JP3437060B2 - Ultralight prestressed concrete - Google Patents

Ultralight prestressed concrete

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JP3437060B2
JP3437060B2 JP21335497A JP21335497A JP3437060B2 JP 3437060 B2 JP3437060 B2 JP 3437060B2 JP 21335497 A JP21335497 A JP 21335497A JP 21335497 A JP21335497 A JP 21335497A JP 3437060 B2 JP3437060 B2 JP 3437060B2
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prestressed concrete
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ultra
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伸一 竹本
聖 田村
浩己 藤原
辰正 柴田
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Taiheiyo Cement Corp
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願発明は、超軽量コンクリ
ートにアラミド繊維等の束を主体とするケーブル状の緊
張材を用いてプレストレスを導入した超軽量プレストレ
ストコンクリートに関するもので、例えばPC橋桁、浮
桟橋、プレキャスト耐震壁等の構築に用いられる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultra-lightweight prestressed concrete in which prestress is introduced into a superlightweight concrete by using a cable-like tension material mainly composed of a bundle of aramid fibers or the like. Used for construction of piers, precast seismic walls, etc.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常のコンクリートは圧縮には強いが引
張に弱いということから、コンクリート中に鉄筋を埋め
込んで補強した鉄筋コンクリートや、PC鋼材を用いて
予めプレストレスを導入しておくプレストレストコンク
リートが極めて普通に用いられている。
2. Description of the Related Art Since ordinary concrete is strong against compression but weak against tension, reinforced concrete with reinforcing bars embedded in concrete and prestressed concrete in which prestress is introduced using PC steel are extremely It is commonly used.

【0003】また、コンクリート中に炭素繊維(短繊
維、長繊維)やアラミド繊維等を混入して補強する繊維
補強コンクリートも、コンクリート部材としての引張強
度の向上やコンクリートが部分的に欠けるのを防止する
上で非常に有効であることが知られている。
Further, fiber-reinforced concrete in which carbon fibers (short fibers, long fibers), aramid fibers, etc. are mixed into the concrete to reinforce it, the tensile strength of the concrete member is improved and the concrete is prevented from being partially chipped. It is known to be very effective in doing this.

【0004】一方、コンクリートはその重量が大きいた
め、特にプレキャスト製品等の場合には取扱いが困難と
なるため、軽量骨材を用いた軽量コンクリート、超軽量
コンクリート、あるいは軽量気泡コンクリート等が種々
開発されている。また、軽量コンクリート等について
も、鉄筋や繊維による補強が行われている。
On the other hand, since concrete has a large weight and is difficult to handle, especially in the case of precast products and the like, various lightweight concrete using lightweight aggregate, super lightweight concrete, lightweight cellular concrete, etc. have been developed. ing. In addition, lightweight concrete is also reinforced with reinforcing bars and fibers.

【0005】また、例えば特開平5−331959号公
報には、軽量骨材を用いた繊維補強コンクリートについ
て、補強繊維として繊維長数mm〜数cmの炭素繊維、
アラミド繊維等の短繊維を混入した低比重の繊維補強コ
ンクリートが記載されており、またこのような繊維補強
コンクリートにさらに炭素繊維を芯材とするFRP補強
筋を配筋したり、そのFRP補強筋によりプレストレス
を導入することができる旨の記載がある。
Further, for example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-331959, a fiber reinforced concrete using a lightweight aggregate, a carbon fiber having a fiber length of several mm to several cm as a reinforcing fiber,
A fiber-reinforced concrete having a low specific gravity in which short fibers such as aramid fibers are mixed is described, and further, such a fiber-reinforced concrete is provided with an FRP reinforcing bar having a carbon fiber as a core material, or the FRP reinforcing bar. There is a statement that pre-stress can be introduced.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来、プレストレスト
コンクリートに関し、一般的なプレストレスの導入方法
であるプレテンション方式、ポストテンション方式は、
いずれも単純な方式であり、超軽量コンクリートに対
し、普通コンクリートの場合と同様に、これらの方式で
プレストレスを導入することで、製品としての引張強度
を向上させることができるのではないかということが考
えられる。
Conventionally, regarding prestressed concrete, the pretensioning method and the posttensioning method which are general prestressing methods are
All of them are simple methods, and it is possible to improve the tensile strength of the product by introducing prestressing to ultra-lightweight concrete by these methods, as in the case of ordinary concrete. It is possible.

【0007】しかしながら、現実には、普通コンクリー
トで一般的なPC鋼材等による超軽量コンクリートへの
有効なプレストレスの導入は行われていない。
However, in reality, effective prestressing has not been introduced into super lightweight concrete made of PC steel or the like, which is common in ordinary concrete.

