JPS5858316A - Pcコンクリート製品の製造方法 - Google Patents

Pcコンクリート製品の製造方法

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JPS5858316A
JPS5858316A JP15481581A JP15481581A JPS5858316A JP S5858316 A JPS5858316 A JP S5858316A JP 15481581 A JP15481581 A JP 15481581A JP 15481581 A JP15481581 A JP 15481581A JP S5858316 A JPS5858316 A JP S5858316A
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tensile
concrete
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tempered
reinforcement
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Masao Tanaka
田中 昌穂
Katsuro Takahashi
克郎 高橋
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Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/24Prefabricated piles
    • E02D5/30Prefabricated piles made of concrete or reinforced concrete or made of steel and concrete

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】 本発明は、コンクリート製品特に耐衝撃性能のすぐれた
PCパイル、PCボール、】〕0コンクリート管等のコ
ンクリート製品(以下pcパイル等という)およびその
製造方法に関するものである。
従来、例えばPCパイル(プレストレストコンクリート
くい)は、パイルのひび割れ発生防市と剛イに1ヨ及び
曲げ強さを向上させる目的から高張力筋材を軸筋に使用
し、この高張力筋相を円周上に9重要間隔に配置し、そ
の外周に螺旋鉄筋をスポット溶接して鉄筋前を製作し、
次いで高張力筋材に引張強さの70%相当の引張力を導
入し、かつ型枠内に自装置し、コンクIJ −1−原料
を型枠内に投入して遠心成形し、蒸気養生後プレストレ
スを導入している。そして前記スポット溶接に際しては
、螺旋鉄筋を400℃〜500℃に予熱し電極に通電し
てスポット溶接しているが、この螺旋筋子熱方式ではス
ポット溶接後に溶接部の焼戻し効果を得ることは焼戻し
に必要々温度と時間を一定に維持することが出来ないた
め困難である。また、スポット溶接時の加圧力は、可動
電極部に生ずる遠心力および自M1の影響で不安定とな
り、結果的に溶接条件が不均一で、部分的に溶接が過剰
または不足し高張力筋Iの断面欠損、あるいd硬化層に
よって生ずる伸び絞り引張力、局部衝撃値の(l(下に
よってパイルの物性が不均一となり性能が低下する。ぞ
して、その影響は搬送時、施工時に落下衝突等による衝
撃を受けだ場合に説、張力筋利が脆性破断し、パイルが
切損する事故をおこしやすい。
同様の問題は、PCボール、I)Cコンクリート管等の
l) QコンクIJ −ト製品の場合にもおこりやすい
本発明は、従来の螺旋筋子熱による焼戻し効果と不安定
かつ異常な条件下での溶接をPil、面し、高張力筋H
に十分な破断伸びその他の物性を確保して、PCパイル
等の物性特に面j衝撃特性のすぐれたPCCバイルを提
供するとともに、その製造方法を開発j〜だものである
本発明において、コンクリ−1・は高強度であることが
望捷しく、圧縮強さでいえば800Ky/J以上とする
ことが好ましい。そのためには養生方法として高温高圧
蒸気養生(オートクレーブ養生)を採用することが有効
である。しかし、オートクレーブ養生されたパイル等は
、応力損失が大きく、その率は通常27%程度である。
オートクレーブによらない場合でもコンクリートの圧縮
強度を800Kg/1rri’以−にとすることは可能
であり、その場合にId、L’5、力損失率は通常15
チ程度である。ところが、本発明によれは、オートクレ
ーブした場合で20%シート、オートクレーブしない場
合は12%以下まで応力十〇失率を低減させることがで
