JP2886713B2 - 高強度ｐｃパイル - Google Patents
高強度ｐｃパイルInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、合金鋼製の超高強
度でかつ低リラクゼーションの高強度ＰＣ鋼棒を用いた
高強度ＰＣパイルに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、高強度のＰＣパイル、ＰＣポール
等（本明細書ではＰＣパイルと総称する）を製造するた
めに高強度ＰＣ鋼棒が使用されている。最高強度を有す
るＰＣ鋼棒としてJIS G 3109に規定されている引張強
さ：145kgf/mm2以上、耐力：130kgf/mm2 以上の機械的
強度を有する異形棒Ｄ種SBPD 130/145が既知である。 【０００３】また、この種の高強度ＰＣパイルとして、
特開昭59−213816号公報には炭素量が 0.4wt％（以下％
で示す）以下でかつSiを 1.5〜2.0 ％含有する線材を熱
間圧延後、所定の製造工程を経て焼戻し中に温間矯正を
施してパイル製造時の高温高圧蒸気養生条件下でのリラ
クゼーション値が８％級のＰＣ鋼棒を軸筋として使用
し、その軸筋に螺旋鉄筋をスポット溶接し、かつ前記軸
筋を緊張状態でコンクリート中に埋設し、高温高圧蒸気
養生して 50 kg/cm2以上の有効プレストレス量の高強度
ＰＣパイルを製造することが開示されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ＰＣパイルに用いられ
るＰＣ鋼棒の強度は、後述するパイル中の有効プレスト
レスとの関係から高いほど本質的には有利であるが、実
際上は強度が高くなるほどＰＣパイル等への使用前後に
遅れ破壊を生じる危険性が高い。したがって、上述した
JIS G 3109に規定の異型棒Ｄ種SBPD 130/145によるＰＣ
鋼棒を用いる場合においても、引張強さが規格下限値の
145 kgf/mm2程度、最高でも 155 kgf/mm2のものが限度
とされている。 【０００５】一方、ＰＣ鋼棒を用いているＰＣパイルに
おいては、近年高強度パイルが普及し、その製造方法と
して生産性および品質の見地から高温高圧蒸気養生法が
一般的になってきている。この高温高圧蒸気養生におい
ては、通常、90℃以下の温度で３〜５時間蒸気養生した
後、 200℃以下で３時間以内のオートクレープ養生を実
施している。しかし、この際、ＰＣ鋼棒のリラクゼーシ
ョンロスの値が後述する有効プレストレスに大きく影響
するため、高温高圧蒸気養生中におけるリラクゼーショ
ン値の低いＰＣ鋼棒が求められている。これがためこの
高温高圧養生中のＰＣ鋼棒のリラクゼーション値が15％
以下、更に、最近では８％以下のものが実用されつつあ
る。 【０００６】また、ＰＣ鋼棒をＰＣパイル等に使用する
場合に、ＰＣ鋼棒に与える初期張力は、後述する有効プ
レストレス量を高めるために、大きければそれだけ有利
であるが、初期張力を上ればそれだけリラクゼーション
ロスの値が一般的に大きくなり、更に実作業において通
常行う端末固定法であるヘッディングのヘッド部や微小
な表面キズ部等を起点とする遅れ破壊の危険性が高まる
ため、JIS G 3109においても初期張力はＰＣ鋼材の規格
引張強さの 0.7倍以下又は降伏点荷重の 0.8倍以下に制
限されている。 【０００７】一方、高強度パイル等に導入される有効プ
レストレス量は、コンクリートの弾性変形、コンクリー
トのクリープおよび乾燥収縮およびＰＣ鋼材のリラクゼ
ーションを考慮して次の式から求められる。 有効プレストレスσce( kgf/cm2)は 【数１】 【０００８】(1)式から明らかなように、σpiを大きく
し、Δσp およびΔσr をできるだけ小さくすることに
よって有効プレストレス量を効果的に上げることがで
き、同一有効プレストレス量が必要な場合、使用ＰＣ鋼
材量の少ない経済性の高いＰＣパイル等を供給すること
ができる。そして、この場合、簡易式として次式で有効
プレストレス量を計算することができる。 【数２】【０００９】しかしながら、上述したように、従来技術
によれば、遅れ破壊およびリラクゼーションを考慮して
JIS G 3109による異形棒Ｄ種SBPD 130/145を用いる場合
においても、ＰＣ鋼棒の初期張力は規格引張強さである
145 kgf/mm2の70％、すなわち 101.5 kgf/mm2に制限さ
れており、また、リラクゼーション値を測定する初期荷
重についても、上述した値が使用されている。 【００１０】したがって、高強度パイルにおける有効プ