【0008】その理由として、気乾比重が1.5以下の
超軽量コンクリートは普通コンクリートに比べて強度が
低く、大きなプレストレスを導入するのが困難である場
合が多いこと、またヤング係数も同程度の強度を有する
普通コンクリートの40〜60%程度であり、ヤング係
数が200×103 N/mm2 程度であるPC鋼材によ
りプレストレスを導入しようとしても、超軽量コンクリ
ート自体が容易に縮んでしまうため、残留応力の形での
プレストレスの導入が困難であることが挙げられる。
The reason for this is that ultra-lightweight concrete having an air-dry specific gravity of 1.5 or less has lower strength than ordinary concrete, and it is often difficult to introduce a large prestress, and the Young's modulus is also the same. Even if an attempt is made to introduce prestress with PC steel having a Young's modulus of about 200 × 10 3 N / mm 2 , which is about 40 to 60% that of ordinary concrete having a level of strength, the super lightweight concrete itself shrinks easily. Therefore, it is difficult to introduce the prestress in the form of residual stress.

【0009】また、炭素繊維についても、そのヤング係
数Eは(140〜150)×103N/mm2 程度であ
り、PC鋼材の場合と同様、気乾比重が1.5以下の超
軽量コンクリートへのプレストレスの導入は困難であ
る。
The carbon fiber has a Young's modulus E of about (140 to 150) × 10 3 N / mm 2 and, like the case of PC steel, an ultra-lightweight concrete having an air-dry specific gravity of 1.5 or less. It is difficult to introduce prestress into the.

【0010】本願発明は、上述のような背景の下になさ
れたものであり、気乾比重が1.5以下、かつ圧縮強度
が30N/mm2 以上である超軽量コンクリートについ
ても、従来のプレテンション方式あるいはポストテンシ
ョン方式により有効なプレストレスを導入した超軽量プ
レストレストコンクリートを提供することを目的として
いる。
The present invention has been made under the background as described above, and the super-precious concrete of air-dry specific gravity of 1.5 or less and the compressive strength of 30 N / mm 2 or more can be manufactured by the conventional pre-casting method. It is an object of the present invention to provide an ultralight prestressed concrete in which effective prestress is introduced by the tension method or the post tension method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本願発明においては、気
乾比重が1.5以下、かつ圧縮強度が30N/mm2
上である超軽量コンクリートに、ヤング係数が(30〜
70)×103 N/mm2 である繊維の束を主体とする
ケーブル状の緊張材を用いて、プレストレスを導入す
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, ultra-lightweight concrete having an air-dry specific gravity of 1.5 or less and a compressive strength of 30 N / mm 2 or more has a Young's modulus (30 to
70) Introduce prestress using a cable-like tendon mainly composed of a bundle of fibers of 10 3 N / mm 2 .

【0012】超軽量コンクリートの圧縮強度が30N/
mm2 未満では、超軽量コンクリートのヤング係数が小
さくなり、ヤング係数が(30〜70)×103 N/m
2である繊維の束を主体とするケーブルを用いてもプ
レストレスロスが大きく好ましくない。
The compressive strength of ultra-lightweight concrete is 30 N /
If it is less than mm 2 , the Young's modulus of the ultralight concrete becomes small, and the Young's modulus is (30 to 70) × 10 3 N / m.
Even if a cable having a fiber bundle of m 2 as a main component is used, prestress loss is large, which is not preferable.

【0013】超軽量コンクリートの気乾比重が1.5を
越えると、プレキャスト製品等の重量が重くなり、軽量
化の効果が低く、取扱いが困難となるので好ましくな
い。
If the air-dry specific gravity of the ultra-lightweight concrete exceeds 1.5, the weight of the precast product and the like becomes heavy, the effect of weight reduction is low, and the handling becomes difficult, which is not preferable.

【0014】なお、超軽量コンクリートの気乾比重が
1.0未満では、圧縮強度を30N/mm2 以上にする
ことが困難であることから、超軽量コンクリートの気乾
比重は1.0以上とすることが好ましい。
If the air-dry specific gravity of the ultra-lightweight concrete is less than 1.0, it is difficult to increase the compressive strength to 30 N / mm 2 or more. Therefore, the air-dry specific gravity of the ultra- lightweight concrete is 1.0 or more. Preferably.

【0015】本願発明における緊張材は、ヤング係数が
(30〜70)×103 N/mm2である繊維の束を主
体とするケーブル、すなわち前記ヤング係数の繊維を組
紐状に編み、樹脂を含浸し硬化させたケーブル等を使用
する。
The tendon material in the present invention is a cable mainly composed of a bundle of fibers having a Young's modulus of (30 to 70) × 10 3 N / mm 2, that is, a fiber of the Young's modulus is knitted in a braided shape and is made of resin. Use a cable that has been impregnated and cured.

