JPS59114360A - 防錆処理を施したポストテンシヨン工法用金属シ−ス - Google Patents

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】 この発明は、ボストテンション工法によって施工される
プレストレストコンクリート構造物に使用されるシース
において、防錆処理を施した金属シースに関する。

一般に、ボストテンション工法によってプレストレスト
コンクリート構造物を施工する場合、ＰＣ鋼材を配置す
るために通常金属シースが用いられる。この金属シース
は打設されるコンクリートからＰＣ鋼材を緊張すること
ができるように一糧のＰＣ鋼材の覆いの役割を果すもの
で、ＰＣ鋼材がなだらかに配置できること、コンクリー
トの打設の際などにつぶれたり、穴があかないような強
度を有すること、更には、配置したＰＣ鋼材の緊張時（
プレストレッシング）に摩擦抵抗が小さいことなどが要
求される。

しかるに、上記金属シースの要件？Ｃ加え、近年、金属
シースの防錆性（耐腐食性）がＮ要視されるようになっ
てきた。′すなわち、プレストレストコンクリート構造
物（以下ｐｃ＠造物という）及び鉄筋コンクリート構造
物（以下ＰＣ構造物という）などのコンクリート構造物
が海洋中あるいは海岸附近に設置されている場合、ある
いはコンクリートの骨材に海砂が使用された場合にはコ
ンクリート中にハロゲンイオン等の陰イオン（例えば、
ｃ　４゜Ｂｒ″″、Ｉ−，８０４−−，８−−など）、
特に、塩素イオンの存在が阜越するとコンクリート中の
鋼材が予想外の早さで腐食され、この腐食を通じてコン
クリート構造物自体が損傷されるという事例が近時目立
っている。

これをＰＣ構造物についてみると、ＰＣ鋼材を覆う金属
シースが陰イオン（これを腐食イオンともいう）により
直接腐食される結果、該金属シースを中心にしてその付
近のコンクリート並びにＰＣ鋼材が破損もしくは腐食を
うけ、ＰＣ構造物全体が弱体化する事態に至る。

更に、ＰＣ構造物では金属シースとＰＣ鋼材との接触あ
るいは近接により発生する電気化学的な腐食現象も加わ
り、ＰＣ構造物の劣化を促進させる要因ともなっている
。

そして、従来、金属シースの防錆対策としては、海岸付
近などにおいてシースを数か月間保存したす、配置して
からプレストレツシンクを行うまでにかなりの長期間を
袈するような場合において、亜鉛メッキなどの防錆処理
を施すことが知られている。しかし、この公知手段にあ
っては、シースと該シース内に配されるＰＣ鋼材との摩
擦低減（すなわち、錆による摩擦抵抗の増大を防ぐこと
）が主眼であって、コンクリートを打設した後の長年月
にわたる塩素イオン等の侵入による金属シースノ耐腐食
性については何ら検覗されていない。

更に、このメッキ処理によっては、先に述べた塩素イオ
ン雰囲気中の異種金属間の接触あるいは近接により発生
する電気化学的な腐食現象を十分に抑制する効果をもた
ないものである。

また、上記の電気化学的腐食現象あるいはプレストレッ
シング中のＰＣ鋼材による防錆膜の剥離に起因する腐食
現象等によりシースの内面が腐食されると、該腐食はシ
ース本体の鋼材を介してシースの外面へ進行し、この結
果シースの腐食が加速度的に進行することになる。そし
て、このシース内面から発生する腐食に対する有効な防
止対策はまだ確立されていない。

本発明は上記実情に鑑み１．上記従来の金属シースに比
べ更に改良された防錆効果を有するボストテンション工
法用金属シース、特に、シース内面から発生する腐食に
対しても有効に防止できるボストテンション工法用金属
シースを提供することをその技術的課題とするものであ
る。

本発明のボストテンション工法用金属シースは上記技術
的課題を達成するため、次の構成（技術的手段）を採る
。すなわち、■鋼材よりなる中空のシース本体の内外周
面にリン酸塩皮膜による表面処理が施され、■該すン酸
塩皮膜上に合成樹脂が被覆され、■該シース本体の内面
の合成樹脂被慣層上に固体潤滑被膜が形成されてなる、
ことを特徴とする。

ここに、リン酸塩皮膜はシース本体の弾性を阻害しない
厚みを有し、シース本体（すなわち鋼材）の内外面に皮
膜化成処理される。

該化成処理されたシース本体の内外面に施される合成樹
脂被覆は、シースの弾性を確保し、かつ、コンクリート
のアルカリ性に対して耐久性のある素材が選択される。

そのような素材として、例えばエポキシ樹脂あるいは塩
化ビニル樹脂、フラン樹脂が好適である。合成樹脂被覆
特にエポキシ樹脂はリン酸塩皮膜に対して接着性は良好
である。

