JPH0586455A - 表層にＡｌ合金層を被覆した高耐塩性コンクリート補強用鋼材の製造方法 - Google Patents
表層にＡｌ合金層を被覆した高耐塩性コンクリート補強用鋼材の製造方法Info
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- JPH0586455A JPH0586455A JP3249195A JP24919591A JPH0586455A JP H0586455 A JPH0586455 A JP H0586455A JP 3249195 A JP3249195 A JP 3249195A JP 24919591 A JP24919591 A JP 24919591A JP H0586455 A JPH0586455 A JP H0586455A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 表層にＡｌ合金層を被覆した高耐塩性コンク
リート補強用鋼材の製造方法の発明。 【構成】 炭素鋼を、Ｍｇ粉末１重量％以上４２重量％
以下、残部不可避不純物およびアルミナ粉末である混合
粉末中に埋め込み、８００℃以上１２００℃以下の温度
でＯ．５ｍｉｎ以上９０ｍｉｎ以下加熱し、深さ１０μ
までの表層部に重量平均で５％以上２０％以下のＡｌを
固溶させる。 【効果】 表層にＡｌ固溶層を被覆して耐塩性と常温加
工性に優れたコンクリート補強用鋼材の工業的な製造が
可能になった。
リート補強用鋼材の製造方法の発明。 【構成】 炭素鋼を、Ｍｇ粉末１重量％以上４２重量％
以下、残部不可避不純物およびアルミナ粉末である混合
粉末中に埋め込み、８００℃以上１２００℃以下の温度
でＯ．５ｍｉｎ以上９０ｍｉｎ以下加熱し、深さ１０μ
までの表層部に重量平均で５％以上２０％以下のＡｌを
固溶させる。 【効果】 表層にＡｌ固溶層を被覆して耐塩性と常温加
工性に優れたコンクリート補強用鋼材の工業的な製造が
可能になった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート補強材で
ある鉄筋ないしＰＣ鋼材の製造方法に関するものであ
る。
ある鉄筋ないしＰＣ鋼材の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】コンクリート中は通常ｐＨが１０を超える
強アルカリ環境であるために、大気中では腐食する炭素
鋼も腐食しない。しかし、海浜地区に建造されるコンク
リート構造物や、混練する砂に未洗浄の海砂を使用した
り混練用の水に海水を使用したコンクリート構造物で
は、ｐＨがｌＯを超える強アルカリであってもＣｌ- イ
オンが存在するために、鋼材は腐食する。その結果、鋼
材は断面積が減少して強度が低下したり、腐食で発生し
た水素が鋼中に侵入して脆化する危険が生ずる。また、
腐食生成物の体積は鋼よりも大きいためコンクリートに
ひび割れが発生し、腐食がますます促進されてコンクリ
ート構造物の寿命が著しく低下する。
強アルカリ環境であるために、大気中では腐食する炭素
鋼も腐食しない。しかし、海浜地区に建造されるコンク
リート構造物や、混練する砂に未洗浄の海砂を使用した
り混練用の水に海水を使用したコンクリート構造物で
は、ｐＨがｌＯを超える強アルカリであってもＣｌ- イ
オンが存在するために、鋼材は腐食する。その結果、鋼
材は断面積が減少して強度が低下したり、腐食で発生し
た水素が鋼中に侵入して脆化する危険が生ずる。また、
腐食生成物の体積は鋼よりも大きいためコンクリートに
ひび割れが発生し、腐食がますます促進されてコンクリ
ート構造物の寿命が著しく低下する。
【０００３】本発明は、このようなＣｌ- イオンを含有
するコンクリート構造物の補強材として用いられるいわ
