JPH09118958A

JPH09118958A - 遅れ破壊特性に優れた耐塩性ｐｃ鋼棒

Info

Publication number: JPH09118958A
Application number: JP29588396A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Shiragami; 哲夫白神; Yoshiaki Shimizu; 義明清水; Katsuhiko Nishikawa; 勝彦西川; Eiji Yamashita; 英治山下; Yukio Murayama; 行雄村山
Original assignee: Neturen Co Ltd; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: Neturen Co Ltd; JFE Engineering Corp
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 1997-05-06
Anticipated expiration: 2014-01-20
Also published as: JP2847508B2

Abstract

(57)【要約】【目的】コンクリート中における塩分や海塩粒子の塩
分に対して、耐腐蝕性、遅れ破壊特性、リラクセーショ
ン特性、溶接性及び機械的性質の優れたＰＣ鋼棒を提供
する。【構成】Ｃ：0.２〜0.４重量％、Si：0.２〜2.０重量
％、Mn：0.２〜1.５重量％、Ｐ≦0.０２０重量％、Ｓ≦
0.００５重量％、Cr：0.３〜2.０重量％、Mo：0.１〜0.
５重量％に、Ni：0.２〜0.８重量％、Ｂ：0.０００３〜
0.００５０重量％を含有する遅れ破壊特性に優れた耐塩
性ＰＣ鋼棒。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遅れ破壊特性に優
れた耐塩性ＰＣ鋼棒に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、海浜地帯のコンクリート建造物や
海砂を使用した鉄筋コンクリート建造物における、ヒビ
割れ劣化が問題となっているが、これは海塩粒子の塩分
や海砂中の塩分によって、コンクリート中に埋設された
鉄筋が腐蝕することにより発生するものであって、この
防止のために、鉄筋自体の化学組成を制御し、耐塩性を
向上させる方法が既に種々開発されている。

【０００３】例えば、特公昭５５−２２５４６号公報で
はCuとＷとを同時に添加することにより、また特開昭５
７−４８０５４号公報ではNiを多量に添加することによ
り、更に特開昭６３−１６１１２０号公報ではCrを多量
に添加することにより耐塩性の向上を計ろうとすること
が提案されている。前記したこれら提案は、何れも鉄筋
に関するものであるが、ＰＣ鋼棒も亦、コンクリート建
造物の補強材としてこれらの鉄筋同様に使用されてい
る。然しながら、このＰＣ鋼棒においても、前記鉄筋同
様にＰＣポールの海塩粒子による腐蝕、ＰＣパイル・ポ
ールの海砂使用による腐蝕は避けられず、鉄筋によるも
のと同様の問題を生じつつある。

【０００４】又鉄筋は、圧延ままで使用し、比較的低強
度であるため、遅れ破壊特性、リラクセーション特性
（JIS G 3109の8.2 による）等についての配慮は不要で
ある。一方ＰＣ鋼棒は、熱間圧延材を用い、ストレッチ
ング、引抜、熱処理の内、何れかの方法により、又はこ
れらの組合せによって製造されている。

【０００５】尚、このようなＰＣ鋼棒の耐塩性向上を計
ろうとするものとしては、特開昭５８−８３７５２号公
報を挙げることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記したような従来法
のＰＣ鋼棒は、炭素鋼が主体であり、一部がSi、Cr、Mn
等を多く含有した鋼はあるものの、耐塩性は余り考慮さ
れていない。又、高強度化することにより、所望の耐塩
性を達成しても、それ以外の遅れ破壊特性、リラクセー
ション特性、溶接性、機械的性質等の他の特性が必ずし
も充分でない。亦、前記した特開昭５８−８３７５２号
公報に示されるものは、Ca、REM の単独ないし、複合添
加による鋼中硫化物の減少、且つ性状の変化を目指し、
これにより耐塩性を向上させるとするものであるが、現
状ではCaの歩留を安定させることは困難であり、製造上
問題が多い。

【０００７】本発明は、耐塩性ＰＣ鋼棒に係り、従来の
ＰＣ鋼棒と同様のリラクセーション特性、溶接性、機械
的性質を保持しつつ、遅れ破壊特性、耐塩性を向上させ
たＰＣ鋼棒を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、熱処理を行い、焼
戻しマルテンサイト組織とした鋼における耐塩性、遅れ
破壊特性、溶接性、リラクセーション特性及び機械的性
質を向上する成分系を見出した。即ち、上記課題は、以
下の如くすることによって解決される。

