JP2620068B2

JP2620068B2 - コンクリート用耐食鋼鉄筋

Info

Publication number: JP2620068B2
Application number: JP61028775A
Authority: JP
Inventors: 恒夫吉村
Original assignee: 三菱製鋼株式会社
Priority date: 1986-02-14
Filing date: 1986-02-14
Publication date: 1997-06-11
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JPS62188754A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、耐食性特に塩化物に対する耐食性の優れた
コンクリート用耐食鋼鉄筋に関するもので、海水中およ
び海岸近傍のコンクリート構造および海砂使用のコンク
リート中における鉄筋の局部腐蝕の軽減を目的としたも
のである。

［従来の技術］コンクリート中の鉄筋は、環境的にはコンクリート中
のCaOと水分とが反応し、Ca（OH）_２が存在するためpH1
2〜13程度のアルカリ性となっているために不導体化し
ていて腐食は生じないとされていた。

しかし、近年、海上や海岸の構造物や海砂使用のコン
クリート中においては、塩化物が存在するとCl^-の作用
によって局部的に鉄筋の不導体被膜が破壊され、腐食が
発生することが判明し、鉄筋の局部腐食の軽減のための
防塩対策が要望されていた。

そして、コンクリートのかぶり厚さを通常の構造物よ
り大きくするとか、コンクリート表面を防食性材料で被
覆するなどの対策とともに、耐食性鉄筋が利用されてい
る。

その主なものは、（１）亜鉛メッキ鉄筋、（２）樹脂
塗装鉄筋、（３）銅、亜鉛等を密着被覆した鉄筋、
（４）耐食鋼鉄筋などが挙げられる。

［発明が解決しようとする問題点］前述の耐食性鉄筋のうち、（１）亜鉛メッキ鉄筋はコ
ンクリート中の塩分濃度がある程度以上になると、ZnO
被覆が破壊され、鉄筋が錆びてしまう。また、コンクリ
ート中のアルカリでメッキされた亜鉛が少量づつ消耗さ
れ、最後にはメッキの被覆が消滅してしまう欠点があ
る。

（２）樹脂塗装鉄筋は、一般にコストも高く、塗装材
料、塗装の厚さ、塗膜の硬度等の品質管理に充分注意を
払う必要がある。しかも、塗装鉄筋を用いるとコンクリ
ート部材のひびわれ幅が大きくなる、コンクリートの付
着力が普通鉄筋より小さい、曲げ半径を小さくするとひ
びわれが入り易い等の欠点がある。

（３）銅、亜鉛等を密着被覆した鉄筋は曲げ加工性に問
題がある。

（４）耐食鋼鉄筋としては、Cu−Ｗ鋼、硫黄等の不純物
を極端に低下させた高純度鋼、それにCu−ＷやNiを加え
たもの等が検討されているが、普通鋼材に比べて錆びに
くいものの、海上曝露試験等の厳しい条件ではコンクリ
ート表面にひびわれが見られている。

［問題点を解決するための手段］本発明は、上記のような防食鉄筋の欠点を改善し、海
上や海岸の構造物や海砂使用コンクリート用として使用
するための耐食性や曲げ加工性にすぐれた鉄筋を提供す
るもので、その第１発明は、 C;0.01〜0.40％（重量基準、以下同じ） Si;0.05〜2.00％ Mn;0.30〜2.00％ Cr;0.30〜5.00％ Cu;0.50超〜1.50％ Al:0.001〜0.033％ Mo:0.01〜0.3％を含有するとともに、 Ni;0.01〜1.5％ V;0.01〜0.3％のうち１種または２種を含み残部がFeおよびその他の不
可避的不純物からなることを特徴とするコンクリート用
耐食鋼鉄筋である。

又、第２発明は、上記組成にP;0.01〜0.05％未満含有
せしめたものである。

そもそもコンクリート中における鉄筋の耐食性は、一
般にコンクリート中のCaOと水分とが反応して生成したC
a（OH）_２が存在し、これがpH値12位であり、このよう
な高pH値では、鉄筋の表面はγ−Fe₂O₃の不導体被膜で
覆われ、腐食は進行しない。しかしながら、コンクリー
ト中に塩分が存在すると、この不導体被膜が破壊され、
鉄筋の局部腐食が進行してくる。

本発明はかかる局部腐食の進行を低減させ、製造技術
上も問題なく、しかも経済性の高い鉄筋を提供するもの
である。

以下、本発明の耐食鋼鉄筋の組成および組成範囲を定
めた理由について説明する。

Ｃは鉄筋強度の上昇に必要であるが、0.40％を超える
と靭性の低下が著しいので上限を0.40％とした。また0.
01％未満に減少することは上記効果がなく、経済性が悪
くなる。