レストレス量のロスの実体は表１に示す通りである。 【表１】 表１に示すように、従来の高強度ＰＣ鋼棒を用いて製造
された従来の高強度ＰＣパイルは有効プレストレス量の
ロスが大きく、ＰＣ鋼棒の使用量の低減効果があまり期
待できないという問題があった。 【００１１】本発明の目的は、上記の問題を有利に解決
するもので、高強度であっても遅れ破壊を生じる危険性
が小さく、かつ初期張力を高くしてもリラクゼーション
の値が低く、従ってＰＣパイルに用いて有効プレストレ
ス量のロスが小さい高強度ＰＣ鋼棒を主筋として使用す
ることにより、高温高圧蒸気養生条件下でＰＣ鋼棒の引
張強さの 0.7倍を超える初期張力を加えても、リラクゼ
ーションが８％以下である有効プレストレス量の大きな
高強度ＰＣパイルを提供するところにある。 【００１２】 【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
Ｃ：0.25〜0.45％、Si：1.0 〜2.0 ％、Mn：1.0 ％以上
を含み、かつそのSiおよびMn含有量を〔Si〕, 〔Mn〕で
あらわした両者の比〔Si〕／〔Mn〕が1.20±0.50の条件
を満足する組成になる合金鋼材を、熱間圧延および焼入
れ後、焼戻し温度範囲が 350〜 500℃でかつ焼戻し工程
中に歪量 0.8％以上の曲げ加工、又は引抜き加工を施し
て得た引張り強さ： 160 kgf/mm2以上の強度を有する遅
れ破壊特性の優れた高強度ＰＣ鋼棒を主筋とし、この主
筋を、その周りに固定された螺旋鉄筋または帯鉄筋から
なるスターラップと共に、コンクリート中に緊張状態で
埋設し、ついで蒸気養生を施して得たＰＣパイルであっ
て、該スターラップ付き主筋を、コンクリートが固まる
以前に引張強さの 0.7倍を超えて緊張したことを特徴と
する、有効プレストレス量が 50 kgf/cm2 以上の高強度
ＰＣパイルである。 【００１３】 【発明の実施の形態】本発明において、主筋として用い
るＰＣ鋼棒は、従来のＰＣ鋼棒と同様にＣ，Si, Mnの他
に機械的性質を満足させるために必要に応じ、他の成分
を含有するものであるが、本発明においては、Ｃ，Si,
Mnが重要な成分であり、特にSi／Mnの含有量比が重要で
ある。以下、これら成分の限定理由について説明する。 【００１４】Ｃ：0.25〜0.45％ Ｃは強度に関係し、0.25％未満では焼戻し後の高強度を
得るに不十分であり、一方0.45％を超えると点溶接部の
強度および伸びの劣化が著しくなるため、0.25〜0.45％
の範囲に限定した。 【００１５】Si：1.0 〜2.0 ％ Si含有量が 1.0％以上になるとミクロクラックの伝播を
妨げる効果が顕著となり、高強度においても遅れ破壊に
対する安定度を増大するが、その効果は 2.0％付近で飽
和する。また 2.0％を超えると材料の靱性が損なわれる
傾向にあるので、Si量は 1.0〜2.0 ％の範囲に限定し
た。 【００１６】 Mn：1.0 wt％以上、かつ〔Si〕／〔Mn〕が1.20±0.50 Mnは、通常の脱酸および焼入れ効果の他に、点溶接性の
改善にも有効に寄与し、その有効範囲は 1.0％以上であ
る。また、SiおよびMnがそれぞれ１％以上の所謂合金鋼
成分範囲においては、SiおよびMnのミクロ偏析に基づく
縞状組織に起因して、ヘッディング加工時においてヘッ
ド下部が脆化するだけでなく、その部分の遅れ破壊感受
性も増大する。かようなヘッディング加工時におけるヘ
ッド下部の脆化やその部分の遅れ破壊感受性の増大を抑
止するためには、〔Si〕／〔Mn〕比の管理が重要で、
〔Si〕／〔Mn〕比を1.20±0.50の範囲に制限する必要が
あり、出来れば1.20±0.30の範囲に制限することが望ま
しい。 【００１７】焼戻し工程中の温度および歪み量は、ＰＣ
鋼棒の強度およびリラクゼーション値を決定する要素で
あり、とりわけ高強度でしかも高初期荷重における低リ
ラクゼーションを達成する場合は、特に、その重要性が
高まる。焼戻し温度が 350℃より低いときは、良好なリ
ラクゼーション値が得られず、又 500℃を超えた場合
は、必要な強度が得られないため焼戻し温度は 350〜50
0 ℃とすることが必要である。更に、歪み量は、特に良
好なリラクゼーション値を得るために、0.8 ％以上とす
ることが必要である。 【００１８】かくして、引張り強さが 160 kgf/mm2以上
で遅れ破壊特性に優れ、しかも高初期張力下においてリ
ラクゼーションロスの小さな高強度ＰＣ鋼棒が得られる
が、本発明では、かかる高強度のＰＣ鋼棒を主筋として
ＰＣパイルを構成する。この高強度ＰＣ鋼棒をコンクリ
