JP3172486B2

JP3172486B2 - Ｐｃ鋼より線の二重被膜形成方法、二重被膜ｐｃ鋼より線およびｐｃ鋼より線の二重被膜形成装置

Info

Publication number: JP3172486B2
Application number: JP01499998A
Authority: JP
Inventors: 武蓮井
Original assignee: Kurosawa Construction Co Ltd
Current assignee: Kurosawa Construction Co Ltd
Priority date: 1998-01-09
Filing date: 1998-01-09
Publication date: 2001-06-04
Anticipated expiration: 2018-01-09
Also published as: JPH11200267A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吊橋のケーブル、
建築構造物、土木構造物の特に塩害腐食の恐れが大きい
橋梁、港湾構造物、海洋構造物等のプレストレストコン
クリート用として、また、斜張橋のケーブルとして使用
されるＰＣ鋼より線の芯線と側線の外周面に防錆被膜を
形成し、更にその上に防護被膜を形成するＰＣ鋼より線
の二重被膜形成方法と、二重被膜ＰＣ鋼より線、および
この方法を実施するＰＣ鋼より線二重被膜形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】吊り橋や斜張橋のケーブルとして使用さ
れるＰＣ鋼より線は、素線に亜鉛メッキを施した後、よ
り合わせ加工が行われ、ブルーイング処理が行われてい
る。また、建築、土木構造物のプレストレストコンクリ
ートのプレテンショニング方式用緊張材としてのＰＣ鋼
より線の防錆処理の現状は、未だ防錆処理を施していな
い裸のＰＣ鋼より線を用いていることが多い。

【０００３】防錆処理の施されていないＰＣ鋼より線
は、腐食の問題があり、腐食が進行してプレストレスが
解放されるなど、構造物として用をなさなくなるという
事故例も現実に発生し、我が国のみならず諸外国でも問
題になっている。ＰＣ鋼より線の防錆方法は、他のＰＣ
鋼材のＰＣ鋼線やＰＣ鋼棒のように、表面のみを防錆処
理しただけでは、図６に示す芯線１ａと側線１ｂの空隙
部分２４、芯線１ａ、及び、側線１ｂ相互の接触部分２
３が防錆処理されず、それらの部分から腐食が進行する
恐れがある。

【０００４】しかし、ＰＣ鋼より線の製造工程から見
て、より合わせ加工前の芯線と側線を夫々防錆被膜処理
し、それらをより合わせることは不可能である。何故な
ら、ＰＣ鋼線より線の素線の製造工程における冷間引き
抜き加工、及び、より合わせ加工によって生起する残留
応力を、約４５０℃でのブルーイング処理によって除去
するため、素線の状態で防錆被膜を形成しても、このブ
ルーイング処理により防錆被膜が焼失してしまうのであ
る。

【０００５】吊橋等に使用されている亜鉛メッキを施し
た素線をより合わせたＰＣ鋼より線においても、ブルー
イング処理を４５０℃前後で実施すると、亜鉛メッキの
密着部分の合金が著しく発達し、剥離を起こし、防錆力
は著しく低下するので、２５０℃前後と通常の温度より
低い温度でブルーイング処理を実施しているが、この温
度では冷間引き抜き加工における残留応力が完全に除去
されず、０．２％永久伸びに対する荷重、伸び、及びリ
ラクセーションが十分改善されていない。また、亜鉛メ
ッキは合成樹脂被膜と比較すると、その防錆力は低く、
著しく差がある。

【０００６】その他の問題として、プレテンショニング
方式では、ＰＣ鋼より線を所定の引張荷重に緊張した
後、コンクリートを打設し、コンクリートの固化後に先
に緊張しておいたＰＣ鋼より線の引張荷重を解放してコ
ンクリートにプレストレスを導入している。

【０００７】コンクリートにプレストレスを与えるメカ
ニズムは、緊張材表面とコンクリートとの付着力による
ものであり、ＰＣ鋼より線の場合は、より合わせによっ
て生じる側線相互間の螺旋状溝部分がコンクリートとの
付着力を得るための主要部分である。

【０００８】ＰＣ鋼より線の表面に防錆被膜を形成する
ことは、その螺旋状溝部分が防錆被膜で埋められ、深さ
が浅くなると共に巾が狭くなってコンクリートとの付着
力の大巾な低下を招くこととなる。また、図１に示すＰ
Ｃ鋼より線の表面を図６に示すように側線の空隙２４に
樹脂を充填するようにして防錆被膜２５を形成しても、
側線の内部側の空隙２４、及び、芯線１ａは十分に防錆
被膜加工されず、更に、側線相互、及び、側線と芯線の
接触部分２３には防錆被膜が形成されないので、内部腐
食の問題は解決されない。

