JP2789186B2 - 耐塩性ｐｃ鋼棒 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐塩性ＰＣ鋼棒に
関するものである。

【０００２】

【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。

【０００３】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５
７−４８０５４号公報ではNiを多量に添加することによ
り、更に特開昭６３−１６１１２０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。

【０００４】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。

【０００５】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(J
IS 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いる。尚、このようなＰ
Ｃ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。

【０００６】

【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。

【０００７】本発明は、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。

【０００８】

【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、

【０００９】 Ｃ：0.２〜0.４重量％，Si：0.２〜2.
０重量％，Mn：0.２〜1.５重量％，Ｐ≦0.０２０重量
％，Ｓ≦0.００５重量％，Ni：0.８〜３重量％に、Mo：
0.１〜0.５重量％，Ｂ：0.０００３〜0.００５０重量％
のうち１種以上を含有し、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；

【００１０】 Ｃ：0.２〜0.４重量％，Si：0.２〜2.
０重量％，Mn：0.２〜1.５重量％，Ｐ≦0.０２０重量
％，Ｓ≦0.００５重量％，Ni：0.８〜３重量％にCu：0.
０５〜0.５重量％，Ｗ：0.０３〜0.５重量％のうち１種
以上及びMo：0.１〜0.５重量％，Ｂ：0.０００３〜0.０
０５０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；

【００１１】の採用により解決されることを見出した。

【００１２】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。

【００１３】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％以上が必要である。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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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Niが0.８％未満では期待できず、
３％超えでは経済的理由から不利となる。従って、下限
を0.８％、上限を３％とする。

【００１９】Ｂは焼入性を向上させると共に、遅れ破壊
特性を向上させるが、0.０００３％未満ではその効果が
明らかでなく、0.００５０％を超えると、却って焼入性
を減ずるので下限を0.０００３％，上限を0.００５０％
とする。尚、Ｂを添加する場合、通常Ｂの焼入性を高め
るために、Tiを加えているがこれは、鋼中のＮを固定す
るためであり、上記範囲のＢ含有量に対しては、0.０２
０％前後のTiが適当である。又、Tiと同様の作用をする
Zr, Nbの１種以上を加えるのも有効である。

【００２０】Moは、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0.１％を下
限、0.５％を上限とする。

【００２１】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。

【００２２】

【発明の実施の形態】次の表１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１５０kg
f/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。

【００２３】

【表１】

【００２４】上記のようにして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表２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】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。

【００２７】耐塩性試験は、図１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。

【００２８】 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。

【００２９】 図１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。

【００３０】 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。

【００３１】 ２０℃の水中に約２４時間浸漬する。

【００３２】 再び、オートクレーブに入れ、，
の操作を行う。

【００３３】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。

【００３４】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％ＮＨ₄ ＳＣ
Ｎ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。

【００３５】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
および鋼線のレ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。

【００３６】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。

【００３７】即ち前記表２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
べ優れたものであることが判明した。

【００３８】

【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１】耐塩性を評価するためのオートクレーブ法の試
験条件を示した図表。

【図２】高温リラクセーション試験の条件を示した図
表。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 英治 神奈川県茅ヶ崎市中海岸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 昭60−17060（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−188754（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−161120（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−199748（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ：0.２〜0.４重量％，Si：0.２〜2.０
   重量％，Mn：0.２〜1.５重量％，Ｐ≦0.０２０重量％，
   Ｓ≦0.００５重量％，Ni：0.８〜３重量％に、Mo：0.１
   〜0.５重量％，Ｂ：0.０００３〜0.００５０重量％のう
   ち１種以上を含有し、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Ｐ
   Ｃ鋼棒。
2. 【請求項２】 Ｃ：0.２〜0.４重量％，Si：0.２〜2.０
   重量％，Mn：0.２〜1.５重量％，Ｐ≦0.０２０重量％，
   Ｓ≦0.００５重量％，Ni：0.８〜３重量％にCu：0.０５
   〜0.５重量％，Ｗ：0.０３〜0.５重量％のうち１種以上
   及びMo：0.１〜0.５重量％，Ｂ：0.０００３〜0.００５
   ０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。