JP2006348670A - 防錆被覆の異形棒鋼及び異形鉄筋とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 鉄筋コンクリートに使用する異形棒鋼及び異形鉄筋に防錆被覆を施した製品とその製造方法を提供する。
【解決手段】 鉄筋コンクリートに用いる異形棒鋼及び異形鉄筋において、該異形棒鋼及び異形鉄筋１の外周に熱可塑性樹脂からなる防錆被覆層を接着被覆し、前記異形棒鋼及び異形鉄筋の表面に前記コンクリートとの付着を向上させるためのヒレ状の凸部を一体形成させたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鉄筋コンクリートに使用する異形棒鋼及び異形鉄筋に防錆被覆を施した製品とその製造方法に関するものである。

コンクリート構造物において、コンクリート中に補強用として使用する異形棒鋼及び異形鉄筋は、防錆処理を施していないものが現在広く使用されている。
ここで異形とは異形棒鋼及び異形鉄筋の表面に凸状部分がその軸線方向と直角方向に間隔を隔てて形成され、また軸線方向に対称的にリブが形成されたものをいう。

しかし、コンクリート構造物の軽量化にともない、異形棒鋼及び異形鉄筋のコンクリートのかぶり厚さが減少しているので、コンクリート構造物はアルカリ雰囲気中では錆が進行しにくいという概念が崩れつつある。

また、アルカリ骨材反応による鋼材の劣化によりコンクリート構造物が早期に劣化するという問題が深刻化している。このような環境下で、近年、塩害を受けるところで建設されるコンクリート構造物の耐久性を向上させる手段として異形鉄筋に塗装したものが使用されている。
しかしながら、このような塗装品の防錆は完全といえず、使用のために行う曲げ加工によりストレスを受けた部分の塗装が裂傷し、防錆品としての性能を失うことがあった。

また、ＰＣ鋼材の防錆処理の一つとして、熱可塑性樹脂製の防錆材料を押出成形機により被覆する方法がある。
特開平６−１６６９７１号公報

上記被覆方法により防錆被覆を行うと、図４に示すように、異形棒鋼及び異形鉄筋の被覆層外郭Ｅの凹部となる溝部Ｆが滑らかになってしまう傾向がある。しかし、この部分Ｆが、コンクリートとの付着力を保つための主要部であり、ここにコンクリートが入り込めないと付着力の低下を招く一因ともなる。

上記の事情に鑑み、本発明は、コンクリートとの付着力を改善し、使用段階での曲げ加工に耐えうる防錆被覆の異形棒鋼及び異形鉄筋とその製造方法の提供を目的とするものである。

本発明は、上記目的を達成するために、鉄筋コンクリートに用いる異形棒鋼及び異形鉄筋において、該異形棒鋼及び異形鉄筋の外周に接着被覆された熱可塑性樹脂からなる防錆被覆層と、該防錆被覆層に一体形成されたヒレ状の凸部を有することを特徴とする防錆被覆の異形棒鋼及び異形鉄筋、及び鉄筋コンクリートに用いる異形棒鋼及び異形鉄筋の表面をサンドブラスターで表面研磨する工程と、前記異形棒鋼及び異形鉄筋の表面に金属と接着性のよい接着剤を塗布する工程と、前記異形棒鋼及び異形鉄筋を高周波誘導加熱装置により加熱する工程と、該加熱工程直後に押出機で熱可塑性樹脂を溶融して被覆する工程と、該被覆時に前記表面にヒレ状の凸部を形成させる工程とにより、異形棒鋼及び異形鉄筋に防錆被覆層を形成させたことを特徴とする防錆被覆の異形棒鋼及び異形鉄筋の製造方法を構成するものである。

本発明は、異形棒鋼及び異形鉄筋において、熱可塑性樹脂からなる防錆被覆層の表面にヒレ状の凸部を一体形成させたので、防錆力に優れ、コンクリートとの付着力のよい防錆被覆された異形棒鋼及び異形鉄筋が得られた。

本発明は、異形棒鋼及び異形鉄筋の表面をサンドブラスターで表面研磨する工程と、前記異形棒鋼及び異形鉄筋の表面に金属と接着性のよい接着剤を塗布する工程と、前記異形棒鋼及び異形鉄筋を高周波誘導加熱装置により加熱する工程との組み合わせにより、防錆材を異形棒鋼及び異形鉄筋に強固に接着し、使用段階で曲げ加工等の過酷な取り扱いにも耐える製品が得られた。