【０００９】図６に示すようなＰＣ鋼より線の表面のみ
の防錆被膜形成加工では、コンクリートとの付着力を改
善するために、「特開昭５９−１３０９６０号公報」に
開示されているように防錆被膜２５の表面に砂状粒子を
吹き付けて表面に凹凸を形成している。

【００１０】コンクリートとの付着力の低下及び内部腐
食の問題を解決するものとして、図５に示すようにＰＣ
鋼より線をより戻して素線の状態とし、芯線１ａ、側線
１ｂ夫々の外周面に防錆被膜を形成して再度より合わせ
ることが、「特公平３−１４３６号公報」、「特公平３
−１４３８号公報」、「特公平７−１０３６４３号公
報」、「特開平５−３２９４４１号公報」、「特開平６
−１４２５９５号公報（特許第２６９１１１３）」に開
示されている。以上のことから、ＰＣ鋼より線の防錆方
法としては、ブルーイング処理が施され、品質的に安定
しているＰＣ鋼より線を順次一時的により戻し、このよ
り戻された状態の芯線と側線夫々の外周面に防錆被膜を
形成して再度より合わせをするのが現在のところ最適な
方法と考えられている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ＰＣ鋼より線をより戻
して芯線と側線を構成する素線に防錆被膜を形成する手
法は、ＰＣ鋼より線の防錆方法として画期的なものでは
あるが、その被膜厚が最大でも２００μｍ程度と薄いも
のであり、施工時に防錆被膜が損傷を受けやすいという
問題がある。防錆被膜が外力を受けても素線が露出しな
いように防錆被膜を２００μｍ以上と厚くすると、再よ
り合わせが不可能となり、元のより合わせ状態に復元で
きなくなってしまう。そこで、ＰＣ鋼より線の素線の薄
い防錆被膜が、施工中に外力が加えられても損傷を受け
ないようにすることが本発明の課題である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、ＰＣ鋼より線をより戻し、芯線と側線の全外周面に
防錆被膜を形成し、直径が増大したことにより余剰とな
る芯線を集積吸収しながら再度側線を芯線により合わ
せ、更に、より合わされたＰＣ鋼より線の表面に防護被
膜を形成して防錆被膜の損傷を回避するものである。さ
らに、防護被膜に粒状物を混入して防護被膜表面に微細
な凹凸を形成し、プレストレストコンクリート用緊張鋼
材としても使用できるようにするものである。

【００１３】具体的には粒状物として、人工骨粉、人工
雲母粉を単独、または混合物として塗装用の合成樹脂粉
体に混入して防護被膜を形成し、二重被膜ＰＣ鋼より線
の付着力の低下を防止するものである。人工骨粉、また
は、人工雲母粉の比重を混合する合成樹脂粉体の比重と
ほぼ等しくすることにより、樹脂粉体塗装装置において
合成樹脂粉体と挙動を同じくし、偏在することなく平均
的に分散されるのである。

【００１４】また、この方法を実現する装置として、Ｐ
Ｃ鋼より線の側線を一時的に芯線からより戻す緩解装置
とこのより戻された側線を再度芯線の周囲により合わせ
る緩閉装置、これらの緩解装置と緩閉装置の間に、より
戻された側線を所定の間隔に広げる拡開維持装置、塗装
装置、及び、冷却装置を配設し、緩閉装置の後に防護被
膜を形成するための加熱装置、塗装装置、及び、冷却装
置を配列した。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明を図示の合成樹脂粉体塗装
被膜形成の実施例に基づき詳しく説明する。実施例図１は、ＰＣ鋼より線の合成樹脂粉体塗装被膜形成方法
を実施する加工ラインの概略図である。ＰＣ鋼より線１
は、図２に示すように中央部に芯線１ａがあり、その芯
線の外周に複数の側線１ｂが螺旋状により合わされてい
る。

【００１６】このように形成されたＰＣ鋼より線１は、
コイル状に巻き取られている。このＰＣ鋼より線１の一
端部から順次巻き戻して加工ラインに供給され、被膜形
成工程を経て他方の端部より巻き取られるというもので
あり、被膜形成は連続的に行われる。

【００１７】この加工ラインは、一方の端部に前記ＰＣ
鋼より線１がセットされるアンコイラー２が設けられお
り、順次、次工程に向けて巻き取り状態から引き出され
る。次に、芯線１ａの周囲より側線１ｂをより戻す緩解
装置３、側線１ｂを拡げて所定の間隔に保つ拡開維持装
置４ａ、芯線に防錆被膜を形成したために直径が増大
し、側線に対して芯線に余剰が生じた分を集積吸収する
芯線調整装置５、拡開維持装置４ｂが続く。

【００１８】更に、芯線１ａと側線１ｂの表面処理を行
うショットブラスト装置６、拡開維持装置４ｃ、前加熱
装置７、塗装装置８、後加熱装置９、冷却装置１０、拡
開維持装置４ｄと続き、拡開されたＰＣ鋼より線を元の
より合わされた状態に戻す緩閉装置１１が設けられてい
る。続いて、表面に合成樹脂粉体塗装により表面に防錆
被膜が形成された芯線と側線をより合わせた被膜ＰＣ鋼
より線１２に更に防護被膜を形成するための加熱装置１
３、粉体塗装装置１４、冷却装置１５、二重被膜ＰＣ鋼
より線１６の被膜厚を計測する膜厚測定装置１７、ピン
ホール検出装置１８の検査装置が続き、引取装置１９、
巻取装置２０が設けてある。

【００１９】以上のように、アンコイラー２にセットさ
れたコイル状ＰＣ鋼より線１は、緩解装置３において芯
線１ａの周囲により合わされている側線１ｂが順次連続
してより戻され、そのより戻された側線１ｂの防錆被膜
形成工程中、拡開維持装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、に
よって所定間隔に広げられた状態が維持されている。図
７に示す緩解装置３及び緩閉装置１１の回転リング２８
の側線通過孔２７の間隔は２０mm以上が好ましく、図８
に示す拡開維持装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの回転リン
グ２８の側線通過孔２７の間隔は３０mm以上とするのが
好ましい。

【００２０】作業の開始にあたっては、準備作業用とし
て巻取装置２０より緩閉装置１１まで通されている先導
ワイヤーの先端に、より合わせ状態が復元されたＰＣ鋼
より線の先端部をバット溶接して、巻取装置２０に巻き
取り可能とする。運転を開始すると、アンコイラー２か
ら繰り出されたＰＣ鋼より線１は、緩解装置３によって
芯線１ａの周囲に螺旋状により合わされていた側線１ｂ
は、より戻され、拡開維持装置４ａ、４ｂによって、そ
の側線１ｂは必要な間隔に拡げられる。

【００２１】芯線調整装置５で、防錆被膜形成や表面素
地調整で生じた芯線１ａの余剰分が集積吸収されて次の
ショットブラスト装置６に送られる。図９に示す芯線調
整装置５において、芯線１ａは、図８に示すように、拡
開維持装置４ａの回転リング２８の中央の芯線通過穴２
９を通過し、固定滑車３４でＵターンさせられ、再度可
動滑車３３でＵターンさせられて固定滑車３４を介して
拡開維持装置４ｂの中央の芯線通過穴を通って次工程に
送られる。可動滑車３３の移動可能距離は、集積吸収す
べき余剰芯線の長さに応じて定める。可動滑車３３は常
時、張力調整スプリング３１によって緩解装置３側に一
定のテンションで引っ張られているので、緩閉装置１１
によって側線１ｂが元の状態により戻される間で生じた
芯線１ａの余剰分が集積吸収される。

【００２２】この固定滑車３４、可動滑車３３には回転
駆動力を与えることなく自由に回転できるように滑車ア
ーム３２に支持されている。一方、緩解された側線１ｂ
は、回転リング２８の外周側の側線通過穴２７…２７を
通過して次工程に送られる。緩閉装置の回転リング２８
と拡開維持装置４ａ〜４ｄの回転リング２８は、夫々周
囲をベアリング２６で基体に回転可能に支持されてい
る。

【００２３】芯線調整装置５を通過した芯線１ａ、側線
１ｂは、拡開維持装置４ｂと４ｃによって拡開され、相
互に離れた状態でショットブラスト装置６に導かれる。
ショットブラスト装置６では、研掃材（０．３mm程度の
鋼球）が高速回転しているブレード（羽根）によって全
方向に均一に投射され、芯線１ａ、側線１ｂ夫々の全外
周面が均一に素地調整されて表面が梨肌状になり、樹脂
被膜との密着性が高くなる。

