(57)【要約】【課題】混和材として火力発電所から発生するＰＦＢＣ灰を混入させたコンクリートを用いてプレストレストコンクリート桁を製造する。【解決手段】水、セメント、細骨材、粗骨材、及び混和材を配合してなるコンクリート２から製造されるプレストレストコンクリート桁１であって、混和材に、加圧流動床燃焼方式の火力発電所から副産物として発生するＰＦＢＣ灰を用いる。ＰＦＢＣ灰は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳＯ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＳＯ３を含む。曲げ特性及ひび割れ特性が通常のプレストレストコンクリート桁以上の性能が得られ、定着性能が通常のプレストレストコンクリート桁と同等の性能が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水、セメント、細骨材、粗骨材、及び混和材を配合してなるコンクリートから製造されるプレストレストコンクリート製品であって、前記混和材に、加圧流動床燃焼方式の火力発電所から副産物として発生するＰＦＢＣ灰を用いたことを特徴とするプレストレストコンクリート製品。
【請求項２】
前記コンクリートは水結合材比；２０〜４０％、セメントに対するＰＦＢＣ灰の置換率；１０〜５０％であることを特徴とする請求項１に記載のプレストレストコンクリート製品。
【請求項３】
前記ＰＦＢＣ灰は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳＯ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏを含み、ＣａＯの含有率が１０〜３０重量％、ＳＯ３の含有率が２〜７重量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のプレストレストコンクリート製品。
【請求項４】
前記ＰＦＢＣ灰は、湿分；１％以下、強熱減量；６％以下、密度；１．９５％以上、比表面積；３５００ｃｍ２以上、フロー値；８０％以上、活性度指数；７５％以上（材齢２８日）、活性度指数；８５％以上（材齢９１日）、ＳｉＯ２；４０％以上の条件を満たすものであることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のプレストレストコンクリート製品。
【請求項５】
水、セメント、細骨材、粗骨材、及び混和材を配合してなるコンクリートから製造されるプレストレストコンクリート製品を備えてなるコンクリート構造物であって、前記混和材に、加圧流動床燃焼方式の火力発電所から副産物として発生するＰＦＢＣ灰を用いたコンクリートから製造されるプレストレストコンクリート製品を備えてなることを特徴とするコンクリート構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレストレストコンクリート製品及びコンクリート構造物に関し、特に、混和材として火力発電所から発生する石炭灰を混和させたコンクリートから製造されるプレストレストコンクリート製品及びそのプレストレストコンクリート製品を備えたコンクリート構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭を燃料とする火力発電所において副産物として発生する石炭灰（フライアッシュ）は、ＪＩＳ規格にも規定されているように、コンクリートの混和材として使用することにより、コンクリートの耐久性を高める、ひび割れを防止できる、長期的な強度を増進させる、アルカリ骨材反応を抑制する等の効果が得られるため、各種のコンクリート製品に使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、火力発電所において得られる副産物として発生する石炭灰のすべてが混和材として使用できるわけではなく、加圧流動床燃焼方式の火力発電所から副産物として大量に発生する石炭灰（ＰＦＢＣ（Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ  Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ  Ｂｅｄ  Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）灰、以下、「ＰＦＢＣ灰」という。）は、産業廃棄物として処分されているのが現状であり、再資源化を可能とする技術の開発が地域社会から強く要望されている。