、また、シース本体の内面に施される固体潤滑被膜は、
それ自体で防錆性を有し、かつ、ＰＣ鋼材の緊張時にシ
ース内面とＰＣ鋼材との両者間に生じる摺動摩擦抵抗を
減少する素材が選択される。

そのような素材として、ポリテトラフルオロエチレン樹
脂（以下、ＰＴＦＥという）と結合剤、もしくはＰＴＦ
Ｅ並びに軟質金属及びあるいは金属硫化物と結合剤との
組成物が使用される。一般に、固体潤滑被膜は該被膜が
施される下地部材の硬さによってその性能が左右される
が、本発明においては合成樹脂層はきわめて薄層である
ため、固体潤滑被膜の摩擦性能に、対しては合成樹脂層
の影響がないことを実験により確認している。

本発明の上記構成よりなる金属シースは次のような防錆
作用を萎する。すなわち、金属シース本体の外面に施さ
れるリン酸塩皮膜はコンクリート中の腐食イオンに対し
て持続して抵抗する耐食性を発揮し、更にその外面に施
されるエポキシ樹脂等の合成樹脂被覆はそれ自体で防錆
性を有するとともに該リン酸塩皮膜を防護し、かつ該リ
ン酸塩皮膜の化成処理に際してピンホールが生じた場合
の補償機能を有し、シース本体の外面からの腐食に対し
多重的に保護する。また、シース本体の内面に施される
リン酸塩皮膜、合成樹脂被覆及び固体潤滑被膜はシース
内に充填されるコンクリート（グラウト）中の腐食イオ
ンに対して耐食性を発揮することは勿論、金属シース本
体とＰＣ鋼材との直接接触を避け、該接触部で発生する
局部電流に起因する金属腐食を長期にわたって抑制する
作用を奏するものである。更に、上記のコンクリート中
でのシースの防錆作用の他に、保存あるいはプレストレ
ッシング中、シースが外気に長期間暴露される場合にお
いても本シースの防錆作用は十分に効果を発揮する。

更に、本発明の金属ど−スの各構成要素は以下の特有の
作用効果を有する。

■　リン酸塩皮膜は金属シース本体に強固に被着すると
ともに、その処理が容易である。更に、リン酸塩皮膜の
防錆作用は化学作用によっても侵され難く、かつ、その
作用は長期間にわたって持続され、コンクリート構造物
中に使用される材料として好適である。

■　合成樹脂被覆はリン酸塩皮膜を介して金属シースの
内外面に施されるので、該シースに対する該合成樹脂被
覆層の付着は強度的に良好となる。

そして、シース外面に施される合成樹脂被覆（外面合成
樹脂被覆）はコンクリートとの付着も良好であり、シー
スのコンクリートに対するなじみが向上する。

■　固体潤滑被膜はそれ自体で防錆作用を有するうえ、
プレストレッシング中でのＰＣ鋼材との摩擦低減効果が
大きく、大きなプレストレス力を導入することができる
。

■　シースの内面に施される合成樹脂被覆（内面合成樹
脂被覆）はＰＣ鋼材のプレストレッシング作業中に固体
潤滑被膜に剥離が生じた場合でも該内面合成樹脂被覆は
剥離が生じ難く、そのため内部のリン酸塩皮膜を良好に
保護し、剥離がシース本体に施された皮覆層全体に至る
のを防止することができる。また、固体潤滑被膜の防錆
作用が低下しても合成樹脂層自体の防錆作用が卓越して
いるので、シース内面はリン酸塩皮膜の防錆作用と相俟
って優れた防錆効果が得られる。この結果、該内面合成
樹脂被覆はシースの内面を強度的（すなわち剥離力）に
も、防錆的にも保護する大きな効果を有する。

以下、本発明の実施例について述べる。

金属シースの本体は薄肉鋼板よりなり、通常は帯鋼をス
パイラルに巻いて継目をかしめたものが使用されるが、
９０°に近い曲がり部においては厚肉の曲管が使用され
ることもある。

金属シース本体の内外面に施されるリン酸塩皮膜は、リ
ン１ｇマンガン法（主成分Ｍ　ｎ　（Ｈ，、ＰＯ４）２
）、リン酸亜鉛法（同Ｚ”（Ｈ２ＰＯ４）２　）、リン
酸鉄法（同ＮａＨ２ＰＯ４）（その他の方法については
省略）などの適宜方法で化成処理されるが、これにエン
ジュジオン法により後処理法を施すと更に防錆性が向上
するものである。なお、この皮膜の厚みは５ないし１０
ミクロン程度が適当であり、該皮膜の形成手法としては
浸漬法あるいはスプレー法等の適宜手段が採られる。

合成樹脂被覆に使用されるエポキシ樹脂としてアラルダ
イト（チバ製品株式会社、商品名）の使用が推奨される
。特に、主剤にアラルダイトＡＹ１０３（形状：低粘度
樹脂）を使用し１．−硬化剤にＨＹ９５３Ｆ（形状二粘
性液体）を使用したもの、あるいは主剤にアラルダイ１
−ＡＷ１０６（形状：、高粘度樹脂）を使用し、硬化剤
にＨＶ９５３Ｖ（形状：流動性ペースト）を使用したも
のが好適であり、これらのものは硬化後可読性を有する
被覆層となり、コンクリートともよくなじむ。

