JP6290484B1 - 二重防錆pc鋼より線 - Google Patents

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Abstract

【課題】工事現場での施工時において塗膜表面状況の確認が困難な場合でも、安心して使用できるようにし、防錆性能が欠落しないように二重防錆層を形成したPC鋼より線の提供。【解決手段】二重防錆されたPC鋼より線は、1本の心線1aと6本の側線1bからなり、心線1aと側線1bとが一旦より戻された状態で各線の外周面にそれぞれ一次防錆層10として合成樹脂塗膜が形成される。更に、再より合わされる状態での心線1aと側線1bとの空隙に二次防錆層13として合成樹脂が充填されると共に、PC鋼より線の外周面に二次防錆層13として合成樹脂塗膜が形成される。一次防錆層10と二次防錆層13とは一体的に結合させずに形成できる、PC鋼より線。【選択図】図5

Description

本発明は、建築構造物並びに土木構造物等に於けるプレストレストコンクリート工法のポストテンショニング方式またはプレテンショニング方式の緊張材や張設材用として、または、塩害腐食の虞がある海洋構造物や斜張橋の張設材または斜張材用ケーブルとして用いられる二重に防錆加工処理した二重防錆PC鋼より線に関するものである。
一般にPC構造物の緊張材としてもPC鋼より線がよく使用されている。特に、本願発明と同一出願人に係る防錆性能を有するものとして、その表面に二重防錆加工処理されたPC鋼より線が、従来技術として複数のものが公知になっている。
その公知に係る第1の従来技術として、PC鋼より線の側線を順次一時的に心線からより戻し、そのより戻された状態において、心線、側線それぞれの外周面全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心線を集積吸収しながら再度側線を心線により合わせ、更に、防護被膜を形成するPC鋼より線の二重被膜形成方法である(特許第3172486号の特許公報)。
この二重被膜形成方法によれば、心線、側線それぞれの外周面全面に防錆被膜を形成し、更に、その上に厚手の防護被膜を形成したものであるので、施工時における作業者の不注意で外力による防錆被膜の損傷が防止され、PC鋼より線に対する錆の発生が防止されるようになった、というものである。
公知に係る第2の従来技術は、PC鋼より線をより戻し側線を心線から緩開して素地調整を行う前処理工程と、該前処理工程後に、心線に対して側線をより合わせて緩閉し、より合わせによる螺旋状溝部を除く表層部に合成樹脂粉体塗料を塗布すると共に加熱して付着させ、その後冷却して表層部にのみ樹脂被膜を形成する一次塗装工程と、前記合成樹脂粉体塗料を塗布した後またはそれを加熱した後に、螺旋状溝部における余剰の樹脂被膜を除去する手段を設けて余剰の樹脂被膜を除去する工程と、該余剰の樹脂被膜を除去する工程の後に、PC鋼より線の側線を心線から緩開し、心線調整手段を経由して、緩開状態にある心線及び側線のそれぞれ該周面に合成樹脂粉体塗料を塗布すると共に加熱して均等に付着させた後に冷却し、側線において一部が二重の結合被膜となるそれぞれ単独状態の樹脂被膜を形成する二次塗装工程と、該二次塗装工程後に、前記二重の結合被膜部分がより線の表層部に位置するように心線に対して側線を元の状態により合わせる工程とからなることを特徴とするPC鋼より線の防錆被膜二重結合構造形成加工方法である(特許第3939679号の特許公報)。
この加工方法によって形成されたPC鋼より線は、二重結合被膜を形成した後であっても側線を再度元の状態により合わせることが容易であり、しかも、PC鋼より線の最大の特徴とされている柔軟性およびコンクリートとの付着強度の特性を全く阻害することなく、特殊構造物で被膜損傷の恐れに晒される外表面(表層部)を保護すべく、厚手の二重の結合被膜を容易に形成することができるという、ものである。
