JPS62199748A

JPS62199748A - 耐海水鉄筋棒鋼

Info

Publication number: JPS62199748A
Application number: JP3840686A
Authority: JP
Inventors: Haruo Shimada; 島田　春夫; Yoshiaki Sakakibara; 榊原　義明
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-02-25
Filing date: 1986-02-25
Publication date: 1987-09-03

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、海浜地帯に設置されるコンクリート建造物、
海洋に設置されるコンクリート構造物等、および海塩粒
子、海水の飛沫に曝らされる鉄筋コンクリート構造物、
°コンクリート橋などに使用され、その劣化防止作用が
飛躍的に優れた耐海水鉄筋に関するものである。

（従来の技術）最近、海砂を使用した鉄筋コンクリート建築物や海浜地
帯に設置されたコンクリート建造物、コンクリート橋の
ヒビ割れ劣化が各方面で問題になっており、種々の防止
法が提案されたり、実施に移されている。

このコンクリート劣化の最大の原因は海砂中に含まれて
いる塩分や、海浜地帯、海洋でコンクリート壁を浸透し
てくる海塩粒子に基づく塩分によってコンクリート中に
埋設された鉄筋が腐食し、その体積が約２．２倍になる
ため、その膨張力に耐え切れなくなって埋設鉄筋に沿っ
たコンクリートに亀裂が発生する。その亀裂が０．２　
ｗ以上になると外部の腐食因子たる酸素や、塩分、空気
中の炭酸ガ子がこの亀裂を通してより容易に内部の埋設
鉄筋付近に浸透し、さらに−屑鉄筋の腐食を助長したり
、コンクリートの中性化を促進してコンクリートの劣化
を早めることになる。

本発明者らはこのようなコンクリートの劣化を防止する
ために鉄筋自体の化学組成を制御し、鉄筋自体の耐塩性
を向上する研究を実施し、その成果として耐塩性を著し
く向上したコンクリート用鉄筋（特開昭５７−４８０５
４号公報、特開昭５９−４４４５７号公報）を開発し、
これらの内容はすでに他の各方面でも公表されている（
０ＦＦＳＩＩＯＲＥＧＯＴＥＢＯＲＧ　　’　８１“Ｐ
ａｐｅｒ　１１ｈ４２Ｇｏｔｅｂｏｒｇ　５ＷＥＤＥＮ
　　１９８１年、“セメントコンクリート”隘４３４　
（１９８３）Ｐ、２３／３；７．　　“コロ−ジョン　
オブ　ラインフォースメント　インコンクリート　コン
ストラクション（Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆ　Ｒｅｉｎｆ
ｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｉｎ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｃｏｎ５
ｔｒｕｃｔｉｏｎ　）　　Ｐ、４１９　１９８３年、“
建築の技術施工”１９８５年Ｎ１１２２９号１月号Ｐ１
５５／１６４　、彰国社）。

又、鉄筋自体の耐塩性向上に寄与する鉄筋の鋼成分の初
期の段階で耐塩機構についても、これらの公表論文の中
に詳細に記載されている。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は従来の耐塩性コンクリート鉄筋の開発を軸にし
て最近、とくに問題となってきたコンクリート壁を浸透
してくる海塩粒子や海水飛沫等のフリーなＣＩ−の状態
で存在する塩分による鉄筋の腐食とそれにともなうコン
クリートの亀裂発生および劣化を防止することを目的と
するものである。

現在各方面で問題となっている１０年以上経過したコン
クリート構造物の埋設鉄筋近傍のフリー塩分は厳しい海
洋環境ではＮａＣ１換算で；７．０％にも達して鉄筋の
著しい腐食とそれに伴うコンクリートの亀裂発生、成長
を惹き起こしている。したがってこのような高濃度の塩
分でも埋設鉄筋棒鋼の腐食が完全に停止し、コンクリー
トの亀裂発生を停止することが望ましい。

（問題点を解決するための手段）本発明の前記の目的は下記のとおりの構成の鉄筋棒鋼を
提供することによって達成される。

（））Ｃ；；７．０％以下、Ｓｉ；０．２５％以下゛、
Ｍｎ；２．０％以下１，６Ａ’、７．０〜２０．０％、
Ｐ；０．０１５％以下、Ｓ；０．００５％以下、を含有
し、残部鉄および不可避的不純物からなる耐海水鉄筋棒
鋼。

（２）Ｃ；；７．０％以下、Ｓｉ；０．２５％以下、Ｍ
ｎ；２．０％以下、Ａ、１７．０〜２０．Ｑ％、Ｐ；０
．０１５％以下、Ｓｉ０．００５％以下、を含有し、Ｔ
ｉ、　Ｖ、　Ｎｂ、　Ｗ、　Ｃｏ、　Ｍｏ、　Ｃｒ、　
Ｂの１種又は２種以上を０．０００１〜０．５％含有し
、残部鉄および不可避的不純物からなる耐海水鉄筋棒鋼
。