【0016】繊維のヤング係数が70×103 N/mm
2 を越えると、超軽量コンクリートが容易に縮んでしま
うため、残留応力の形でのプレストレスの導入が困難と
なるので好ましくない。繊維のヤング係数が30×10
3 N/mm2 未満では、超軽量コンクリートにプレスト
レスを導入するのが困難となるので好ましくない。
Young's modulus of the fiber is 70 × 10 3 N / mm
When it exceeds 2 , super-lightweight concrete is easily shrunk, which makes it difficult to introduce prestress in the form of residual stress, which is not preferable. Young's modulus of fiber is 30 × 10
If it is less than 3 N / mm 2, it is difficult to introduce prestress to the super lightweight concrete, which is not preferable.

【0017】なお、前記ヤング係数の繊維として、アラ
ミド繊維、ガラス繊維等が挙げられ、中でも耐熱性の点
からアラミド繊維が好ましい。
Examples of the fiber having the Young's modulus include aramid fiber and glass fiber. Among them, aramid fiber is preferable from the viewpoint of heat resistance.

【0018】本願発明で使用するケーブルの径は、13
〜20mm程度であることが好ましい。アラミド繊維で
あれば、市販のものを使用することができ、例えば、フ
ァイベックス(株)製のFA13、FA15等が挙げら
れる。
The diameter of the cable used in the present invention is 13
It is preferably about 20 mm. As the aramid fiber, a commercially available fiber can be used, and examples thereof include FA13 and FA15 manufactured by Fivex Co., Ltd.

【0019】超軽量コンクリートは、気乾比重が1.5
以下で、圧縮強度が30N/mm2以上のものであれ
ば、どのようなものを用いてもかまわず、空気量を10
〜25%程度とした気泡軽量コンクリート(後述実施例
1,4参照)を用いてもよいし、例えば、絶乾比重が
1.2以下の軽量細骨材と絶乾比重が0.8程度の軽量
粗骨材を組み合わせた超軽量コンクリート(後述実施例
2,3,5,6参照)を用いてもよい。
Ultralight concrete has an air-dry specific gravity of 1.5.
As long as the compressive strength is 30 N / mm 2 or more, any material may be used and the air amount is 10
Approximately 25% of aerated lightweight concrete (see Examples 1 and 4 described below) may be used. For example, a lightweight fine aggregate having an absolute dry specific gravity of 1.2 or less and an absolute dry specific gravity of approximately 0.8 may be used. It is also possible to use ultra-light concrete (see Examples 2, 3, 5, 6 described later) in which lightweight coarse aggregate is combined.

【0020】以下、超軽量コンクリート用材料について
説明する。
The super lightweight concrete material will be described below.

【0021】軽量粗骨材としては、例えば、アサノライ
ト(日本セメント(株)製)、メサライト(メサライト
(株)製)、エフエーライト(九電産業(株)製)等の
市販軽量粗骨材や、ガラス質原料、発泡剤および粘着材
の原料造粒物を焼成することにより発泡させて得られた
軽量粗骨材が挙げられる。
Examples of the lightweight coarse aggregates include commercially available lightweight coarse aggregates such as Asanolite (manufactured by Nippon Cement Co., Ltd.), Mesalite (manufactured by Mesalite Co., Ltd.) and FA Light (manufactured by Kyuden Sangyo Co., Ltd.). Alternatively, a lightweight coarse aggregate obtained by firing a raw material granulated product of a glassy raw material, a foaming agent, and an adhesive material to obtain the foam is obtained.

【0022】なお、軽量粗骨材としては、吸水率が5.
0%以下である軽量粗骨材を使用した場合、超軽量コン
クリートの凍結融解抵抗性が良好となり好ましい。
The lightweight coarse aggregate has a water absorption of 5.
When a lightweight coarse aggregate having a content of 0% or less is used, the freeze-thaw resistance of ultra-lightweight concrete becomes good, which is preferable.

【0023】前記吸水率が5.0%以下である軽量粗骨
材は、例えば、ガラス質原料100重量部、発泡剤0.
1〜2.0重量部および粘着材0.1〜10.0重量部
の割合の原料造粒物を焼成して発泡させることにより得
られる。
The lightweight coarse aggregate having a water absorption rate of 5.0% or less is, for example, 100 parts by weight of a glassy raw material, a foaming agent of 0.
It is obtained by firing and foaming a raw material granulated product in a ratio of 1 to 2.0 parts by weight and an adhesive material of 0.1 to 10.0 parts by weight.

【0024】上記ガラス質原料としては、骨材の強度の
点から、流紋岩系ガラス質粉末や廃ガラス粉末が好まし
い。流紋岩系ガラス質粉末の具体例としては、真珠岩、
黒曜石、マレカナイト、坑火石、シラス等が挙げられ、
廃ガラスとしては、ガラス瓶、窓ガラス等のガラス製品
の廃材が挙げられる。
From the viewpoint of the strength of the aggregate, rhyolitic glassy powder and waste glass powder are preferable as the above glassy raw material. Specific examples of rhyolite glassy powder include pearlite,
Obsidian, malecanite, minestone, shirasu, etc.
Examples of waste glass include waste materials of glass products such as glass bottles and window glass.

