FIG. 3 is a blending table showing another example of blending of the concrete material (cement-based material) in the present embodiment. 3, W is water, C is cement (ordinary Portland cement), N is urea, S1 and S2 are fine aggregates (mountain sand, crushed sand), and G is coarse aggregate (crushed stone).

図３に示す配合例は、尿素を単位量で１５（ｋｇ／ｍ^３）混入させた配合（Ｎ１５）と、３０（ｋｇ／ｍ^３）混入させた配合（Ｎ３０）と、４５（ｋｇ／ｍ^３）混入させた配合（Ｎ４５）と、６０（ｋｇ／ｍ^３）混入させた配合（Ｎ６０）とがある。各配合（Ｎ１５〜Ｎ６０）では、各々の尿素の単位量の０．７７倍に相当する量だけ単位水量を低減されている。このように、尿素の単位量に応じて単位水量を低減させることで、上記した各配合（Ｎ１５〜Ｎ６０）のスランプは略同一になる。なお、図３に示す基本配合とは、尿素や乾燥収縮低減剤を混入させない従来の配合のことであり、ＳＲＡ配合とは、市販の乾燥収縮低減剤を適量（３ｋｇ／ｍ^３）添加した場合の配合のことである。また、上記した各配合（Ｎ１５〜Ｎ６０）には、ＡＥ減水剤が所定量（Ｃ×０．２５％）だけ混入されており、また、空気量が所定範囲内（４．５±１．０％）になるようにＡＥ剤が混入されている。 The blending example shown in FIG. 3 includes blending (N15) mixed with 15 (kg / m ³ ) of urea in a unit amount, blending (N30) mixed with 30 (kg / m ³ ), and 45 (kg / m ³ ). ³ ) There are a blended mixture (N45) and a blended mixture (N60) of 60 (kg / m ³ ). In each formulation (N15 to N60), the unit water amount is reduced by an amount corresponding to 0.77 times the unit amount of each urea. Thus, the slump of each above-mentioned combination (N15-N60) becomes substantially the same by reducing the unit water quantity according to the unit quantity of urea. The basic formulation shown in FIG. 3 is a conventional formulation in which urea and a drying shrinkage reducing agent are not mixed, and the SRA formulation is a case where an appropriate amount (3 kg / m ³ ) of a commercially available drying shrinkage reducing agent is added. It is a combination of. Each of the above blends (N15 to N60) is mixed with a predetermined amount (C × 0.25%) of the AE water reducing agent, and the air amount is within a predetermined range (4.5 ± 1.0). %)) Is mixed with the AE agent.

図４は上記した配合（Ｎ１５〜Ｎ６０）のコンクリート材料からなるコンクリートの乾燥収縮試験の試験結果を示すグラフである。図４のグラフの横軸は材齢を示しており、図４のグラフの縦軸は乾燥収縮歪みを示している。   FIG. 4 is a graph showing a test result of a drying shrinkage test of concrete made of the concrete material having the above-described composition (N15 to N60). The horizontal axis of the graph in FIG. 4 indicates the age, and the vertical axis of the graph in FIG. 4 indicates the drying shrinkage strain.