ート中に埋設するに際しては、この主筋の他、その周り
に固定された螺旋鉄筋または帯鉄筋からなるスターラッ
プを共にコンクリート中に緊張状態で埋設する。つい
で、蒸気養生を施すが、この蒸気養生は、60〜90℃の蒸
気養生でも、またかような蒸気養生後にさらに高温高圧
下で飽和蒸気養生を施すいずれの処理でも良い。 【００１９】本発明の特徴は、上記のスターラップ付き
主筋を、緊張状態でコンクリート中に埋設するに際し、
引張強さの 0.7倍を超える張力で緊張するところにあ
る。すなわち、従来は前述したとおり、初期張力を上れ
ばそれだけリラクゼーションロスの値が大きくなり、ま
た実作業において遅れ破壊の危険性が高まるため、初期
張力はＰＣ鋼材の規格引張強さ（145 kgf/mm2)の 0.7倍
以下に制限されていたのであるが、本発明の主筋である
上記高強度ＰＣ鋼棒は、初期張力を高くしてもリラクゼ
ーションの値が低く、また遅れ破壊の危険性もないた
め、初期張力の付加に際し、引張強さの基準値を従来レ
ベルを超える 160 kgf/mm2とし、さらにこの基準引張強
さの 0.7倍を超える張力で緊張しても何ら問題がなく、
かくして有効プレストレス量が 50 kgf/cm2 以上の高強
度ＰＣパイルを効果的に得ることができるのである。 【００２０】 【実施例】本発明による実施例を従来例と比較して表２
および表３に示す。リラクゼーションの測定では図１に
示す蒸気養生による温度履歴後の初期荷重の変化により
値いを求めた。さらに初期荷重については、従来の145k
gf/mm2×線径毎の断面積×0.7 とともに本発明の主筋の
効果が大きく認められる160kgf/mm2×線径毎の断面積×
0.75についても行った。 【００２１】遅れ破壊テストは所定のヘッディング加工
を行った後、図２に示す試験治具により試験片に160kgf
/mm2×0.75×断面積の荷重をかけて固定し、図３に示す
高温高湿用試験槽により60℃の飽和水蒸気中に 180日間
保持し、遅れ破壊の発生頻度を試験したものである。 【００２２】なお図２は試験治具１を示し、２は保護
板、３は試験片頭部支持板、４は胴部、５は軸力保持
板、６は軸力保持用ナット、７は試験片飛出し防止ナッ
ト、８は通気孔、９は試験片を示す。 【００２３】また、図３は高温高湿用試験槽を示し、10
は恒温槽、11は飽和蒸気室、12は60℃に加熱された油、
13は攪拌器、14は60℃に保持された水、15は蒸気冷却
器、そして16は飽和蒸気室11内の蒸気中に図２示の試験
治具１を保持するための支持台を示す。 【００２４】 【表２】【００２５】 【表３】【００２６】表２，表３から明らかなように、本発明の
主筋である高強度ＰＣ鋼棒は、従来品の高強度ＰＣ鋼棒
に比較して著しく強度が高い上、遅れ破壊性が著しく改
善され、更にリラクゼーション値が低く、初期荷重を16
0kgf/mm2×断面積×0.75にした場合でも、歪み量 0.8％
以上でリラクゼーション値を８％以下の値とすることが
できた。 【００２７】表４に、本発明の主筋であるＰＣ鋼棒の強
度限界および種々のヘッディング条件下での安定性の確
認テストの結果を示す。同表に示したとおり、本発明の
主筋であるＰＣ鋼棒の強度限界は 173〜178 kgf/mm2 の
範囲内にある。そして強度限界が 160〜173 kgf/mm2 の
範囲内では、ヘッディング条件が変化しても極めて安定
していた。 【００２８】 【表４】 【００２９】なお、ＰＣ鋼棒の線径毎の断面積を表５に
示す。 【表５】【００３０】次に、本発明の主筋であるＰＣ鋼棒を使用
して鋼材量を20％以上節約した高強度パイルの実施例に
ついて説明する。高強度パイルは外径 500mm、肉厚 100
mmのもので有効プレストレス量 50 kgf/cm2 以上の規格
品を製作した。使用したＰＣ鋼棒を表６に示す。 【００３１】 【表６】 【００３２】次に使用鋼材量を算定する。従来例はリラ
クゼーション値が15％程度であり、更にコンクリートの
弾性変形ロスおよびコンクリートのクリープおよび乾燥
収縮ロスは一定で11.5％と算定される。したがって、Ｐ
Ｃ鋼棒の必要本数は次のように算定される。 【数３】本発明によるＰＣ鋼棒のリラクゼーションは160kgf/mm2
×0.75の初期張力付加時に８％以下であることから 【数４】 【００３３】これらの算出結果を表７にまとめて示す。 【表７】 【００３４】次に本発明のＰＣパイルの断面積比（所要
ＰＣ鋼棒の合計断面積÷ＰＣパイルの断面積×100)％
を、比較例の特開昭59−213816号公報に開示の８％級低
リラクゼーションＰＣ鋼棒および従来通常使用されてい
る15％低リラクゼーションＰＣ鋼棒と比較して表８に示