【0025】発泡剤としては、ガラス質原料との組み合
わせの点から、SiC、Si3 4 、AlN、SiAlONが好ま
しく、取扱いの容易性およびコストの点からSiCが特に
好ましい。
As the foaming agent, SiC, Si 3 N 4 , AlN and SiAlON are preferable from the viewpoint of combination with a glassy raw material, and SiC is particularly preferable from the viewpoint of easy handling and cost.

【0026】粘着材としては、デキストリン、ポリビニ
ルアルコール、メチルセルロース、アクリル樹脂、ベン
トナイト、水ガラスが好ましく、取り扱いの容易性およ
びコストの点から、ベントナイトが特に好ましい。な
お、原料混合物の造粒および焼成は、慣用の手段を用い
て行えばよい。
As the adhesive material, dextrin, polyvinyl alcohol, methyl cellulose, acrylic resin, bentonite and water glass are preferable, and bentonite is particularly preferable from the viewpoint of easy handling and cost. Granulation and calcination of the raw material mixture may be carried out using a conventional means.

【0027】なお、焼成温度は、ガラス質原料として流
紋岩系ガラス質粉末を用いる場合は、900〜1300
℃とすることが好ましく、廃ガラス粉末を用いる場合
は、700〜900℃とすることが好ましい。
The firing temperature is 900 to 1300 when rhyolitic vitreous powder is used as the vitreous raw material.
C. is preferably set to 700.degree. C., when waste glass powder is used.

【0028】軽量細骨材としては、例えばアサノライト
(日本セメント(株)製)、パーライトKP1(アサノ
パーライト(株)製)、Gライト(サンライト工業
(株)製)等の市販軽量細骨材が挙げられる。
Examples of the lightweight fine aggregates include commercially available lightweight fine aggregates such as Asanolite (manufactured by Nippon Cement Co., Ltd.), Perlite KP1 (manufactured by Asano Pearlite Co., Ltd.), and G-light (manufactured by Sunlight Industry Co., Ltd.). There are materials.

【0029】セメントとしては、普通、早強ポルトラン
ドセメント等のポルトランドセメントが挙げられる。
As the cement, there is usually mentioned Portland cement such as early strength Portland cement.

【0030】減水剤としては、メラミン系、ナフタレン
スルホン酸系、ポリカルボン酸系の減水剤(高性能減水
剤および高性能AE減水剤も含む)が挙げられる。
Examples of the water reducing agent include melamine type, naphthalene sulfonic acid type and polycarboxylic acid type water reducing agents (including high performance water reducing agents and high performance AE water reducing agents).

【0031】混練水は、水道水等が挙げられる。Examples of the kneading water include tap water.

【0032】また、超軽量コンクリートに気泡を混入す
る場合は、タンパク質系、アルキルサルフェート系等の
AE剤を使用すればよい。
Further, when air bubbles are mixed in the ultra-lightweight concrete, a protein-based or alkyl sulfate-based AE agent may be used.

【0033】本願発明で、上記セメントの一部をブレー
ン比表面積が5000cm2 /g以上の高炉スラグ微粉
末、シリカヒューム等の微粉混和材で置換することは、
超軽量コンクリートの強度が向上するので好ましい。
In the present invention, a part of the cement is replaced with a fine powder admixture such as blast furnace slag fine powder having a Blaine specific surface area of 5000 cm 2 / g or more and silica fume.
It is preferable because the strength of the super lightweight concrete is improved.

【0034】超軽量コンクリートの混練には、2軸強制
練りミキサー、パン型ミキサー、オムニミキサー等の慣
用のミキサーを用いることができる。
A conventional mixer such as a twin-screw forced kneading mixer, a pan-type mixer, or an omni mixer can be used for kneading the ultralight concrete.

【0035】超軽量コンクリートの混練方法・混練時間
は、特に限定するものではない。
The kneading method and kneading time of ultra-lightweight concrete are not particularly limited.

【0036】超軽量コンクリートの成形は、流込成形、
振動成形等の慣用の手段により行うことができる。
Molding of ultralight concrete is carried out by casting,
It can be carried out by a conventional means such as vibration molding.

【0037】超軽量コンクリートの養生も、気乾・湿空
・水中・蒸気養生またはそれらを併用した慣用の手段に
より行う。
Curing of ultra-lightweight concrete is also carried out by air-drying, moist air, water, steam curing, or a conventional means that uses them in combination.

【0038】養生後、超軽量コンクリートへのプレスト
レスの導入は、プレテンション方式またはポストテンシ
ョン方式により行う。
After curing, the prestress is introduced into the super lightweight concrete by the pretensioning method or the posttensioning method.