図４に示すように、上記した配合（Ｎ１５〜Ｎ６０）のコンクリート材料からなるコンクリートの乾燥収縮歪みは、材齢にかかわらず、基本配合（Ｎ）よりも低減されている。また、コンクリートの乾燥収縮歪みは、材齢にかかわらず、尿素の単位量を１５（ｋｇ／ｍ^３）、３０（ｋｇ／ｍ^３）、４５（ｋｇ／ｍ^３）、６０（ｋｇ／ｍ^３）と増加させるにつれて減少している。また、尿素の単位量を１５（ｋｇ／ｍ^３）とした配合（Ｎ１５）の場合は、市販の乾燥収縮低減剤を添加した配合（ＳＲＡ）の場合よりもコンクリートの乾燥収縮歪みが大きいが、尿素の単位量を３０（ｋｇ／ｍ^３）とした配合（Ｎ３０）の場合は、市販の乾燥収縮低減剤を添加した配合（ＳＲＡ）の場合よりもコンクリートの乾燥収縮歪みが小さくなる。 As shown in FIG. 4, the drying shrinkage strain of the concrete made of the concrete material with the above-described composition (N15 to N60) is reduced from that of the basic composition (N) regardless of the age. In addition, the drying shrinkage strain of concrete is 15 (kg / m ³ ), 30 (kg / m ³ ), 45 (kg / m ³ ), 60 (kg / m ³ ), regardless of the age. ) And decreases as it increases. In addition, in the case of the blend (N15) in which the unit amount of urea is 15 (kg / m ³ ), the drying shrinkage strain of the concrete is larger than in the case of the blend (SRA) to which a commercially available dry shrinkage reducing agent is added. In the case of blending (N30) in which the unit amount of urea is 30 (kg / m ³ ), the drying shrinkage strain of the concrete is smaller than in the case of blending (SRA) to which a commercially available drying shrinkage reducing agent is added.

図５は図２及び図４に示した試験の材齢１８２日における乾燥収縮歪みを示すグラフである。図５の横軸は混入される尿素の単位量を示しており、縦軸は乾燥収縮歪みを示している。
図５に示すように、尿素の単位量が最大溶解質量（７３ｋｇ／ｍ^３）に達するまでは、乾燥収縮歪みが低減していることが分かる。 FIG. 5 is a graph showing drying shrinkage strain at the age of 182 days in the test shown in FIGS. The horizontal axis in FIG. 5 indicates the unit amount of urea mixed, and the vertical axis indicates the drying shrinkage strain.
As shown in FIG. 5, it can be seen that the drying shrinkage strain is reduced until the unit amount of urea reaches the maximum dissolved mass (73 kg / m ³ ).

上記した構成からなるコンクリート材料によれば、尿素が混入された構成からなることにより、混入された尿素が直ちに液化され、液化された尿素によってコンクリート材料があたかも加水されたような状態となる。したがって、尿素を混入させた場合の単位水量は、液化された尿素の容積の分だけ低減させることになる。ところで、液化した尿素は水と比較して蒸発する量が少ない。したがって、液化された尿素の容積の分だけ単位水量が低減されることで、コンクリート材料からなる組成物の乾燥収縮を低減させることができ、コンクリート材料が硬化されてなるコンクリートのひび割れを低減又は防止することができる。   According to the concrete material having the above-described configuration, since the urea is mixed, the mixed urea is immediately liquefied, and the concrete material is in a state of being hydrated by the liquefied urea. Therefore, the amount of unit water when urea is mixed is reduced by the volume of the liquefied urea. By the way, liquefied urea is less evaporated than water. Accordingly, the unit water amount is reduced by the volume of the liquefied urea, so that the drying shrinkage of the composition made of the concrete material can be reduced, and the crack of the concrete made by hardening the concrete material can be reduced or prevented. can do.

また、混入される尿素の単位量を尿素の最大溶解質量以上にしたとしても、乾燥収縮歪みの大きさは、尿素の最大溶解質量に相当する単位量で尿素を混入させた場合と若干小さくなるか略同一であり、乾燥収縮低減の効果は変わらない。したがって、混入される尿素の単位量を尿素の最大溶解質量以下にすることで、混入された尿素が混練されたコンクリート材料中に残ることなく、コンクリート材料中に全てが液化され、尿素が無駄に混入されることがない。これによって、コンクリート材料からなる組成物（コンクリート）の乾燥収縮を経済的に低減させることができる。具体的には、要求される単位水量は最大でも１８５（ｋｇ／ｍ^３）と考えられることから、混入される尿素の単位量を７３（ｋｇ／ｍ^３）以下にすることで、コンクリートの乾燥収縮を経済的且つ効果的に低減させることができる。 In addition, even if the unit amount of urea mixed is greater than or equal to the maximum dissolved mass of urea, the magnitude of drying shrinkage strain is slightly smaller than when urea is mixed in a unit amount corresponding to the maximum dissolved mass of urea. Or substantially the same, and the effect of reducing drying shrinkage does not change. Therefore, by making the unit amount of the mixed urea not more than the maximum dissolved mass of urea, the mixed urea does not remain in the kneaded concrete material, but all is liquefied in the concrete material, and the urea is wasted. It will not be mixed. Thereby, the drying shrinkage of the composition (concrete) made of the concrete material can be economically reduced. Specifically, since the required unit water amount is considered to be 185 (kg / m ³ ) at the maximum, it is possible to dry concrete by setting the unit amount of mixed urea to 73 (kg / m ³ ) or less. Shrinkage can be reduced economically and effectively.

