JPH03183740A - コンクリート劣化防止用耐塩鉄筋 - Google Patents
コンクリート劣化防止用耐塩鉄筋Info
- Publication number
- JPH03183740A JPH03183740A JP32209689A JP32209689A JPH03183740A JP H03183740 A JPH03183740 A JP H03183740A JP 32209689 A JP32209689 A JP 32209689A JP 32209689 A JP32209689 A JP 32209689A JP H03183740 A JPH03183740 A JP H03183740A
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- JP
- Japan
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- concrete
- salt
- reinforcing bar
- reinforcing bars
- amount
- Prior art date
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- Pending
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- Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
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。
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、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
ート橋などの劣化防止作用の著しく優れた耐塩鉄筋に関
するものである。
洋に設置されるコンクリート構造物等、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
ート橋などの劣化防止作用の著しく優れた耐塩鉄筋に関
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構造物、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。
地帯に設置されたコンクリート構造物、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
塩粒子の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てコンクリ
ートに亀裂が発生する。その亀裂が0.2mm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−層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。
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
塩粒子の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てコンクリ
ートに亀裂が発生する。その亀裂が0.2mm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−層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、微量の特殊な添
加元素を添加することによって鉄筋自体の耐塩性を向上
する研究を実施し、その成果として先ずCuとWを同時
添加した耐海水性に優れたコンクリート用鉄筋(特公昭
55〜22546号公報)、さらに耐塩性を著しく向上
したコンクリート用鉄筋(特開昭57−48054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( ”0
FFS)IORE GOTBBORG’81’Pape
r Na 42 Goteborg 5WEDEN
19B1年。
ために、鉄筋自体の化学組成を制御し、微量の特殊な添
加元素を添加することによって鉄筋自体の耐塩性を向上
する研究を実施し、その成果として先ずCuとWを同時
添加した耐海水性に優れたコンクリート用鉄筋(特公昭
55〜22546号公報)、さらに耐塩性を著しく向上
したコンクリート用鉄筋(特開昭57−48054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( ”0
FFS)IORE GOTBBORG’81’Pape
r Na 42 Goteborg 5WEDEN
19B1年。
°°セメントコンクリート” No、434(19B3
)P、23/31゜“Corrosion of Re
1nforee+went in ConcreteC
onstruction P、419+ 1983年
、“°建築の技術施工” 1985年 弘2291月号
P155/164.彰国社)。
)P、23/31゜“Corrosion of Re
1nforee+went in ConcreteC
onstruction P、419+ 1983年
、“°建築の技術施工” 1985年 弘2291月号
P155/164.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
ており、現在実用化が進んでいるものである。
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
ており、現在実用化が進んでいるものである。
(発明が解決しようとする課題)
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
粒子や海水飛沫等のフリーなCZ−の状態で存在する塩
分による鉄筋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。
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CZ−の状態で存在する塩
分による鉄筋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NaC
l換算で0.15〜0.25%に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、成長をひき起
こしている。したがってフリー塩分0.25%の状態で
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。
クリート構造物中の埋設鉄筋近傍のフリー塩分はNaC
l換算で0.15〜0.25%に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、成長をひき起
こしている。したがってフリー塩分0.25%の状態で
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。
(課題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%、S
t ; 0.01〜0.05%、Mn ; 0.025
%未満、P;0.025%未満、s ; o、oos%
、W ; 0.01〜0.50%、W ; 0.01〜
0.50%、u; 0.001〜0.10%、B ;
0.0001〜0.005%を含有し、残部鉄および
不可避的不純物からなることを特徴とするコンクリート
用鉄筋、さらには前記成分に選択成分としてNb* v
、 TilMoを1種又は2種添加したコンクリート用
鉄筋によって達成される。
t ; 0.01〜0.05%、Mn ; 0.025
%未満、P;0.025%未満、s ; o、oos%
、W ; 0.01〜0.50%、W ; 0.01〜
0.50%、u; 0.001〜0.10%、B ;
0.0001〜0.005%を含有し、残部鉄および
不可避的不純物からなることを特徴とするコンクリート
用鉄筋、さらには前記成分に選択成分としてNb* v
、 TilMoを1種又は2種添加したコンクリート用
鉄筋によって達成される。
本発明の最大の特徴は鋼中のSi、 S量を極端に下
げ、さらにMn量を下げ、かつCu、 W添加により耐
塩効果を向上させ、コンクリートの劣化を防止するもの
である。
げ、さらにMn量を下げ、かつCu、 W添加により耐
塩効果を向上させ、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鉄筋自体の錆化に伴って生成
する鉄の腐食抑制剤の−04−インヒビターの生成量を
飛躍的に多くすることと、S量の著しい低下にともない
錆発生点となるMnS量が著しく低下することにより耐
食性が飛躍的に向上するものであると推測される。
成、成長を抑えると同時に鉄筋自体の錆化に伴って生成
する鉄の腐食抑制剤の−04−インヒビターの生成量を
飛躍的に多くすることと、S量の著しい低下にともない
錆発生点となるMnS量が著しく低下することにより耐
食性が飛躍的に向上するものであると推測される。
又、Si、 Sの極端な低下はコンクリートのアルカ
リ雰囲気中における埋設鉄筋表面の不働態被膜が添加し
たCuによって補強されるものと考えられる。
リ雰囲気中における埋設鉄筋表面の不働態被膜が添加し
たCuによって補強されるものと考えられる。
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o、ooi〜1.0%に限定した理由は、C量o
、ooi%未満では必要強度が得られず、C量1.0%
超では脆化をひき起こすためである。
、ooi%未満では必要強度が得られず、C量1.0%
超では脆化をひき起こすためである。
又、Mn量を0.025%未満に限定した理由は静置0
.01%未満では必要強度が得られず、0.3%未満で
は鯖生成を著しく低減させるためである。
.01%未満では必要強度が得られず、0.3%未満で
は鯖生成を著しく低減させるためである。
Si量を0.01〜0.05%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、−〇
4−イオンの有効量を飛躍的に増大させるが、Siが0
.05%以下でMn量0.3%未満の場合に錆生成が著
しく低減するためである。
下げれば下げるほど錆生成量を飛躍的に低下させ、−〇
4−イオンの有効量を飛躍的に増大させるが、Siが0
.05%以下でMn量0.3%未満の場合に錆生成が著
しく低減するためである。
Pを0.025%未満とした理由はPが0.025%以
上では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く、むしろ助長する傾向があるため
である。
上では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く、むしろ助長する傾向があるため
である。
Cuを0.01〜0.5%と限定した理由はCu O,
01%未満では鉄筋表面の不働態被膜補強に効果がなく
0.5%超では鋼の脆化をひき起こすためである。
01%未満では鉄筋表面の不働態被膜補強に効果がなく
0.5%超では鋼の脆化をひき起こすためである。
なお、Cuを多く添加した場合、熱延スケールの剥離性
向上を目的にNiを0.03〜0.3%添加することが
ある。
向上を目的にNiを0.03〜0.3%添加することが
ある。
Wを0.01〜0.5%と限定した理由は0.01%未
満では問、−イオンの生成量が少なく耐食効果が認めら
れず、0.5%超では経済性の点で高価になるからであ
る。
満では問、−イオンの生成量が少なく耐食効果が認めら
れず、0.5%超では経済性の点で高価になるからであ
る。
Mを0.001〜0.10%と限定した理由は、Mが0
.001%未満では鋼中に存在する酸素を安定なMの酸
化物として固定できず、Nが0.10%超では大型の介
在物が生威し鋼の脆化をひき起こすので脱酸効果に必要
な量と強度の点から上記成分範囲に限定した。
.001%未満では鋼中に存在する酸素を安定なMの酸
化物として固定できず、Nが0.10%超では大型の介
在物が生威し鋼の脆化をひき起こすので脱酸効果に必要
な量と強度の点から上記成分範囲に限定した。
Bを0.0001〜0.005%と限定した理由はBが
0.0001%未満ではMn量の低下によって生じた強
度低下を補うだけの強度が得られず0.005%超では
鋼の脆化をひき起こすので強度を保証する点から上記成
分範囲に限定した。
0.0001%未満ではMn量の低下によって生じた強
度低下を補うだけの強度が得られず0.005%超では
鋼の脆化をひき起こすので強度を保証する点から上記成
分範囲に限定した。
又S量を0.005%未満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。
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Ca、 C
e量は規定しない。
食性などに悪影響を及ぼすものではないのでCa、 C
e量は規定しない。
又必要に応じてNb+ V、 Ti、 Moを添加する
が、鉄筋の強度、靭性向上のための元素として添加する
もので1種又は2種をNb、 V、 Ti、 Moを各
々0.01〜0.5%添加する。Nb、 V、 Ti、
Moは0.01%未満では所定の強度、靭性が得られ
ず、0.5%を超えると大型の介在物が生威し、疵の原
因となるので0.01〜0.5%とした。好ましい範囲
は0.01〜0、2%である。
が、鉄筋の強度、靭性向上のための元素として添加する
もので1種又は2種をNb、 V、 Ti、 Moを各
々0.01〜0.5%添加する。Nb、 V、 Ti、
Moは0.01%未満では所定の強度、靭性が得られ
ず、0.5%を超えると大型の介在物が生威し、疵の原
因となるので0.01〜0.5%とした。好ましい範囲
は0.01〜0、2%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、線引きされて鉄筋とし
て供される。又、必要に応じて表面に亜鉛メツキ、有機
被覆を施すこともできる。
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、線引きされて鉄筋とし
て供される。又、必要に応じて表面に亜鉛メツキ、有機
被覆を施すこともできる。
(実施例)
転炉で本発明の成分範囲の鋼を溶製し、造塊。
分塊後、線引きした鉄筋と、比較鋼の鉄筋成分を第1表
に示し、これらの鉄筋を埋設したコンクリートの劣化状
況、埋設鉄筋の腐食状況の経時変化を第2表に示した。
に示し、これらの鉄筋を埋設したコンクリートの劣化状
況、埋設鉄筋の腐食状況の経時変化を第2表に示した。
表の各種鉄筋は9ffiIDφの熱延鉄筋で表面を機械
研磨後、脱脂し、水・セメント比0.60、砕中の全塩
分量をNaC1換算で0.50%のコンクリートモルタ
ル中に埋設し、第1図のようなコンクリート供試体を作
製し、28日間養生後、コンクリート供試体を恒温恒湿
槽に挿入し、湿潤48hr、乾燥24hr、湿潤48h
r、乾燥48hrで1週間(2サイクル)経過するサイ
クルで56.70,100゜138日間曝露してコンク
リートの亀裂発生を観察した。第1図中1はコンクリー
ト供試体、2は埋設鉄筋9肋φ、3はモルタル塗りの上
エポキシシール、lはかぶり厚さを示す。
研磨後、脱脂し、水・セメント比0.60、砕中の全塩
分量をNaC1換算で0.50%のコンクリートモルタ
ル中に埋設し、第1図のようなコンクリート供試体を作
製し、28日間養生後、コンクリート供試体を恒温恒湿
槽に挿入し、湿潤48hr、乾燥24hr、湿潤48h
r、乾燥48hrで1週間(2サイクル)経過するサイ
クルで56.70,100゜138日間曝露してコンク
リートの亀裂発生を観察した。第1図中1はコンクリー
ト供試体、2は埋設鉄筋9肋φ、3はモルタル塗りの上
エポキシシール、lはかぶり厚さを示す。
なおmsn条件を第2図のように設定したのは水蒸気中
に酸素が最大に固溶している80℃の高温で乾湿くり返
しを実施するという極めて苛酷な環境条件で埋設鉄筋の
腐食を促進するためである。
に酸素が最大に固溶している80℃の高温で乾湿くり返
しを実施するという極めて苛酷な環境条件で埋設鉄筋の
腐食を促進するためである。
又、同時にこれらコンクリート供試体の空気中の炭酸ガ
スによる中性化深さの経時変化、埋設鉄筋の腐食量の経
時変化を調べた。コンクリート供試体の亀裂はクラック
ゲージでその幅の最大値を測定した。
スによる中性化深さの経時変化、埋設鉄筋の腐食量の経
時変化を調べた。コンクリート供試体の亀裂はクラック
ゲージでその幅の最大値を測定した。
炭酸ガスによる中性化深さはフェノールフタレイン溶液
をコンクリートに散布しコンクリート供試体で赤色→無
色に変化したコンクリート供試体の表層からの深さを測
定した。
をコンクリートに散布しコンクリート供試体で赤色→無
色に変化したコンクリート供試体の表層からの深さを測
定した。
埋設鉄筋の腐食量はコンクリートを破砕してとり出した
鉄筋の錆を化学的にとり除いた後重量を測定し腐食前の
重量から差し引いて鉄筋長さ28cm当たりの腐食減量
として求めた。
鉄筋の錆を化学的にとり除いた後重量を測定し腐食前の
重量から差し引いて鉄筋長さ28cm当たりの腐食減量
として求めた。
参考までにこの表の鉄筋試料Nl11. N114.
NIL5をそれぞれ埋設したコンクリート供試体の劣化
状況を第3図に示す。
NIL5をそれぞれ埋設したコンクリート供試体の劣化
状況を第3図に示す。
又、この表の鉄筋試料Nα1.Nα2.Nα3. NL
IL4゜隘5をそれぞれ埋設したコンクリート供試体を
100日間前記の恒温恒湿槽中に曝露後、鉄筋近傍の全
塩分量と冷水で抽出されてくるフリー塩分量を化学分析
して砕中換算NaCj! (%)として求めたところ全
塩分量はいずれも約0.50%、フリー塩分量は約0.
25%であった。
IL4゜隘5をそれぞれ埋設したコンクリート供試体を
100日間前記の恒温恒湿槽中に曝露後、鉄筋近傍の全
塩分量と冷水で抽出されてくるフリー塩分量を化学分析
して砕中換算NaCj! (%)として求めたところ全
塩分量はいずれも約0.50%、フリー塩分量は約0.
25%であった。
したがって本発明の鉄筋は鉄筋近傍のフリー塩分が砕中
換算で0.25%に達しても殆んど腐食が進行せず、コ
ンクリートの劣化を殆んど停止させる効果のあることが
判った。
換算で0.25%に達しても殆んど腐食が進行せず、コ
ンクリートの劣化を殆んど停止させる効果のあることが
判った。
(発明の効果)
本発明は今後ますます問題になる塩害に曝されるコンク
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
ンクリート用鉄筋として役立つものである。
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
ンクリート用鉄筋として役立つものである。
本発明のコンクリート用鉄筋を使用することにより、コ
ンクリート構造物の長寿命化、安定性の向上に資するも
ので、各種用途向に使用することができる。
ンクリート構造物の長寿命化、安定性の向上に資するも
ので、各種用途向に使用することができる。
第1図(a)、(ロ)は鉄筋を埋設したコンクリート供
試体の形状・寸法と配筋状況を示す説明図、第2図は鉄
筋を埋設したコンクリート供試体の発錆促進試験におけ
る試験条件を示す図、第3図はコンクリート供試体の外
観を示゛す図である。 l:コンクリート供試体、2:埋設鉄筋、3:モルタル
塗り上エポキシシール。 第 図 ((2> (b) 計劇部分 3°毛ルダル塗りのよエポ斗シシール 第 図 8間−m
試体の形状・寸法と配筋状況を示す説明図、第2図は鉄
筋を埋設したコンクリート供試体の発錆促進試験におけ
る試験条件を示す図、第3図はコンクリート供試体の外
観を示゛す図である。 l:コンクリート供試体、2:埋設鉄筋、3:モルタル
塗り上エポキシシール。 第 図 ((2> (b) 計劇部分 3°毛ルダル塗りのよエポ斗シシール 第 図 8間−m
Claims (2)
- (1)C;0.001〜1.0%、 Si;0.01〜0.05%、 Mn;0.01〜0.3%未満、 P;0.025%未満、 S;0.005%未満、 Cu;0.01〜0.5%、 W;0.01〜0.5%、 M;0.001〜0.10%、 B;0.0001〜0.005% を含有し、残部鉄および不可避的不純物からなるコンク
リート劣化防止用耐塩鉄筋。 - (2)C;0.001〜1.0%、 Si;0.01〜0.05%、 Mn;0.01〜0.3%未満、 P;0.025%未満、 S;0.005%未満、 Cu;0.01〜0.5%、 W;0.01〜0.5%、 Al;0.001〜0.10%、 B;0.0001〜0.005% を含有し、さらにNb,V,Ti,Moのいずれか1種
又は2種をNb,V,Ti,Moを各々0.01〜0.
5%含有し、残部鉄および不可避的不純物からなるコン
クリート劣化防止用耐塩鉄筋。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32209689A JPH03183740A (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | コンクリート劣化防止用耐塩鉄筋 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32209689A JPH03183740A (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | コンクリート劣化防止用耐塩鉄筋 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03183740A true JPH03183740A (ja) | 1991-08-09 |
Family
ID=18139874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32209689A Pending JPH03183740A (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | コンクリート劣化防止用耐塩鉄筋 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03183740A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101705425B (zh) | 2009-11-06 | 2011-07-20 | 武汉钢铁(集团)公司 | 含Ti抗拉强度≥450MPa级耐硫酸露点腐蚀钢 |
| JP2013194314A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Jfe Steel Corp | 塗装耐食性に優れた鋼材 |
| WO2020031546A1 (ja) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | 日本電信電話株式会社 | 腐食促進試験方法及び腐食促進試験装置 |
-
1989
- 1989-12-12 JP JP32209689A patent/JPH03183740A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101705425B (zh) | 2009-11-06 | 2011-07-20 | 武汉钢铁(集团)公司 | 含Ti抗拉强度≥450MPa级耐硫酸露点腐蚀钢 |
| JP2013194314A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Jfe Steel Corp | 塗装耐食性に優れた鋼材 |
| WO2020031546A1 (ja) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | 日本電信電話株式会社 | 腐食促進試験方法及び腐食促進試験装置 |
| JP2020024100A (ja) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | 日本電信電話株式会社 | 腐食促進試験方法及び腐食促進試験装置 |
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