【0039】本願発明において用いる繊維は、引張強度
は炭素繊維と略同程度であるが、ヤング係数が(30〜
70)×103 N/mm2 程度であり、PC鋼材に比べ
て十分に小さいことから、普通コンクリートに比べてヤ
ング係数が小さい超軽量コンクリートに使用した場合に
おいても、プレテンション方式またはポストテンション
方式による有効なプレストレスを導入が可能となる。
The fiber used in the present invention has a tensile strength substantially the same as that of carbon fiber, but has a Young's modulus of (30 to 30).
70) × 10 3 N / mm 2, which is sufficiently smaller than PC steel, so even when used in ultralight concrete with a Young's modulus smaller than ordinary concrete, pre-tension or post-tension It becomes possible to introduce effective pre-stress.

【0040】この原理を、図1に基づいて説明すると以
下の通りである。
The principle of this will be described below with reference to FIG.

【0041】図1は、プレテンション方式でコンクリー
トにプレストレスを与える場合について比較したもので
あり、図1(a) は普通コンクリートにPC鋼材を用いて
プレストレスを導入する場合(比較例1)、図1(b) は
超軽量コンクリートにPC鋼材を用いてプレストレスを
導入する場合(比較例2)、図1(c) は超軽量コンクリ
ートにアラミド繊維の束を主体とするケーブル状の緊張
材を用いてプレストレスを導入する場合(本願発明)を
示している。
FIG. 1 is a comparison of cases where prestressing is applied to concrete by the pretensioning method, and FIG. 1 (a) is a case where prestressing is applied to ordinary concrete using PC steel (Comparative Example 1). , Fig. 1 (b) shows the case of introducing prestress to the super lightweight concrete by using PC steel (Comparative example 2), and Fig. 1 (c) shows the cable-like tension mainly composed of the bundle of aramid fibers in the super lightweight concrete. The case where the prestress is introduced using the material (the present invention) is shown.

【0042】図中、EN は圧縮強度が35N/mm2
度の普通コンクリートのヤング係数を示し、25×10
3 N/mm2 程度の値をとる。また、EELは圧縮強度が
35N/mm2 程度の超軽量コンクリートのヤング係数
を示し、(10〜15)×103 N/mm2 程度の値を
とる。
In the figure, E N represents the Young's modulus of ordinary concrete having a compressive strength of about 35 N / mm 2 , which is 25 × 10 5.
The value is about 3 N / mm 2 . Also, E EL compressive strength indicates the Young's modulus of the ultra lightweight concrete of about 35N / mm 2, taking (10~15) × 10 3 N / mm 2 a value of about.

【0043】図1(a) において、緊張力Tにより緊張材
としてのPC鋼材にδP (全体の1/2の伸びを表す)
の伸びが生じた状態で普通コンクリートを打設し、養生
後、必要な強度が発現した段階で緊張力Tを解放するこ
とにより、普通コンクリートにプレストレスが導入され
るが、このとき普通コンクリートはδN (全体の1/2
の縮み量を表す)の縮みが生じた状態となる。
In FIG. 1 (a), δ P (representing 1/2 elongation of the whole) is applied to the PC steel material as the tension material by the tension force T.
Pre-stress is introduced into ordinary concrete by pouring ordinary concrete in a state where the elongation of the concrete has occurred, and releasing the tension T at the stage where the required strength is developed after curing. δ N (1/2 of the whole
(Representing the amount of shrinkage of) is in a state where shrinkage has occurred.

【0044】一方、図1(b) の場合は、同様にPC鋼材
でプレストレスを導入しようとすると、超軽量コンクリ
ートのヤング係数が小さいことから、δEL(全体の1/
2の縮み量を表す)という大きな縮みが生じ、それに伴
いPC鋼材の超軽量コンクリート内での応力もほとんど
解放されてしまうため、有効なプレストレスの導入が行
われないことになる。
On the other hand, in the case of FIG. 1 (b), when attempting to introduce prestressing with PC steel material as well, since the Young's modulus of ultra-lightweight concrete is small, δ EL (1/1 of the whole)
A large amount of shrinkage (representing the amount of shrinkage of 2) occurs, and along with that, the stress in the super lightweight concrete of PC steel is almost released, so that effective prestressing is not introduced.

【0045】これに対し、本願発明に相当する図1(c)
では、同じ緊張力Tを与えた場合のアラミド繊維の束を
主体とするケーブルの伸びδA (全体の1/2の伸びを
表す)がδP の3〜4倍となるため、緊張力Tを解放し
た後も、アラミド繊維の束を主体とするケーブルに十分
な応力が残留し、超軽量コンクリートに有効なプレスト
レスが導入される。
On the other hand, FIG. 1 (c) corresponding to the present invention.
Then, when the same tension force T is applied, the elongation δ A (representing 1/2 elongation of the whole) of the cable mainly composed of the aramid fiber bundle is 3 to 4 times δ P. Even after the release, sufficient stress remains in the cable mainly composed of aramid fiber bundles, and effective prestress is introduced into the ultralight concrete.

