JPH0341533Y2

JPH0341533Y2 -

Info

Publication number: JPH0341533Y2
Application number: JP10317684U
Authority: JP
Priority date: 1984-07-10
Filing date: 1984-07-10
Publication date: 1991-08-30
Also published as: JPS6119010U

Description

【考案の詳細な説明】本考案はプレストレストコンクリート（PC）
鋼材に関し、詳しくは陰極防食作用を有する亜
鉛、アルミニウムまたはこれらの合金の箔または
薄板からなるテープをPC鋼材に巻回させること
によつて、耐食性を向上させた耐食性PC鋼材に
関する。

鉄道橋などに用いられるPC構造橋においては
コンクリートの補強にプレストレスが利用され、
プレストレスを与えるためにはPC鋼材が用いら
れている。PC鋼材としては鋼線、撚線、鋼棒等
が使用されており、PC鋼材を用いてプレストレ
スを与える方法にはプレテンシヨニング方式とポ
ストテンシヨニング方式とがある。

従来、腐食の問題に関しては、ポストテンシヨ
ニング方式でグラウトしない場合、あるいはプレ
テンシヨニング方式による場合でもかぶり厚さが
小さい場合にPC鋼材が腐食する場合があるので、
PC鋼材に防食処理がなされている。そして、防
食処理には高分子材料の塗布や溶融亜鉛メツキな
どのメタルコーテイングが用いられ、またポスト
テンシヨニング方式でグラウトしない場合は、プ
ラスチツク系耐食材料を塗布した後に防水紙を巻
き付ける方法などが採られている。しかし、これ
らの防食法は従来比較的軽視される傾向があつ
た。

一方、近年海岸付近に設置されたコンクリート
橋における塩害が問題視され、内部の鋼材が腐食
して損傷を受けたことによるコンクリートの剥離
が多数報告され、著しい場合にはPC鋼材が破断
した事例も報告されている。このことからPC鋼
材の強度を確保することがPC橋には必須である
ので、その防食方法が真剣に検討されており、ま
たこれらの損傷の原因は波浪を浴びるコンクリー
ト橋の表面が乾燥と湿潤のくり返しを受けること
によつて、その内部に30Kg／m³もの塩化物が蓄積
していることに起因することが明らかとなるに到
つた。

このようなコンクリート中での塩化物の蓄積と
濃縮が明らかとなつた現在、従来のかぶり厚さに
よる効果を信じての無防食は勿論のこと、従来よ
り採用されている防食法である高分子材料の塗布
や溶解亜鉛メツキあるいはプラスチツク系耐食材
料塗布と防水紙の併用法は、それぞれ次のように
問題がある。すなわち高分子材料塗布は皮膜が長
年月の経過によつてクラツク等を生じその部位か
ら腐食が進行する。一方、溶融亜鉛メツキはまず
そのメツキ操作のための加熱がPC鋼材の強度低
下を招き望ましくないのと同時に、亜鉛層とPC
鋼材とが金属結合状況にあるためクツシヨンがな
く亜鉛の腐食生成物が生じた場合の体積膨脹がも
ろにコンクリートに伝わり、コンクリートの割れ
を招く欠点がある。また、プラスチツク系耐食材
料塗布と防水紙との併用は基本的な耐食性の不足
と劣化ひび割れとにより長時間後に一部で錆が発
生すると著しい腐食を招く欠点がある。

本考案はかかる問題点を解決すべくなされたも
のであつて、PC鋼材の防食を図ると共に、生成
する防食生成物がコンクリートの割れを招かない
耐食性PC鋼材を提供することを目的とし、特に
PC鋼材とコンクリートとの間の付着強度があま
り重要でないポストテンシヨニング方式の場合に
好適に利用される。

本考案者らは上記目的に沿つて検討の結果、陰
極防食作用を有する亜鉛、アルミニウムまたはこ
れらの合金の箔または薄板からなるテープをPC
鋼材に巻回させることによつて、PC鋼材を被覆
して防食するのみならず、必要に応じ陰極防食作
用をもたらし、その腐食生成物は陰極インヒビタ
ーとして働き、水素発生もなく上記目的が達成さ
れることを見い出し本考案に到達した。

すなわち本考案は、PC鋼材に亜鉛またはアル
ミニウムあるいはそれらの合金の箔または薄板か
らなるテープを巻回させたことを特徴とする耐食
性PC鋼材にある。

本考案において、PC鋼材を巻回するテープは
鋼材に対し陰極防食作用をなす金属である亜鉛ま
たはアルミニウムまたはそれらの合金である必要
があり、特に薄板または箔に容易に加工し得るこ
と、腐食生成物が陰極インヒビター効果を持ちア
ルカリ側で電位の大巾な卑化がないこと等を考え
あわせると亜鉛の薄板または箔から得られるテー
プが望ましい。テープの厚みは施工のし易さから
考えると、１mm以下であることが望ましく、最小
の厚みは防食性能から見て0.03mm以上あることが
望ましい。テープの巾は施工しやすければよいの
で実質的に制限はない。

