技報 第 5 号（2007 年）

軽量骨材コンクリートを用いた PCT 桁橋の施工
いげた－井桁歩道橋－
東北支店

技術部

渡辺浩良

東北支店

土木工事部

栗村直樹

技術研究所

材工研グループ 鈴木雅博

１．はじめに軽量骨材コンクリートは，ポンプ施工性が比較的難しくと凍結融解抵抗性も一般に通常骨材コンクリートより劣ることが知られている．また，地方での使用は，骨材の生産地が大都市圏に集中していたこともあって，軽量骨材の運搬費などのコスト増が生じるため，それを吸収できるだけの付加価値

表－１

一方，地方での軽量骨材コンクリートのニーズは，軽量化にプレストレス導入直後
設計荷重時
温度変化時
プレストレス導入直後
全死荷重時
設計荷重時
温度変化時
設計荷重時
終局荷重時
〃 ねじり＋せん断
設計荷重時〃 ねじり＋せん断

ヤング係数 設計荷重時（kN/mm2)
単位体積質量 kN/m3

22.020.1

許容曲げ
圧縮応力度

許容曲げ
引張応力度

よる耐震性の向上が必要な構造物への適用や，重量を変えずに床版厚を厚くでき，下部工に影響の少ない床版の取替えなどに多い．
軽量骨材コンクリートをポンプ施工が不要なプレキャスト部材に適用することに着目してきたが，寒冷地で使用するため，凍結融解抵抗性の向上が不可欠であると考え，秋田大学と共同で凍結融解抵抗性向上技術の研究を実施してきた．

(N/mm2)
主桁
50.00
20.00
16.00
18.40
-1.20
0.00
-1.20
-1.60
0.45
4.20
4.70
-0.80
-1.00

設計基準強度を持つ構造物に限定されてきた．これらのことから，軽量骨材の全体生産量のおよそ 85％は，大都市圏で使用されている．

井桁歩道橋設計用値

平均せん断応力度
許容斜引張応力度

今回，福島県発注の井桁歩道橋新設工事のプレキャストＴ
桁の設計において単位体積質量が 20.1ｋN/m3 の軽量骨材コンクリートが使用されていたことから，これまでの研究で凍３．主桁の設計結融解抵抗性能が十分あることが確認されている高炉スラグ

本橋の設計において，軽量骨材コンクリートはプレキャス微粉末＋有機繊維の配合を提案し使用した．本稿は，軽量骨ト PCT 桁にのみ使用されていた．主桁コンクリートの設計用材コンクリートを使用した PC 桁の製作および各種物性試験

値を表－１に示す．軽量骨材コンクリートの引張応力度およ結果について報告するとともに，高炉スラグ微粉末を使用しびせん断に対する許容値は，2002 年制定土木学会コンクリーていない供試体とケイ酸アルカリ系の表面被覆材を塗布した

ト標準示方書［構造性能照査編］にしたがい，普通骨材コン供試体についても同時に凍結融解試験を行ったので合わせてクリートの 70％に設定していた．設計単位体積質量が 20.1報告するものである．

kN/m3 と普通骨材コンクリートの 24.5kN/m3 と比較しておよそ 18％軽くなっている．

２．工事概要
井桁歩道橋の工事概要を以下に示す．
工事名 ：第 06-360-0066 号やさしい道づくり推進工事

４．主桁の製作
4.1 使用材料および配合結合材には，早強ポルトランドセメント，高炉スラグ微粉

工事箇所：福島県南会津郡南会津町八総地内末を使用した．細骨材には，今回主桁を製作したプレキャス

発注者 ：福島県南会津建設事務所

ト工場においてその他の部材でも使用している一般的なもの：平成 18 年 7 月 5 日～平成 19 年 1 月 22 日を使用した．粗骨材は，JIS A 5002 に示す区分Ｍのものを使

構造形式：3 径間連結プレテンション方式 PCT 桁橋用した．PVA 繊維をコンクリート容積の 0.15％混入したのは，橋長：65.9ｍ

これまでの研究における凍結融解試験において著しい劣化低桁長：65.7ｍ減と補強効果が認められたためである．

支間：19.45ｍ＋24.1ｍ＋19.65ｍ

4.2 コンクリートの製造および養生工期

有効幅員：2.5m（全幅員 3.3ｍ）
写真－１に井桁歩道橋の写真を示す．

コンクリートの製造に際し，軽量骨材はベルトコンベヤを用いて骨材サイロ内に貯蔵しようとしたが，勾配が急で骨材

技報 第 5 号（2007 年）

サ イ ク ル 数 (回 )050100150200250300120

相対動弾性係数(%)

