JP4827581B2 - 耐中性化性および耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体 - Google Patents
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Description
一方、製鋼スラグと高炉スラグ微粉末とを主原料とし、コンクリートの代替が可能な水和硬化体が特許文献1及び非特許文献1に開示されている。
(1)鉄筋を内部に有する水和硬化体が、少なくとも製鋼スラグと高炉スラグ微粉末とフライアッシュとを含有し、前記製鋼スラグのCaO/SiO2が質量比で1.5以上2.7以下および/またはCaO濃度が25質量%以上47.1質量%以下であり、前記製鋼スラグは粒径が0.075mm以上、20mm以下の範囲内にある製鋼スラグを含み、粒径が5mm以下の製鋼スラグの含有量が500kg/m3以上であり、製鋼スラグの最大粒径が20mmであり、前記混合物中における高炉スラグ微粉末の含有量が100〜600kg/m 3 であり、前記混合物中における製鋼スラグの含有量が1882kg/m 3 以上であり、製鋼スラグのMgO含有量が1.8〜4.3質量%であり、さらに前記鉄筋が質量%でC:0.001〜0.025%、Si:0.60%以下、Mn:0.10〜3.00%、S:0.01%以下、Al:0.10%以下、B:0.0001〜0.0050%を含有し、P:0.005〜0.030%、Ni:0.1〜6.0%、Cu:0.1〜1.5%、Mo:0.005〜0.5%の中から選ばれる1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる耐候性を有する炭素鋼であることを特徴とする耐中性化性および耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
(2)鉄筋が、質量%で、さらに、Nb:0.005〜0.20%、V:0.005〜0.20%、Ti:0.005〜0.20%、REM:0.02%以下の内から選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする(1)に記載の耐中性化性および耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
(3)水和硬化体が、さらにアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、ポルトランドセメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、エコセメントから選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする(1)または(2)に記載の耐中性化性および耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
CaO濃度[質量%]={CaO分析濃度[質量%]/(100−金属鉄分析濃度[質量%])}×100 ・・・(A)
(A)式は、酸化物鉱物相を形成しない、かつ濃度の変動が大きな金属鉄の影響を排除した製鋼スラグのCaO濃度に相当するものである。
C量が減少すると、耐候性向上に有利である。0.025%を超えると、その効果は小さい。また、0.025%を超えると靭性、溶接性が劣化する。0.001%未満であると、所望の強度を確保できない。そこで、0.001〜0.025%に限定する。さらに好ましくは、0.001〜0.02%である。
Siは、脱酸剤として作用し、さらに鋼の強度を増加させる元素であるが、多量に含有すると靭性および溶接性を劣化させるため、0.60%以下に限定する。なお、好ましくは0.15〜0.50%である。
Mnは鋼の強度および靭性の増加に大きく寄与する元素であり、所望の強度を確保するために0.10%以上添加するが、3.00%を超えて多量に含有すると靭性、溶接性に悪影響を及ぼすため、0.10〜3.00%の範囲に限定する。なお、寒冷地等で高靭性が要求される場合には、低Mn化が効果的である。
Sは耐候性を劣化させ、さらに溶接性、靭性を劣化させるため、0.01%以下に限定する。
Alは脱酸剤として添加するが0.10%を超えて含有すると、溶接性に悪影響を及ぼすため、0.10%を上限とする。
Bは焼入れ性を増加させ、さらに耐候性を向上させる元素であり、重要な元素である。このような効果は0.0001%以上の含有で認められるが、0.0050%を超えて含有しても含有量に見合う効果を期待できない。このため、Bは0.0001〜0.0050%の範囲に限定する。より好ましくは0.0003〜0.0030%の範囲である。なお、Bの耐候性向上の詳細な機構は明確ではないが、次のように考えられる。錆層中に付着した塩分は、降雨、結露水(あるいは潮解)によってイオン化し、Clイオンとなり錆層中のpHを低下させる。このpHの低下は鉄のアノード溶解を促進し、耐候性を劣化させる。Bはこの塩素によるpH低下を防ぐ作用を有していると考えられる。
Pは耐候性を向上させる元素であるが、0.005%未満の添加では耐候性向上の効果がない。しかし、0.030%を超える添加では溶接性が劣化する。このため、Pは0.005〜0.030%の範囲に限定する。
Niは耐候性を向上させるが、0.1%未満の含有ではその効果が少ない。一方、6.0%を超えて含有しても効果が飽和し含有量に見合う効果が認められず、経済的に不利となる。このため、Niは0.1〜6.0%の範囲とした。なお、塩分量が多い場合には、Niは多い方が好ましいが、経済性をも考慮すると、2.0〜3.5%の範囲が好ましく、2.5〜3.0%がより好ましい。
Cuは耐候性を向上させる。しかしCu含有量が0.1%未満ではその効果が少なく、一方、1.5%を超えると熱間加工性を阻害するとともに、耐候性向上効果も飽和し経済的に不利となる。このため、Cu含有量は0.1〜1.5%の範囲に限定する。
Moは耐候性を向上させ、さらに強度を増加させるが、0.005%未満の含有ではその効果が少ない。一方、0.5%を超えて含有しても効果が飽和し含有量に見合う効果が認められず、経済的に不利となる。このため、Moは0.005〜0.5%の範囲とする。なお、靭性の観点から、0.005〜0.35%の範囲が好ましい。
Claims (3)
- 鉄筋を内部に有する水和硬化体が、少なくとも製鋼スラグと高炉スラグ微粉末とフライアッシュとを含有し、前記製鋼スラグのCaO/SiO2が 質量比で1.5以上2.7以下および/またはCaO濃度が25質量%以上47.1質量%以下であり、前記製鋼スラグは粒径が0.075mm以上、20mm以下の範囲内にある製鋼スラグを含み、粒径が5mm以下の製鋼スラグの含有量が500kg/m3以上であり、製鋼スラグの最大粒径が20mmであり、前記混合物中における高炉スラグ微粉末の含有量が100〜600kg/m 3 であり、前記混合物中における製鋼スラグの含有量が1882kg/m 3 以上であり、製鋼スラグのMgO含有量が1.8〜4.3質量%であり、さらに前記鉄筋が質量%でC:0.001〜0.025%、Si:0.60%以下、 Mn:0.10〜3.00%、S:0.01%以下、Al:0.10%以下、B:0.0001〜0.0050%を含有し、P:0.005〜0.030%、Ni:0.1〜6.0%、Cu:0.1〜1.5%、Mo:0.005〜0.5%の中から選ばれる1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる耐候性を有する炭素鋼であることを特徴とする耐中性化性および耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
- 鉄筋が、質量%で、さらに、Nb:0.005〜0.20%、V:0.005〜0.20%、Ti:0.005〜0.20%、REM:0.02%以下の内から選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載の耐中性化性および耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
- 水和硬化体が、さらにアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、ポルトランドセメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、エコセメントから選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の耐中性化性および耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
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