Siは鋼の脱酸剤として有用な元素であり、脱酸効果を
生じさせるためには0.05％以上必要である。一方、2.00
％を超えて含有させると靭性が低下するので、上限を2.
00％とした。

Mnは鉄筋の強度の上昇に必要であるが、2.00％を超え
ると靭性の低下が著しく、また、下限を0.30％としたの
は強度の確保のためである。

Crは耐海水性を向上させる元素であり、0.30％未満で
はその効果が得られず、5.00％を超えると塩化物による
孔食を受け易くなり、かつ経済的な面からも考慮して、
0.30〜5.00％の範囲とした。

Cuは耐食性を改善させる元素であり、0.50％以下では
その効果が不充分であり、1.50％を超えると鋼の熱間加
工性を悪化させ、製造上の経済性を悪くする。さらに好
ましい範囲は0.6超〜1.50％である。

Alは鋼の脱酸剤として有用な元素であり、脱酸効果を
生じさせるためには、最低0.001％は必要である。又、
上限は0.033％とする。

Ｐは鋼の耐食性を改善させる元素であり、0.01％未満
ではその改善効果が充分でなく、一方、0.05％以上にな
ると鋼の脆性が著しくなる。

Niは鋼の耐食性の向上と、靭性の確保のために必要で
あり、0.01％未満では耐食性の効果が不充分で、一方、
1.5％を超えると鉄筋用として経済的に不利である。

Moは鉄筋の強度と靭性の確保のために必要であるが、
0.01％未満ではその効果が不充分であり、一方、0.3％
を超えると、その効果が飽和すると同時に鉄筋用として
経済的に不利である。

Ｖは鉄筋の強度と靭性の確保のために必要であるが、
0.01％未満ではその効果は不充分であり、一方、0.3％
を超えるとその効果が飽和すると同時に鉄筋用として経
済的に不利である。

本発明の耐食鋼鉄筋は、前記の元素の成分範囲で構成
されているが、製造上の面からは通常の溶解、鋳造、圧
延の工程で充分に製造できる。また、必要に応じて、本
発明鉄筋の表面に亜鉛メッキ、樹脂被覆を施すこともで
きる。

［実施例］表１に本発明鉄筋を用いた鋼並びに比較例の鋼の化学
成分を示す。これらの組成の鋼を鍛伸して、30mmφ×5m
m厚の試片を作成し、塩化物を含む鉄筋コンクリート中
での腐食をシュミレートさせるため、溶存酸素を飽和さ
せた0.2％NaClを含むpH12の0.1％Ca（OH）_２の液中にお
いて分極特性を調査し、耐食性を試験した。その代表例
のいくつかを図に示す。この図によって、本発明鋼は比
較例のものより電位が貴であることがわかる。

すなわち、本発明鋼はpH12の0.1％Ca（OH）_２の液中
において、表面に生成する不導体被膜が塩化物によって
破壊されにくいことを示す。

また、表２には表１に示す鋼の機械的性質を示す。さ
らに、表２には、各鋼を直径20mmφに圧延し、砂に対し
て１％のNaClを含む砂とポルトランドセメントおよび水
分からなるコンクリートモルタル中に埋め込み、耐食性
を試験した結果も示す。この結果から、本発明鉄筋が塩
化物を含むコンクリート中ですぐれた耐食性を示すこと
がわかる。

［発明の効果］本発明の鉄筋は、耐食性特に塩化物を含むコンクリー
ト中ですぐれた耐食性を示し、しかもコンクリート構造
物に適した強度と靭性をもつものであり、経済性にもす
ぐれたものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の代表例の分極特性を示すグラフである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】C;0.01〜0.40％（重量基準、以下同じ） Si;0.05〜2.00％ Mn;0.30〜2.00％ Cr;0.30〜5.00％ Cu;0.50超〜1.50％ Al;0.001〜0.033％ Mo;0.01〜0.3％を含有するとともに、 Ni;0.01〜1.5％ V;0.01〜0.3％のうち１種または２種を含み、残部がFeおよびその他の
不可避的不純物からなることを特徴とするコンクリート
用耐食鋼鉄筋。
【請求項２】C;0.01〜0.40％ Si;0.05〜2.00％ Mn;0.30〜2.00％ Cr;0.30〜5.00％ Cu;0.50超〜1.50％ Al;0.001〜0.033％ Mo;0.01〜0.3％ P;0.01〜0.05％未満を含有するとともに、 Ni;0.01〜1.5％ V;0.01〜0.3％のうち１種または２種を含み、残部がFeおよびその他の
不可避的不純物からなることを特徴とするコンクリート
用耐食鋼鉄筋。