ゆる耐塩性の優れた鋼材の製造方法を提供するものであ
る。
するコンクリート構造物の補強材として用いられるいわ
ゆる耐塩性の優れた鋼材の製造方法を提供するものであ
る。
【０００４】
【従来の技術】従来、コンクリートには容易に採取可能
な川砂を使用し、河川水、工業用水あるいは上水を使用
して混練するのが通常であった。しかるに、コンクリー
ト構造物の飛躍的な増加の結果、川砂の採取も容易でな
くなり、海砂の使用が余儀なくされてきた。海砂を使用
する場合、十分な水洗を行なって塩分を除去する必要が
あるため、作業工程が煩雑になり工期が長くなる欠点が
生ずる。また、海洋構造物の場合、コンクリート中への
Ｃｌ- イオンの侵入が防止できないため、補強用の鋼材
の腐食とその結果のコンクリートの寿命低下も避けられ
なかった。
な川砂を使用し、河川水、工業用水あるいは上水を使用
して混練するのが通常であった。しかるに、コンクリー
ト構造物の飛躍的な増加の結果、川砂の採取も容易でな
くなり、海砂の使用が余儀なくされてきた。海砂を使用
する場合、十分な水洗を行なって塩分を除去する必要が
あるため、作業工程が煩雑になり工期が長くなる欠点が
生ずる。また、海洋構造物の場合、コンクリート中への
Ｃｌ- イオンの侵入が防止できないため、補強用の鋼材
の腐食とその結果のコンクリートの寿命低下も避けられ
なかった。
【０００５】これらの欠点は、いずれも補強用の鋼材の
腐食が原因である。従って、Ｃｌ-イオンを含む強アル
カリ環境での耐食性すなわち耐塩性に優れた補強用鋼材
があれぱ解決するのである。
腐食が原因である。従って、Ｃｌ-イオンを含む強アル
カリ環境での耐食性すなわち耐塩性に優れた補強用鋼材
があれぱ解決するのである。
【０００６】従来、耐塩性が必要なコンクリート構造物
用補強材には、エポキシ塗装を施した塗装鉄筋や、Ｚｎ
めっき鉄筋、ステンレス鉄筋が使用されてきた。しか
し、塗装鉄筋は溶接がそのままではできないだけではな
く、曲げ加工部の塗膜が簡単に剥離してそこから腐食が
発生するために、必ずしも期待した効果が得られなかっ
た。Ｚｎめっき鉄筋、ステンレス鉄筋は、相応に耐塩性
があり効果も期待できるが、溶接が困難でかつ高価格で
あるという欠点があった。
用補強材には、エポキシ塗装を施した塗装鉄筋や、Ｚｎ
めっき鉄筋、ステンレス鉄筋が使用されてきた。しか
し、塗装鉄筋は溶接がそのままではできないだけではな
く、曲げ加工部の塗膜が簡単に剥離してそこから腐食が
発生するために、必ずしも期待した効果が得られなかっ
た。Ｚｎめっき鉄筋、ステンレス鉄筋は、相応に耐塩性
があり効果も期待できるが、溶接が困難でかつ高価格で
あるという欠点があった。
【０００７】これに対して、本出願人はＡｌを多量添加
した鋼の耐塩性が非常に優れていることを見出し、Ａｌ
を７〜２０重量％含む鋼材を発明した（特開昭６４−７
９３４６号）。この発明鋼は、２％程度のＣｌ- イオン
を含むｐＨ＝ｌ２のＣａ（０Ｈ）2 懸濁水溶液中でも腐
食しないため、海砂を使用したコンクリート構造物の製
造が可能となった。しかし、この鋼はＡｌの多量含有を
前提とした合金であるため、必然的な製造上の欠点が解
決できなかった。すなわちヽ酸素の吹込みによる脱炭が
不可欠な転炉での溶製は歩留りが非常に劣り、量産が困
難であった。また、熱間での延性が著しく劣るため、鋳
造時や圧延時に巨大な割れが多発し、鉄筋やＰＣ鋼材へ
の加工ができなかった。すなわち、通常の鋼の製造工程
（溶解精練−鋳造−圧延）では製造できなかったのであ
る。
した鋼の耐塩性が非常に優れていることを見出し、Ａｌ
を７〜２０重量％含む鋼材を発明した（特開昭６４−７
９３４６号）。この発明鋼は、２％程度のＣｌ- イオン
を含むｐＨ＝ｌ２のＣａ（０Ｈ）2 懸濁水溶液中でも腐
食しないため、海砂を使用したコンクリート構造物の製
