JPS60234808A - 高強度コンクリ−ト桁の製造方法 - Google Patents

高強度コンクリ−ト桁の製造方法

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JPS60234808A
JPS60234808A JP9150484A JP9150484A JPS60234808A JP S60234808 A JPS60234808 A JP S60234808A JP 9150484 A JP9150484 A JP 9150484A JP 9150484 A JP9150484 A JP 9150484A JP S60234808 A JPS60234808 A JP S60234808A
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JP
Japan
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concrete
strength
stress
prestress
girder
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JP9150484A
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徹 藤井
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Maeta Concrete Industry Ltd
Original Assignee
Maeta Concrete Industry Ltd
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Publication date
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  • Bridges Or Land Bridges (AREA)
  • Manufacturing Of Tubular Articles Or Embedded Moulded Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高グレストレスを導入した高強度コンクリート
桁の製造方法に関するものでめる。
〔従来の技術〕
橋桁等に多用されているプレキャスト(PC;)コンク
リート桁は、設計理論上曲げ強度を著しく増大でき、橋
桁を低(できるメリットをもっが、その製造方法は従来
、通常のコンクリート配合を混練し、PC鋼を配設した
型枠中に投入。
成形するとともに、PO4に140〜160kg/cm
” r)プレストレスを与え、その後養生していた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記配合及び製造方法では、養生として蒸気養生を行っ
ても、そのコンクリート強度なJIS(日本工業規格)
に定めた500kg/c+w”以上とすることは困難で
めった。
もつとも最近は比較的小型のコンクリートパイル等では
、いわゆるオートクレーブ養生により、SOO〜900
kg/CM?程度のコンクリート強度を有するものが製
作され、「PHCパイル」としてJIS化されて市販さ
れており、また、特殊な混和剤の使用により、同様な高
強度パイルを得る試みもなされているか、コンクリート
橋桁の如き大型の製品では、オートクレーブ養生を行う
には大型の設備を要し、また市販の特殊混和剤は高価な
上、取扱いが難しいなどの理由から、1000kg/c
1+I?以上のコンクリート強度をもつPC橋桁を実用
的な製造方法で得ることはできなかった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は製造技術上の上記問題点を解決し、設計理論土
酸も有利な仕様の高強度コンクリート桁を得ることがで
きる製造方法を提供せんとするもので、その要旨とする
ところは、普通セメント、砂、粗骨材を適量混合したP
C桁用コンクリート配曾中に、セメントの外側り10〜
30%のシリカヒユームと、同3〜10%の分敵剤を添
加してミキサーで3〜5分混練し、これをPC鋼材を断
面に適当数配置した型枠内に打設。
成形し、脱型後蒸気養生を行うとともに、200kg/
cm”以上のプレストレスを導入することを要旨とする
上記PC桁用コンクリート配合の一例は表1のとおりで
るる。
表 1 上記シリカヒユームは、フェロシリコン、メタルシリコ
ン等の生産過程で副産物として生れる粒径α1ミクロン
程度の超微粒子で、「シリカヒユーム」、「シリカダス
ト」又は「シリカフラワーJ等と呼ばれており、市販販
されているものの化学組成の一例は表2のとおりでるる