き、本発明はオー 1−クレープ養生品について特に有
効といえる。
本発明において使用される筒張力筋材は、炭素量0.4
%以下を含有する線材を、熱間圧延後700℃以下の温
度から調整冷却によってマルテンサイト化した後、ロー
ラーダイスによる伸線工程を経ることなく、焼戻し矯正
加工した線材である。
熱間圧延においては、少なくとも什」二圧延機群により
偏経差0.1鰭以内及び寸法精度±0.1−以内の範囲
内に精密圧延することが重要である。本発明において使
用される筋材は、熱間圧延時の線材の保有熱を利用し、
臨界冷却速度以上の冷却速度で 5− 衝風冷却されたものであることが好ましい。
熱間圧延後の線制を水冷などの強制冷却によって、70
0℃以下(700〜500℃の範囲が好ましい)に頽冷
した後、調整冷却を行えば、通常のステル(ア方式の装
置での衝風冷却でも集末捷でに十分にマルテンサイト化
する。かかる但潟からの調整冷却によって、萬強度のマ
ルテンサイト化した鋼線拐を得るのに奸才しい組成は、 0  :  0.10〜0.40チ Si:0.05〜1.50% Mn ’  0.70〜2.50 % Or :  0.10〜1.50% を含廟することが好捷しく、さらに、微量成分として Ti :  0.0050〜0.030%B  :  
0.0002〜0.0050%の1棟又は2(φを含有
するととがより好ましい。
残部けFeおよび不純物である。
上言己の組成をもつ鋼線は、衝風冷却による比較的遅い
冷却速度でも十分にマルテンサイト化し、 6− しかも生成するスケールは前述の如き好ましいものとな
る。
内接調整冷却によってマルテンサイト化した鋼線は、脱
スケール工程やローラーダイスによる伸線工程を経ずに
、必要々らは異形加工工程を経た後、炉、戻し、@正加
工する。
一強度PO鋼棒(茜張力筋椙)は、焼入れ一焼もとじの
熱処理を必須とするが、本発明方法では、すでに直接調
整冷却によって銅線はマルテンサイト化されているので
、異形加工後の熱処理は、焼戻したけでよい。マルテン
サイト化しただけでは、引張強さはPC鋼棒’F9’r
定の値を満足するが、降伏点が低い。焼戻しは、この降
伏点を向上させるために実施する。加熱は高周波誘導加
熱によるのが望ま17い。
PC鋼棒には、直線性と耐しラグセーション性が重要で
あり、これらの特性をもたせるために、知戻し後、その
冷却過程で温間矯正を行うことが好ましい。
−に記の高張力節制をコンクリート製品に応用するだめ
には、まず鉄筋龍を編成する必要がある。
以1その一例につき説明する。
本発明において使用される螺旋鉄筋はJIS G350
5の軟鋼線制で特にSWRM8が好ましい。
高張力筋材1を円周上に所要間隔に配置し、その外周に
螺旋鉄筋2を巻層1、それらの各交点をスポット溶接し
直ちに焼戻しする。その溶接焼戻し装置の一例を示せば
第2図の辿りであり、この例では高張力筋和は陰極とな
る固定電極リング3上に固定された筋材ガイド4間にセ
ットされその外周に螺旋筋2を巻回しうるようにしであ
る。スポット溶接用のb1動電極5と焼戻し用の可動電
極6はその螺旋鉄筋2の外側に圧接するようにされてい
る。またこの可動電極5,6は回転して遠心力と自重が
作用しても常に一定に圧接するよう溶接ベッドの自重を
小さくし、押しつけるバネの力を強くして棉・成されて
いる。(%開昭55−48438号公報参照)その溶接
作業に際しては最初可動電極5に2,500 A〜3,
250 Aのηt H,を2ザイクル通電し高張力筋月
1に螺旋鉄筋2をスポット溶接し次いで′5]動電極5
を回転移動し、前記スポット溶接部に可動電極6を位置
させ、前記スポット溶接から約0.5秒後に可動電極6
に2,750A〜3.500 Aの電流を2〜4サイク
ル通電させることによりffff1硬化され九猷、張力
筋材1の焼戻しを行う。
以上のようにして編成した鉄筋龍を型枠内に入れかつそ
の昼張力筋材を緊張し、コンクリートを型枠内に投入し
、遠心成型し、所定の強度にコンクリ−1・が硬化する
と脱型してプレストレスを導入し、要すればオートクレ
ーブ養生してPCパイル等をうるものである。ところで
以上のようにして製造したpcパイル等の耐佃工撃性能
は高張力筋材の破断伸びによるところが大きい、そして
単に縄張力筋材に螺旋鉄筋を溶接した場合、高張力節制
の表面近くに硬化層が生じ伸びが低下し応力集中を生ず
るセ刺欠陥となり衝撃特性が劣化する。
それに対しスポット溶接後直ちに前記焼戻しを行なうと
硬化層が少く欠陥が改善されて原線とほぼ同等の性状を
維持し衝撃破損しにくいことが判明した。
 9− 従来、PCパイル等に埋設された軸筋の破断伸びは6%
程度で高々8%までであったが、本発明においては8.