造が可能となった。しかし、この鋼はＡｌの多量含有を
前提とした合金であるため、必然的な製造上の欠点が解
決できなかった。すなわちヽ酸素の吹込みによる脱炭が
不可欠な転炉での溶製は歩留りが非常に劣り、量産が困
難であった。また、熱間での延性が著しく劣るため、鋳
造時や圧延時に巨大な割れが多発し、鉄筋やＰＣ鋼材へ
の加工ができなかった。すなわち、通常の鋼の製造工程
（溶解精練−鋳造−圧延）では製造できなかったのであ
る。
【０００８】これに対して、本発明者らは耐塩性を要求
されるのは表層部分のみであることに着目して、表層部
に５〜ｌ５重量％のＡｌ固溶層を被覆した鋼材を発明し
た（特願平２−１３８４００号）。この鋼材は、延性お
よび靭性に優れヽもちろん高ｐＨ環境での耐塩性に優れ
ていることが碓認された。この鋼材の工業的な量産は、
めっき溶射等を組合わせた固相拡散法や鋳造段階での鋳
込みクラッドなどが考えられ実施可能である。しかし、
これらの方法では安価な製造プロセスの構築の面から
は、特殊な設備や従来の製造工程を大幅に変更する必要
のある工程が含まれる等必ずしも有利ではなかった。
されるのは表層部分のみであることに着目して、表層部
に５〜ｌ５重量％のＡｌ固溶層を被覆した鋼材を発明し
た（特願平２−１３８４００号）。この鋼材は、延性お
よび靭性に優れヽもちろん高ｐＨ環境での耐塩性に優れ
ていることが碓認された。この鋼材の工業的な量産は、
めっき溶射等を組合わせた固相拡散法や鋳造段階での鋳
込みクラッドなどが考えられ実施可能である。しかし、
これらの方法では安価な製造プロセスの構築の面から
は、特殊な設備や従来の製造工程を大幅に変更する必要
のある工程が含まれる等必ずしも有利ではなかった。
【０００９】本発明者らは、Ｆｅ−Ａｌ合金を表層部に
形成する方法の効率を上げるために、化学反応を併用す
ることを考えた。
形成する方法の効率を上げるために、化学反応を併用す
ることを考えた。
【００１０】鋼材の表面に化学反応を利用してＡｌ合金
層を被覆する方法には、いわゆるカロライジング法が知
られている。例えば、１９７６年発行の金属表面技術便
覧（金属表面技術協会）の１１６３〜１１６７頁には、
Ａｌ粉、緩衝材としてＡｌ2Ｏ3 粉および活性剤として
ＮＨ4 Ｃｌなどのハロゲン化物の混合粉中に鋼材を埋め
込み、鋼材表面に高いＡｌ濃度のＦｅ−Ａｌ金属間化合
物層を生成させる方法が示されている。しかしカロライ
ジング法は、耐高温酸化性の向上を目的としているため
に、被覆する合金層のＡｌ濃度は通常６０％以上でない
と効果が得られない技術である。
層を被覆する方法には、いわゆるカロライジング法が知
られている。例えば、１９７６年発行の金属表面技術便
覧（金属表面技術協会）の１１６３〜１１６７頁には、
Ａｌ粉、緩衝材としてＡｌ2Ｏ3 粉および活性剤として
ＮＨ4 Ｃｌなどのハロゲン化物の混合粉中に鋼材を埋め
込み、鋼材表面に高いＡｌ濃度のＦｅ−Ａｌ金属間化合
物層を生成させる方法が示されている。しかしカロライ
ジング法は、耐高温酸化性の向上を目的としているため
に、被覆する合金層のＡｌ濃度は通常６０％以上でない
と効果が得られない技術である。
【００１１】本発明者らは、カロライジング法の処理条
件をＡｌ生成や拡散が遅くなるよう変化させ、Ａｌ濃度
の低下すなわち耐塩性の点からは適正Ａｌ濃度レベルに
制御することを試みた。まず、処理を短時間で打ち切る
ことで低Ａｌ濃度化を図ったが、局所的には目標濃度部
分も認められたが、高濃度の部分と被覆されていない部
分が共存するなど平面方向のＡｌ濃度のむらが避けられ
なかった。次に、処理温度の低下を試みたが、必要な処
理時問が単に長くなるだけでなく、短時間の処理の場合
と同様のＡｌ濃度のむらが避けられなかった。すなわ
ち、耐塩性の点から適正なＡｌ濃度レベルすなわち５％