【０００４】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、加圧流動床燃焼方式の火力発電所から副産物として大量に発生するＰＦＢＣ灰を再資源として利用することにより、産業廃棄物の産出量を少しでも減らし、これにより地域社会の環境保護等に貢献することを可能とするプレストレストコンクリート製品及びそのプレストレストコンクリート製品を備えたコンクリート構造物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を作用している。
すなわち、請求項１に係る発明は、水、セメント、細骨材、粗骨材、及び混和材を配合してなるコンクリートから製造されるプレストレストコンクリート製品であって、前記混和材に、加圧流動床燃焼方式の火力発電所から副産物として発生するＰＦＢＣ灰を用いたことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のプレストレストコンクリート製品であって、前記コンクリートは、水結合材比；２０〜４０％、セメントに対するＰＦＢＣ灰の置換率；１０〜５０％であることを特徴とする。
【０００７】
さらに、請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のプレストレストコンクリート製品であって、前記ＰＦＢＣ灰は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳＯ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏを含み、ＣａＯの含有率が１０〜３０重量％、ＳＯ３の含有率が２〜７％であることを特徴とする。
【０００８】
さらに、請求項４に係る発明は、請求項１から３の何れかに記載のプレストレストコンクリート製品であって、前記ＰＦＢＣ灰は、湿分；１％以下、強熱減量；６％以下、密度；１．９５％以上、比表面積；３５００ｃｍ２以上、フロー値；８０％以上、活性度指数；７５％以上（材齢２８日）、活性度指数；８５％以上（材齢９１日）、ＳｉＯ２；４０％以上の条件を満たすものであることを特徴とする。
【０００９】
さらに、請求項５に係る発明は、水、セメント、細骨材、粗骨材、及び混和材を配合してなるコンクリートから製造されるプレストレストコンクリート製品を備えてなるコンクリート構造物であって、前記混和材に、加圧流動床燃焼方式の火力発電所から副産物として発生するＰＦＢＣ灰を用いたコンクリートから製造されるプレストレストコンクリート製品を備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上、説明したように、本発明によるプレストレストコンクリート製品及びコンクリート構造物によれば、コンクリートの混和材として加圧流動床燃焼方式の火力発電所から副産物として発生するＰＦＢＣ灰を使用することができるので、産業廃棄物の産出量の減少に貢献でき、地域社会の環境保護等に貢献することができる。
また、ＰＦＢＣ灰を混和材として使用したコンクリートからなるプレストレストコンクリート製品及びそのプレストレストコンクリート製品を備えたコンクリート構造物は、従来のコンクリートからなるプレストレストコンクリート製品及びそのプレストレストコンクリート製品を備えたコンクリート構造物と同程度の性能若しくはそれ以上の性能が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図２には、本発明によるプレストレストコンクリート製品のうち、プレストレストコンクリート桁の一実施の形態が示されていて、図１はプレストレストコンクリート桁の全体を示す正面図、図２は図１の側面図である。
【００１２】
すなわち、この実施の形態に示すプレストレストコンクリート桁１は、中空断面の角柱状をなすものであって、角柱状のコンクリート２の内部に複数本のＰＣ鋼材３が軸線方向に沿って埋設されている。ＰＣ鋼材３としては、例えば、ＰＣ鋼より線（ＳＷＰＲ７ＢＮ）が挙げられるが、これに限定することなく、ＰＣ鋼棒等であってもよい。
【００１３】
コンクリート２は、水、セメント、細骨材、粗骨材、混和材、混和剤を所定の配合比で配合したものであって、混和材として、加圧流動床燃焼方式の火力発電所から副産物として発生する石炭灰のうちのＰＦＢＣ灰（Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ  Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ  Ｂｅｄ  Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）灰、以下、「ＰＦＢＣ灰」という。）を使用している。
【００１４】
コンクリート２の配合は、単位量（ｋｇ／ｍｍ３）で、水；１７０、セメント；３５０、細骨材；６４３、粗骨材；９９４、ＰＦＢＣ灰；１５００であり、混和剤として、減水剤及びＡＥ剤を所定量添加している。混和剤は、単位重量（ｋｇ／ｍｍ３）で、減水剤；４．２５、ＡＥ剤；１．５である。
【００１５】
コンクリート２の配合は、水セメント比（Ｗ／Ｂ）；３２％、セメントに対するＰＦＢＣ灰の置換率；３０％、細骨材率（ｓ／ａ）；４２％としている。
【００１６】
ＰＦＢＣ灰の組成はＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳＯ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ等であり、石灰石微粉末の混合及び硫黄酸化物を脱硫処理するときに生成する石膏の影響により、主成分であるＣａＯ及びＳＯ３がＪＩＳ規格で規定されている通常のフライアッシュよりも多く含まれている。
【００１７】
この実施の形態においては、ＳｉＯ２；４２．４％、Ａｌ２Ｏ３；１２．６６％、Ｆｅ２Ｏ３；３．９６％、ＣａＯ；２４．１％、ＭｇＯ；１．２１％、ＳＯ３；５．７１％、Ｎａ２Ｏ；０．４９％、Ｋ２Ｏ；０．６８％のものを使用している。
【００１８】
流動床方式の燃焼では、燃焼温度が約８６０℃と低いため、ＰＦＢＣ灰中のＣａＯは
ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３等と反応せず、その大部分（約１８％）が遊離石灰（ｆ−ＣａＯ）として存在している。このＣａＯ及びＳＯ３は、水との反応により水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）２及びエトリンガイドを生成するため、ＰＦＢＣ灰は自硬性を有していると考えられる。
【００１９】
そして、上記のような配合のコンクリート２を用い、公知の製造方法によりプレストレストコンクリート桁１を製造する。
【００２０】
この場合、コンクリート２として、セメント；早強ポルトランドセメント（密度３．１４、比表面積３３８０ｃｍ２／ｇ）、ＰＦＢＣ灰；混合灰（密度２．６１、比表面積４５８０ｃｍ２／ｇ）、細骨材；川砂（表乾密度２．６０、吸水率１．７８％、粗粒率２．９０）、粗骨材；砕石（表乾密度２．６２、吸水率０．８８％、粗粒率６．８１、最大寸法２０ｍｍ）、減水剤；ポリカルボン酸エーテル系と架橋ポリマーの複合体、ＡＥ剤；高アルキルカルボン酸系イオン界面活性剤と非イオン界面活性剤、を用いる。
【００２１】
また、製造する上でのＰＦＢＣ灰の管理条件は、湿分；１％以下、強熱減量；６％以下、密度；１．９５％以上、比表面積；３５００ｃｍ２以上、フロー値；８０％以上、活性度指数；７５％以上（材齢２８日）、活性度指数；８５％以上（材齢９１日）、ＳｉＯ２；４０％以上とする。
【００２２】
さらに、養生方法としては、コンクリート２の打ち込み後、材齢約０．２５日まで昇温させ、材齢約０．４日まで高温湿潤養生（５０℃、Ｒ．Ｈ．；１００％）とし、材齢約１日までの間を自然冷却とし、その後気中暴露養生とする。
【００２３】
そして、ＪＩＳ等の試験規格に準拠して上記のような製造方法によって製造したＰＦＢＣ灰を混和したコンクリートによるプレストレストコンクリート桁（以下、ＰＦＢＣ灰混入桁という。）に対して、桁製作に使用したコンクリートの基礎物性に関する試験（圧縮強度、収縮、クリープ）を行うとともに、静的曲げ及びせん断載荷試験を実施し、通常のプレストレストコンクリート桁（ＰＦＢＣ灰を混和材として使用していないプレストレストコンクリート桁で、以下、通常桁という。）と比較した。ここで、曲げ供試体およびせん断供試体として、それぞれ、桁長；Ｌ＝１６．６００ｍ、９．５００ｍ、桁高；Ｈ＝０．６００ｍのものを使用した。
【００２４】
（１）基礎物性
１）強度発現性
図３に、実験実施場所中に気中暴露したコンクリート供試体の圧縮強度の経時変化を示す。図３から、ＰＦＢＣ灰混入コンクリート（以下、Ｐ灰コンクリートという。）の圧縮強度は、プレストレス導入時の材齢１日における所要の強度を満足するとともに、材齢２８日以降の強度が通常コンクリートの強度を大きく上回り、高い長期強度発現性を示している。しかし、実験室で実施されたほぼ同一条件で水結合材比３０％の結果ではそのような大きな差は確認されず，ほぼ同等の強度発現となっていることが分かる。
【００２５】
２）収縮特性
図４に、コンクリート打ち込み直後からの無拘束供試体の全収縮ひずみ（自己収縮ひずみ＋乾燥収縮ひずみ）を示す。気中暴露による乾燥開始材齢は２．５日である。材齢６００日におけるＰ灰コンクリートの全収縮ひずみ１１０×１０−６に対し、通常コンクリートの全収縮ひずみは３１０×１０−６となっており、Ｐ灰コンクリートの低収縮性を示している。これは材齢２．５日以降の乾燥後収縮ひずみに差がないことから、ＰＦＢＣ灰の化学成分に起因する膨張性水和生成物により自己収縮ひずみが低減されたことを示している。
【００２６】
３）クリープ特性
図５及び図６に、載荷直後からのクリープひずみとクリープ係数の経時変化を示す。Ｐ灰コンクリートのクリープひずみは、通常コンクリートに比べて、載荷後、最大で４０×１０−６程度の差が生じているが、材齢６００日では、ほぼ同等になっている。一方、クリープ係数についても、材齢３００日以降、通常コンクリートが１．０程度、Ｐ灰コンクリートが１．３程度で推移しており、Ｐ灰コンクリートが若干大きくなっている。しかし、若材齢で載荷する場合のクリープ係数（設計値）が２．４〜２．７の範囲であること、また、土木学会式による値と同程度であることを考えると、実用上、問題ない範囲と言える。
【００２７】
４）ＰＣ鋼材と同位置のコンクリートひずみ減少量（導入プレストレスの損失量）
図７に、プレストレスが導入された直後からの収縮およびクリープによる桁下縁のＰＣ鋼材と同位置のコンクリートひずみ減少量の経時変化を示す。材齢６００日時点におけるＰ灰コンクリートのひずみ減少量は、普通コンクリートに比べて、約２５％強小さく、その差が徐々に広がる傾向にあり、Ｐ灰コンクリートは導入プレストレスの応力損失が小さいことが確認された。
【００２８】
（２）曲げ性能
１）載荷試験時のコンクリート強度
表１に静的載荷試験供試体の載荷試験時の強度発現結果を示す。試験材齢が若干、異なるが圧縮強度、引張強度および弾性係数のいずれも通常桁のコンクリートに比べ、ＰＦＢＣ灰混入桁のコンクリートの方が大きいことがわかる。
【表１】
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【００２９】
２）曲げ変形性能と復元力特性
図８に、ＰＣ鋼材が降伏する前の弾性域における荷重と変位の関係を示す。図中の計算値は、全断面有効とし、ＰＣ桁と同様の現場養生した供試体から得られたヤング係数(表１参照)を用いて求めた値である。たわみは、ひび割れ発生前後に関らず、無置換の通常桁の方が大きい。この理由として、ＰＦＢＣ灰を置換したコンクリートに比べ無置換コンクリートのヤング係数が５％程度小さいことや、引張強度が１０％程度小さいことによってひび割れ発生荷重も小さいことが考えられる。このようにＰＦＢＣ灰を置換することにより、使用時の変形性状は、ひび割れが生じた場合であっても、無置換に比べ、同等以上の性能を有しているといえる。
図９に、ＰＦＢＣ灰混入桁と通常桁の曲げ破壊に至るまでの荷重とたわみの関係を比較して示す。図に示されたたわみは終局時までのもので、これ以降は急激に破壊したため、計測はできなかった。これらの図によれば、ＰＦＢＣ灰混入桁の終局たわみは図示されているとおり通常桁より大きく、また復元力も通常桁と同等の履歴を示すことがわる。以上のことから、ＰＦＢＣ灰の混和がＰＣ桁の変形挙動に及ぼす影響はほとんどなく、通常桁と同等に扱うことが可能であることがわかる。
図１０に、支間中央の桁上縁における荷重-ひずみ関係を示す。この図から、ＰＦＢＣ灰混入桁における終局時のひずみは３５００×１０−６を超え、無置換桁と同等以上で、土木学会コンクリート標準示方書等の設計法も適用できることが確認できる。
【００３０】
３）曲げひび割れ発生荷重
ＰＦＢＣ灰混入桁と通常桁の曲げひび割れ発生荷重を比較して表２に示す。表中には図８の荷重―たわみ関係、桁下縁ひずみおよび目視により検出したひび割れ発生荷重とその計算値を示している。これらの結果から、ＰＦＢＣ灰混入桁のひび割れ発生荷重は１７０ｋＮ 、通常桁のそれは１４０ｋＮといえ、前者は後者に比べおよそ２０％大きい。これは表１に示すように、ＰＦＢＣ灰混入コンクリートの引長強度が通常コンクリートより１０％程度大きいことが要因として考えられる。表１に示した引張強度を用いた計算も若干ではあるがＰＦＢＣ灰混入桁のほうが大きく、このことからも通常桁に比べ同等以上のひび割れ発生に対する抵抗性を有しているといえる。
【表２】
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【００３１】
４）ひび割れ間隔と幅
ひび割れ間隔および幅の測定は、図１１に拡大して示すように、等曲げ区間内のそれを対象とし、幅については支間中央域に取り付けたパイ型変位計により測定した。表３ は、最下段鋼材位置におけるコンクリート応力度が０の状態から鋼材応力度の増加量が２００Ｎ／ｍｍ２となった時の同位置におけるひび割れ幅および、ひび割れ間隔について、ＰＦＢＣ灰混入桁と通常桁を比較して示したものである。ひび割れ間隔および幅の計算値はコンクリート標準示方書のひび割れ算定式により求めた。この算定式における鋼材形状がひび割れ幅に影響する係数はＰＣ鋼材のＫ１＝１．３とし、コンクリートの乾燥収縮およびクリープの影響を考慮する係数は高強度コンクリートのε´ｃｓｄ＝１００×１０−６とした。また、コンクリート強度の影響はここでは間隔に含めている。
表３の結果より、ＰＦＢＣ灰混入桁の平均および最大ひび割れ間隔は、通常桁に比べ、それぞれ１７％、１７〜３５％大きい（図１１参照）。これに対応して、平均ひび割れ幅の場合、ＰＦＢＣ灰混入桁の方が４〜２６％大きい。しかし、最大ひび割れ幅は、最大ひび割れ間隔が大きいにも拘らず、ほぼ等しい。ひび割れ幅は元来ばらつきが大きい性質を持っており、この点を考慮するとＰＦＢＣ灰混入桁と通常桁で大きな差はないといえよう。最大ひび割れ幅の実測値と計算値との比較の点から見れば、両者の比は±１０％以内に十分入っており、ＰＦＢＣ灰混入桁の最大ひび割れ幅は通常桁に対して経験的に定式化されは方法で予測可能であって、このことからもＰＦＢＣ灰混入桁のひび割れ特性は通常桁と変わることはないといえる。
【表３】
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【００３２】
５）ＰＣ桁の曲げ耐力
ＰＦＢＣ灰混入桁の曲げ耐力の実測値および計算値を通常桁のそれらと比較して表４に示す。この表にはひび割れ発生モーメントおよび降伏曲げモーメントの結果も合わせて示している。ここで、ひび割れ発生モーメントの実測値は表２の結果に基づいて、ＰＦＢＣ灰混入桁の発生荷重を１７０ｋＮ、通常桁のそれを１４０ｋＮ としたときの曲げモーメントである。降伏曲げモーメントの実測値は、πゲージのひずみが急増し始めたときの荷重を用いて求め、計算値は除荷時の残留ひずみが０．２％となるときの応力(以下、降伏応力)を用いて算定している。終局曲げモーメントはこの降伏応力を用い、また圧縮部コンクリートの応力分布を土木学会の方法に基づいて矩形ブロックとして算定している。表４の結果から、ひび割れ発生時・降伏時・終局時の部材耐力は何れもＰＦＢＣ灰混入桁が通常桁と同等以上である。また、これらに対する実測値は計算値より大きい。
表５に示すたわみ実測値の結果の比較では、降伏時の場合、ＰＦＢＣ灰混入桁は通常より小さくこの範囲までは剛性が大きいことが分かる。終局時のたわみ、じん性率のいずれもＰＦＢＣ灰混入桁が通常桁より大きく、通常桁と同等以上の変形性能を有しているといえる。これらのことから、曲げに対する設計については現行のコンクリート標準示方書や道路橋示方書等の適用が可能であると考えられる。
【表４】
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【表５】
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【００３３】
（３）せん断性能
１）せん断変形性能
図１２にせん断力が卓越する側の載荷点位置での荷重とたわみの関係を示す。この図に示すように、ＰＦＢＣ灰混入桁と通常桁のたわみに明確な差は認められない。目視により載荷荷重Ｐ＝７００ｋＮ(せん断力Ｓ＝４５０ｋＮ)付近で載荷点間付近に曲げひび割れが発生したが、せん断力が卓越する１．６００ｍの区間に斜め引張ひび割れが発生するまで荷重とたわみの関係は直線関係を示し、曲げひび割れによる剛性低下はほとんどなかった。これより曲げひび割れは構造的に影響のない微細なものであったと考えられる。しかし、斜め引張ひび割れ発生後は荷重に対するたわみの増加の割合は通常桁およびＰＦＢＣ灰混入桁ともに大きい。
【００３４】
２）ひび割れ分布性状と破壊形態
図１３はＰＦＢＣ灰混入桁（図１３（ａ））のひび割れ分布性状と破壊形態について、通常桁（図１３（ｂ））のそれと比較して示したものである。図に示すように、ひび割れ分布性状と破壊形態はともに両者で明確な差は認められない。すなわち、両桁とも、せん断ひび割れは、載荷点位置とそれから有効高さ程度離れた位置との間に生じた曲げひび割れから発達したせん断ひび割れと、腹部から支点方向に生じたせん断ひび割れに大別でき、前者のひび割れが載荷点下に潜り込んでせん断圧縮破壊している。
【００３５】
３）斜めひび割れ発生強度
表６にＰＦＢＣ灰混入桁の斜めひび割れ発生強度の実測値と計算値について通常桁のそれらと比較した結果を示す。同表に示されているように、ＰＦＢＣ灰混入桁の斜め引張ひび割れ発生強度Ｖｃは通常桁とほぼ同等である。実験値と計算値（材料、部材係数はすべて1としている）を比較すると、実測値は、ＰＦＢＣ灰混入桁、通常桁いずれの場合も土木学会の式によるせん断強度より３．３倍大きく、ａ／ｄによる影響を考慮した式による計算値より２．８倍大きい。ＰＣ桁に対し上記算定式は過大評価することは良く知られているが、軸力に伴い中立軸が深くなることやひび割れ面のかみ合い効果が高くなることによるコンクリートのせん断抵抗力が過小評価されているためと考えられる。
一方、道路橋示方書による斜引張破壊に対する耐力を斜めひび割れ発生時のせん断力とすれば、それに対応するせん断応力度τ＝Ｖｃ／（ｋｂωｄ）（ｂω：腹部厚、ｋ：プレストレスの影響でｋ＝２とする)は、ＰＦＢＣ灰混入桁および通常桁ともにほぼ５．２Ｎ／ｍｍ２となっており、道路橋示方書に規定されている許容斜引張応力度１．３Ｎ／ｍｍ２と比べても２倍程度の値を示している。
【表６】
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【００３６】
４）ＰＣ桁のせん断耐力
表７に、せん断耐力の実測値と土木学会標準示方書による計算値（材料、部材係数はすべて1としている）について、ＰＦＢＣ灰混入桁と通常桁を比較した結果を示す。表中のせん断補強筋を用いない部材のせん断耐力は通常、斜めひび割れ発生強度と等しいとしている。ＰＦＢＣ灰混入桁の耐力は通常桁のそれとほぼ同様である。また、実測値は計算値の２．３倍強で、この設計計算値を用いれば十分安全な設計が可能となることがわかる。
【表７】
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【００３７】
併せて、上記のような製造方法によって製造したプレストレストコンクリート桁１に対して、定着長確認試験を行い、通常のプレストレストコンクリート桁（ＰＦＢＣ灰を混和材として使用していないプレストレストコンクリート桁）と比較した。ここで、供試体として、桁長；Ｌ＝１６．６００ｍ、桁高；Ｈ＝０．６００ｍのものを使用し、供試体の両側面下端部の端から４００ｍｍまでの範囲内に１００ｍｍピッチで複数の歪ゲージ５を貼着し、その内側の範囲内に２００ｍｍピッチで複数の歪ゲージ５を貼着した（図１参照）。
【００３８】
１）定着長の確認
プレテンション方式によるＰＣ鋼材の定着性能の確認は、プレストレス導入前と直後に、ＰＣ鋼材最下段位置のコンクリート表面歪を、プレストレストコンクリート桁のＰＣ鋼材の固定端と緊張端の両側で測定することにより確認した（図１４参照）。
【００３９】
図１５及び図１６に示すように、通常のプレストレストコンクリート桁は、桁端から６００ｍｍ〜８００ｍｍの範囲が理論値より高くなっているのに対し、本願のプレストレストコンクリート桁１は、徐々に理論値に近づく結果が得られた。定着による歪分布は、道路橋示方書の定着長さ６５φ（Ｌａ＝φ１５．２×６５＝９８８ｍｍ）付近で理論値に達し、規準を満足する結果となった。
【００４０】
上記のように、本発明によるプレストレストコンクリート桁にあっては、曲げ特性及びひび割れ性状並びにせん断特性が通常のプレストレストコンクリート桁と同等以上の性能を示すことが分かった。また、定着性能についても、通常のプレストレストコンクリート桁と同等の性能を得ることが分かった。
【００４１】
従って、加圧流動床燃焼方式の火力発電所から発生するＰＦＢＣ灰を有効に利用することができるので、産業廃棄物として廃棄処分する必要がなくなり、地域社会の環境保護等に貢献することができる。
【００４２】
なお、前記の説明においては、混和材にＰＦＢＣ灰を用いたコンクリートによってプレストレストコンクリート桁を製造したが、他のコンクリート製品を混和材にＰＦＢＣ灰を用いたコンクリートによって製造してもよいものであり、その場合にも同様の作用効果を奏することが期待できる。さらに、前述したプレストレストコンクリート桁を備えたコンクリート構造物を構築してもよいものであり、その場合にも同様の作用効果を奏することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明によるプレストレストコンクリート桁の一実施の形態を示した正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】気中暴露したコンクリート供試体における圧縮強度の経時変化を示す説明図である。
【図４】コンクリート打ち込み直後からの無拘束供試体の全収縮ひずみを示す説明図である。
【図５】本発明によるプレストレストコンクリート桁及び通常のプレストレストコンクリート桁の載荷直後からのクリープひずみの経時変化を示す説明図である。
【図６】本発明によるプレストレストコンクリート桁及び通常のプレストレストコンクリート桁の載荷直後からのクリープ係数の経時変化を示す説明図である。
【図７】本発明によるプレストレストコンクリート桁及び通常のプレストレストコンクリート桁のプレストレスが導入された直後からの収縮およびクリープによるＰＣ鋼材と同位置のコンクリートひずみ減少量の経時変化を示した説明図である。
【図８】本発明によるプレストレストコンクリート桁及び通常のプレストレストコンクリート桁の弾性領域の支間中央における荷重―たわみの関係を示す説明図である。
【図９】本発明によるプレストレストコンクリート桁及び通常のプレストレストコンクリート桁の弾性領域および破壊に至る領域までの支間中央における荷重−たわみの関係を示す説明図である。
【図１０】本発明によるプレストレストコンクリート桁及び通常のプレストレストコンクリート桁の弾性領域および破壊に至る領域までの支間中央における荷重−ひずみの関係を示す説明図である。
【図１１】本発明によるプレストレストコンクリート桁及び通常のプレストレストコンクリート桁の終局直前における純曲げ区間のひび割れ分布性状を示す説明図である。
【図１２】本発明によるプレストレストコンクリート桁及び通常のプレストレストコンクリート桁の弾性領域および破壊に至る領域までの支間中央の桁上縁における荷重―たわみの関係を示す説明図である。
【図１３】本発明によるプレストレストコンクリート桁及び通常のプレストレストコンクリート桁のひび割れ分布性状と破壊形態を示す説明図である。
【図１４】本発明によるプレストレストコンクリート桁の材齢１日における桁端付近におけるＰＣ鋼材定着域のコンクリート表面の歪分布を測定するひずみゲージ添付位置および計測位置名称を示す説明図である。
【図１５】本発明によるプレストレストコンクリート桁の材齢１日における桁端付近のＰＣ鋼材定着域のコンクリート表面の歪分布を示す説明図である。
【図１６】通常のプレストレストコンクリート桁の材齢１日における桁端付近のＰＣ鋼材定着域のコンクリート表面の歪分布を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  プレストレストコンクリート桁
２  コンクリート
３  ＰＣ鋼材
５  歪ゲージ
【図１】
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【図２】
2007238380.tif 000011
【図３】
2007238380.tif 000012
【図４】
2007238380.tif 000013
【図５】
2007238380.tif 000014
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2007238380.tif 000019
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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