す。 【００３５】 【表８】【００３６】次に代表的なＰＣパイルの径・肉厚および
種別（有効プレストレスから50 kgf/cm2級、80 kgf/cm2
級＝ＪＩＳＢ種、100kgf/cm2級＝ＪＩＳＣ種の３種）に
ついてＰＣ鋼棒の面積比率を算定し、その結果を表９に
示す。 【表９】上述したＰＣ鋼棒の面積比率は使用するＰＣ鋼棒の直径
をかえた場合でもほぼそのまま適用できる。例えば、パ
イル径1000mm (肉厚130mm)、パイルの種別 100 kgf/cm2
級を各種のＰＣ鋼棒を9.2 φとした場合の面積比率は次
表10のとおりである。 【表１０】 【００３７】 【発明の効果】本発明で主筋として用いる高強度ＰＣ鋼
棒は、従来品の高強度ＰＣ鋼棒に比較して著しく強度が
高い上、遅れ破壊性が著しく改善され、更にリラクゼー
ション値が低いことから、初期荷重を160kgf/mm2×断面
積×0.75とした場合でも、歪み量 0.8％以上でリラクゼ
ーション値をほぼ８％以下の値とすることができる。従
って、本発明のＰＣパイルでは、従来のものと比較して
ＰＣ鋼材の使用量を20％以上削減でき、非常に経済的な
ＰＣパイルが製造可能であり、更に遅れ破壊に対して大
変有利な高性能かつ高強度のＰＣパイルを提供すること
ができる。
度でかつ低リラクゼーションの高強度ＰＣ鋼棒を用いた
高強度ＰＣパイルに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、高強度のＰＣパイル、ＰＣポール
等（本明細書ではＰＣパイルと総称する）を製造するた
めに高強度ＰＣ鋼棒が使用されている。最高強度を有す
るＰＣ鋼棒としてJIS G 3109に規定されている引張強
さ：145kgf/mm2以上、耐力：130kgf/mm2 以上の機械的
強度を有する異形棒Ｄ種SBPD 130/145が既知である。 【０００３】また、この種の高強度ＰＣパイルとして、
特開昭59−213816号公報には炭素量が 0.4wt％（以下％
で示す）以下でかつSiを 1.5〜2.0 ％含有する線材を熱
間圧延後、所定の製造工程を経て焼戻し中に温間矯正を
施してパイル製造時の高温高圧蒸気養生条件下でのリラ
クゼーション値が８％級のＰＣ鋼棒を軸筋として使用
し、その軸筋に螺旋鉄筋をスポット溶接し、かつ前記軸
筋を緊張状態でコンクリート中に埋設し、高温高圧蒸気
養生して 50 kg/cm2以上の有効プレストレス量の高強度
ＰＣパイルを製造することが開示されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ＰＣパイルに用いられ
るＰＣ鋼棒の強度は、後述するパイル中の有効プレスト
レスとの関係から高いほど本質的には有利であるが、実
際上は強度が高くなるほどＰＣパイル等への使用前後に
遅れ破壊を生じる危険性が高い。したがって、上述した
JIS G 3109に規定の異型棒Ｄ種SBPD 130/145によるＰＣ
鋼棒を用いる場合においても、引張強さが規格下限値の
145 kgf/mm2程度、最高でも 155 kgf/mm2のものが限度
とされている。 【０００５】一方、ＰＣ鋼棒を用いているＰＣパイルに
おいては、近年高強度パイルが普及し、その製造方法と
して生産性および品質の見地から高温高圧蒸気養生法が
一般的になってきている。この高温高圧蒸気養生におい
ては、通常、90℃以下の温度で３〜５時間蒸気養生した
後、 200℃以下で３時間以内のオートクレープ養生を実
施している。しかし、この際、ＰＣ鋼棒のリラクゼーシ
ョンロスの値が後述する有効プレストレスに大きく影響
するため、高温高圧蒸気養生中におけるリラクゼーショ
ン値の低いＰＣ鋼棒が求められている。これがためこの
高温高圧養生中のＰＣ鋼棒のリラクゼーション値が15％
以下、更に、最近では８％以下のものが実用されつつあ
る。 【０００６】また、ＰＣ鋼棒をＰＣパイル等に使用する
場合に、ＰＣ鋼棒に与える初期張力は、後述する有効プ
レストレス量を高めるために、大きければそれだけ有利
であるが、初期張力を上ればそれだけリラクゼーション
ロスの値が一般的に大きくなり、更に実作業において通
常行う端末固定法であるヘッディングのヘッド部や微小
な表面キズ部等を起点とする遅れ破壊の危険性が高まる
ため、JIS G 3109においても初期張力はＰＣ鋼材の規格
引張強さの 0.7倍以下又は降伏点荷重の 0.8倍以下に制
限されている。 【０００７】一方、高強度パイル等に導入される有効プ
レストレス量は、コンクリートの弾性変形、コンクリー
トのクリープおよび乾燥収縮およびＰＣ鋼材のリラクゼ