以上２０％以下のＡｌ濃度に制御することは、カロライ
ジング法では不可能であった。
件をＡｌ生成や拡散が遅くなるよう変化させ、Ａｌ濃度
の低下すなわち耐塩性の点からは適正Ａｌ濃度レベルに
制御することを試みた。まず、処理を短時間で打ち切る
ことで低Ａｌ濃度化を図ったが、局所的には目標濃度部
分も認められたが、高濃度の部分と被覆されていない部
分が共存するなど平面方向のＡｌ濃度のむらが避けられ
なかった。次に、処理温度の低下を試みたが、必要な処
理時問が単に長くなるだけでなく、短時間の処理の場合
と同様のＡｌ濃度のむらが避けられなかった。すなわ
ち、耐塩性の点から適正なＡｌ濃度レベルすなわち５％
以上２０％以下のＡｌ濃度に制御することは、カロライ
ジング法では不可能であった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐塩性の点
から適正なＡｌ濃度の表面合金層を均一にかつ短時間で
生成させることを目的としたもので、従来のカロライジ
ング法とは異なるＡｌの生成方法を創出し、それを適切
に制御し得る薬剤および処理条件を明確化にして、表面
に５〜２０％のＡｌ合金相を有する耐塩性の優れたコン
クリート構造物の補強用鋼材の製造方法を開示するもの
である。
から適正なＡｌ濃度の表面合金層を均一にかつ短時間で
生成させることを目的としたもので、従来のカロライジ
ング法とは異なるＡｌの生成方法を創出し、それを適切
に制御し得る薬剤および処理条件を明確化にして、表面
に５〜２０％のＡｌ合金相を有する耐塩性の優れたコン
クリート構造物の補強用鋼材の製造方法を開示するもの
である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、Ａｌ粉、
Ａｌ2 Ｏ3 粉およびＮＨ4 Ｃｌなどのハロゲン化物を用
いた従来の拡散被覆法で、Ｆｅに対するＡｌ固溶濃度を
小さくする方法の検討を行なった。カロライジング法で
は、ＮＨ4 Ｃｌなどの塩化物とＡｌが反応してＡｌ塩化
物を生成し、これが鋼材表面で分解してＡｌが生成す
る。塩化物とＡｌの反応や鋼材表面でのＡｌ塩化物の分
解、すなわち鋼材表面でのＡｌの生成速度は鋼中のＡｌ
の拡散速度に比べ大きい。この結果、鋼材表面のＡｌ濃
度は急速に高くなり、金属間化合物層が生成するのであ
る。短時間で処理を打ち切った場合や低温にした場合、
表面でのＡｌ生成と鋼中ヘの拡散から定まるＡｌ濃度が
ほぼ一定の定常状態になっていないため、前述したよう
に、平面方向の濃度のばらつきが大きかったものと考え
られる。
Ａｌ2 Ｏ3 粉およびＮＨ4 Ｃｌなどのハロゲン化物を用
いた従来の拡散被覆法で、Ｆｅに対するＡｌ固溶濃度を
小さくする方法の検討を行なった。カロライジング法で
は、ＮＨ4 Ｃｌなどの塩化物とＡｌが反応してＡｌ塩化
物を生成し、これが鋼材表面で分解してＡｌが生成す
る。塩化物とＡｌの反応や鋼材表面でのＡｌ塩化物の分
解、すなわち鋼材表面でのＡｌの生成速度は鋼中のＡｌ
の拡散速度に比べ大きい。この結果、鋼材表面のＡｌ濃
度は急速に高くなり、金属間化合物層が生成するのであ
る。短時間で処理を打ち切った場合や低温にした場合、
表面でのＡｌ生成と鋼中ヘの拡散から定まるＡｌ濃度が
ほぼ一定の定常状態になっていないため、前述したよう
に、平面方向の濃度のばらつきが大きかったものと考え
られる。
【００１４】そこで、Ａｌの拡散速度を高くするために
処理温度を高くすることを試みたが、Ａｌの生成速度も
拡散速度の上昇以上に早くなったものと推定され、結果
的にＡｌ固溶濃度を下げることができなかった。それば
かりでなく、曲げ加工時に剥離しやすい厚い金属間化合
物層が生成し、目論見が外れた。
処理温度を高くすることを試みたが、Ａｌの生成速度も