また、混入される尿素の単位量を３０（ｋｇ／ｍ^３）以上にすることで、図４に示すように、市販の乾燥収縮低減剤を混入させた場合と比較して、コンクリート材料からなる組成物（コンクリート）の乾燥収縮歪みが小さくなり、これによって、コンクリートのひび割れを従来よりも一層防止することができる。したがって、混入される尿素の単位量を３０（ｋｇ／ｍ^３）以上にすることが好ましい。 Further, by making the unit amount of the mixed urea 30 (kg / m ³ ) or more, as shown in FIG. 4, it is made of a concrete material as compared with the case where a commercially available drying shrinkage reducing agent is mixed. The drying shrinkage distortion of the composition (concrete) is reduced, and thereby cracking of the concrete can be further prevented. Therefore, it is preferable that the unit amount of urea mixed is 30 (kg / m ³ ) or more.

さらに、土木構造物のコンクリートよりも単位水量が多いとされる建築構造物のコンクリートでも、単位水量は１７０（ｋｇ／ｍ^３）程度が望ましいとされている。このことは、例えば、日本建築学会発行「コンクリートの調合設計指針・同解説」の４５−４６頁の記載からも明らかである。すなわち、上記文献には、「・・・乾燥収縮率が８×１０^−４より小さければ、鉄筋コンクリート構造物のひび割れは発生しにくくなり、６×１０^−４より小さければひび割れ発生の危険はより小さいと考えてよい。」という記載、及び「解説図２．５．７は、・・・この図から明らかなように、単位水量１８５ｋｇ／ｍ^３にすればコンクリートの乾燥収縮率は８×１０^−４に抑えることができると推測される。」という記載があるため、同様に、単位水量１７０ｋｇ／ｍ^３にすれば、コンクリートの乾燥収縮率を６×１０^−４に抑えることができると推測される。
したがって、尿素混入量を最大７３（ｋｇ／ｍ^３）とした場合、尿素混入量の７７％（７３×０．７７≒５６ｋｇ／ｍ^３）の水が加水されると考えられることから、水と尿素との合計単位量（１７０−５６＋７３＝１８７）は１８７（ｋｇ／ｍ^３）以下にすることが好ましい。これによって、乾燥収縮率が６×１０^−４以下に抑えられ、ひび割れの危険性をより小さくすることができる。 Further, it is considered that the unit water amount is preferably about 170 (kg / m ³ ) even in the concrete of the building structure that is said to have a larger unit water amount than the concrete of the civil engineering structure. This is also apparent from, for example, the description on pages 45-46 of “Concrete Design Guidelines / Comments” published by the Architectural Institute of Japan. That is, the above document states that “... the drying shrinkage rate is less than 8 × 10 ⁻⁴ , cracks in the reinforced concrete structure are less likely to occur, and if it is less than 6 × 10 ⁻⁴ , the risk of cracking is smaller. . which may be considered as described that ", and" Remarks Figure 2.5.7 is ... as is apparent from the figure, the unit water amount 185 kg / ^m drying shrinkage of concrete if the ³ 8 × 10 ^- since there is described that is the. "presumably can be suppressed to ^4, similarly, when the unit water 170 kg / m ^3, is estimated to the drying shrinkage of the concrete can be suppressed to 6 × 10 ^-4 The
Therefore, when the urea mixing amount is 73 (kg / m ³ ) at the maximum, 77% of the urea mixing amount (73 × 0.77≈56 kg / m ³ ) is considered to be added to the water. The total unit amount with urea (170−56 + 73 = 187) is preferably 187 (kg / m ³ ) or less. As a result, the drying shrinkage rate is suppressed to 6 × 10 ⁻⁴ or less, and the risk of cracking can be further reduced.

また、コンクリート材料に尿素を混入することにより、コンクリートの凝結時間が多少遅延する。例えば、尿素を単位量で３０（ｋｇ／ｍ^３）混入すると、コンクリートの凝結の始発時間、終結時間がともに３時間程度遅延する。また、コンクリート材料に尿素を混入することにより、練り上がり温度が多少（２〜３℃程度）低下する。上記した凝結時間の遅延及び練り上がり温度の低下は、マスコンクリートにとって水和熱に起因する温度応力を低減させるものであって好ましい。また、コンクリート材料に尿素を混入させても、組成されるコンクリートの各種耐久性能は低下しない。 Moreover, the mixing time of concrete is somewhat delayed by mixing urea into the concrete material. For example, when 30 (kg / m ³ ) of urea is mixed in a unit amount, both the initial setting time and the final setting time of concrete are delayed by about 3 hours. Moreover, kneading temperature falls somewhat (about 2-3 degreeC) by mixing urea into concrete material. The delay of the setting time and the reduction of the kneading temperature described above are preferable for mass concrete because they reduce the temperature stress caused by the heat of hydration. Moreover, even if urea is mixed into the concrete material, various durability performances of the concrete to be composed do not deteriorate.

以上、本発明に係るセメント系材料の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、セメント系材料としてコンクリート材料について説明したが、本発明に係るセメント系材料は、コンクリート材料以外のセメント系材料であってもよく、例えば、セメントと水と細骨材と尿素とからなるモルタル材料であってもよく、その他、セメントと水と尿素とからなるグラウト材料であってもよい。   As mentioned above, although embodiment of the cementitious material which concerns on this invention was described, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably. For example, in the above-described embodiment, the concrete material has been described as the cement material. However, the cement material according to the present invention may be a cement material other than the concrete material, for example, cement, water, and fine bone. It may be a mortar material composed of wood and urea, or may be a grout material composed of cement, water and urea.

その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。   In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with known components without departing from the gist of the present invention.

本発明に係るセメント系材料の実施の形態を説明するための配合例を示した表である。It is the table | surface which showed the example of a mixing for demonstrating embodiment of the cementitious material which concerns on this invention. 図１に示す配合例における乾燥収縮歪みの大きさを表したグラフである。It is the graph showing the magnitude | size of the drying shrinkage | contraction distortion in the compounding example shown in FIG. 本発明に係るセメント系材料の実施の形態を説明するための他の配合例を示した表である。It is the table | surface which showed the other compounding example for demonstrating embodiment of the cementitious material which concerns on this invention. 図３に示す配合例における乾燥収縮歪みの大きさを表したグラフである。It is a graph showing the magnitude | size of the drying shrinkage | contraction distortion in the compounding example shown in FIG. 図２及び図４に示す配合例における乾燥材齢半年の乾燥収縮歪みを表したグラフである。It is the graph showing the drying shrinkage distortion of the dry material age half year in the combination example shown in FIG.2 and FIG.4.

符号の説明Explanation of symbols

Ｃ セメント
Ｎ 尿素
Ｗ 水 C Cement N Urea W Water

Claims (2)

少なくともセメントと水と骨材と尿素とが混練されてなり、
前記尿素が、単位量で３０〜７３ｋｇ／ｍ^３の範囲内で配合されていることを特徴とするセメント系材料。 At least cement, water, aggregate and urea are kneaded,
A cement-based material, wherein the urea is blended in a unit amount within a range of ³⁰ to 73 kg / m ³ . 請求項１記載のセメント系材料において、
前記水と前記尿素との合計が、単位量で１８７ｋｇ／ｍ^３以下であることを特徴とするセメント系材料。 The cementitious material according to claim 1,
The cement material characterized in that the total of the water and the urea is 187 kg / m ³ or less in unit amount.

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