JP3884349B2 - Ｐｃ鋼材用シース材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレストレストコンクリート（ＰＣ）のポストテンション工法において、緊張材としてのＰＣ鋼材を挿入するために用いられるシース材に関するものであり、殊に挿入されるＰＣ鋼材における錆の発生を防止することのできるシース材の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種構造物に用いられるコンクリートは、引張力に弱いという欠点があるので、こうした特性を補ったものとして、ＰＣ緊張材を用いてコンクリートに予め圧縮力を加えて耐引張力を向上したコンクリート（プレストレストコンクリート）が知られている。またこうしたプレストレストコンクリートを製造する方法としては、代表的なものとしてポストテンション工法が知られている。
【０００３】
このポストテンション工法によってプレストレストコンクリートを製造するには、内ケーブル方式の場合は次のようにして行われている。即ち、コンクリート打設前にコンクリート内にシース材を配設しておき、このシース材の中にＰＣ緊張材（ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼撚線、ＰＣ硬鋼線、ＰＣ鋼棒等のＰＣ鋼材）を挿入し、コンクリート硬化後にＰＣ緊張材を緊張器によって緊張させる。その後、ＰＣ緊張材の防錆、防食、およびコンクリートとの付着や一体化を目的として、シース材とＰＣ緊張材との間にセメントミルク等のグラウト材を注入するようにしている。また、コンクリート外に緊張材を配置する外ケーブル方式というものがあるが、シース材の配置、緊張材の挿入、緊張、グラウト注入という点では内ケーブル方式と同様である。
【０００４】
上記のようなシース材としては、従来では鋼材等の金属製シース材が一般的に使用されてきた（例えば、特公昭６１−１９７７９号等）。しかしながら、金属製のシース材では、腐食の発生の可能性があり、こうした腐食が進行すると、挿入されるＰＣ鋼材まで腐食させてしまう可能性が高くなる。
【０００５】
こうした問題を回避するという観点から、例えば特開２０００−３２００７１号には、合成樹脂製素材からなるシース材を使用することも提案されている。こうしたシース材では、シース材自体の腐食は進行しないが、不完全なグラウト注入等による緊張材の防食を完全に防ぐことは不可能である。
【０００６】
ＰＣ鋼材を橋梁等の大型構造物に適用する場合には、必要とされる距離は数１００ｍ程度にもなるが、従来ではこうした長距離を数工区に分けて各工区毎にシース材を配置してＰＣ鋼材を挿入して、緊張力付与およびグラウト注入を行っていたのであるが、近年では作業性を向上するという観点から数工区をまとめてグラウト注入を行うことが多く、その期間内においてＰＣ鋼材を挿入してからグラウトを注入するまでに長時間放置する場合がある。しかしながら、こうした場合には、合成樹脂製シース材を用いた場合でも挿入されたＰＣ鋼材に錆が発生する可能性があるという問題がある。
【０００７】
上記のような事態に対応するために、ＰＣ鋼材を挿入したままでグラウトの注入が完了するまで、熱風や乾燥空気をシース材とＰＣ鋼材の間隙に継続的に送り込む方法も採用されている。しかしながら、こうした方法では、熱風や乾燥空気を常時送り続ける必要があり、そのための設備（即ち、送風機、乾燥器、電源等）が必要となるばかりでなく、それらの設備を常時駆動するためのランニングコストが高くなるという問題がある。また、シース材が長尺になればなるほど、設備の送風能力に応じて所定の間隔でシース材に送風口を設け、そこからも熱風や乾燥空気を送り続ける必要があり、多大な費用や工期が必要になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこうした状況の下になされたものであって、その目的は、特別な設備を設けることなく、比較的簡易な構成で施工性も良好で、ＰＣ鋼材の腐食を効果的に防止することができるようなシース材を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】
上記の目的を達成し得た本発明のＰＣ鋼材用シース材とは、ＰＣ鋼材を挿入して使用されるシース材であって、該シース材は、少なくとも気化性防錆剤を含む合成樹脂製素材からなるものである点に要旨を有するものである。こうしたシース材において、前記合成樹脂製素材は、更に乾燥剤を含むものであることが好ましい。
【００１０】
本発明の上記目的は、該シース材が合成樹脂製素材からなると共に、その内面に少なくとも気化性防錆剤を含む防錆層が存在するものであるような構成を採用することによっても達成される。また、こうした構成のシース材においては、前記防錆層は、更に乾燥剤を含有するものであることが好ましい。