【００２４】素地調整が行われた芯線１ａ、側線１ｂ
は、拡開維持装置４ｃ、４ｄによって拡開された状態で
次工程に送られる。そして、前加熱装置７によって合成
樹脂粉体塗料が溶融する所定の温度まで加熱される。前
加熱装置は省略可能であり、後加熱装置のみでも良い。
加熱手段は、細かい温度調節が容易である高周波誘導加
熱が望ましい。

【００２５】前加熱装置７によって所定の温度にまで加
熱された芯線１ａ、側線１ｂ夫々の全外周面に静電気に
よって合成樹脂粉体を吸着させて溶融密着させる静電粉
体塗装を行う塗装装置８によって粉体塗装付着層が芯線
１ａと側線１ｂ表面に形成され、これが溶融して防錆被
膜２１が形成される。芯線１ａ、側線１ｂ夫々の全外周
面に防錆被膜２１が形成されたその表面を、後加熱装置
９によって加熱し、完全に溶融状態にして防錆被膜２１
の形成を完全に行う。

【００２６】芯線１ａ、側線１ｂ夫々の全外周面に形成
された防錆被膜２１が完全に硬化した後、冷却装置１０
によって常温まで冷却する。冷却された芯線１ａ、側線
１ｂは、拡開維持装置４ｄを通過した後、緩閉装置１１
によって側線１ｂは、芯線１ａの周囲により合わされ元
のＰＣ鋼より線の状態に復元される。

【００２７】以上のようにして復元された防錆被膜ＰＣ
鋼より線１２は、図３に示すように芯線１ａ及び側線１
ｂの夫々の外周面に防錆被膜２１が形成された断面構造
を有する。

【００２８】防錆被膜ＰＣ鋼より線１２は、加熱装置１
３である高周波誘導加熱装置で再度加熱され、塗装装置
１４において、人工骨粉、または、人工雲母粉を単独、
または、それらの混合物が混入された樹脂粉体塗装を行
ない、図４に示すように防護被膜２２が形成され、冷却
装置１５で常温程度まで冷却する。

【００２９】人工骨粉は、合成樹脂製で、その比重は約
１であり、防護被膜形成に使用する合成樹脂粉体の比重
とほぼ等しいものであり、その大きさは３０〜４０μ
ｍ、好ましくは３５〜３７μｍである。粒状物の比重が
合成樹脂粉体より大きいと均一に混合されずに偏在し、
形成された防護被膜２２に平均的に分散されないので好
ましくない。

【００３０】人工雲母粉も同様に比重を約１とし、合成
樹脂粉体の比重にほぼ等しく、粒度は３０〜４０μｍ、
好ましくは３５〜３７μｍである。完全に冷却され、防
護被膜２２が形成された二重被膜ＰＣ鋼より線１６は、
検査装置としての膜厚測定装置１７により、膜厚が測定
される。膜圧が、許容値を超えると警報と信号を発せら
れる。更にピンホール検出装置１８によって被膜の状態
が検査される。被膜に損傷を与えないよう非接触型の例
えば光学式検出手段を用い、ピンホールを検出した場合
には、その検出位置にマーキングを施し警報信号を発す
るようにする。

【００３１】このように検査された二重被膜ＰＣ鋼より
線１６は、上下に無端ベルトが配された引取装置１９に
よって防護被膜２２に傷を付けないように巻取装置２０
に向かって送り出され、巻取装置２０のトルクモータに
よって、一定の張力で巻き取られる。

【００３２】作業が進行し、アンコイラー２に装填した
ＰＣ鋼より線１が無くなった時点で被膜形成装置の運転
を一時停止し、新たなＰＣ鋼より線をアンコイラー２に
セットし、ＰＣ鋼より線の端部をバット溶接して接続
し、運転を再開する。

【００３３】

【発明の効果】本発明の二重被膜ＰＣ鋼より線は、防錆
被膜を保護する防護被膜が形成してあるので、施工時の
外力による防錆被膜の損傷が防止され、ＰＣ鋼より線の
錆の発生が防止されるようになった。また、ＰＣ鋼より
線の螺旋溝が防護被膜によって消失するが、防護被膜に
混入された人工骨粉、人工雲母粉の作用によって、コン
クリートに対する付着力の低下は抑止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の被膜形成加工ラインの概略
図。