【0046】以上は、プレテンション方式によるプレス
トレスの導入であるが、ポストテンション方式の場合も
同様に考えることができる。
The above is the introduction of pre-stress by the pre-tension method, but the same can be considered for the post-tension method.

【0047】[0047]

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施例を比較例
とともに具体的に挙げ、本願発明をより詳細に説明する
(表1参照)。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples of the present invention together with comparative examples (see Table 1).

【0048】(1) 使用材料を以下に示す。(1) The materials used are shown below.

【0049】セメント;早強ポルトランドセメント
(日本セメント(株)製) 混和材;高炉スラグ微粉末(ファインセラメント10
A(ブレーン比表面積:8000cm2 /g):第一セ
メント(株)製) 混和剤;高性能AE減水剤(レオビルドSP−8H
E:(株)エヌエムビー製)、AE剤(マイクロエア7
75S:(株)エヌエムビー製) 軽量細骨材; A:アサノライト(日本セメント(株)製)、絶乾比重
1.68、吸水率9.8% B:パーライトKP1(アサノパーライト(株)製)、
絶乾比重1.04、吸水率5.7% C:Gライト(サンライト工業(株)製)、絶乾比重
0.73、吸水率4.0%軽量粗骨材; A:アサノライト(日本セメント(株)製)、絶乾比重
1.25、吸水率9.7% B:奥尻産真珠岩粉末(ブレーン値5000cm2
g)100重量部、SiC(昭和電工(株)製)0.5重
量部、およびベントナイト(豊洋ベントナイト(株)
製)10.0重量部の割合で原料を混合し、パン型ペレ
タイザーで造粒し、乾燥した後、1150℃で焼成・発
泡して得た軽量粗骨材、絶乾比重0.80、吸水率2.
4% C:廃ガラス粉末(ブレーン値5000cm2 /g)1
00重量部、SiC(昭和電工(株)製)0.1重量部、
およびベントナイト(豊洋ベントナイト(株)製)3重
量部の割合で原料を混合し、パン型ペレタイザーで造粒
し、乾燥した後、900℃で焼成・発泡して得た軽量粗
骨材、絶乾比重0.75、吸水率2.3%なお、軽量細
骨材の絶乾比重および吸水率は、「JIS A 113
4(構造用軽量細骨材の比重及び吸水率試験方法)」に
準じて、軽量粗骨材の絶乾比重および吸水率は、「JI
S A 1135(構造用軽量粗骨材の比重及び吸水率
試験方法)」に準じて測定した。
Cement; Early Strength Portland Cement (manufactured by Nippon Cement Co., Ltd.) Admixture: Blast furnace slag fine powder (Fine Cerament 10
A (Blaine specific surface area: 8000 cm 2 / g): Daiichi Cement Co., Ltd. Admixture; High-performance AE water reducing agent (Reobuild SP-8H)
E: manufactured by NMB Co., Ltd., AE agent (Micro Air 7)
75S: NMB Co., Ltd. Light weight fine aggregate; A: Asanolite (Nippon Cement Co., Ltd.), absolute dry specific gravity 1.68, water absorption rate 9.8% B: Perlite KP1 (Asano Perlite Co., Ltd.) ),
Absolute dry specific gravity 1.04, water absorption 5.7% C: G light (manufactured by Sunlight Industry Co., Ltd.), absolute dry specific gravity 0.73, water absorption 4.0% Light weight coarse aggregate; A: Asanolite ( Nippon Cement Co., Ltd., absolute dry density 1.25, water absorption 9.7% B: Okushiri pearlite powder (Blaine value 5000 cm 2 /
g) 100 parts by weight, SiC (manufactured by Showa Denko KK) 0.5 parts by weight, and bentonite (Toyo Bentonite Co., Ltd.)
(Made in Japan) 10.0 parts by weight of raw materials are mixed, granulated with a pan-type pelletizer, dried, and then fired and foamed at 1150 ° C. to obtain lightweight coarse aggregate, absolute dry weight 0.80, water absorption Rate 2.
4% C: Waste glass powder (Blaine value 5000 cm 2 / g) 1
00 parts by weight, SiC (manufactured by Showa Denko KK) 0.1 parts by weight,
And bentonite (manufactured by Hoyo Bentonite Co., Ltd.) in an amount of 3 parts by weight, the raw materials were mixed, granulated with a pan-type pelletizer, dried, and then baked and foamed at 900 ° C. The dry specific gravity is 0.75 and the water absorption rate is 2.3%. In addition, the absolute dry specific gravity and water absorption rate of the lightweight fine aggregate are "JIS A 113".
4 (Specific gravity and water absorption test method for lightweight structural fine aggregates) ”, the absolute dry specific gravity and water absorption of the light weight coarse aggregate are“ JI
S A 1135 (Specific gravity and water absorption test method for lightweight structural aggregate).