以下、本発明の実施例に基づいて、更に詳しく説明する。図１は、本発明の一実施例を示す防錆被覆の異形鉄筋の正面図、図２は、同側面図、図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図、図４は、本発明の一実施例を示す異形鉄筋の防錆被覆材の凹凸形状を示す断面図、図５（ａ）は図４のＣ−Ｃ線断面図、図５（ｂ）は図４のＤ−Ｄ線断面図、図６は、図５（ａ）の拡大図、図７は、防錆被覆の異形鉄筋の製造装置を示す略示正面図、図８は、防錆被覆の異形鉄筋の製造装置の成形ダイスの断面図、図９は防錆被覆の異形鉄筋におけるコンクリートとの付着力を試験した結果を示すグラフ、図１０は最大付着応力度が、無塗装異形鉄筋に対して、エポキシ樹脂塗装異形鉄筋とヒレ状凸部を有しないナイロン樹脂被覆異形鉄筋とヒレ状凸部を有するナイロン樹脂被覆異形鉄筋との付着強度比を試験した結果を示すグラフである。

図１、図２に示すように、異形鉄筋１は表面に凸状部分１１がその軸線方向と直角方向に間隔を隔てて形成され、また軸線方向に対称的にリブ１２が形成されている。図３（ａ），（ｂ）に示すように、異形鉄筋１は表面に凸状部分１１がその軸線方向と直角方向に円形状に突出され、頂部は平面に形成されており、異形鉄筋１の軸線方向に対称的に形成されたリブ１２は半円形状に突出形成されている。

図４、図５、図６に示すように、表面に凸状部分１１がその軸線方向と直角方向に間隔を隔てて形成され、軸線方向に対称的にリブ１２が形成されている異形鉄筋１は、後述するように被覆層１３で防錆被覆されると、表面に複数のヒレ状の凸部１４がその軸線方向に形成される。

鉄筋１が被覆層１３で防錆被覆され、表面に複数のヒレ状の凸部１４がその軸線方向に形成される工程を、図７により説明すると、異形鉄筋１を繰り出し装置２２に乗せて連続して繰り出すことができるようにする。繰り出し装置２２では５ｍ程度の長さの異形鉄筋１をジョイント（図示しない）により連結し、送り出し装置２３により連続して送り出す。次に、サンドブラスター２４により、異形鉄筋１の表面の酸化被膜を除去し、熱可塑性樹脂材料からなる被覆層１３が接着しやすいように表面処理を行う。送り出された異形鉄筋１は、接着剤塗布装置２５で接着剤を塗布し、加熱装置２６により２００℃程度に加熱後、押出成形機２７のクロスヘッド２８に導入される。このときの加熱温度は接着剤によって決まる温度であり、被覆層１３の接着力を左右する要因となる。

押出成形機２７では、ポリエチレン樹脂またはナイロン樹脂等からなる熱可塑性樹脂を２００℃程度で加熱溶融して、異形鉄筋１の表面に、防錆の被覆層１３を形成させる。この被覆層の厚さは０．３〜０．４ｍｍが好適である。このとき成形ダイス２９は図８に示すとおり、樹脂押出部はヒレ状の凹凸加工を施してあり、図６の断面図に示すようなヒレ状の凸部１４が異形鉄筋１の軸線方向に多数連続して形成される。
なお、ヒレ状の凸部１４の大きさは、成形ダイス２９の出口の構造で任意に決定できるが、ヒレ状の凸部１４の大きさは、被覆層１３の表面からの高さが０．１ないし０．１５ｍｍが好適である。それゆえ、ヒレ状の凸部１４の大きさは、異形鉄筋１の表面の凸状部分１１とリブ１２の大きさに比べて格段に小さい細線状のものである。

次に、このヒレ状の凸部１４が形成された後、冷却装置３０で冷却された異形鉄筋１は、切断機３１によって連結部が切断され、完成品架台３２へ搬出される。

このようにして製造された異形鉄筋１からなる防錆被覆の異形鉄筋３３は、防錆被覆により溝部Ｆが若干平滑になるが、被覆層の表面にヒレ状の凹凸形状が一体形成され、これがコンクリートとの付着力に寄与しうるものとなる。
なお、この実施例は、異形鉄筋についての一実施例を示したが、異形棒鋼においても本実施例と同様に適用することができる。

次に、本実施例の方法によって製造された防錆被覆の異形鉄筋におけるコンクリートとの付着力を確認するためのコンクリート引き抜き試験を土木学会の「エポキシ樹脂塗装鉄筋を用いる鉄筋コンクリートの設計施工指針」の中の規格で、「エポキシ樹脂塗装鉄筋の付着強度試験方法（ＪＳＣＥ−Ｅ５１６）に準拠して実施した。
この規格によると、Ｄ１９の異形鉄筋を用いた試験では、最大付着応力度が無塗装鉄筋の８５％以上でなければならないと規定されている。
なお、本発明の試料は、ＳＤ２９５Ａからなる異形鉄筋の表面に、ナイロン樹脂からなる熱可塑性樹脂の被覆層３００μｍの表面に、ナイロン樹脂からなる熱可塑性樹脂のヒレ状凸部を一体に形成させたものを使用した。その凸部の大きさは、高さが０．１５ｍｍである。