拡散速度の上昇以上に早くなったものと推定され、結果
的にＡｌ固溶濃度を下げることができなかった。それば
かりでなく、曲げ加工時に剥離しやすい厚い金属間化合
物層が生成し、目論見が外れた。
【００１５】次に、Ａｌの塩化物の生成を遅らすべく、
ＮＨ4 Ｃｌの混合量を減らして拡散処理を行った。しか
し、ＮＨ4 Ｃｌを減らした場合、局所的には目標濃度部
分も認められたが、被覆されていない部分が共存するな
ど平面方向のＡｌ濃度のむらが避けられなかった。さら
に、ＮＨ4 Ｃｌを混合せずＡｌ粉とＡｌ2 Ｏ3 粉のみで
拡散処理を行った。この場合は、処理温度がＡｌの融点
以下ではＡｌ固溶層の形成が事実上できず、Ａｌの融点
以上では局所的に高Ａｌ濃度部分ができて、やはり５〜
２０％の目標Ａｌ濃度部分は形成できなかった。
ＮＨ4 Ｃｌの混合量を減らして拡散処理を行った。しか
し、ＮＨ4 Ｃｌを減らした場合、局所的には目標濃度部
分も認められたが、被覆されていない部分が共存するな
ど平面方向のＡｌ濃度のむらが避けられなかった。さら
に、ＮＨ4 Ｃｌを混合せずＡｌ粉とＡｌ2 Ｏ3 粉のみで
拡散処理を行った。この場合は、処理温度がＡｌの融点
以下ではＡｌ固溶層の形成が事実上できず、Ａｌの融点
以上では局所的に高Ａｌ濃度部分ができて、やはり５〜
２０％の目標Ａｌ濃度部分は形成できなかった。
【００１６】本発明者らは、カロライジング法で利用し
ているＡｌ塩化物を介するＡｌの拡散処理は断念し、鋼
中ヘのＡｌの拡散速度との関係から比較的Ａｌ生成の遅
い反応を活用するよう検討した。その結果、Ａｌ2 Ｏ3
のＭｇによる還元反応によってＡｌを生成させる方法が
適切であることを見いだした。この方法では、表層部で
のＡｌの急激な増加がないため、高温処理を行っても金
属間化合物の生成がなく５〜２０％目標Ａｌ度の合金層
が比較的短時間で形成できた。
ているＡｌ塩化物を介するＡｌの拡散処理は断念し、鋼
中ヘのＡｌの拡散速度との関係から比較的Ａｌ生成の遅
い反応を活用するよう検討した。その結果、Ａｌ2 Ｏ3
のＭｇによる還元反応によってＡｌを生成させる方法が
適切であることを見いだした。この方法では、表層部で
のＡｌの急激な増加がないため、高温処理を行っても金
属間化合物の生成がなく５〜２０％目標Ａｌ度の合金層
が比較的短時間で形成できた。
【００１７】本発明は、以上の知見に基づき完成したも
のである。すなわち、炭素鋼を、Ｍｇ粉末ｌ重量％以上
４２重量％以下、残部不可避不純物およびＡｌ2 ０3 粉
末である混合粉末中に埋め込み、８００℃以上１２００
℃以下の温度で０．５ｍｉｎ以上９０ｍｉｎ以下加熱
し、深さｌＯμまでの表層部に重量平均で５％以上２０
％以下のＡｌを固溶させることを特徴とする表層にＡｌ
合金層を被覆した高耐塩性コンクリート補強用鋼材の製
造方法を開示するものである。
のである。すなわち、炭素鋼を、Ｍｇ粉末ｌ重量％以上
４２重量％以下、残部不可避不純物およびＡｌ2 ０3 粉
末である混合粉末中に埋め込み、８００℃以上１２００
℃以下の温度で０．５ｍｉｎ以上９０ｍｉｎ以下加熱
し、深さｌＯμまでの表層部に重量平均で５％以上２０
％以下のＡｌを固溶させることを特徴とする表層にＡｌ
合金層を被覆した高耐塩性コンクリート補強用鋼材の製
造方法を開示するものである。
【００１８】次に、本発明の限定理由を述べる。鋼材表
面に生成するＡｌはＡｌ2 Ｏ3 のＭｇによる還元によっ
て生ずるため、鋼材表層に生成するＡｌ合金層のＡｌ濃
度は還元剤であるＭｇの量に応じて変動する。Ｍｇの混
合量が重量で１％末満となると、Ａｌ合金層のＡｌ濃度
が５％未満となり耐塩性が得られないため、Ｍｇの混合
量の下限を重量で１％とした。一方、４２％を超えてＭ
ｇを混合してもＡｌ合金層の生成速度の上昇などもなく
高濃度にする利点が認められないため４２％を上限とし