該エポキシ樹脂被覆は、シースの外面にはノ＼ケ塗り、
溶射、スプレー（特にエアレススプレー）、静電塗装あ
るいは流動浸漬の各方式により、また、シースの内面に
はスプレー（特にエアレススプレー）、静電塗装あるい
は流動浸漬の各方式により、それぞれ３０ないし２００
ミクロン程度の厚さに形成される。

ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）を含む固
体潤滑被膜は、次の態様により金属シース本体の内面に
施される。すなわち、ＰＴＦＥは５ミクロン以下の微粉
末状をなし、見掛は密度が０　、３〜Ｑ、　５ｇｒ／ｃ
ｍ３、比重が２．１０〜２．２９のもの−例えば英国Ｉ
ＣＩ社のフルオン（商品名）、西独国ヘキスト社のホス
タフロン（商品名）−が好適なものとして使用され、こ
の微粉末のＰＴＦＥの担体として２５０メツシユを通過
する微粉末の軟質金属（例えば鉛、錫、亜鉛、カドミウ
ムなど）及びあるいは５〜８ミクロン程度の微粉末の金
属硫化物（例えば二硫化モリブデン、二硫化タングステ
ン）が好適なものとして使用される。また、このＰＴＦ
ＥあるいはＰＴＦＢと軟質金属及びあるいは金属硫化物
との混合物の結合剤とじてはアルキッド樹脂−特に、該
樹脂の不飽和基にスチレンをグラフトさせたスチレン化
アルキッド樹脂のスチレゾール（犬日本インキ化学工業
社製：商品名）が推奨される。−が使用される。

そして、上記のＰＴＦＥあるいはＰ’ｌ’ＦＥと軟金属
及びあるいは金属硫化物との混合物に上記の結合剤を加
え、これを揮発性溶剤（通常キシレン、ミネラルターペ
ンなどが使用される。）に懸濁して懸濁液を作り、この
懸濁液をスプレ一方式により金属シースの内面に厚さ２
０〜１００ミクロンの薄膜として施される。なお、上記
各成分（溶剤を除く。）の配合量は容量比（ＶＯＬ％　
）で、例えば、■ＰＴＦＥ微粉末５０〜７０チ、スチレ
ン化アルキッド樹脂３０〜５０％、■ＰＴＦＥ微粉末２
０〜６０％、軟質金属及びあるいは金属硫化物１０〜５
０チ、スチレン化アルキッド樹脂３０〜７０チ、の実施
例 しかして、この固体潤滑被膜はそれ自体で良好な防錆効
果を有し、上述のリン酸塩皮膜及び合成樹脂被覆と協働
的に用いるときには史に防錆効果が増大する。更に、こ
の固体潤滑被膜によれば、ＰＣ鋼材の緊張時に該被膜を
施された金属シースの内面とＰＣ鋼材との両者間に生じ
る摺動摩擦抵抗（摩擦係数にして０．１〜０．１５）を
従来のもの（摩擦係数にしてＯ０４程度）に比べ大幅に
減少することができ、また、該固体潤滑被膜は極めて薄
いものであるので金属シース自体の可撓性を損わず、か
つその薄さにかかわらず密着性がよく、従って剥離し難
いものであり、金属シースにとって良好な被膜の特性を
有するものである。

図は本発明の金属シースＳの模式断面図である。

１は中空筒状の金属シースの本体、２は該金属シース本
体１の内外周面に皮膜化成されたリン酸塩皮膜である。

３はエポキシ樹脂などの合成樹脂被１１．３ａは外面合
成樹脂被覆、３ｂは内面合成樹脂核種である。４はポリ
テトラフルオロエチレン樹脂を含む固体潤滑被膜である
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の金属シースＳの模式断面図である。 １・・・・・・金属シース本体　２・・・・・・リン酸
塩皮膜３・・・・・・合成樹脂被覆　４・・・・・・固
体潤滑被膜出願人 日本国有鉄道 オイレス工業株式会社 代理人 弁理士　池　１）仁　士

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋼材よりなる中空のシース本体の内外周面にリン酸
   塩皮膜による表面処理が施され、前記リン酸塩皮膜上に
   合成樹脂が被覆されるとともに、 前記シース本体の内面の合成樹脂核種層上に固体潤滑被
   膜が形成されてなる、 ことを特徴とするボストテンション工法用金属シース。 ２、合成樹脂はエポキシ樹脂である特許請求の範囲第１
   項に記載のボストテンション工法用金属シース。 ３、　固体潤滑被膜はポリテトラフルオロエチレン樹脂
   を含む特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のボスト
   テンション工法用金属シース。