ーションを考慮して次の式から求められる。 有効プレストレスσce( kgf/cm2)は 【数１】 【０００８】(1)式から明らかなように、σpiを大きく
し、Δσp およびΔσr をできるだけ小さくすることに
よって有効プレストレス量を効果的に上げることがで
き、同一有効プレストレス量が必要な場合、使用ＰＣ鋼
材量の少ない経済性の高いＰＣパイル等を供給すること
ができる。そして、この場合、簡易式として次式で有効
プレストレス量を計算することができる。 【数２】【０００９】しかしながら、上述したように、従来技術
によれば、遅れ破壊およびリラクゼーションを考慮して
JIS G 3109による異形棒Ｄ種SBPD 130/145を用いる場合
においても、ＰＣ鋼棒の初期張力は規格引張強さである
145 kgf/mm2の70％、すなわち 101.5 kgf/mm2に制限さ
れており、また、リラクゼーション値を測定する初期荷
重についても、上述した値が使用されている。 【００１０】したがって、高強度パイルにおける有効プ
レストレス量のロスの実体は表１に示す通りである。 【表１】 表１に示すように、従来の高強度ＰＣ鋼棒を用いて製造
された従来の高強度ＰＣパイルは有効プレストレス量の
ロスが大きく、ＰＣ鋼棒の使用量の低減効果があまり期
待できないという問題があった。 【００１１】本発明の目的は、上記の問題を有利に解決
するもので、高強度であっても遅れ破壊を生じる危険性
が小さく、かつ初期張力を高くしてもリラクゼーション
の値が低く、従ってＰＣパイルに用いて有効プレストレ
ス量のロスが小さい高強度ＰＣ鋼棒を主筋として使用す
ることにより、高温高圧蒸気養生条件下でＰＣ鋼棒の引
張強さの 0.7倍を超える初期張力を加えても、リラクゼ
ーションが８％以下である有効プレストレス量の大きな
高強度ＰＣパイルを提供するところにある。 【００１２】 【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
Ｃ：0.25〜0.45％、Si：1.0 〜2.0 ％、Mn：1.0 ％以上
を含み、かつそのSiおよびMn含有量を〔Si〕, 〔Mn〕で
あらわした両者の比〔Si〕／〔Mn〕が1.20±0.50の条件
を満足する組成になる合金鋼材を、熱間圧延および焼入
れ後、焼戻し温度範囲が 350〜 500℃でかつ焼戻し工程
中に歪量 0.8％以上の曲げ加工、又は引抜き加工を施し
て得た引張り強さ： 160 kgf/mm2以上の強度を有する遅
れ破壊特性の優れた高強度ＰＣ鋼棒を主筋とし、この主
筋を、その周りに固定された螺旋鉄筋または帯鉄筋から
なるスターラップと共に、コンクリート中に緊張状態で
埋設し、ついで蒸気養生を施して得たＰＣパイルであっ
て、該スターラップ付き主筋を、コンクリートが固まる
以前に引張強さの 0.7倍を超えて緊張したことを特徴と
する、有効プレストレス量が 50 kgf/cm2 以上の高強度
ＰＣパイルである。 【００１３】 【発明の実施の形態】本発明において、主筋として用い
るＰＣ鋼棒は、従来のＰＣ鋼棒と同様にＣ，Si, Mnの他
に機械的性質を満足させるために必要に応じ、他の成分
を含有するものであるが、本発明においては、Ｃ，Si,
Mnが重要な成分であり、特にSi／Mnの含有量比が重要で
ある。以下、これら成分の限定理由について説明する。 【００１４】Ｃ：0.25〜0.45％ Ｃは強度に関係し、0.25％未満では焼戻し後の高強度を
得るに不十分であり、一方0.45％を超えると点溶接部の
強度および伸びの劣化が著しくなるため、0.25〜0.45％
の範囲に限定した。 【００１５】Si：1.0 〜2.0 ％ Si含有量が 1.0％以上になるとミクロクラックの伝播を
妨げる効果が顕著となり、高強度においても遅れ破壊に
対する安定度を増大するが、その効果は 2.0％付近で飽
和する。また 2.0％を超えると材料の靱性が損なわれる
傾向にあるので、Si量は 1.0〜2.0 ％の範囲に限定し
た。 【００１６】 Mn：1.0 wt％以上、かつ〔Si〕／〔Mn〕が1.20±0.50 Mnは、通常の脱酸および焼入れ効果の他に、点溶接性の
改善にも有効に寄与し、その有効範囲は 1.0％以上であ
る。また、SiおよびMnがそれぞれ１％以上の所謂合金鋼
成分範囲においては、SiおよびMnのミクロ偏析に基づく
縞状組織に起因して、ヘッディング加工時においてヘッ
ド下部が脆化するだけでなく、その部分の遅れ破壊感受
性も増大する。かようなヘッディング加工時におけるヘ
ッド下部の脆化やその部分の遅れ破壊感受性の増大を抑
止するためには、〔Si〕／〔Mn〕比の管理が重要で、