【００１１】
本発明のシース材においては、上記した要件を組み合わせた構成、即ちシース材を少なくとも気化性防錆剤を含む合成樹脂製素材からなると共に、その内面に少なくとも気化性防錆剤を含む防錆層が存在する様な構成を採用することもでき、こうした構成を採用すれば、更に顕著な防錆効果が発揮される。また、こうした構成を採用する場合においても、（ａ）前記合成樹脂製素材は、更に乾燥剤を含むものであることや、（ｂ）前記防錆層は、更に乾燥剤を含有するものであることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、挿入されるＰＣ鋼材における防錆を効果的に実現できるようなＰＣ鋼材用シース材の構成について検討した。その結果、（１）合成樹脂製素材からなるシース材に気化性防錆剤を含ませること、および（２）合成樹脂製素材からなるシース材の内面に気化性防錆剤を含む防錆層を存在させるようにすることの少なくともいずれかの要件を満足するようにしてシース材を構成すれば、上記目的が見事に達成されることを見出し、本発明を完成した。
【００１３】
本発明は、上記のように合成樹脂製素材からなるシース材そのものに気化性防錆剤を含ませること、および／またはシース材の内面に気化防錆剤を含む防錆層を存在させることを特徴とするものであるが、本発明で用いる気化性防錆剤は、大気中で防錆効果の高いガスを発生するものである。そして、発生したガスが金属表面（ＰＣ鋼材表面）に付着して凝縮し、金属表面に保護イオン層を形成することによって金属表面の防錆効果を発揮するものである。
【００１４】
こうした効果を発揮する気化性防錆剤としては、例えばアミンの亜硝酸塩類、カルボン酸塩類、脂肪酸塩類等が挙げられる。但し、本発明で用いる気化性防錆剤としては、上記したものに限らず、これまで提案されたものも用いることができる。即ち、気化性防錆剤としては、防錆シートや防錆用容器の機能付与剤としてこれまでにも様々な分野で提案されているが（例えば、特開平４−１６８２８８号や特公平２−６０５７８号等）、本発明ではこれらの防錆剤（例えば、アミノ酸やカプリン酸）のいずれを用いてもその効果が発揮される。
【００１５】
上記気化性防錆剤は、合成樹脂にその製造段階で混合することによってシース素材中に含ませることができる。また、シース材の内面に気化防錆剤を含む防錆層を形成するに際しては、気化性防錆材をメチルフェノール等の溶剤に溶解して塗布剤とし、これをシース材の内面に塗布することによって防錆層を形成できる。
【００１６】
こうした気化性防錆剤では、油性防錆剤や水溶性防錆剤（例えば、鉱物油やカルボン酸塩等）を用いた場合のように被防錆材を汚すという不都合を生じることもなく、また時間の経過と共に防錆剤が自然に消失するので別に防錆剤除去工程を必要としないという利点もある。
【００１７】
気化性防錆剤の含有量（合成樹脂製素材中または防錆層中への含有量）は、５〜２０質量％程度であることが好ましい。即ち、気化性防錆剤の含有量が５質量％未満では、上記した効果を発揮させることができず、２０質量％を超えるとシース材自体の強度低下という不都合を招くことになる。
【００１８】
本発明のシース材では、必要によって合成樹脂製素材中または防錆層中に気化性防錆剤と共に適量の乾燥剤を含有することも有効である。この乾燥剤は、シース材内部の湿気を吸収して乾燥雰囲気を形成することによって、ＰＣ鋼材の腐食を防止する効果を発揮する。こうした効果を発揮させるためには、その含有量は５〜２０質量％程度であることが好ましい。即ち、上記の効果を発揮させるためには、乾燥剤は少なくとも５％以上含有させることが好ましいが、２０質量％を超えると、シース材自体の強度低下を招くことになる。尚、こうした乾燥剤としては、各種用途で一般的に用いられているものを使用することができ、その種類については限定するものではないが、例えばシリカゲルやアルミナゲル等が好ましいものとして挙げられる。
【００１９】
本発明のシース材として用いる合成樹脂の素材についても、シース材として要求される強度等の特性を満足するものであれば、特に限定するものではなく、例えばポリエチレン等のポリオレフィン系合成樹脂の他、塩化ビニル系合成樹脂やアイオノマー樹脂等、各種の合成樹脂を用いることができる。
【００２０】
本発明のシース材を製造する方法については、特に限定するものではないが、例えば次のような方法が挙げられる。まず、ポリエチレン等の合成樹脂に気化性防錆剤を配合した原料を調製し、これを押出機からテープ状に押出してテープ状素材を得る。次いで、隣接するテープの側縁同士を重ね合わせながら、筒状の管体成形軸に螺旋状に巻回して前記側縁同士を熱融着することによって、内外平滑面を有する管状のシース材を連続的に製造することができる（後記図１参照）。