1008060
N(高 炉 な し )40

B(井 桁 橋 )20

平均値

R(井 桁 橋 -改 質 剤 )

0

写真－１

井桁橋歩道橋図－２ サイクル数と相対動弾性係数の関係が軽量のため転がり落ちてしまうため，貯蔵できなかった．

試験)に準じて行った．約 30 サイクル毎に相対動弾性係数をこのため，袋詰めされた軽量骨材をクレーン車で持ち上げ，測定した．供試体の種類は，井桁歩道橋の同一配合とし，超骨材サイロの窓からコンクリート用シュートを用いて引き込

微粒子ケイ酸水溶液を供試体に塗布した場合，塗布しない場

んだ．

合，および高炉スラグ微粉末で置換せず結合材をすべて早強打込みは，通常のバケットで行った．締固めは，通常の棒バイブレーターと壁バイブレーターの併用で行った．粉体量が多く，PVA 繊維も混入しているため，軽量骨材の浮上りはほとんど生じなかった．

セメントとした配合した場合とし，全 3 種類とした．
6.2 試験結果と考察
図－２にサイクル数と相対動弾性係数の関係を示す．PVAを混入した軽量骨材コンクリートは，所要の耐凍害性能を満足する結果を得られた．早強セメントの一部を高炉スラグ微５．軽量骨材コンクリートの硬化後の物性粉末に置換した井桁歩道橋供試体と高炉スラグ微粉末なし供5.1 圧縮強度試験

試体を比較したが損傷の発生程度，質量減少率，相対動弾性

蒸 気養 生し た供 試 体の 28 日 圧縮 強度 試験 結 果は 平均係数とも顕著な差異は認められなかった．

57.4N/mm2 であり，設計基準強度 50.0N/mm2 を上回った．
5.2 ヤング係数測定試験
蒸気養生した供試体のヤング係数は，材齢 28 日で 22.5kN/mm2 となり，設計用値におけるヤング係数 22.0 kN/mm2を上回った．ただし，今回の測定では設計用値に対しわずかしか越えていないため，今後コンクリートのヤング係数を設定する場合には 21.0kN/mm2 以下とした方がよい．
5.3 単位容積質量試験

７．まとめ
本報告の結論を以下に示す．
(1) 本報告に示した配合および施工法によるコンクリートは，設計時に想定された所要の性能を満足した．
(2) PVA を混入した軽量骨材コンクリートは，凍結融解抵抗性試験（A 法）によって所要の耐凍害性能を満足する結果を得られた．

単位容積質量は，全ての供試体で 1840～1902kg/m3 の範囲(3) 下地処理を行わないで塗布した表面改質剤は，今回の試にあり，単位容積質量の上限値 1946kg/m3 を下回る安全側の験において凍結融解過程の損傷程度に有意な効果は認め結果であった．

られなかった．

5.4 引張強度試験(4) 早強セメントの一部を高炉スラグ微粉末に置換した井桁

蒸気養生した供試体の材齢 28 日の引張強度試験は平均歩道橋供試体と高炉スラグ微粉末なし供試体を比較した

3.15N/mm2 であり，コンクリ－ト標準示方書の圧縮強度を関が損傷の発生程度，質量減少率，相対動弾性係数とも顕数とする式から算出した 2.19N/mm2 を上回った．

著な差異は認められなかった．

5.5 曲げ強度試験

蒸気養生した供試体の材齢 28 日の曲げ強度は平均5.44N/mm2 であり，コンクリ－ト標準示方書の圧縮強度を

Key Words：軽量骨材コンクリート，凍害，PC 桁，有機繊維，凍結融解抵抗性関数とする式から算出した 4.14N/mm2 を上回った．

６．凍結融解抵抗性試験
6.1 試験方法および供試体凍結融解抵抗性試験を JIS A 1148 A 法(水中凍結水中融解渡辺浩良

栗村直樹

鈴木雅博