JPH0432551A

JPH0432551A - Ａｌ固溶層に被覆された鋼材

Info

Publication number: JPH0432551A
Application number: JP13840090A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Watanabe; 渡辺　隆治; Hideo Kanisawa; 秀雄蟹澤; Akio Yamamoto; 章夫山本
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-05-30
Filing date: 1990-05-30
Publication date: 1992-02-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、塩分の影響を受けるコンクリート構造物の補
強材などに用いられるアルカリ環境で耐塩性に優れた鋼
材に関するものである。

（従来の技術）＋１１ｊ浜地区に建造されるコンクリート構造物および
海砂を十分洗浄することなく使用したコンクリート構造
物などに埋設された鉄筋などの鋼材は、海水飛沫中の塩
分または海砂に含まれる塩分のために腐食され易い。鋼
材は錆の発生によりその体積を増すために、コンクリー
トは鋼材の錆による体積膨張の応力を受ける。このため
、コンクリートにひび割れが発生し、コンクリート構造
物の寿命を著しく低下させている。

そこで、この改善として従来、鋼にＡ、９を添加するこ
とによって耐塩性を向上できることが知られており、塩
分に曝される環境で使用する鋼材として、Ａｐを７重量
％以上２０重；％以下含む鋼材（特開昭６４−７９３４
６号公報）か発明されている。

また、鋼材の表面にＦｅ基Ａｇ固溶層を得る方法として
、金属表面技術便覧（Ｐ１１６３〜１１６７　：　１９
７６年：金属表面技術協会）に示されるアルミニウム粉
、緩衝剤としてアルミナ粉および活性剤として塩化アン
モニウムなどのハロゲン化物を用いた拡散浸透法がある
。

（発明が解決しようとする課題）前記した特開昭６４−７９３４６号公報のものでは、耐
塩性を高めるためにＡｐの添加量を多くすると延性およ
び靭性か低下し、逆に延性および靭性を確保するために
ＡＮ添加量を少なくすると耐塩性が悪くなる。つまり、
耐塩性と構造物補強材としての延性および靭性を両立さ
せることは困難てあった。

また、鋼材の表面にＦｃ基ＡＪ固溶層を得る従来方法で
は、ＡＩｌ固溶度が大きいＦｅ基基因固溶層か得られな
いため、コンクリート中のようなアルカリ環境での耐塩
性を満たすことはできなかった。つまり、構造物の補強
材としての強度、延性および靭性を、鉄筋コンクリート
用棒鋼によって確保し、表面にＡ、１７拡散浸透被覆を
行ってもアルカリ環境で耐塩性に優れた鋼材を得ること
はできなかった。

本発明は、延性および靭性に優れかつアルカリ環境での
耐塩性に優れた鋼材を開示するものである。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、これらの問題点を解決するために、鋼に
対するＡＩＩ固溶濃度を小さくできるＡｌｌの被覆方法
の検討を行った結果、マグネシウムを含む拡散剤を使用
する拡散浸透被覆法によってＦｅ中へのＡｎ）の固溶量
を制御できることを見い出した。マグネシウムの効果を
定量的に把握するために、固溶層形成剤としての役割お
よび焼結防止のための緩衝剤としての役割を担うアルミ
ナ粉末、活性剤の役割を持つ塩化アンモニウムまたは塩
化カルシウム、およびアルミナの還元剤として働くと同
時にＦｅ中へのＡ１固溶量を制御する役割を持つマグネ
シウム粉末からなる拡散剤によって鋼材に拡散浸透処理
を行った。

この結果は第１図に示すように、あるマグネシウム含有
量で、Ａｌ固溶層のｌ濃度か極小値を持つ。

次に、Ａｊ７固溶層の適正なＡｇ濃度を定めるために、
ＡｊＪ固溶層の耐塩性試験と被膜の剥離性試験を行った
。Ａ１固溶層の耐塩性は、ＪＩＳ　Ａ６２０５に規定さ
れたオートクレーブ装置によるコンクリート中の鉄筋の
腐食促進試験法で塩分量を０．８％にとった条件で評価
した。

第２図は、コンクリート中での耐塩性をその腐食面積率
で評価したものであるが、これよりＡｌ固溶濃度が５重
量％以上の場合に、優れた耐塩性が得られることがわか
る。

被膜の剥離性は、種々の厚さの被覆層を持つ直径２５ｍ
ｍの棒鋼の２Ｄ１８０°曲げによるひび割れ発生の有無
によって評価した。

第３図は、Ａｇ固溶濃度とひび割れ発生の有無を示した
ものであるが、Ａｇ固溶濃度が１５重−％より大きくな
ると被膜の密着性が低下することかわかる。

これらの結果より、本発明をＡｌの固溶量が５重量％以
上１５重量％以下のＦｅ基Ａｌ固溶層に被覆された鋼材
と限定した。

（作　　用）鋼にＡｌ拡散浸透させる場合、拡散剤中に存在するマグ
ネシウムによって鋼中へ拡散浸透するＡｊ７の固溶濃度
を制御できる。これによって、Ａｌ）固溶濃度の小さい
Ｆｅ基ＡＮ固溶層を形成することができる。