た。
面に生成するＡｌはＡｌ2 Ｏ3 のＭｇによる還元によっ
て生ずるため、鋼材表層に生成するＡｌ合金層のＡｌ濃
度は還元剤であるＭｇの量に応じて変動する。Ｍｇの混
合量が重量で１％末満となると、Ａｌ合金層のＡｌ濃度
が５％未満となり耐塩性が得られないため、Ｍｇの混合
量の下限を重量で１％とした。一方、４２％を超えてＭ
ｇを混合してもＡｌ合金層の生成速度の上昇などもなく
高濃度にする利点が認められないため４２％を上限とし
た。
【００１９】熱処理温度は、所定の厚さの合金層を得る
のに必要な拡散処理時間に直接影響する。すなわち、高
温では短時間となり低温では長時間を要する。８００℃
未満では、５〜２０％のＡｌ合金層を最表面から深さｌ
Ｏμまで形成するのに１時間を超える拡散処理時間が必
要となるため、８００℃を下限温度とした。一方、１２
００℃を超えると、母材の結晶粒が粗大化し靭性が劣化
して鉄筋やＰＣ鋼材としての品質を維持できなくなるた
め、１２００℃を上限とした。
のに必要な拡散処理時間に直接影響する。すなわち、高
温では短時間となり低温では長時間を要する。８００℃
未満では、５〜２０％のＡｌ合金層を最表面から深さｌ
Ｏμまで形成するのに１時間を超える拡散処理時間が必
要となるため、８００℃を下限温度とした。一方、１２
００℃を超えると、母材の結晶粒が粗大化し靭性が劣化
して鉄筋やＰＣ鋼材としての品質を維持できなくなるた
め、１２００℃を上限とした。
【００２０】熱処理時間は、所望のＡｌ濃度、深さおよ
び熱処理温度で限定される。しかし高温での短時間処理
を狙い０．５ｍｉｎ未満とすると、固溶層のＡｌ濃度や
厚さにむらが生ずるため下限とした。一方、９０ｍｉｎ
を超えると例え低温側の処理であっても母材の結晶粒が
粗大化し靭性が劣化して鉄筋やＰＣ鋼材としての品質を
維持できなくなるため、９０ｍｉｎを上限とした。
び熱処理温度で限定される。しかし高温での短時間処理
を狙い０．５ｍｉｎ未満とすると、固溶層のＡｌ濃度や
厚さにむらが生ずるため下限とした。一方、９０ｍｉｎ
を超えると例え低温側の処理であっても母材の結晶粒が
粗大化し靭性が劣化して鉄筋やＰＣ鋼材としての品質を
維持できなくなるため、９０ｍｉｎを上限とした。
【００２１】なお、本発明において混合粉末が鋼材表面
に滞留しないように、不活性ガスまたは窒素による拡散
処理剤の撹拌を行なうことが可能である。この撹拌処理
により、Ｍｇの混合比の局所的なむらがなくなり温度も
均一化されるため、鋼材に生成する合金層のＡｌ濃度や
厚さの均質化する。
に滞留しないように、不活性ガスまたは窒素による拡散
処理剤の撹拌を行なうことが可能である。この撹拌処理
により、Ｍｇの混合比の局所的なむらがなくなり温度も
均一化されるため、鋼材に生成する合金層のＡｌ濃度や
厚さの均質化する。
【００２２】
【作用】本発明方法は、ＭｇでＡｌ2 Ｏ 3を還元しその
反応によって生成するＡｌを鋼材表面に被覆するもので
あり、広い温度範囲にわたってＡｌの生成速度とＦｅ中
のＡｌの拡散速度のバランスから、鋼表面部分は５〜２
０％のＡｌ固溶層を安定して生成することが可能であ
る。さらに本発明方法は、従来法に比べて高温で拡散被
覆処理を行なっても、金属間化合物の生成がなく、短時
間で低濃度のＡｌ合金層が製造できる。本発明方法によ
って、Ａｌ固溶量が５〜２０％のＡｌ固溶層に被覆され
た鋼材が容易に製造できる。本発明による鉄筋やＰＣ鋼
材は、アルカリ環境での耐塩性に優れ、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
えている。
反応によって生成するＡｌを鋼材表面に被覆するもので
あり、広い温度範囲にわたってＡｌの生成速度とＦｅ中
のＡｌの拡散速度のバランスから、鋼表面部分は５〜２
０％のＡｌ固溶層を安定して生成することが可能であ