1係以上通常は8.5%以上が確保されることが判明し
た。
破断伸びの測定はJIS Z 224]に知定された方
法により行なわれる。
まだ、従来のPCパイル等では、プレストレス導入時の
ストレス量に比し、養生後の製品の応力損失は、オート
クレーブ養生品の場合は27チ程度、オートクレーブ養
生しない製品でも15チ程度であったが、本発明PCパ
イル等はそれぞれ20%以下、12係以下を確保しうる
ことが判明した。
応力損失の要因は柚々考えられるが、特に、高温高圧蒸
気養生(ゲージ圧8〜12 Kg/cni’の飽和蒸気
による養生)されたPCパイル等の場合の応々損失は大
きく、問題であった。
本発明によれば、高温高圧蒸気養生されたPCコンクリ
ート製品の場合にも製品としての全応力損失は高嵩20
チであり、通常は17チ以下とすることができた。
−l〇 − したがって、本発明において従来品と同量の筋材を用い
た場合には有効プレストレス量がはるかに大きく、前記
破断伸びとこの有効プレストレスが相乗的に作用し、P
Cパイル等として格段の耐衝撃性能を示す。捷だ、従来
品と同程度の有効プレストレス量でよしとする場合には
、鉄筋蓋を減らすことができる。
ブレストレス量の測定は、筋材に発生している力をワイ
ヤーストレインゲージで測定し、コンクリート断面に換
算して初出される。
筋拐の緊張力(型枠に定着するときの初期緊張力)は、
ワイヤーストレインゲージで発生している引張歪から算
出し、養生後の有効プレストレスの測定は、この筋材を
切断し、ワイヤーストレインゲージにより残留歪量を測
定する。
応力損失率は、下記式により算出される。
後記実施例の方法によシ製造された高張力筋材Bについ
て、溶接電流と電極の加圧力の関係によって生ずる伸び
の変化を試験した結果は次表の通りである。
(但し、高張力節制の径は7.28 van、軟鋼線材
の径は3.2 mm 、 4.5 mm )ところで、
電極の加圧力を適宜調節する事は困難であるから加圧力
を一定値例えば40に9に設定することが望ましい。そ
して電流2.75 OAで2ザイクル通笛1し約0.5
秒後3,0OOAの通電で焼戻し、電極の加圧力を40
に2としたスポット溶接と焼戻し後の試験結果は次の通
りである。
なお前記絞シは7.28■径の高張力筋材が切断した箇
所の径であり、破断位置の1平行部」とはスポット溶接
間にある場合、「スポット部」とはス 13− ポット溶接位置で破断した場合である。
本発明者らは、スポット溶接により高張力筋材に生ずる
硬化層を消去するためには、溶接温度1.200℃〜1
,300℃より低い温度300℃〜400℃で焼戻すこ
とが重要と考え、本発明方法に示す市、流値を見出すに
至ったのである。
温度で管理することも可能ではあるが、電流値により管
理する方が実際的である。
実施例 (高張力筋材の製造) 鋼種A(組成: OO,10,Si O,49,Mn 
1.51. P O,02IS O,018,Or O
,75,Ti O,010,B 0.000%)および 鋼f’iAB (組成: 00.30. Si O,5
5,Mn 1.49+ P O,020゜S O,01
8,Or 0.69.Ti O,0351B 0.00
0’%)の2種鋼を熱間圧延によって7.28 man
 iの線拐とし、強制水冷によって、650℃に急冷し
た。これをレーイングコーンによってリング状となし、
コンベア上に展開して、0.4m/secの速度で移送
しつつ、約10℃/ Secの冷却能をもつ衝風によっ
て調整冷却し 14− だ。
コンベア長さは40m1冷却時間は100 secであ
る。
これらの線材をそのま\異形(小判形)加工を施して7
.28±0.1闇fの寸法とした後、高周波(250K
W。
3 KHz )による焼戻しく450℃)を行った。更
に、高周波コイルの出側約5mの位置にスピンナー型矯
正機を置き、線材の曲りが2 ttan / 1.S 
rn以内となるように矯正加工した。矯正機の入口温度
は440℃とした。
その加工速度は90m/9j−であった。
(鉄筋龍の製造) 前記のごとくして製造された7、28nmZ の高張力
筋材A 、 Bおよび比較例として、在来の7.28 
m l規格製品(、J Is G3109異形PC鋼棒
特に9種1号の降伏点130Kg/am2以上引張強さ
145に、17w2以上伸び5係以−ヒ)を各6本ずつ
軸筋として用い、これを円周上に一定間隔を保持して配
置し、その外周に螺旋鉄筋(SWR,M 8 )をスポ
ット溶接して鉄筋龍を製作した。
スポット溶接は螺旋筋を軸筋に一定の加圧力(40に9
)で押圧しつつ、可動電極のスポット溶接用電極に2,
750Aの電流を2サイクル通電させることにより行い