【００２１】
また、こうした製造工程の途中で、管体成形軸に巻回されつつある気化性防錆材含有合成樹脂製テープの内面に、気化性防錆剤を溶解した塗布剤を塗布することによって、シース材内面に上記のような防錆層を形成することができる。
【００２２】
本発明のシース材の形状は、上記のような内外平滑面を有する管状のものに限らず、その内外面が波型状である管形状であっても良く、こうした波型状管は例えば公知のコルゲータによって、連続ブロー成形によって製造することができる。尚、こうした方法によってシース材を製造する場合においては、コルゲータ内部のエアー栓にフェルト等を取り付け、これに気化性防錆材を含有する塗布剤を供給することによって、シース材内面に上記のような防錆層を形成することができる。
【００２３】
以下、本発明の構成および作用効果を実施例によって更に具体的に示すが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００２４】
【実施例】
図１は、本発明のシース材を製造する状態を示す概略説明図であり、図中１は合成樹製脂素材からなるテープ状素材、２はテープ状部材の側縁、３は管体成形軸を夫々示す。テープ状素材１は、気化性防錆材を混入した合成樹脂を押出機によって押出し成形することによって成形され、このテープ状素材１の側縁２、２同士を重ね合わせながら、筒状の管体成形軸３に螺旋状に巻回して前記側縁同士を熱融着することによって製造される。
【００２５】
合成樹脂製素材としてポリエチレンを用い、これにアミン、カプリン酸にメチルフェノールからなる気化性防錆剤を混入させて（含有量１０質量％）テープ状素材１を成形し、このテープ状素材１を用いて上記のようにしてシース材を製造し、このシース材を用いてＰＣ鋼材を挿入したときの防錆効果を下記の方法に従って評価した。このとき、気化性防錆剤を混入しないテープ状素材１を用いた場合についても評価した。
【００２６】
（防錆効果の評価方法）
気化性防錆剤を含有したシース材と含有していないシース材にＰＣ鋼材［ＰＣ撚り線（径：１５．２ｍｍ）を１９本束にしたもの］を挿入し、更に両端を密閉したものとしていないものを大気中に暴露し、ＰＣ鋼材の錆の発生状況を調査し。試験結果を下記表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
表１から、シース両端を開放した状態でも十分な防錆効果が確認できたが、シース両端を密閉することにより、より高い防錆効果が発揮できることが分かった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は以上の様に構成されており、シース材にＰＣ鋼材を挿入後長期間放置した場合であっても、ＰＣ鋼材における錆の発生を防止することができ、簡易な構成で施工性も良好なシース材が実現できた。こうしたシース材を適用することによって、シース材にＰＣ鋼材を挿挿入後長期間放置する場合に、錆の発生を防止するための特別の設備を設置或いは使用後の撤去の必要もないので、工程の短縮化および工費の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシース材を製造する状態を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１ テープ状素材
２ テープ状部材の側縁
３ 管体成形軸

Claims (7)

1. ＰＣ鋼材を挿入して使用されるシース材であって、該シース材は、少なくとも気化性防錆剤を含む合成樹脂製素材からなるものであることを特徴とするＰＣ鋼材用シース材。
2. 前記合成樹脂製素材は、更に乾燥剤を含むものである請求項１に記載のシース材。
3. ＰＣ鋼材を挿入して使用されるシース材であって、該シース材は、合成樹脂製素材からなると共に、その内面に少なくとも気化性防錆剤を含む防錆層が存在するものであることを特徴とするＰＣ鋼材用シース材。
4. 前記防錆層は、更に乾燥剤を含有するものである請求項３に記載のシース材。
5. ＰＣ鋼材を挿入して使用されるシース材であって、該シース材は、少なくとも気化性防錆剤を含む合成樹脂性素材からなると共に、その内面に少なくとも気化性防錆剤を含む防錆層が存在するものであることを特徴とするＰＣ鋼材用シース材。
6. 前記合成樹脂製素材は、更に乾燥剤を含むものである請求項５に記載のシース材。
7. 前記防錆層は、更に乾燥剤を含有するものである請求項５または６に記載のシース材。

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