また比較品は、異形鉄筋の表面に熱可塑性樹脂の被覆層がないものを使用した。最大付着応力度の数値は、本発明の防錆被覆の異形鉄筋と無塗装鉄筋のそれぞれについて３回試験をした平均値のものを表し、本発明の防錆被覆の異形鉄筋と従来の比較品と対比して試験した。

図９のグラフによると、本発明の防錆被覆の異形鉄筋における最大付着応力度は、無塗装鉄筋の９５％以上であり、高い付着力を有していることが確認された。

また、同様に、最大付着応力度が、異形鉄筋の表面に熱可塑性樹脂の被覆層がないもの（無塗装異形鉄筋）に対して、エポキシ樹脂塗装異形鉄筋とヒレ状凸部を有しないナイロン樹脂被覆異形鉄筋とヒレ状凸部を有するナイロン樹脂被覆異形鉄筋の何％あるかについて、比較した付着強度比を求めた。
この場合も、同様にコンクリート引き抜き試験を土木学会の「エポキシ樹脂塗装鉄筋を用いる鉄筋コンクリートの設計施工指針」の中の規格で、「エポキシ樹脂塗装鉄筋の付着強度試験方法（ＪＳＣＥ−Ｅ５１６）に準拠して行った。

図１０のグラフによると、本発明の防錆被覆の異形鉄筋における最大付着強度比は、変位が０．４付近が最大で、無塗装異形鉄筋の１００％以上であり、高い付着力を有していることが確認された。また、エポキシ樹脂塗装鉄筋は８０％、ヒレ状凸部を有しないナイロン樹脂被覆異形鉄筋は６０％程度であり、これらと比較して本発明の防錆被覆の異形鉄筋は優れた付着力を有していることが確認された。

更に、本発明品をベンダーにより曲げ加工をした後、曲げ部を採取し、ＪＩＳＺ２３７１に準拠して塩水噴霧試験を行った。
その結果、１０００時間の塩水噴霧試験において、９０°曲げ、１８０°曲げ部分に錆の発生はみられなかった。

本発明の一実施例を示す防錆被覆の異形鉄筋の正面図である。 同側面図である。 図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の一実施例を示す異形鉄筋の防錆被覆材の凹凸形状を示す断面図である。 図５（ａ）は図４のＣ−Ｃ線断面図、図５（ｂ）は図４のＤ−Ｄ線断面図である。 図５（ａ）の拡大図である。 防錆被覆の異形鉄筋の製造装置を示す略示正面図である。 防錆被覆の異形鉄筋の製造装置の成形ダイスの断面図である。 防錆被覆の異形鉄筋におけるコンクリートとの付着力を試験した結果を示すグラフである。 最大付着応力度が、無塗装異形鉄筋に対して、エポキシ樹脂塗装異形鉄筋とヒレ状凸部を有しないナイロン樹脂被覆異形鉄筋とヒレ状凸部を有するナイロン樹脂被覆異形鉄筋との付着強度比を試験した結果を示すグラフである。

符号の説明

１ 異形鉄筋
１１
凸状部分
１２
リブ
１３
被覆層
１４
ヒレ状の凸部
２２
繰り出し装置
２３
送り出し装置
２４
サンドブラスター
２５
接着剤塗布装置
２６
加熱装置
２７
押出成形機
２８
クロスヘッド
２９
成形ダイス
３０
冷却装置
３１
切断機
３２
完成品架台
３３
防錆被覆の異形鉄筋

Claims (4)

1. 鉄筋コンクリートに用いる異形棒鋼及び異形鉄筋において、該異形棒鋼及び異形鉄筋の外周に接着被覆された熱可塑性樹脂からなる防錆被覆層と、該防錆被覆層に一体形成されたヒレ状の凸部とを有することを特徴とする防錆被覆の異形棒鋼及び異形鉄筋。
2. 前記ヒレ状の凸部の大きさは、被覆層の表面からの高さが０．１ないし０．１５ｍｍである請求項１記載の防錆被覆の異形棒鋼及び異形鉄筋。
3. 前記防錆被覆の異形鉄筋における最大付着応力度は、無塗装鉄筋の９５％以上である請求項１または請求項２記載の防錆被覆の異形棒鋼及び異形鉄筋。
4. 鉄筋コンクリートに用いる異形棒鋼及び異形鉄筋の表面をサンドブラスターで表面研磨する工程と、前記異形棒鋼及び異形鉄筋の表面に金属と接着性のよい接着剤を塗布する工程と、前記異形棒鋼及び異形鉄筋を高周波誘導加熱装置により加熱する工程と、該加熱工程直後に押出機で熱可塑性樹脂を溶融して被覆する工程と、該被覆時に前記表面にヒレ状の凸部を形成させる工程とにより、異形棒鋼及び異形鉄筋に防錆被覆層を形成させたことを特徴とする防錆被覆の異形棒鋼及び異形鉄筋の製造方法。

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