【０００９】（１）Ｃ：0.２重量％を超え0.４重量％
まで、Si：0.２〜2.０重量％、Mn：0.２〜1.５重量％、
Ｐ≦0.０２０重量％、Ｓ≦0.００５重量％、Cr：0.３〜
2.０重量％、Mo：0.１〜0.５重量％に、Ni：0.２〜0.８
重量％、Ｂ：0.０００３〜0.００５０重量％を含有し、
残部がFe及び不可避的不純物から成ることを特徴とす
る、遅れ破壊特性に優れた耐塩性ＰＣ鋼棒。

【００１０】（２）Ｃ：0.２重量％を超え0.４重量％
まで、Si：0.２〜2.０重量％、Mn：0.２〜1.５重量％、
Ｐ≦0.０２０重量％、Ｓ≦0.００５重量％、Cr：0.３〜
2.０重量％、Mo：0.１〜0.５重量％、Ni：0.２〜0.８重
量％に、Cu：0.０５〜0.５重量％、Ｗ：0.０３〜0.５重
量％のうち１種以上及びＢ：0.０００３〜0.００５０重
量％を含み、残部がFe及び不可避的不純物から成ること
を特徴とする、遅れ破壊特性に優れた耐塩性ＰＣ鋼棒。

【００１１】

【作用】本願発明によるＰＣ鋼棒の成分限定理由を重量
％（以下単に％という）により説明すると以下の通りで
ある。Ｃは、焼入性を高め、強度を上げるのに必要な元
素であり、ＰＣ鋼棒として、強度レベルを確保するため
には、0.２％を超えることが必要である。然し、0.４％
超えとなると点溶接性が低下するので0.４％を上限とす
る。

【００１２】Siは、脱酸剤として使用されるため、又、
遅れ破壊特性及びリラクセーション特性に有効であるた
め、0.２％以上必要で、添加量の多い方が望ましいが、
2.０％超えになると、鋼の延性が劣化するため、2.０％
を上限とする。

【００１３】Mnは、Siと同様に脱酸剤であると共に、Ｃ
と同様に焼入性を高め、強度向上に必要な元素であるた
め0.２％以上が必要である。然し、1.５％超えでは延性
が劣化するので1.５％を上限とする。

【００１４】Ｐは、不純物元素として避けられない元素
であるが、遅れ破壊特性を劣化させるため、0.０２０％
以下とする。

【００１５】Ｓは、耐塩性を劣化させるので出来得る限
り、少なくすることが望ましい。本発明においては、0.
００５％以下とする。

【００１６】Crは、焼入性を高め、強度を上げるのに必
要な元素である。ＰＣ鋼棒として、強度レベルを確保す
るためには0.３％以上必要である。然し、2.０％超えに
なると経済的に不利である。従って上限を2.０％とす
る。

【００１７】Moは、焼入性を高めると共に、耐塩性に有
効な元素であるが、多量に添加すると経済的に不利であ
る。従って、下限を0.１％、上限を0.５％とする。

【００１８】Niは、本発明における重要な元素で、耐塩
性に効果があるばかりでなく、遅れ破壊特性の向上にも
寄与する。この効果は0.２％未満では期待できず、0.８
％超えでは経済的理由から不利となる。従って、下限を
0.２％、上限を0.８％とする。

【００１９】Cu及びＷは、耐塩性を劣化させずに遅れ破
壊特性を向上させ得る元素であるが、多量に添加する
と、経済的に不利である。従って、Cuは下限を0.０５
％、上限を0.５％とし、Ｗについては、下限を0.０３
％、上限を0.５％とする。

【００２０】Ｂは焼入性を向上させると共に、遅れ破壊
特性を向上させるが、0.０００３％未満ではその効果が
明らかでなく、0.００５０％を超えると、却って焼入性
を減ずるので下限を0.０００３％、上限を0.００５０％
とする。尚、このようにＢを添加する場合、必要に応じ
て通常Ｂの焼入性を高めるために、Tiを加えることがで
き、この場合のTiは、鋼中のＮを固定するもので、上記
したようなＢ含有量に対しては、0.０２０場合前後のTi
が適当である。又、Tiと同様の作用をするZr、Nbの１種
以上を加えてもよい。

【００２１】

【発明の実施の形態】次の表１に示した成分の鋼を直径
9.５mmの丸棒に圧延し、直径9.０mmの丸棒に引抜き、そ
の後、高周波加熱による焼入れ焼戻しを行った。焼入れ
は９３０〜１０２０℃で、焼戻しは、引張強さ１５０kg
f/mm²を目標として最適温度で行った。尚熱処理は高周
波にのみ限定されるものではないことは明らかである。