【0050】(2) コンクリートの配合および練り混ぜ 上記材料を表1に示す割合で、2軸強制練りミキサー
(1m3 )に投入し、1.5分間練り混ぜ、超軽量コン
クリートを調製した。
(2) Mixing of concrete and mixing The above materials were put into a biaxial forced mixing mixer (1 m 3 ) at a ratio shown in Table 1 and mixed for 1.5 minutes to prepare an ultralight concrete.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】(3) 成形、養生、プレストレスの導入 上記各コンクリートを所定の型枠(80×65×750
cm)に投入し、振動成形した。その後、前置き2時
間、昇温速度15℃/hrで60℃まで昇温し、60℃
で6時間保持した後、自然冷却の条件で養生した。
(3) Introduction of molding, curing, and prestressing Each of the above concretes was made into a predetermined form (80 × 65 × 750).
cm) and vibration molded. After that, the temperature was raised to 60 ° C. at a temperature rising rate of 15 ° C./hr for 2 hours before being placed,
After holding for 6 hours, it was aged under the condition of natural cooling.

【0053】養生後、プレストレスを導入した。プレス
トレスの導入は、プレテンション方式では、同時緊張機
を用いて行った。ポストテンション方式では、両引きジ
ャッキを用いて行った。
After curing, prestress was introduced. The introduction of prestress was performed using a simultaneous tensioner in the pretension system. In the post-tension system, the pulling jack was used.

【0054】なお、有効プレストレスは、11 ton/本
とした。
The effective prestress was 11 ton / piece.

【0055】また、緊張材には、アラミド繊維の束を主
体とするケーブル(ファイベックス(株)製FA15、
ヤング係数60×103 N/mm2 )またはPC鋼線
(住友電工(株)製、T15.2B、ヤング係数200
×103 N/mm2 )を用いた。
As the tension material, a cable mainly composed of a bundle of aramid fibers (FA15 manufactured by FIVEX Co., Ltd.,
Young's modulus 60 × 10 3 N / mm 2 ) or PC steel wire (Sumitomo Electric Co., Ltd., T15.2B, Young's modulus 200)
× 10 3 N / mm 2 ) was used.

【0056】(4) 評価 コンクリートの気乾比重 各コンクリートをφ10×20cmの型枠に投入した
後、テーブルバイブレータ上で30秒間、振動成形(振
動数4000vpm)した。その後、上記条件で養生し
た後、脱型し、供試体の重量および容積を測定し、比重
を計算した。なお、気乾比重の測定は、3本の供試体に
ついて行い、その平均値を気乾比重とした。
(4) Air-Dry Specific Gravity of Evaluated Concrete After each concrete was put into a mold of φ10 × 20 cm, vibration molding (frequency of 4000 vpm) was performed for 30 seconds on a table vibrator. Then, after curing under the above conditions, the mold was removed, the weight and volume of the specimen were measured, and the specific gravity was calculated. The air-dry specific gravity was measured for three test pieces, and the average value was used as the air-dry specific gravity.

【0057】コンクリートの圧縮強度 上記3本の供試体について、「JIS A 1108
(コンクリートの圧縮強度試験方法)」に準じて圧縮強
度を測定し、その平均値を算出した。
Compressive Strength of Concrete Regarding the above three specimens, "JIS A 1108
(Compressive strength test method for concrete) ”, and the average value was calculated.

【0058】プレストレスロス量 緊張材およびコンクリート成形体の所定位置にひずみゲ
ージおよび変位計を、緊張材定着部にロードセルを設置
し、プレストレス導入時の変位量を測定し、その結果か
ら、プレストレスロス量を算出した。
Pre-stress loss amount A strain gauge and a displacement gauge are installed at predetermined positions of the tension member and the concrete molded body, and a load cell is installed in the tension member fixing portion, and the displacement amount at the time of introducing the pre-stress is measured. The amount of stress loss was calculated.

【0059】それらの結果を表1下段に示す。The results are shown in the lower part of Table 1.

【0060】[0060]

【発明の効果】本願発明は、PC鋼材や炭素繊維に比
べ、ヤング係数が十分小さい繊維(ヤング係数が(30
〜70)×103 N/mm2 である繊維)の束を主体と
するケーブル状の緊張材を用いて、超軽量コンクリート
にプレストレスを導入するものであり、プレテンション
方式またはポストテンション方式により、有効なプレス
トレスの導入が可能となる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a fiber having a Young's modulus sufficiently smaller than that of PC steel or carbon fiber (Young's modulus is (30
~ 70) × 10 3 N / mm 2 ) A cable-like tension material mainly composed of a bundle of fibers is used to introduce prestress to the super lightweight concrete. , It becomes possible to introduce effective prestress.