〔Si〕／〔Mn〕比を1.20±0.50の範囲に制限する必要が
あり、出来れば1.20±0.30の範囲に制限することが望ま
しい。 【００１７】焼戻し工程中の温度および歪み量は、ＰＣ
鋼棒の強度およびリラクゼーション値を決定する要素で
あり、とりわけ高強度でしかも高初期荷重における低リ
ラクゼーションを達成する場合は、特に、その重要性が
高まる。焼戻し温度が 350℃より低いときは、良好なリ
ラクゼーション値が得られず、又 500℃を超えた場合
は、必要な強度が得られないため焼戻し温度は 350〜50
0 ℃とすることが必要である。更に、歪み量は、特に良
好なリラクゼーション値を得るために、0.8 ％以上とす
ることが必要である。 【００１８】かくして、引張り強さが 160 kgf/mm2以上
で遅れ破壊特性に優れ、しかも高初期張力下においてリ
ラクゼーションロスの小さな高強度ＰＣ鋼棒が得られる
が、本発明では、かかる高強度のＰＣ鋼棒を主筋として
ＰＣパイルを構成する。この高強度ＰＣ鋼棒をコンクリ
ート中に埋設するに際しては、この主筋の他、その周り
に固定された螺旋鉄筋または帯鉄筋からなるスターラッ
プを共にコンクリート中に緊張状態で埋設する。つい
で、蒸気養生を施すが、この蒸気養生は、60〜90℃の蒸
気養生でも、またかような蒸気養生後にさらに高温高圧
下で飽和蒸気養生を施すいずれの処理でも良い。 【００１９】本発明の特徴は、上記のスターラップ付き
主筋を、緊張状態でコンクリート中に埋設するに際し、
引張強さの 0.7倍を超える張力で緊張するところにあ
る。すなわち、従来は前述したとおり、初期張力を上れ
ばそれだけリラクゼーションロスの値が大きくなり、ま
た実作業において遅れ破壊の危険性が高まるため、初期
張力はＰＣ鋼材の規格引張強さ（145 kgf/mm2)の 0.7倍
以下に制限されていたのであるが、本発明の主筋である
上記高強度ＰＣ鋼棒は、初期張力を高くしてもリラクゼ
ーションの値が低く、また遅れ破壊の危険性もないた
め、初期張力の付加に際し、引張強さの基準値を従来レ
ベルを超える 160 kgf/mm2とし、さらにこの基準引張強
さの 0.7倍を超える張力で緊張しても何ら問題がなく、
かくして有効プレストレス量が 50 kgf/cm2 以上の高強
度ＰＣパイルを効果的に得ることができるのである。 【００２０】 【実施例】本発明による実施例を従来例と比較して表２
および表３に示す。リラクゼーションの測定では図１に
示す蒸気養生による温度履歴後の初期荷重の変化により
値いを求めた。さらに初期荷重については、従来の145k
gf/mm2×線径毎の断面積×0.7 とともに本発明の主筋の
効果が大きく認められる160kgf/mm2×線径毎の断面積×
0.75についても行った。 【００２１】遅れ破壊テストは所定のヘッディング加工
を行った後、図２に示す試験治具により試験片に160kgf
/mm2×0.75×断面積の荷重をかけて固定し、図３に示す
高温高湿用試験槽により60℃の飽和水蒸気中に 180日間
保持し、遅れ破壊の発生頻度を試験したものである。 【００２２】なお図２は試験治具１を示し、２は保護
板、３は試験片頭部支持板、４は胴部、５は軸力保持
板、６は軸力保持用ナット、７は試験片飛出し防止ナッ
ト、８は通気孔、９は試験片を示す。 【００２３】また、図３は高温高湿用試験槽を示し、10
は恒温槽、11は飽和蒸気室、12は60℃に加熱された油、
13は攪拌器、14は60℃に保持された水、15は蒸気冷却
器、そして16は飽和蒸気室11内の蒸気中に図２示の試験
治具１を保持するための支持台を示す。 【００２４】 【表２】【００２５】 【表３】【００２６】表２，表３から明らかなように、本発明の
主筋である高強度ＰＣ鋼棒は、従来品の高強度ＰＣ鋼棒
に比較して著しく強度が高い上、遅れ破壊性が著しく改
善され、更にリラクゼーション値が低く、初期荷重を16
0kgf/mm2×断面積×0.75にした場合でも、歪み量 0.8％
以上でリラクゼーション値を８％以下の値とすることが
できた。 【００２７】表４に、本発明の主筋であるＰＣ鋼棒の強
度限界および種々のヘッディング条件下での安定性の確
認テストの結果を示す。同表に示したとおり、本発明の
主筋であるＰＣ鋼棒の強度限界は 173〜178 kgf/mm2 の
範囲内にある。そして強度限界が 160〜173 kgf/mm2 の
範囲内では、ヘッディング条件が変化しても極めて安定
していた。 【００２８】 【表４】 【００２９】なお、ＰＣ鋼棒の線径毎の断面積を表５に
示す。 【表５】【００３０】次に、本発明の主筋であるＰＣ鋼棒を使用
して鋼材量を20％以上節約した高強度パイルの実施例に
ついて説明する。高強度パイルは外径 500mm、肉厚 100
mmのもので有効プレストレス量 50 kgf/cm2 以上の規格
品を製作した。使用したＰＣ鋼棒を表６に示す。 【００３１】 【表６】 【００３２】次に使用鋼材量を算定する。従来例はリラ
クゼーション値が15％程度であり、更にコンクリートの
弾性変形ロスおよびコンクリートのクリープおよび乾燥
収縮ロスは一定で11.5％と算定される。したがって、Ｐ
Ｃ鋼棒の必要本数は次のように算定される。 【数３】本発明によるＰＣ鋼棒のリラクゼーションは160kgf/mm2
×0.75の初期張力付加時に８％以下であることから 【数４】 【００３３】これらの算出結果を表７にまとめて示す。 【表７】 【００３４】次に本発明のＰＣパイルの断面積比（所要
ＰＣ鋼棒の合計断面積÷ＰＣパイルの断面積×100)％
を、比較例の特開昭59−213816号公報に開示の８％級低
リラクゼーションＰＣ鋼棒および従来通常使用されてい
る15％低リラクゼーションＰＣ鋼棒と比較して表８に示
す。 【００３５】 【表８】【００３６】次に代表的なＰＣパイルの径・肉厚および
種別（有効プレストレスから50 kgf/cm2級、80 kgf/cm2
級＝ＪＩＳＢ種、100kgf/cm2級＝ＪＩＳＣ種の３種）に
ついてＰＣ鋼棒の面積比率を算定し、その結果を表９に
示す。 【表９】上述したＰＣ鋼棒の面積比率は使用するＰＣ鋼棒の直径
をかえた場合でもほぼそのまま適用できる。例えば、パ
イル径1000mm (肉厚130mm)、パイルの種別 100 kgf/cm2
級を各種のＰＣ鋼棒を9.2 φとした場合の面積比率は次
表10のとおりである。 【表１０】 【００３７】 【発明の効果】本発明で主筋として用いる高強度ＰＣ鋼
棒は、従来品の高強度ＰＣ鋼棒に比較して著しく強度が
高い上、遅れ破壊性が著しく改善され、更にリラクゼー
ション値が低いことから、初期荷重を160kgf/mm2×断面
積×0.75とした場合でも、歪み量 0.8％以上でリラクゼ
ーション値をほぼ８％以下の値とすることができる。従
って、本発明のＰＣパイルでは、従来のものと比較して
ＰＣ鋼材の使用量を20％以上削減でき、非常に経済的な
ＰＣパイルが製造可能であり、更に遅れ破壊に対して大
変有利な高性能かつ高強度のＰＣパイルを提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】リラクゼーションの測定に用いられた蒸気養生
の温度履歴曲線図である。 【図２】遅れ破壊テストに用いた試験用治具の線図的側
面図である。 【図３】遅れ破壊テストに用いた高温高湿用試験槽の線
図的縦断面図である。 【符号の説明】 １ 試験治具 ２ 保護板 ３ 試験片頭部支持板 ４ 胴部 ５ 軸力保持板 ６ 軸力保持用ナット ７ 試験片飛出し防止ナット ８ 通気孔 ９ 試験片 10 恒温槽 11 飽和蒸気室 12 60℃に加熱された油 13 攪拌器 14 60℃に保持された水 15 蒸気冷却器 16 支持台
の温度履歴曲線図である。 【図２】遅れ破壊テストに用いた試験用治具の線図的側
面図である。 【図３】遅れ破壊テストに用いた高温高湿用試験槽の線
図的縦断面図である。 【符号の説明】 １ 試験治具 ２ 保護板 ３ 試験片頭部支持板 ４ 胴部 ５ 軸力保持板 ６ 軸力保持用ナット ７ 試験片飛出し防止ナット ８ 通気孔 ９ 試験片 10 恒温槽 11 飽和蒸気室 12 60℃に加熱された油 13 攪拌器 14 60℃に保持された水 15 蒸気冷却器 16 支持台
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(73)特許権者 999999999
大同コンクリート工業 株式会社
東京都墨田区両国２−10−14
(72)発明者 武井 雅光
千葉県千葉市新浜町１番地 川鉄鋼線工
業株式会社千葉工場内
(72)発明者 上妻 弘幸
香港 ニュー テリトリーズ タイポ
タイポ インダストリアル エステイツ
ダイシン ストリート ３
(72)発明者 西野 正
東京都千代田区神田神保町２−４ 九段
富士ビル 大同コンクリート工業株式会
社内
(56)参考文献 特開 昭57−82431（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−169020（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−157921（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．Ｃ：0.25〜0.45wt％、Si：1.0 〜2.0 wt％、Mn：1.