、その直後焼戻用電極に3・000Aの電流を2サイク
ル通市、して焼戻しだ。以」二により、径250咽、長
さ10yxの鉄筋龍を製造した。
比較例として、溶接電流を2.00 OAおよび3・5
00Aとl〜だ以外は上記と同じ方法により同じ寸法の
鉄筋龍を製造した。
(pcパイルの製造) 型枠内に上記鉄筋龍を配置し、型枠に筋材を緊張定着(
初緊張力4.061/本)し、常法に従い遠心成形し、
常圧蒸気養生(65℃)を5時間行った後、型枠から緊
張を解き、パイルにストレスを導入した。これを、オー
トクレーブ(ゲージ圧10Kg/aI)に入れ、9時間
(昇圧3時間、定圧4時間、降圧2時間)の養生を行い
、44300mm、肉厚55腸、長さ10yxの製品を
得、それぞれの有効プレストレス量を測定し、パイルの
応力損失率(%)を算出した。
結果は第1表に示すとおりである。
(而・j 相11〜城試験 ) 第3図に示すように、I)0/々イルAの一端を支持架
台7で支持し、他端をワイヤーローブ8で吊り、落下高
さ■(全適宜定めワイヤーロー)8をνJ断しPCCバ
イルを落下させた。そして破壊に4互る落下高さを測定
した。結果は第1表に示すとおりである。
(破断伸び試験) JIS Z2241の規定にしたがって測定した。測定
結果は第1表に示すとおりである。
却下余白  17− 18− 以上より明らかなように、茜張力筋材と螺旋鉄筋とをス
ポット浴接し鉄筋加を編成する際に、特定条件を選定し
、溶接、焼戻することにより筋材の破断伸びの太きい、
応力損失の小さいパイル等、ひいては、在来品に比し、
格段に衝撃エネルギー吸収能の大きい耐衝撃性に勝れた
パイル等を提供することに成功したものである。本発明
は1込打撃等による衝撃を最も強く受けるパイルにおい
て特に有効といえる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、鉄筋龍の概妾を示しだ正m]図、第2図は溶
接装置の概要図、第3図は衝撃試験状態の側面図である
。 1・・・・高張力筋材    2・・・・・・螺旋鉄筋
3・・・・・・・・・固定電着リング     4・・
・・・・・・筋拐ガイド5.6・・・・・可動電極  
  7・・・・・・・支持架台8・・・・・・・ワイヤ
ロープ     A・・・・・・・POパイル特許出願
人 旭化成工業株式会社  19− 第1図 第2図 第3図 88

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、炭素量0.4%以下を含有する線材を熱間圧延後、
    700℃以下の温度から調整冷却によってマルテンサイ
    ト化した後、ローラーダイスによる伸線工程を経ること
    なく、焼戻し矯正加工した高張力筋材を軸筋とし、これ
    に螺旋鉄筋をスポット溶接し、かつ前記筋材の溶接部を
    焼戻して高張力筋材を緊張状態でコンクリート中に埋設
    したコンクリート製品であって、埋設された高張力筋材
    の破断伸びが8.1チ以上で、コンクリート製品の応力
    損失が小さいことを特徴とするコンクリート製品 2、線材が、OO,10〜0.40チ、3i0.05〜
    1.50%、Mn 0.70〜2.50 q6、Or 
    0.10〜1.50 %を含有する鉄線であることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載のコンクリート製品 3、炭素量0.4%以下を含有する線材を熱間圧延後7
    00℃以下の温度から調整冷却によってマルテンサイト
    化した後ローラーダイスによる伸線工程を経ることなく
    、焼戻し矯正加工した高張力筋材を周上に所要間隔に配
    置し、その外周に螺旋筋を巻回し、可動電極のスポット
    溶接用電極に2,500 A〜3.25OAの電流を2
    〜4サイクル通電させるとともに、高張力筋材に螺旋鉄
    筋を一定圧で加土してスポット溶接し、その直後焼戻し
    用電極に2,750A〜3.50OAの電流を2〜4サ
    イクル通電させて前記スポット溶接により高張力筋材に
    生じた硬化層の焼戻しを行い、次いで以上のようにして
    製作された鉄筋龍の高張力筋材を緊張状態にしてコンク
    リート中に埋設定着した後蒸気養生することを特徴とす
    るコンクリート製品の製造方法 4、蒸気養生が、高温高圧蒸気養生を含むことを   
    ゛特徴とする特許請求の範囲第3m記載のコンクリート
    製品の製造方法
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