【0061】これにより、軽量メリットの大きい超軽量
コンクリートの構造部材等への用途拡大が図れる。
As a result, it is possible to expand the applications to structural members and the like of ultra-lightweight concrete, which has a great advantage of lightweight.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】プレテンション方式でコンクリートにプレスト
レスを与える場合について比較した概念図であり、(a)
は普通コンクリートにPC鋼材を用いてプレストレスを
導入する場合(比較例1)、(b) は超軽量コンクリート
にPC鋼材を用いてプレストレスを導入する場合(比較
例2)、(c) は超軽量コンクリートにアラミド繊維の束
を主体とするケーブル状の緊張材を用いてプレストレス
を導入する場合(本願発明)を示している。
FIG. 1 is a conceptual diagram comparing the cases of prestressing concrete with a pretension method,
Is a case where prestress is introduced into ordinary concrete using PC steel (Comparative example 1), (b) is a case where prestress is introduced into super lightweight concrete using PC steel (Comparative example 2), and (c) is The case where the prestress is introduced into the ultra-lightweight concrete by using a cable-like tension material mainly composed of a bundle of aramid fibers (the present invention) is shown.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 聖 東京都豊島区北大塚1−16−6 ドーピ ー建設工業株式会社内 (72)発明者 藤原 浩己 東京都江東区清澄1−2−23 日本セメ ント株式会社中央研究所内 (72)発明者 柴田 辰正 東京都江東区清澄1−2−23 日本セメ ント株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 平3−219911(JP,A) 特開 昭61−270280(JP,A) 特開 平9−57087(JP,A) 特開 平8−158315(JP,A)   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kiyoshi Tamura               1-16-6 Kitaotsuka, Toshima-ku, Tokyo Dopi               -In Construction Industry Co., Ltd. (72) Inventor Hiromi Fujiwara               1-2-23 Kiyosumi, Koto-ku, Tokyo Japan Semé               Central Research Institute (72) Inventor Tatsumasa Shibata               1-2-23 Kiyosumi, Koto-ku, Tokyo Japan Semé               Central Research Institute                (56) References JP-A-3-219911 (JP, A)                 JP 61-270280 (JP, A)                 JP-A-9-57087 (JP, A)                 JP-A-8-158315 (JP, A)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 気乾比重が1.5以下、かつ圧縮強度が
30N/mm2 以上である超軽量コンクリートに、ヤン
グ係数が(30〜70)×103 N/mm2である繊維
の束を主体とするケーブル状の緊張材を用いて、プレス
トレスを導入したことを特徴とする超軽量プレストレス
トコンクリート。
1. A bundle of fibers having a Young's modulus of (30 to 70) × 10 3 N / mm 2 in ultra-lightweight concrete having an air-dry specific gravity of 1.5 or less and a compressive strength of 30 N / mm 2 or more. An ultra-lightweight prestressed concrete characterized by introducing prestressing using a cable-shaped tension material mainly composed of.
【請求項2】 前記繊維がアラミド繊維である請求項1
記載の超軽量プレストレストコンクリート。
2. The fiber is an aramid fiber.
Ultralight prestressed concrete as described.
【請求項3】 吸水率が5.0%以下である軽量粗骨材
を用いる請求項1または2記載の超軽量プレストレスト
コンクリート。
3. The super lightweight prestressed concrete according to claim 1 or 2, wherein a lightweight coarse aggregate having a water absorption rate of 5.0% or less is used.
【請求項4】 ガラス質原料100重量部、発泡剤0.
1〜2.0重量部および粘着材0.1〜10.0重量部
の割合の原料造粒物を焼成することにより発泡させた軽
量粗骨材を用いる請求項1、2または3記載の超軽量プ
レストレストコンクリート。
4. 100 parts by weight of vitreous raw material, 0.
The lightweight coarse aggregate foamed by firing a raw material granulated product in a ratio of 1 to 2.0 parts by weight and an adhesive material of 0.1 to 10.0 parts by weight is used. Lightweight prestressed concrete.
【請求項5】 前記ガラス質原料が、流紋岩系ガラス質
粉末または廃ガラス粉末であり;発泡剤がSiC、Si3
4 、AlN、SiAlONのいずれかであり;かつ、粘着材が
デキストリン、ポリビニルアルコール、メチルセルロー
ス、アクリル樹脂、ベントナイト、水ガラスのいずれ
か、あるいはこれらの組み合わせである請求項4記載の
超軽量プレストレストコンクリート。
5. The vitreous raw material is rhyolite glassy powder or waste glass powder; the foaming agent is SiC, Si 3 N
4, AlN, be either SiAlON; and, dextrin adhesive, polyvinyl alcohol, methyl cellulose, acrylic resins, bentonite, either or ultralight prestressed concrete according to claim 4, wherein a combination of these water glasses.
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