また、公知に係る第3の従来技術としては、メッキ層が形成されている素線で構成されたPC鋼より線の外周面に合成樹脂被膜を形成すると共に、メッキ層が形成された各素線間の隙間に合成樹脂を充填させて形成した二重防錆PC鋼より線がある(特許第5172028号の特許公報)。
この二重防錆PC鋼より線は、メッキ層の上に合成樹脂被膜を形成した二重の防錆層構造にしたので、相互の弱点を補ってPC鋼より線の耐久性を向上させているのである。外周面に形成された合成樹脂被膜の一部表面損傷やピンホールによる防錆機能欠落をメッキ層によって補う構成になり、且つ、心線と側線を設定された太さの径にすることで、より合わせのピッチが均等で一定になり、PC鋼より線としての全体の強度、即ち、引張強度が向上して安定する、というものである。
特許第3172486号の特許公報 特許第3939679号の特許公報 特許第5172028号の特許公報
前記第1および第2のいずれの従来技術においても、施工時の外力、または特殊構造物による防錆被膜の損傷を防止することができるが、形成された二重防錆PC鋼より線として、心線と側線との相互間に空隙があり、この空隙が長手方向に連続しているものもあるため、空隙内に空気や水が自由に流通することになり、もし空隙に面する位置の鋼線表面の被膜にピンホールや擦り傷等の不具合がある場合には、水等の浸透によって内部腐食を生じさせるという問題点を有し、防錆性能として充分ではないのである。
この問題点に対しては、理論上では前記第3の従来技術で解消できるものであるが、しかしながら実際問題としては、施工時に外力によって樹脂被膜に損傷が生じても発見し難い場合がある。特に、シースに挿入した後の鋼線表面状況を確認することは困難である。もし、PC鋼線挿入時に樹脂被膜に擦り傷や一部剥離などによる表面損傷が生じた場合には、橋梁の吊りケーブルや斜材として使用すると、被膜の表面損傷部から塩分を含む水等が中のメッキ層まで浸透し、亜鉛メッキ層自体が錆の対象となって自己犠牲的に溶解して消耗していくことによって鋼線を守ることになる。しかしながら、第3の従来技術においては、メッキ層を含む素線の線径は無塗装の裸線と同じくらいにしなければならない。一方で、メッキ層は強度に寄与しないから、メッキ層を含む線径の素線は、実質的に断面欠損となり、通常の場合では、強度に作用する実断面積が減るから、裸線と同線径にすると同じ強度が得られないという問題がある。
そこで、メッキ層を含む素線が裸線と同じような線径及び引張強度になるように、そのメッキ層の厚さをあまり暑くすることができず、せいぜい30μm程度までが限界である。一般に橋梁の構築環境において、30μm程度のメッキ厚で防錆可能な年数は僅か10年以下であり、通常の橋梁に要求されている使用期間の100年以上に比べて遥かに少ない(短い)から橋梁用には使用できない。
さらに、薄いメッキ層が消耗されて無くなると、心線と側線または側線同士が接触することになり、これら接触部に繰り返し荷重が作用すると摩耗によって心線と側線の表面に損傷が生じ、早期に疲労亀裂が発生して破断に至る現象、つまりフレッティング疲労現象が発生し、PC鋼より線の耐疲労性が大幅に低下するという問題点も有している。
本発明は、前記従来技術の課題を解決するものであって、例えば、工事現場での施工時において塗膜表面状況の確認が困難な場合でも、安心して使用できるようにし、防錆性能が欠落しないように二重防錆層を形成したPC鋼より線を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための具体的手段として、本発明は、1本の心線と6本の側線とをより合わされたPC鋼より線であって、心線と側線とが一旦より戻された状態で各線の外周面にそれぞれ一次防錆層として合成樹脂塗膜が形成された状態で、さらに、二次防錆層として再より合わされる状態での心線と側線との空隙に合成樹脂が充填されると共に、PC鋼より線の外周面に合成樹脂塗膜が形成され、前記二次防錆層と一次防錆層とは結合せずに密着状態で別々に独立して形成されていることを特徴とする二重防錆PC鋼より線を提供するものである。