（３）Ｃｉｌ、０％以下、Ｓｉ；０．２５％以下、Ｍｎ
；２．０％以下、Ａｌニア、０〜２０．０％、Ｐ；０．
０１５％以下、Ｓ　、　０．００５％以下、を含有し、
Ｃｕ、Ｎｉの１種又は２種を０．１〜５．５％含有し、
残部鉄および不可避的不純物からなる耐海水鉄筋棒鋼。

（４）Ｃ；；７．０％以下、Ｓｉ；０．２５％以下、Ｍ
ｎ；２．０％以下、／’ｊ！；７．０〜２０．０％、Ｐ
；０．０１５％以下、Ｓｉ０．００５％以下、を含有し
、Ｔｉ、　Ｎｂ、　Ｖ、　Ｗ、　Ｃｏ、　Ｍｏ、　Ｃｒ
、　Ｂの１種又は２種以上を０．０００１〜０．５％含
有し、さらにＣｕ、Ｎｉの１種又は２種を０．１〜５．
５％含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる耐海
水鉄筋棒鋼。

本発明の最大の特徴は鋼中にＡｌを７．０〜２０．０χ
と多量に含有させ、高濃度の塩分に曝らされるコンクリ
ート中の埋設鉄筋に強力な不働態被膜を生成させ、発錆
を殆んど皆無にし、コンクリートの劣化を完全に防止さ
せることにある。すなわち従来の発明の如く、錆の成長
を抑制するという思想ではなく、上記のような高濃度の
塩分でも錆の発生を皆無とするかないし抑制するように
したものである。この原因については現在、検討中であ
り明瞭なことは判明しないが、本発明による合金から溶
は出したＡ６’＋がＣ１−と反応して生成した八βｆｌ
、が水中のＯＨ−と反応して直ちに極めて安定なＡ　ｊ
！　（ＯＨ）　ｚに変化し、これが成長し、腐食因子を
遮断することにあると推定される。このことは３．６％
ＮａＣｌ含有のｐＨ１２のＣａ　（ＯＲ）　ｚ水溶液中
での鉄筋の表面電位が日数の経過につれて急速に責の方
にずれていくことでも立証される。

以下に本発明における各成分の限定理由を説明する。

Ｃ量を；７．０％以下に限定した理由はＣ量が；７．０
％を超えると脆化を惹き起こすためである。又、Ｍｎ量
を２．０％以下に限定した理由は２．０％を超えると脆
化を惹き起こすためで、好ましい範囲は０．８％以下で
ある。Ｓｉ量を０．２５％以下とした理由はＳｉ量が０
．２５％を超えると鋼中のセメンタイトのグラファイト
化を著るしく促進し加工性が劣化するためである。一般
にＳｉ量を下げれば下げるほど錆発生を低減させるので
Ｓｉ量の低い方が望ましい。最も望ましい範囲はＳｉｌ
！０．０５％未満である。

ＡＮは本発明のカギを握る重要な元素で、とくに極めて
高濃度の塩分でも錆発生を抑制する効果がある。この効
果はＡｌ量７．０％未満では期待できず、２０．０％超
では経済的に不利になるのみならず金属間化合物を生成
して脆化する。最も好ましい範囲はＡｌ量１０％以上１
５％以下の範囲である。

Ｐを０．０１５％以下とした理由は、Ｐｏ、０１５％超
ではコンクリートのようなアルカリ性雰囲気で錆生成を
抑制する効果がなく、むしろ助長する傾向があるためで
ある。

又Ｓ量をＯ，ＯＯ５％以下と限定した理由は、錆の発生
起源であるＭｎＳ　量を減らすことにあり、このＳ最低
下のために脱硫剤として使用されるＣａ化合物、希土類
元素によりＭｎＳが（Ｍｎ　＋　Ｃａ）　Ｓ等に変化す
ることによる耐食性向上効果も期待できる。

また鋼中のＳ量を低下するために上記のような操業を行
なうことは常識となっているので、若干のＣａ、Ｃｅ等
が混入してくることがあるが、これらの元素は耐食性な
どに悪影響を及ぼすものではないので、脱硫のために添
加される量程度の混入は差し支えがない。

又、本発明においては必要に応じてＴｔ、ｖ。

Ｎｂ、Ｗ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｂなどを添加するが、鉄
筋の強度、靭性向上のための公知の元素として添加する
もので、１種又は２種以上でｏ、ｏｏｏｉ〜０．５％の
添加量とするが、上記の目的としてはすでに一般によく
知られているものである。