【００２２】

【表１】

【００２３】上記のようにして得られた鋼棒の機械的性
質、耐塩性、遅れ破壊特性、リラクセーション特性及び
溶接性の試験結果を次の表２に示す。

【００２４】引張試験は、熱処理されたものを標点距離
７２mmで引張を行った。

【００２５】耐塩性試験は、図１に示すオートクレーブ
法で行った。試験工程は以下に示す如くである。細骨材重量の0.５％の塩分（NaCl) を含有したコン
クリート中に試供材を打込み、養生を終了した試験体を
オートクレーブ装置に挿入し、密閉する。第１図に示すように、常温から３〜４時間で約１８
０℃、１０kgf/mm²の圧力に達し、この条件で５時間保
持し、その後、自然放冷する。オートクレーブ試験開始後、約２４時間後に、試験
体を取り出す。２０℃の水中に約２４時間浸漬する。再び、オートクレーブに入れ、、の操作を行
う。試験終了後、試供材をコンクリート中から取り出し、腐
蝕減量を測定し、これで耐塩性を評価した。遅れ破壊試
験は、試供材に引張強さの８０％の応力を付加し、５０
℃に加熱した２０％ NH₄SCN 溶液中に浸漬して行い、評
価は、破断時間で行った。リラクセーション試験は、JI
S G 3109の方法によって行い、評価した。尚、高温リラ
クセーション試験は、ビルディングレター１９７１年２
８号３頁の『高温におけるＰＣ鋼棒および鋼線のリラク
セーションに関する共同試験・結果報告書』に示されて
いる方法で行った。これらの条件は図２に示す如くであ
る。溶接性試験は、溶接電流：２５００Ａ、通電サイク
ル数：２、相手材：SWRM８の3.２mm丸棒という条件で行
い、クロス溶接後、引張試験を行い、強度、伸びがJIS
G 3109の規格を満足する場合を○印とした。

【００２６】

【表２】

【００２７】即ち表２によるならば、本発明鋼の、機械
的性質、リラクセーション特性、溶接性は、従来鋼と同
等であり、ＰＣ鋼棒としての特性を満足している。一
方、耐塩性及び遅れ破壊特性は、従来鋼、比較鋼に比べ
優れ、特に遅れ破壊特性は大幅且つ安定した改善がなさ
れたものであることが判明した。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したような本発明によれば、コ
ンクリート中における塩分や海塩粒子の塩分に対して、
優れた耐腐蝕性を有すると共に、遅れ破壊特性、リラク
セーション特性、溶接性及び機械的性質の何れにおいて
も優れた特性を有するＰＣ鋼棒を得ることが出来るの
で、工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例に記載のＰＣ鋼棒の試験条
件を示すものであって、耐塩性を評価するためのオート
クレーブ法の試験条件を示すものである。

【図２】本発明による実施例に記載のＰＣ鋼棒の試験条
件を示すものであって、高温リラクセーション試験の条
件を示すものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西川勝彦神奈川県横浜市金沢区高舟台２丁目40番16 号 (72)発明者山下英治神奈川県茅ヶ崎市中海岸４丁目13番52号 (72)発明者村山行雄神奈川県平塚市岡崎3107番地の４

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：0.２重量％を超え0.４重量％まで、
Si：0.２〜2.０重量％、Mn：0.２〜1.５重量％、Ｐ≦0.
０２０重量％、Ｓ≦0.００５重量％、Cr：0.３〜2.０重
量％、Mo：0.１〜0.５重量％に、Ni：0.２〜0.８重量
％、Ｂ：0.０００３〜0.００５０重量％を含有し、残部
がFe及び不可避的不純物から成ることを特徴とする、遅
れ破壊特性に優れた耐塩性ＰＣ鋼棒。
【請求項２】Ｃ：0.２重量％を超え0.４重量％まで、
Si：0.２〜2.０重量％、Mn：0.２〜1.５重量％、Ｐ≦0.
０２０重量％、Ｓ≦0.００５重量％、Cr：0.３〜2.０重
量％、Mo：0.１〜0.５重量％、Ni：0.２〜0.８重量％
に、Cu：0.０５〜0.５重量％、Ｗ：0.０３〜0.５重量％
のうち１種以上及びＢ：0.０００３〜0.００５０重量％
を含み、残部がFe及び不可避的不純物から成ることを特
徴とする、遅れ破壊特性に優れた耐塩性ＰＣ鋼棒。