前記発明において、再より合わされた状態での外周面に形成された合成樹脂塗膜としての二次防錆層は、螺旋状溝部に形成された部分は除去して表層部にのみ形成されること;および一次防錆層が熱硬化性合成樹脂であり、再より合わされた状態で形成された二次防錆層が熱可塑性合成樹脂であること、を付加的要件として含むものである。
1.心線と側線とのそれぞれ外周面に一次防錆層が形成されたことによって、外部からの腐食要因を完全に遮断して鋼線素地を錆びさせないことができると共に、心線及び側線素線同士が直接接触することがなく、フレッティング疲労現象の発生を防ぐことができる。
2.さらに、再より合わせされたPC鋼より線に二次防錆相が形成されたことによって、心線と側線との空隙に空気や水が浸透することなく内部腐食を生じる恐れを解消することができると共に、施工時に外力を受けてPC鋼より線の外周面の塗膜の一部に、擦り傷等の損傷が生じても、二次防錆層が一時防錆層とは結合せずに別々に独立して形成されているため、相互間に微小な相対移動ができ、その損傷は一次防錆層に影響することなく二次防錆層で止まるのである。要するに、施工時に軽微な表面損傷が生じていることを発見できない場合でも、二次防錆層がその損傷を受けて犠牲的に一次防錆層を守ることになるので、防錆機能の欠落を防ぐことができ、完全防錆PC鋼より線として安心して使用できるのである。
3.PC鋼より線の外周面に形成された二次防錆層は、表層部のみであることによって、施工時にPC鋼より線の外周面の塗装に傷が生ずる事態があっても、螺旋状溝部に生ずることは殆どないから、表層部のみに二次防錆層を形成すれば、全体として損傷から守ることが十分にできるし、PC鋼より線の側線相互間に螺旋状溝部が広く深く形成されるので、コンクリートとの付着力が大幅に向上する。
4.二次防錆層を熱可塑性合成樹脂で形成することによって、樹脂層の形成速度が速いため、塗装加工ラインにおいては、工程数や設備を削減できることとライン長さを短縮することができ、生産能率を向上させることができる。












































本発明に係る二重防錆PC鋼より線を形成するための処理装置(樹脂塗膜形成加工ライン)の概略を示した側面図である。 同処理装置によってPC鋼より線の緩開した心線と側線に一次防錆層が形成された状態を示す拡大断面図である。 同処理装置によって二次防錆層が形成された第1の実施の形態に係るPC鋼より線の拡大断面図である。 同処理装置に付加されている第二の実施の形態に係る二重防錆PC鋼より線を形成加工するための回転引き抜きダイスを示す拡大正面図である。 同実施の形態において形成加工された第二の実施の形態に係る二重防錆PC鋼より線を拡大して示した断面図である。
本発明を図示の実施の形態に基づいて詳しく説明する。まず図1に示した一次及び二次防錆処理装置について説明すると、PC鋼より線1は、1本の心線1aに対して6本の側線1bが螺旋状により合わされたものであって、該PC鋼より線1は、コイル状態にリール2に巻き取られており、該リール2を防錆処理装置の始端部側にセットされる。
セットされたリール2からPC鋼より線1が引き出され、緩開装置3を介して心線1aにより合わされている側線1bがより戻され、より戻された側線1bは防錆被膜形成処理中においては、長さ方向に所要間隔をもって配設された複数の拡開維持装置4a、4b、4c、4dによって、心線1aから所定間隔に拡げられた状態に維持される。
始端側の拡開維持装置4a、4bの間には心線調整装置5が配設され、拡開維持装置4b、4cの間には、拡開した心線1aと側線1bの表面の汚れや錆を除去するためのショットブラスト装置6が配設され、さらに、拡開維持装置4cの後には前加熱装置7と塗装装置8と後加熱装置9とを配設して一次塗装を行う。