Ｆｅ基Ａｇ固溶体はアルカリ環境で良好な耐食性を示す
が、Ａｆｉ固溶量が大きくなりすぎると延性が低下する
ため、Ｆｅ基ＡＩ！固溶体単独では構造物の補強材とし
ての使用は困難である。従って、アルカリ環境で良好な
耐塩性を持ちかつ構造物の補強材としての延性を備えた
材料は、ＡΩ固溶量の小さいＦｅ基Ａｐ固溶層に被覆さ
れた鋼材という構造となる。

ＡＮ固溶量の小さいＡｇの拡散浸透被覆は、前述のマグ
ネシウムを含む拡散剤を用いる方法によって容易に製造
でき、このように作られたＡｌの固溶濃度の小さいＦｅ
基基因固溶層被覆された鋼材は、アルカリ環境での耐塩
性に優れるばかりでなく、鉄筋コンクリート用構造物の
補強材としての強度、延性および靭性を備える。

（実　施　例）本発明の実施例を、熱延後酸洗してスケールを除去した
直径２５ｍ＋＊の鉄筋コンクリート用棒鋼ＪＩＳＳＤ３
０Ｂに対しＡｊ）拡散浸透処理を行った結果に基づいて
具体的に示す。

第１表に拡散剤の主成分の組成と拡散浸透処理の温度お
よび時間等の製造条件を示す。

処理時間の短縮を目的として、活性剤として塩化アンモ
ニウムまたは塩化カルシウムなどのハロゲン化物を含む
拡散剤を使用した。しかし、これらハロゲン化物を多量
に使用し過ぎると、母材である鋼材との境界面に金属間
化合物ができＡｐ拡散被覆層の密着性が低下する。この
ため、塩化アンモニウム、塩化カルシウムの割合を５重
量％以下にした。

また、拡散剤と鋼材表層に形成された浸透層の間のＡＪ
の濃度差を太き（保つことでも浸透速度を高めることが
できる。このため、通常行われているように不活性ガス
または窒素によって拡散剤の流動化を行った。

同じく第１表にそれらの条件で形成されたＦｅ基Ａｌｌ
固溶層の厚さ、Ａｇの固溶度、２Ｄ１８０゜曲げによる
ひび割れ発生状況、および耐塩性試験の結果を示す。

耐塩性の評価は、ＪＩＳ　Ａ３２０５にあるオートクレ
ーブ装置によるコンクリート中の鉄筋の腐食促進試験法
で塩分量を０．８％とした条件での錆発生面積率によっ
た。

本発明例１から６は、マグネシウム粉末を３重量％以上
４０重量％以下含む拡散剤を用いて、Ｆｅ基Ａｊｌｌ固
溶層のＡ、Ｑ濃度を５重量％以上１５重量％以下とした
ため、アルカリ環境で優れた耐塩性を示しかつ被膜の剥
離強度も良好である。

一方、比較例７は拡散剤にマグネシウムを添加しなかっ
たため、Ａｎ）固溶濃度が大きくなりＡｇ固溶層の曲げ
強度が低下している。比較例８は、Ａ１固溶量が３重量
％のＦｅ基ＡＩ固溶体であり、アルカリ環境での耐塩性
が劣っている。

（発明の効果）本発明によってＡｆｉ固溶濃度の小さいＦｅ基ＡＮ固溶
層を鋼材に被覆することかできるようになった。これに
よって、比較的安価にアルカリ環境で耐塩性に優れた鋼
材が製造可能となった。

また、本発明の鋼材は塩分の影響を受けるコンクリート
構造物用鉄筋としてのみでなく、アルカリ環境で耐塩性
が要求されるところに用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、拡散剤に含まれるマグネシウムの割合とＦｅ
基Ａ、Ｑ固溶層のＡＩｌ固溶濃度を示した図表、第２図
は、Ａｇ固溶層のＡｐ固溶濃度と塩分を含むアルカリ環
境での腐食促進試験による錆発生面積率を示した図表、
第３図は、種々の厚さの被膜の２Ｄ１８０’曲げに対す
るひび割れ性を示した図表である。代　理　人　　弁理士　　茶野木　立　失策図Ａｌガ溶層ｔ’）Ａｌ可薯痩（ｆｆ％）第図砿収劉中の１含有量（！量％）第図Ａｇ　固溶度］（％） ○゛乎反覆層ばく敞なと刈被覆ノ暫ＩＪ＜四重あす

Claims

【特許請求の範囲】

Ａｌの固溶量が５重量％以上１５重量％以下のＦｅ基Ａ
ｌ固溶層に被覆された鋼材。