又、必要に応じてコンクリートに埋設されるまでの耐候
性向上のためにＣｕ、Ｎｔの１種又は２種を０．１〜５
．５％添加する。

なお必要に応じて例えばネジ付き鉄筋などで快削性が要
求される場合には、ｐｂを０．０１〜０．５％添加する
こともできる。

本発明に従い前記の化学成分で構成された鋼は、転炉、
電気炉等で溶製され、次いで造塊１分塊の工程を経るか
、あるいは連続鋳造後、圧延された後に必要に応じてパ
テンティング等の熱処理が施され、線引きされた鉄筋と
して使用に供される。

又、必要に応じて亜鉛メッキ、有機被覆を施すこともで
きる。

（実施例）実施例１表１に記載した成分の鋼を真空溶解炉で溶製し、造塊２
分塊後線引きした鉄筋と従来鋼からなる鉄筋との成分お
よび腐食試験結果を示した。

準備した鉄筋の中央部より幅２５鰭×長さ６０龍×厚さ
２龍の試片を採取し、機械研削して表面を研磨した。

他方、コンクリートの主成分であるＣａＯを３．６％Ｎ
ａＣ１水溶液中に溶解させてｐＨ１２のＣａ　（Ｏｌｌ
）　ｚ＋ＮａＣ１水溶液を準備した。

しかる後、前記のように表面研削し、側面と裏面をシリ
コンレジンで被覆した試片を脱脂後、乾燥し、直ちに上
記のＣａ　（ＯＨ）　ｚ　十ＮａＣ７！水溶液中に浸漬
した。なお試験中は液の表面を流動パラフィンでシール
し、３日毎に液を置換して２０日間連続浸漬し、錆の発
生状況を観察した。

表中（Ａ＞は錆の発生面積（％）、表中（Ｂ）は局部腐
食の深さ龍を示す。

実施例２ＮａＣｌを；７．０％含んだ砂、ポルトランドセメント
、水、砂利からなるコンクリートモルタルに表１の成分
からなる熱延鉄筋（９顛φ）を埋め込み、２８日間常温
養生した後、海浜地帯に１年間曝露した。

なお、コンクリートの水セメント比は０．６０、カブリ
厚さは２ＣＩ１１とした。

１年間曝露後コンクリートを破砕して鉄筋の発錆状況を
調べた。その結果を表１中の（Ｃ）に示した。

表１の（Ａ）、　　（Ｂ）、　　（Ｃ）から本発明の鉄
筋はコンクリート中の塩分が砂中ＮａＣｌ換算で；７．
０％の高濃度、水中で３．６％ＮａＣｅの高濃度でも錆
発生が皆無であることが明瞭に認められ、錆発生、錆成
長に伴なうコンクリートの劣化を完全に停止できること
が判った。従って、極めて厳しい海洋環境においてもコ
ンクリートの劣化を完全に抑止することが推定される。

（発明の効果）本発明は今後ますます問題になる塩害、海水飛沫に曝ら
されるコンクリート構造物の耐久性を維持するのに画期
的に有効なコンクリート用鉄筋として役立つものである
。

本発明の耐海水鉄筋棒鋼を使用することによっり、コン
クリート構造物の長寿命化、安定性の向上を図ることが
可能で、各種用途に使用することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｃ；１．０％以下、Ｓｉ；０．２５％以下、Ｍｎ
；２．０％以下、Ａｌ；７．０〜２０．０％、Ｐ；０．
０１５％以下、Ｓ；０．００５％以下、を含有し、残部
鉄および不可避的不純物からなる耐海水鉄筋棒鋼。
（２）Ｃ；１．０％以下、Ｓｉ；０．２５％以下、Ｍｎ
；２．０％以下、Ａｌ；７．０〜２０．０％、Ｐ；０．
０１５％以下、Ｓ；０．００５％以下、を含有し、Ｔｉ
、Ｖ、Ｎｂ、Ｗ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｂの１種又は２種
以上を０．０００１〜０．５％含有し、残部鉄および不
可避的不純物からなる耐海水鉄筋棒鋼。
（３）Ｃ；１．０％以下、Ｓｉ；０．２５％以下、Ｍｎ
；２．０％以下、Ａｌ；７．０〜２０．０％、Ｐ；０．
０１５％以下、Ｓ；０．００５％以下、を含有し、Ｃｕ
、Ｎｉの１種又は２種を０．１〜５．５％含有し、残部
鉄および不可避的不純物からなる耐海水鉄筋棒鋼。
（４）Ｃ；１．０％以下、Ｓｉ；０．２５％以下、Ｍｎ
：２．０％以下、Ａｌ；７．０〜２０．０％、Ｐ；０．
０１５％以下、Ｓ；０．００５％以下、を含有し、Ｔｉ
、Ｎｂ、Ｖ、Ｗ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｂの１種又は２種
以上を０．０００１〜０．５％含有し、さらにＣｕ、Ｎ
ｉの１種又は２種を０．１〜５．５％含有し、残部鉄お
よび不可避的不純物からなる耐海水鉄筋棒鋼。