る。さらに本発明方法は、従来法に比べて高温で拡散被
覆処理を行なっても、金属間化合物の生成がなく、短時
間で低濃度のＡｌ合金層が製造できる。本発明方法によ
って、Ａｌ固溶量が５〜２０％のＡｌ固溶層に被覆され
た鋼材が容易に製造できる。本発明による鉄筋やＰＣ鋼
材は、アルカリ環境での耐塩性に優れ、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
えている。
【００２３】
【実施例】ＪＩＳＧ３１１２に規定された直径２５ｍｍ
の鉄筋コンクリート用棒鋼ＳＤ３０Ｂ鋼を、熱延後酸洗
してスケールを除去した後、種々の拡散処理剤中でＡｌ
拡散浸透処理を行なった。表１に拡散処理剤の主成分の
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
した。拡散処理剤が鋼材表層に滞留しないように、不活
性ガスまたは窒素による拡散処理剤の撹拌を行なった。
の鉄筋コンクリート用棒鋼ＳＤ３０Ｂ鋼を、熱延後酸洗
してスケールを除去した後、種々の拡散処理剤中でＡｌ
拡散浸透処理を行なった。表１に拡散処理剤の主成分の
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
した。拡散処理剤が鋼材表層に滞留しないように、不活
性ガスまたは窒素による拡散処理剤の撹拌を行なった。
【００２４】表１にこれらの条件で製造したＡｌ固溶層
の厚さ、Ａｌの表面固溶濃度、２Ｄ−１８０°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し
た。耐塩性は、ＮａＣｌを０．８％含んだ塩水を用いて
混練した供試材使用の鉄筋コンクリートを作成し、ＪＩ
ＳＡ６２０５に規定されたオートクレーブ装置を用いた
コンクリート中の鉄筋腐食試験を実施し、その際の錆発
生面積率を測定して評価した。
の厚さ、Ａｌの表面固溶濃度、２Ｄ−１８０°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し
た。耐塩性は、ＮａＣｌを０．８％含んだ塩水を用いて
混練した供試材使用の鉄筋コンクリートを作成し、ＪＩ
ＳＡ６２０５に規定されたオートクレーブ装置を用いた
コンクリート中の鉄筋腐食試験を実施し、その際の錆発
生面積率を測定して評価した。
【００２５】本発明１から６は、Ｍｇ粉末を重量で１％
以上４２％以下含む拡散処理剤を用いて、Ａｌ固溶層の
平均Ａｌ濃度を５％以上１５％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
であった。一方、比較例７は、拡散処理剤にＡｌ粉末、
Ａｌ2 Ｏ3 およびＮＨ4 Ｃｌを用いたためＡｌ固溶濃度
が大きくなり、アルカリ環境での耐塩性が劣るのみでな
く曲げ加工によって被膜の損傷が発生した。
以上４２％以下含む拡散処理剤を用いて、Ａｌ固溶層の
平均Ａｌ濃度を５％以上１５％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
であった。一方、比較例７は、拡散処理剤にＡｌ粉末、
Ａｌ2 Ｏ3 およびＮＨ4 Ｃｌを用いたためＡｌ固溶濃度
が大きくなり、アルカリ環境での耐塩性が劣るのみでな
く曲げ加工によって被膜の損傷が発生した。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【発明の効果】以上に述ベたように、本発明によって耐
塩性にすぐれたＡｌ固溶濃度の小さいＡｌ固溶層を密着
性良く鋼材に短時間で被覆することができるようになっ
た。これにより、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。
塩性にすぐれたＡｌ固溶濃度の小さいＡｌ固溶層を密着