flA名 MICROPOZ (vイクoポズつ 表 
2本発明で は上記シリカヒユームをセメントの10〜30%(外側
)、前記コンクリート配合に添加するが、10%未満で
はコンクリート強度の増加が充分でなく、また30%を
超過して添加したときは殊に蒸気養生を施す場曾、かえ
って強度が低下するので、経済性を考慮すると20〜3
0%が最良でるる。
分散剤は例えばアルキルアリルスルホン酸系の分散性に
優れた高性能減水剤がよ(、市販のものでは、部品名「
マイティ150」等かめる。
本発明においてはセメントの3〜10%(鳩入好ましく
は4〜8%(同)を水に溶解して前記コンクリート配合
に添加して用いる。
ミキシング(混線)は粗骨材、砂、前記シリカヒユーム
、セメントの順でミキサーに供給し、前記「マイティ1
50」を水に溶解したものを最後に加えて3〜5分混練
する。
コンクリートの打設、成形は、通常の振動締固め方式を
用い、脱型も通常と同様でよい。
蒸気養生は昇温速度20℃/時、最高温度80℃程度と
し、これを約6時間保持し、その後自然冷却する。
上記最高温度は65℃程度でもよいが、保持時間が12
時間程度と2倍必要となり、冷却時間な考慮すると実用
上好ましくない。
以上の如き本発明方法によれば、JISの約2〜3倍の
コンクリート強度、1000kg/c111t〜150
0にシーか特別の設備を設けずとも容易に得ることがで
きる。
次に高グレストレスの導入について述べる。
プレストレスの導入法としてはプレテンション方式やボ
ストテンション方式が通常採用されているが、本発明に
おいてはどちらによっテモよい。
本発明方法においては、前述のコンクリート自体の性能
同上に伴い飛躍的に高グレストレスの導入が可能となり
、曲げ性能に優れた桁を製造することができ、またセメ
ント粒子間にシリカヒユーム粒子が入り込んで結合する
ことにより高密夫な構造となるので、弾性係数か30〜
60%大となり、弾性変形による応力ロスが減少するた
め、高グレストレス導入に更に有利となる。 これにつ
いて詳述すると、 まず、プレストレスコンクリート桁(10桁)の曲げ性
能を抵抗曲げモーメント即ち、6ひびわれ曲げモーメン
ト“で表わすと、 Mc−(crce+σbt)・Ze トなる0ここに、
MC;材部材の下縁のひyわれで決まる抵抗曲げモーメ
ント σce;W効グレスドグレストレス;コンクリートの曲
げ引張強度、Ze ; PC鋼材もコンクリートに換算
した断面係数 上式から抵抗曲げモーメントは、有効プレストレス、曲
げ引張強度及び断面係数で決定される。
このうちコンクリートの曲は引張強度はめまり変化がな
(、断面係数はPC鋼材が2倍となっても僅かしか増加
しないので、結局有効プレストレスが最も大きい要素と
なる。そこで有効プレストレスにつき更に詳細に検討す
ると、(1)PC鋼材の初期緊張総荷重PIは次のよう
に表わされる。
Pl−σp:・Ap ここに、σpi;PC鋼材許容応力度、Ap;PC鋼材
断面積 また、 (2) プレストレス導入直後のPC鋼材の引張応力度
σptは次のように表わされる ここにRo;ストレス導入時までの応力ロス(蒸気養生
によるレラクセ ーションなど) nl;ストレス導入時の弾性係数比 AC;コンクリート所面積 (3このとき、コンクリート断面に導入される初期プレ
ストレスσctは、 (4) コンクリートのクリープ及び乾燥収縮によるP
C鋼材の応力ロスΔσpψは ここにn;コンクリート弾性係数、 ψ;コンクリートのクリープ係数、 εS;コンクリートの乾燥状縮度、 Es ; PC鋼材の弾性係数 (5また、プレストレスを与えた後のPC鋼材のレラク
セーションによる応力ロスΔσprは Δσprツ(R−Ro) σρt ここにR; PC鋼材のレラクセーションによる応力ロ
ス (6) PC鋼材の有効引張応力度σpeは、σpeI
Iwσpt−(Δδptp+Δapr>(7) PC鋼
材の有効緊張力peは、ρe−σpe−Ap 従って、 ここにm ; PC鋼材本数。
上記の式におけるストレス導入までの応力ロスROは蒸
気養生によるPC鋼材の応力ロスでめるが、もしもオー
トクレーブ養生を行うとすると、このRoの値は30〜
40%となり、非常に不利になる。
これが本発明方法においてオートクレーブ養生を行わな
い理由の一つでるる。
またの式におけるコンクリートの弾性係数n′は、通常
のPC桁では材令2日で25〜&0×10” kVcI
IP(圧縮強[350〜400kg/c+w’ ) l
ii y テるるか、本発明による場合はこれt’ 4
0 X 10”kgβとすることができ、ここでのロス
をかなり防ぐことが可能となる。
上記(3) 式において、コンクリート断面に導入され
る初期プレストレスσctは、例えば土木学会プレスト
レスコンクリート標方書によれば、圧縮強度(ストレス
導入時) 400kg/cI++”に対し145にβ、
同sookgA+’ K対し i7okg/cd テh
 ’) 、nl大でも圧縮強度の1/1.7以下とされ
ているから、これを本発明のPC桁強度目標1.000
〜1.500 kg/C−に適用すれば、理論的にはσ
ctは588〜882kg/cxl 、圧縮強度600
 kg/cdの場合でも283〜42skvゴとなるか
ら、有効プレストレスは非常に大きな値となってPC桁
の曲げ性能に寄与する度合は一段と高まる。しかしPC
桁の断面形状に対するPC鋼材の直径1本数による、制
限もるり、又、無制限に高強度コンクリ−訃を得ること
は設備的にも不経済である。
そこで本発明においてはコンクリート強度ヲ1.000
〜1.500kgN程度としたのでるる。
〔実施例〕
第1図、第2図に示すPC橋桁を得るため、表3に示す
配合材料を、粗骨材、砂、シリカヒユーム、セメントの
順にミキサー中に投入し、ここで1分間空疎すした後、
これにマイティ150を水に加えて30秒間攪拌溶解し
たものを加え、4分間混練を行い、これを第1図、第2
図のようにPC鋼材(細径のもの)1を2本と、同(大
径のもの)2を9本、各々上下に配置するようスターラ
ッグ3でまとめたものを配設した厘枠内に役人打設し、
振動締固めを行う。
脱盤を通常通り行ったのち、シートをかげて昇温速度2
0℃/時、最高温に80℃で6時間保持した後自然放冷
を行った。
プレストレスの導入は養生後に行ったが、曲げモーメン
ト計算から細径のPCC鋼材 asoohgt/本太径
のPC鋼材九&800kgf/本の引張力を加えること
により、 表3 kg/cxl 有効プレストレスはコンクリート桁の上縁で45kv−
2、下縁テ270kg/cd (!: fx、 6 C
トカ予1111 サれた。(ひびわれ荷X 9.500
kgf 、破壊荷重17.60okgf ) 試験は第3図に示すように、PC桁を支間&000で両
端支持し、中央に支間100の荷重合を置いてこの中央
に荷重pをかけた。
その結果、ひびわれ荷重、破壊荷重は表4の如くでるり
、又、有効プレストレスは表5の如くなつた。
表4 表5 尚、表5における有効プレストレス(実測値)は次式に
よりめた。即ち、 σas −Md/Zc ここK、Md:再開ひびゎれ時のモーメントMCw= 
(aO@+σtlt)*z6において、fIbtI=〇
としたもの、またzc;コンクリート下縁Mffi係数
(2820cIII8) 上記表4.5により明らかなように本発明によるPC桁
はひびわれ荷重、破壊荷重、有効プレストレスに関し、
実施例1.2.3とも設計値を満足する実測値を得たば
かりでなく、従来方法によるPC桁に比しはるかに高い
値を得亀〔発明の効果〕 上記の如き本発明によれば次の効果かめる。
1)蒸気養生のみで、1000にシー以上のコンクリー
ト強度をもつコンクリート桁が簡単に得られる。
2)蒸気養生のみでるるから高額、大規模な設備は特に
必要ない。
3)高価且取扱いの難しい特殊混和剤が不要となる。
4)コンクリート強度の増大により、PC鋼材に高いプ
レストレスが導入でき、曲げ強度を飛躍的に増大しうる
0 5)シリカヒユームの混和により、密実な組織となるか
ら、内部への水の浸入か防止され、これにより最近問題
となっている20桁の凍結又は塩害による損傷の発生を
防ぐ効果かめる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による20桁の半裁正面図、第2図は同
断面図、第3図は試験状態図でめる。 1.2−・・pc@材、3・−・スターラップ。 特許出願人 前田製管株式会社 第1図 第2図 と 第3図 手続補正書 1、事件の表示 昭和511年特許願第91504 号 2、発明の名称 高強度コンクリート桁の襄造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 氏 名 前田製管株式会社 4、代理人 6、 補正により増加する発明の数 (1) 明細!tJlt!13頁表4を下記の通り補正
する。 記 表4 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 セメント、砂、粗骨材を適当量混合したPC桁用
    コンクリート配合中に、セメントの外割り10〜30%
    のシリカヒユームと同3〜10%の分散剤を添加してミ
    キサーで3〜5分混練し、これをPC@材を適当数配置
    した型枠内に打設。 成形し、脱型後蒸気養生を行うとともに、200kg/
    cri以上のプレストレスを導入することを特徴とする
    高強度コンクリート桁の製造方法。
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