【図２】被膜形成処理前ＰＣ鋼より線の断面図。

【図３】防錆被膜が形成されたＰＣ鋼より線の断面図。

【図４】防護被膜が形成された二重被膜ＰＣ鋼より線の
断面図。

【図５】素線を防錆処理した従来のＰＣ鋼より線の断面
図。

【図６】側線空隙に樹脂を充填した防錆被膜を有する従
来のＰＣ鋼より線の断面図。

【図７】緩解装置及び緩閉装置の正面図

【図８】拡開維持装置の正面図。

【図９】芯線調整装置の平面図。

【符号の説明】

１：ＰＣ鋼より線１ａ：芯線１ｂ：側線２：アンコイラー３：緩解装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ：拡開維持装置５：芯線調整装置６：ショットブラスト装置７：前加熱装置８：塗装装置９：後加熱装置１０：冷却装置１１：緩閉装置１２：防錆被膜ＰＣ鋼より線１３：加熱装置１４：塗装装置１５：冷却装置１６：二重被膜ＰＣ鋼より線１７：膜厚測定装置１８：ピンホール検出装置１９：引取装置２０：巻取装置２１：防錆被膜２２：防護被膜２６：ベアリング２７：側線通過孔２８：回転リング２９：芯線通過孔３０：外輪３１：張力調整スプリング３２：滑車アーム３３：可動滑車３４：固定滑車

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ＰＣ鋼より線の側線を順次一時的に芯線か
らより戻し、そのより戻された状態に於いて、芯線、側
線夫々の全外周面に防錆被膜を形成し、直径が増大した
ことにより余剰となる芯線を集積吸収しながら再度側線
を芯線により合わせ、さらに、防護被膜を形成するＰＣ
鋼より線の二重被膜形成方法。
【請求項２】請求項１において、素線が冷間引抜加工で
製造されたものであるＰＣ鋼より線の二重被膜形成方
法。
【請求項３】請求項１〜２のいずれかにおいて、塗装は
樹脂粉体塗装であるＰＣ鋼より線の二重被膜形成方法。
【請求項４】請求項３において、樹脂がエポキシ樹脂で
あるＰＣ鋼より線の二重被膜形成方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかにおいて、防護被
膜には粒状物が混入してあるＰＣ鋼より線の二重被膜形
成方法。
【請求項６】請求項５において、粒状物は、人工骨粉、
人工雲母粉のいずれか、または混合物であるＰＣ鋼より
線の二重被膜形成方法。
【請求項７】請求項６において、人工骨粉、および、人
工雲母粉の比重が合成樹脂粉体の比重とほぼ同一である
ＰＣ鋼より線二重被膜形成方法。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかにおいて、芯線及
び側線にショットブラストの前処理をおこなうＰＣ鋼よ
り線の二重被膜形成方法。
【請求項９】ＰＣ鋼より線の芯線及び側線が、より戻さ
れた状態で全外周面に防錆被膜が形成されたものであ
り、さらに再より合わせしたＰＣ鋼より線の外周に防護
被膜が形成された二重被膜ＰＣ鋼より線。
【請求項１０】請求項９において、両被膜は樹脂被膜で
ある二重被膜ＰＣ鋼より線。
【請求項１１】請求項９〜１０のいずれかにおいて、防
護被膜には粒状物が混入してある二重被膜ＰＣ鋼より
線。
【請求項１２】請求項１１において、粒状物は、人工骨
粉、または、人工雲母粉のいずれか、または、それらの
混合物である二重被膜ＰＣ鋼より線。
【請求項１３】請求項１１〜１２のいずれかにおいて、
粒状物の比重が合成樹脂粉体の比重とほぼ同一である二
重被膜ＰＣ鋼より線。
【請求項１４】ＰＣ鋼より線の側線を一時的に芯線から
より戻す緩解装置とこのより戻された側線を再度芯線の
周囲により合わせる緩閉装置、これらの緩解装置と緩閉
装置の間に、より戻された側線を所定の間隔に拡げる拡
開維持装置、余剰の芯線を集積吸収する芯線調整装置及
び塗装装置を配設し、緩閉装置の後に防護被膜を形成す
るための塗装装置を配置したＰＣ鋼より線の二重被膜形
成装置。
【請求項１５】請求項１４において、塗装装置は静電粉
体樹脂塗装装置であり、少なくとも塗装装置の後に加熱
装置が設けてあるＰＣ鋼より線の二重被膜形成装置。
【請求項１６】請求項１４〜１５のいずれかにおいて、
緩解装置、緩閉装置、拡開維持装置の構造が回転リング
形状であり、回転リング中心に芯線通過孔が設けてあ
り、回転リング外周部に側線通過孔が等間隔に設けてあ
るＰＣ鋼より線の二重被膜形成装置。