0 wt％以上を含み、かつそのSiおよびMn含有量を〔S
i〕, 〔Mn〕であらわした両者の比〔Si〕／〔Mn〕が1.2
0±0.50の条件を満足する組成になる合金鋼材を、熱間
圧延および焼入れ後、焼戻し温度範囲が 350〜 500℃で
かつ焼戻し工程中に歪量 0.8％以上の曲げ加工、又は引
抜き加工を施して得た引張り強さ： 160 kgf/mm2以上の
強度を有する遅れ破壊特性の優れた高強度ＰＣ鋼棒を主
筋とし、この主筋を、その周りに固定された螺旋鉄筋ま
たは帯鉄筋からなるスターラップと共に、コンクリート
中に緊張状態で埋設し、ついで蒸気養生を施して得たＰ
Ｃパイルであって、該スターラップ付き主筋を、コンク
リートが固まる以前に引張強さの 0.7倍を超えて緊張し
たことを特徴とする、有効プレストレス量が 50 kgf/cm
2 以上の高強度ＰＣパイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3223712A JP2886713B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 高強度ｐｃパイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3223712A JP2886713B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 高強度ｐｃパイル |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61293473A Division JPS63151720A (ja) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | 高強度ｐｃ鋼棒の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06248642A JPH06248642A (ja) | 1994-09-06 |
| JP2886713B2 true JP2886713B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=16802487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3223712A Expired - Lifetime JP2886713B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 高強度ｐｃパイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2886713B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5782431A (en) * | 1980-11-08 | 1982-05-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Production of high tension wire rod |
| JPS57169020A (en) * | 1981-04-11 | 1982-10-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Production of high tensile steel bar |
| JPS58157921A (ja) * | 1982-03-12 | 1983-09-20 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 遅れ破壊特性および機械的性質、特に一様伸びと高温リラクゼ−シヨンのすぐれたプレストレストコンクリ−ト用鋼棒または鋼線およびその製造方法 |
| JPS63151720A (ja) * | 1986-12-11 | 1988-06-24 | 川鉄テクノワイヤ株式会社 | 高強度ｐｃ鋼棒の製造方法 |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP3223712A patent/JP2886713B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06248642A (ja) | 1994-09-06 |
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