この場合の塗装装置8としては、例えば、熱硬化性の合成樹脂粉体を供給して静電塗装を行うのであり、好ましくはエポキシ樹脂粉体を供給し、静電気により拡開されている心線1aと側線1bとの表面に均等に付着させ、前加熱と後加熱とによって付着した樹脂粉体が一時的に溶融状態になって、図2に示したように、心線1aおよび側線1bの各外周面を膜状に覆って硬化し、一次塗装により塗膜厚が概ね100〜200μm程度の一次防錆層10が形成されるのである。なお、使用される熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂以外に、例えば、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂等であっても良い。
さらに、拡開維持装置4dによって心線1aと側線1bとを拡開した状態を維持し、後加熱装置9による残存余熱を利用し、且つ静電気による二次塗装用の塗装装置11により前記一次塗装用と同様に熱硬化性の合成樹脂粉体を供給して二次塗装を行い、該二次塗装の塗膜(防錆層)が硬化する前、即ち、溶融状態にある間に緩閉装置12により心線1aに側線1bをより合わせることにより、図3に示したように、より合わされた心線1aと側線1bとのより合わせの隙間と、側線1bの外周面との一次防錆層10の上に、二次塗装により塗膜厚が概ね200〜300μm程度の二次防錆層13が形成された二重防錆のPC鋼より線21となる。上記により、一次塗装時の後加熱装置9は、二次塗装時の前加熱装置を兼用するものである。また、この二次塗装においては、例えば、ポリエチレン樹脂やアクリル樹脂等の熱可塑性樹脂を使用してガン吹付法や流動浸漬法等によって塗膜を形成しても良いし、また、塗膜形成用の樹脂粉末中にアルミニウム粉末またはクロム粉末等を混合して摩擦を強化した二次防錆層13を形成しても良い。いずれにしても、材料や厚さについては、用途や施工状況に応じてさらに厚く形成しても良い。
このように形成された二重防錆のPC鋼より線21は、一次防錆層10と二次防錆層13とが別々に独立して形成されるために、密着状態に形成されるが一体的に結合されている訳ではなく、相互間で微小な相対移動が可能な状態で形成される。しかしながら、二重防錆にしたことにより、一次防錆層10に仮にピンホールがあっても、二次防錆層13によってピンホールを塞ぐと共に、心線1aと側線1bとのより合わせの隙間に水分侵入が防止されるので、鋼線素地の錆の発生を完全に防止できるのである。また、使用現場における施工時に、二重防錆のPC鋼より線21を引き摺ったりして表面に軽微な損傷が生じていて、仮に、発見できなくても、二次防錆層13のみがその損傷を受ける犠牲になるので、一次防錆層10には全く影響しないのであり、PC鋼より線としての防錆機能の欠落を完全に防止でき、完全防錆PC鋼より線として使用可能になるのである。
しかしながら、前記した二重防錆PC鋼より線21では、防錆性が向上しても、プレストレストコンクリート工法における緊張材として使用する場合に、より合わされた側線1bの外周面における螺旋状の溝部が、二次防錆層13の形成によって浅くなるため、コンクリートとの付着力が弱められる懸念があるから、付着力を強くすることが望まれている。
そこで、前記緩閉装置12の後に、回転引き抜きダイス30を設置すると共に、加熱装置14と冷却装置15とを設置し、二重防錆PC鋼より線21の外周面における螺旋状の溝部を深く加工する工程を付加したものである。
即ち、回転引き抜きダイス30としては、例えば、図4に示したように、ベアリング31を介して自由に回転するリング32が配設され、該リング32から中心に向かって、且つPC鋼より線21の各螺旋状溝部にそれぞれ嵌まり込む形状の刃部33a、33bが対をなして内側に突出及び引込可能(出没可能)に配設したものであり、これら対をなす刃部33a、33bによって各螺旋状溝部に形成された二次防錆層13の一部を切り取って、図5に示したように、溝部の深さを深くすることができ、それによって、コンクリートとの付着力が大幅に向上するのである。なお、この加工においては、一次防錆層10には全く傷つけないのである。