性良く鋼材に短時間で被覆することができるようになっ
た。これにより、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。
【００２８】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。
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。
Claims (1)
- 【請求項１】 炭素鋼を、Ｍｇ粉末１重量％以上４２重
量％以下、残部不可避不純物およびＡｌ2 Ｏ3 粉末であ
る混合粉末中に埋め込み、８００℃以上１２００℃以下
の温度で０．５ｍｉｎ以上９０ｍｉｎ以下加熱し、深さ
１０μまでの表層部に重量平均で５％以上２０％以下の
Ａｌを固溶させることを特徴とする表層にＡｌ合金層を
被覆した高耐塩性コンクリート補強用鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3249195A JPH0586455A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 表層にＡｌ合金層を被覆した高耐塩性コンクリート補強用鋼材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3249195A JPH0586455A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 表層にＡｌ合金層を被覆した高耐塩性コンクリート補強用鋼材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0586455A true JPH0586455A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17189320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3249195A Withdrawn JPH0586455A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 表層にＡｌ合金層を被覆した高耐塩性コンクリート補強用鋼材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0586455A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008088507A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Nhk Spring Co Ltd | 高耐食機能を有する表面強化鋼及びその製造方法 |
| KR20190128680A (ko) | 2017-03-29 | 2019-11-18 | 니토 코키 가부시키가이샤 | 휴대식 버 제거기 |
-
1991
- 1991-09-27 JP JP3249195A patent/JPH0586455A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008088507A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Nhk Spring Co Ltd | 高耐食機能を有する表面強化鋼及びその製造方法 |
| KR20190128680A (ko) | 2017-03-29 | 2019-11-18 | 니토 코키 가부시키가이샤 | 휴대식 버 제거기 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |