JP2764180B2

JP2764180B2 - 遅れ破壊特性に優れた耐塩性ｐｃ鋼棒

Info

Publication number: JP2764180B2
Application number: JP1060615A
Authority: JP
Inventors: 哲夫白神; 義明清水; 勝彦西川; 英治山下; 行雄村山
Original assignee: Koshuha Netsuren KK; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: Koshuha Netsuren KK; JFE Engineering Corp
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1989-03-15
Publication date: 1998-06-11
Anticipated expiration: 2013-06-11
Also published as: JPH02240244A

Description

【発明の詳細な説明】「発明の目的」（産業上の利用分野）本発明は、遅れ破壊特性に優れた耐塩性PC鋼棒に関す
るものである。

（従来の技術）近年、海浜地帯のコンクリート建造物や海砂を使用し
た鉄筋コンクリート建造物における、ヒビ割れ劣化が問
題となっているが、これは海塩粒子の塩分や海砂中の塩
分によって、コンクリート中に埋設された鉄筋が腐蝕す
ることにより発生するものであって、この防止のため
に、鉄筋自体の化学組成を制御し、耐塩性を向上させる
方法が既に種々開発されている。

例えば、特公昭55−22546号公報ではCuとＷとを同時
に添加することにより、また特開昭57−48054号公報で
はNiを多量に添加することにより、更に特開昭63−1611
20号公報ではCrを多量に添加することにより耐塩性の向
上を計ろうとすることが提案されている。

前記したこれら提案は、何れも鉄筋に関するものであ
るが、PC鋼棒も亦、コンクリート建造物の補強材として
これらの鉄筋同様に使用されている。然しながら、この
PC鋼棒においても、前記鉄筋同様にPCポールの海塩粒子
による腐蝕、PCパイル・ポールの海砂使用による腐蝕は
避けられず、鉄筋によるものと同様の問題を生じつつあ
る。

又鉄筋は、圧延ままで使用し、比較的低強度であるた
め、遅れ破壊特性、リラクセーション特性（JIS G 3109
の8.2による）等についての配慮は不要である。一方PC
鋼棒は、熱間圧延材を用い、ストレッチング、引抜、熱
処理の内、何れかの方法により、又はこれらの組合せに
よって製造されており、それらの特性が枢要である。

尚、このようなPC鋼棒の耐塩性向上を計ろうとするも
のとしては、特開昭58−83752号公報を挙げることがで
きる。

（発明が解決しようとする課題）前記したような従来法のPC鋼棒は、炭素鋼が主体であ
り、一部にSi、Cr、Mn等を多く含有した鋼はあるもの
の、耐塩性は余り考慮されていない。又、高強度化する
ことにより、所望の耐塩性を達成しても、それ以外の遅
れ破壊特性、リラクセーション特性、溶接性、機械的性
質等の他の特性が必ずしも充分でない。亦、前記した特
開昭58−83752号公報に示されるものは、Ca、REMの単独
ないし、複合添加による鋼中硫化物の減少、且つ性状の
変化を目指し、これにより耐塩性を向上させるとするも
のであるが現状では、Caの歩留を安定させることは困難
であり、製造上問題が多い。

本発明は、遅れ破壊特性に優れた耐塩性PC鋼棒に係
り、従来のPC鋼棒と同様のリラクセーション特性、溶接
性、機械的性質を保持しつつ、遅れ破壊特性、耐塩性を
向上させたPC鋼棒を提供しようとするものである。

「発明の構成」（課題を解決するための手段）本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、熱処理を行い、焼戻しマルテンサイト組織とし
た鋼における耐塩性、遅れ破壊特性、溶接性、リラクセ
ーション特性及び機械的性質を向上する成分系を見出し
た。

即ち、上記課題は、以下のようにすることによって解
決される。

（１） C:0.2重量％を超え0.4重量％まで、Si:0.2〜2.
0重量％、Mn:0.2〜1.5重量％、Ｐ≦0.020重量％、Ｓ≦
0.005重量％、Cr:0.3〜2.0重量％、Mo:0.1〜0.5重量
％、Ni:0.2〜0.8重量％を含み、残部がFe及び不可避的
不純物から成ることを特徴とする、遅れ破壊特性に優れ
た耐塩性PC鋼棒；（２） C:0.2重量％を超え0.4重量％まで、Si:0.2〜2.
0重量％、Mn:0.2〜1.5重量％、Ｐ≦0.020重量％、Ｓ≦
0.005重量％、Cr:0.3〜2.0重量％、Mo:0.1〜0.5重量
％、Ni:0.2〜0.8重量％を含有すると共に、Cu:0.05〜0.
5重量％、W:0.03〜0.5重量％のうち１種以上を含み、残
部がFe及び不可避的不純物から成ることを特徴とする、
遅れ破壊特性に優れた耐塩性PC鋼棒；（作用）本願発明によるPC鋼棒の成分限定理由を重量％（以下
単に％という）により説明すると以下の通りである。

Ｃは、焼入性を高め、強度を上げるのに必要な元素で
あり、PC鋼棒として、強度レベルを確保するためには、
0.2％を超えることが必要である。然し、0.4％超えとな
ると点溶接性が低下するので0.4％を上限とする。

Siは、脱酸剤として使用されるため、又、遅れ破壊特
性及びリラクセーション特性に有効であるため、0.2％
以上必要で、添加量の多い方が望ましいが、2.0％超え
になると、鋼の延性が劣化するため、2.0％を上限とす
る。

Mnは、Siと同様に脱酸剤であると共に、Ｃと同様に焼
入性を高め、強度向上に必要な元素であるため0.2％以
上が必要である。然し、1.5％超えでは延性が劣化する
ので1.5％を上限とする。

Ｐは、不純物元素として避けられない元素であるが、
遅れ破壊特性を劣化させるため、0.020％以下とする。

Ｓは、耐塩性を劣化させるので出来得る限り、少なく
することが望ましい。本発明においては、0.005％以下
とする。

Crは、焼入性を高め、強度を上げるのに必要な元素で
ある。PC鋼棒として、強度レベルを確保するためには0.
3％以上必要である。然し、2.0％超えになると経済的に
不利である。従って上限を2.0％とする。

Moは、焼入性を高めると共に、耐塩性に有効な元素で
あるが、多量に添加すると経済的に不利である。従っ
て、下限を0.1％、上限を0.5％とする。

Niは、本発明における重要な元素で、耐塩性に効果が
あるばかりでなく、遅れ破壊特性の向上にも寄与する。
この効果は0.2％未満では期待できず、0.8％超えでは経
済的理由から不利となる。従って、下限を0.2％、上限
を0.8％とする。

Cu及びＷは、耐塩性を劣化させずに遅れ破壊特性を向
上させ得る元素であるが、多量に添加すると、経済的に
不利である。従って、Cuは下限を0.05％、上限を0.5％
とし、Ｗについては、下限を0.03％、上限を0.5％とす
る。

（実施例）次の第１表に示した成分の鋼を直径9.5mmの丸棒に圧
延し、直径9.0mmの丸棒に引抜き、その後、高周波加熱
による焼入れ焼戻しを行った。焼入れは930〜1020℃
で、焼戻しは、引張強さ150kgf/mm²を目標として最適温
度で行った。尚熱処理は高周波にのみ限定されるもので
はないことは明らかである。

上記のように得られた鋼棒の機械的性質、耐塩性、遅
れ破壊特性、リラクセーション特性及び溶接性の試験結
果を次の第２表に示す。

引張試験は、熱処理されたものを標点距離72mmで引張
を行った。

耐塩性試験は、第１図に示すオートクレーブ法で行っ
た。試験工程は以下に示す如くである。

細骨材重量の0.5％の塩分（NaCl）を含有したコン
クリート中に供試材を打込み、養生を終了した試験体を
オートクレーブ装置に挿入し、密閉する。

第１図に示すように、常温から３〜４時間で約180
℃、10kgf/cm²の圧力に達し、この条件で５時間保持
し、その後、自然放冷する。

オートクレーブ試験開始後、約24時間後に、試験体
を取り出す。

20℃の水中に約24時間浸漬する。

再び、オートクレーブに入れ、、の操作を行
う。

試験終了後、供試材をコンクリート中から取り出し、
腐蝕減量を測定し、これで耐塩性を評価した。

遅れ破壊試験は、供試材に引張強さの80％の応力を付
加し、50℃に加熱した20％NH₄SCN溶液中に浸漬して行
い、評価は、破断時間で行った。

リラクセーション試験は、JIS G 3109の方法によって
行い、評価した。

尚、高温リラクセーション試験は、ビルディングレタ
ー1971年28号３頁の『高温におけるPC鋼棒および鋼線の
リラクセーションに関する共同試験・結果報告書』に示
されている方法で行った。これらの条件は第２図に示す
如くである。

溶接性試験は、溶接電流:2500A、通電サイクル数:2、
相手材:SWRM8の3.2mm丸棒という条件で行い、クロス溶
接後、引張試験を行い、強度、伸びがJIS G 3109の規格
を満足する場合を○印とした。

即ち第２表によるならば、本発明鋼の、機械的性質、
リラクセーション特性、溶接性は、従来鋼と同等であ
り、PC鋼棒としての特性を満足している。一方、耐塩性
及び遅れ破壊特性は、従来鋼、比較鋼に比べ優れたもの
であって、特に遅れ破壊特性において大幅に改善されて
いることが判明した。

「発明の効果」以上説明したような本発明によれば、コンクリート中
における塩分や海塩粒子の塩分に対して、優れた耐腐蝕
性を有すると共に、遅れ破壊特性、リラクセーション特
性、溶接性及び機械的性質の何れにおいても優れた特性
を有するPC鋼棒を得ることが出来るので、工業的に効果
の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は、本願実施例に記載のPC鋼棒の試験条件を示すも
のであって、第１図は、耐塩性を評価するためのオート
クレーブ法の試験条件、第２図は、高温リラクセーショ
ン試験の条件を夫々示すものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山下英治神奈川県茅ケ崎市中海岸４丁目13番52号 (72)発明者村山行雄神奈川県平塚市岡崎3107番地の４ (56)参考文献特開平２−240236（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−188754（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−161120（ＪＰ，Ａ) 特公昭55−22546（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】C:0.2重量％を超え0.4重量％まで、Si:0.2
〜2.0重量％、Mn:0.2〜1.5重量％、Ｐ≦0.020重量％、
Ｓ≦0.005重量％、Cr:0.3〜2.0重量％、Mo:0.1〜0.5重
量％、Ni:0.2〜0.8重量％を含み、残部がFe及び不可避
的不純物から成ることを特徴とする、遅れ破壊特性に優
れた耐塩性PC鋼棒。
【請求項２】C:0.2重量％を超え0.4重量％まで、Si:0.2
〜2.0重量％、Mn:0.2〜1.5重量％、Ｐ≦0.020重量％、
Ｓ≦0.005重量％、Cr:0.3〜2.0重量％、Mo:0.1〜0.5重
量％、Ni:0.2〜0.8重量％を含有すると共に、Cu:0.05〜
0.5重量％、W:0.03〜0.5重量％のうち１種以上を含み、
残部がFe及び不可避的不純物から成ることを特徴とす
る、遅れ破壊特性に優れた耐塩性PC鋼棒。