その後に、加熱装置14と冷却装置15とによって熱硬化性の樹脂を硬化させて冷却し、膜厚測定装置16により二重防錆されたPC鋼より線21の膜厚を計測し、膜厚が許容値を超えると警報が発せられると共に然るべく信号を発する。また、ピンホール検出装置17によって防錆層(一次と二次塗膜)のピンホールの有無を検出し、ピンホールが検出された位置にマーキングを施す。そして、これら検査後に上下に無端ベルトが配された引取装置18によって二次防錆層13に傷をつけないように送り出し、巻取装置19によって巻き取られるのである。
また、これらの回転引き抜きダイス30や加熱装置14及び冷却装置15を選択的に使用しない場合もある。つまり、引き抜きダイス30の刃部33a、33bを引き込ませ(没入させ)て作動させない状態にし、加熱装置14と冷却装置15とを作動させて、二重防錆されたPC鋼より線21を通過させることにより、二次防錆層13が熱硬化性樹脂で形成されている場合に有効で、熱可塑性樹脂で形成されている場合は、加熱装置14も止めて冷却装置15だけを作動させて通過させることにより、例えば、図3に示した二重防錆PC鋼より線21の状態で、完成品となるのであり、橋梁の吊りケーブルや斜材として使用できるのである。
いずれにしても、1つの加工ラインで2形式の二重防錆されたPC鋼より線21を効率よく形成できるのであり、特に、二次防錆層13を熱可塑性樹脂で形成する場合には、樹脂層の形成速度が速いため、塗装ラインにおける加熱や冷却などの工程数やライン長さを短くすることができるので、生産性を向上させることができるのである。
本発明に係る二重防錆されたPC鋼より線21は、1本の心線1aと6本の側線1bとをより合わされたPC鋼より線であって、心線1aと側線1bとが一旦より戻された状態で各線の外周面にそれぞれ一次防錆層10として合成樹脂塗膜が形成された状態で、さらに、二次防錆層13として再より合わされる状態での心線1aと側線1bとの空隙に合成樹脂が充填されると共に、PC鋼より線の外周面に二次防錆層13としての合成樹脂塗膜が形成される構成を有するものであり、前記一次防錆層10と二次防錆層13とは一体的に結合させずに形成できるので、工事現場での施工時に外力を受けて二次防錆層を有するPC鋼より線の外周面に、部分的に擦り傷などを受けても、一次防錆層には影響されないので、PC鋼より線としての素線の錆の発生を大幅に抑制できるので、建築業界において広い範囲で使用可能である。
1 素線
1a 心線
1b 側線
2 アンコイラー
3 緩開装置
4a、4b,4c、4d 拡開維持装置
5 心線調整装置
6 ショットブラスト装置
7 前加熱装置
8 一次塗装装置
9 後加熱装置
10 一次防錆層
11 二次塗装装置
12 緩閉装置
13 二次防錆層
14 加熱装置
15 冷却装置
16 膜厚測定装置
17 ピンホール検出装置
18 引取装置
19 巻取装置
21 二次防錆層PC鋼より線
30 回転引き抜きダイス
31 ベアリング
32 リング
33a、33b 刃部

Claims (3)

  1. 1本の心線と6本の側線とをより合わされたPC鋼より線であって、
    心線と側線とが一旦より戻された状態で各線の外周面にそれぞれ一次防錆層として合成樹脂塗膜が形成された状態で、さらに、二次防錆層として再より合わされる状態での心線と側線との空隙に合成樹脂が充填されると共に、PC鋼より線の外周面に合成樹脂塗膜が形成され、
    前記二次防錆層と一次防錆層とは結合せずに密着状態で別々に独立して形成されていること
    を特徴とする二重防錆PC鋼より線。
  2. 前記請求項1において、再より合わされた状態での外周面に形成された合成樹脂塗膜としての二次防錆層は、螺旋状溝部に形成された部分は除去して表層部にのみ形成されること
    を特徴とする二重防錆PC鋼より線。
  3. 前記請求項1または2において、一次防錆層が熱硬化性合成樹脂であり、再より合わされた状態で形成された二次防錆層が熱可塑性合成樹脂であること
    を特徴とする二重防錆PC鋼より線。
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