JPS62214156A - コンクリ−ト劣化防止用非磁性鋼材 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はコンクリート構造物の中でも、とくに磁気浮上
式高速鉄道、核融合施設等のコンクリート構造物に使用
する埋設鋼材にも非磁性が望まれる用途に利用される非
磁性鋼材に関するものである。

すなわち、本発明は前述のような用途に適する鋼材を提
供することを目的とするもので、鋼材自身の耐塩性が良
好なことから、コンクリート構造物の劣化防止にも役立
つ非磁性鋼材に係るものである。

（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でコンクリート壁を浸透してくる海
塩粒子に基ず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、その体積が鉄の約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　ｎ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
酸ガス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、さらに一層鉄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。

さて、最近、前記のように非磁性化を目的としてＭｎを
１５％以上含有した鋼材の試作がおこなわれているが、
いずれの鋼材においても僅少の塩分存在で発錆が著るし
く現行の普通鉄筋より錯生成傾向が大きいのが難点の一
つになっている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は従来の本発明者等の開発を軸にして、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
塩粒子による高Ｍｎ非磁性鋼材の腐食とそれに伴なうコ
ンクリートの亀裂発生を殆ど完全に停止することにある
。

現在、各方面で問題となっている１０年以上経過したコ
ンクリート構造物中の埋設鉄筋近傍のフリー塩分は砕中
ＮａＣβ換算で約０．２０％に達して鉄筋の著るしい腐
食とそれに伴うコンクリートの亀裂発生、成長をひき起
こしている。したがって砕中フリー塩分０．２％の状態
でもコンクリートの亀裂発生を殆ど完全に停止できるこ
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Ｃ；０．００１〜１．０％。

Ｍｎ　；　２６．０〜４１．０％、Ｓｉ；０．３％以下
、ＰｉＯ，０１５％以下、Ｓ；０．００８％以下、／ｌ
ｉ７．１〜２０．０％を含有し、必要に応じて更にＣｕ
。

Ｃｒ、Ｎｉの１種又は２種を０．０５〜３．５％を含み
、残部鉄および不可避的不純物よりなることを特徴とす
るコンクリート劣化防止用非磁性鋼材によって達成され
る。

本発明の最大の特徴は、鋼中のＳｔ、Ｓ量を下げかつＡ
ｌｌを非磁性化を損わないように比較的多量添加する点
にあり、これにより高Ｍｎ化による耐塩性の劣化を防止
するのみならず積極的に耐塩性を向上させコンクリート
の劣化を防止するものである。

この原因としてはＳｉ量を下げることによって錆の生成
、成長を抑えると同時に、Ｓ量の低下にともない錆発生
点となるＭｎＳ量が著るしく低下することにより耐食性
の劣化を小さくすると同時にＡ１量を比較的多量添加す
ることによりコンクリートのアルカリ雰囲気中における
埋設高Ｍｎ鋼材の表面の不働態被膜を強固にして比較的
濃度の高い塩分に曝らされても不働態被膜が破壊されず
錆発生に至らないためと推測される。

以下に本発明で各成分を限定した理由を説明する。

Ｃ量を０．００１〜１．０％に限定した理由は、０．０
０１％未満では必要強度が得られず、一方Ｃ量が１．０
％超では脆化を惹き起こすためである。

Ｍｎ量を２６．０〜４１．０％に限定した理由は、２６
．０％未満では非磁性化が不安定となり４１．０％超で
は脆化を惹き起こすためである。

Ｓｉ量を０．３％以下とした理由は、Ｓｉ量を下げれば
下げるほど錆生成量を飛躍的に低下させるが強度保証と
介在物制御の別の目的でＳｉ量を増加させる必要がある
ため、Ｓｉ量を０．３％以下とした。好ましい範囲はＳ
ｉ０．０５％以下である。

Ｐを０．０１５％以下とした理由は、Ｐが０．０１５％
を超えるとコンクリートのようなアルカリ性雰囲気で錆
成長を抑制する効果がな（、むしろ助長する傾向がある
ためである。

Ａ／は本発明鋼の化学成分の中で最も重要な鍵を握る金
属元素である。Ａｎｔを７．１〜２０．０％と限定した
理由は、７．１％未満ではコンクリートのようなアルカ
リ雰囲気中で強固な不働態被膜を形成し難く、２０．０
％超ではＡＪとＦｅとの金属間化合物が生成しやすく、
鋼の脆化を惹き起すのみならず高Ｍｎ鋼の非磁性化を不
安定にする。従うて上記成分範囲に限定した。

Ｓ量を０．００８％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量低下の
ために脱硫剤として使用されるＣａ、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Ｃａ、Ｃｅ
等の少量の存在は差支えない。

又コンクリートに埋設されるまでの耐候性を目的にＣｕ
、Ｃｒ、Ｎｉの１種又は２種以上で０．０５〜３．５％
添加することがある。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Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｏ、Ｂなどを添加す
るが鋼材の強度、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０．０００１〜０．２
％添加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。

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、分塊の工程を経るか、
あるいは連続鋳造後に、圧延されて鉄筋棒鋼又は形鋼と
しであるいは必要に応じてパテンティング等の熱処理が
施され、線引きされて鉄筋として使用に供される。又、
これら製品は必要に応じて表面に亜鉛メッキ、有機被覆
を施すこともできる。

（実施例） 真空溶解炉で第１表に示す本発明の成分範囲の鋼（阻５
〜２６）を溶製し、造塊、分塊後、線引きした鉄筋およ
び比較鋼（阻１〜４）の鉄筋から試片を採取し、表面を
６００番エメリー研摩した試片を０．８％ＮａＣＩｔを
含んだ！１）＋１２のＣａ　（ＯＨ）　ｚ水溶液に３日
毎に液を置換して２０日間浸漬し発錆状況を観察した。

表中（Ａ）は錆発生の有無、表中（Ｂ）は局部腐食の深
さ鶴を示す。また砕中のＮａＣｊ！（χ）を０．２％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第１表の成分からなる熱延鉄筋（９
＊ｖａφ）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
くらべた。その結果を表中の（Ｃ）欄に示す。

（発明の効果） 本発明は塩害にさらされる非磁性網材埋設のコンクリー
ト構造物の耐久性を維持するのに飛躍的に有効なコンク
リート用鋼材として役立つものであり、磁気浮上鉄道等
の非磁性を必要とする広範囲の用途に使用できる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃ；０．００１〜１．０％、Ｍｎ；２６．０〜４
   １．０％、Ｓｉ；０．３％以下、Ｐ；０．０１５％以下
   、Ｓ；０．００８％以下、Ａｌ；７．１〜２０．０％を
   含有し、残部鉄および不可避的不純物よりなることを特
   徴とするコンクリート劣化防止用非磁性鋼材。
2. （２）Ｃ；０．００１〜１．０％、Ｍｎ；２６．０〜４
   １．０％、Ｓｉ；０．３％以下、Ｐ；０．０１５％以下
   、Ｓ；０．００８％以下、Ａｌ；７．１〜２０．０％を
   含有し、さらにＣｕ、Ｃｒ、Ｎｉの１種又は２種を０．
   ０５〜３．５％含有し、残部鉄および不可避的不純物よ
   りなることを特徴とするコンクリート劣化防止用非磁性
   鋼材。