亜鉛、アルミニウムまたはこれらの合金の箔ま
たは薄板からなるテープ（以下、金属テープと総
称する）に粘着テープ等の粘着剤が塗布されてい
ると、PC鋼材に金属テープを貼り付ける際に施
工しやすく、またグラウトを注入する際に巻回し
た金属テープが剥離することがないので好都合で
ある。ただし、金属テープには防食法としての信
頼性を高めるため犠性陽極としての作用も期待す
るので、粘着剤を用いた場合、金属テープとPC
鋼材との間に電気的接触を保つ必要がある。この
ためには粘着剤が導電性粘着剤であるか、非導電
性粘着剤であつても粘着剤の塗り残し部を意図的
に作る等の処理をして、粘着面を金属接触する部
分を作つておけばよい。なお、粘着剤を用いない
場合は金属テープに直接PC鋼材に巻回すれば電
気的接触は十分保たれる。

PC鋼材への金属テープの巻回方法は螺旋状に
オーバーラツプさせながら巻回する方法など種々
の方法が考えられるがどの方法でも良く、全表面
を巻回して被覆させるか、腐食し易い特定の部分
だけを巻回するか、もしくは間隔をあけながら巻
回するかは、コンクリート橋が設置される環境に
適宜合わせ選定すればよい。

以上のように亜鉛等の金属テープをPC鋼材に
巻回させた防食性PC鋼材は、金属テープによる
被覆防食効果および犠性陽極作用効果、腐食生成
部による陰極インヒビター効果により防食性が優
れ、またPC鋼材の機械的性質は何等悪影響を受
けないのでPC鋼材の機械的性質と半永久的に確
保させるものである。

また、海岸際のコンクリート橋を想定した場合
前述したようにコンクリート中には30Kg／m³もの
塩分が濃縮する。そして、この場合コンクリート
の比抵抗は1000Ω−cm以下にまで低下し、コンク
リートは電解質となつているとみなせる。そのよ
うな環境下にあるポストテンシヨニング方式によ
るPC橋では、コンクリートの中性化に伴なつて
シースは腐食して穴があき、さらにグラウトに腐
食媒が浸入してPC鋼材を腐食するに到つている。
そこで本考案の耐食性PC鋼材を従来のPC鋼材に
変えて使用すると、コンクリートの中性化と高濃
度の塩分とによつてシースが腐食して穴があき、
グラウト内に腐食媒が浸透するまでは同様である
が、PC鋼材に被覆してある亜鉛等の金属箔がま
ずPC鋼材を被覆防食する。しかし亜鉛を例にと
れば中性化が進んでいない間に腐食媒に接すると
孔食を生ずることもある。しかしこのような孔食
を生じた場合、または何等かの原因で金属テープ
層が腐食し、あるいは剥離した場合でも正常部の
金属テープの犠性陽極作用によつてPC鋼材の腐
食は避けられる。さらに亜鉛を例にとれば亜鉛の
腐食生成物（主に水酸化亜鉛）は陰極側となる
PC鋼材の上に沈着し、これが陰極インヒビター
効果を持つため万一金属テープの金属分が全て犠
性陽極作用によつて消耗してしまうというような
事態でもPC鋼材の腐食は極力に押さえられる。
また亜鉛の腐食生成物はその近辺のPHを７近くに
もつてゆく効果があるのでこの効果によつて亜鉛
の自己腐食は押さえられ、亜鉛の陰極インヒビタ
ー効果はより有効となり、さらに電位が貴化する
ので水素の発生は生ぜず、水素脆性の心配もな
い。

さらに、本考案において、例えば亜鉛箔テープ
を考えた場合、溶融亜鉛メツキ処理したものと比
べると、まずPC鋼材の性能劣化が溶融メツキし
た場合のように起こることがないことも一つの特
徴である。すなわち本考案の耐食性PC鋼材はPC
鋼の性能を出したあとの熱履歴がないため、また
合金層等の脆化層が生成しないため、強度特性お
よび疲労特性の劣化がない。また本考案に用いる
金属テープは粘着剤を用い、または用いないで
PC鋼材に巻回したものであるから金属テープの
腐食生成物が発生してもそれによる体積膨張は粘
着剤層またはたるみ空間に吸収されるので溶融メ
ツキした場合のように膨張の吸収ができずコンク
リートの割れを招くというような心配がない。な
お、本考案の耐食性PC鋼材となすに当つてはPC
鋼材に付着した油や水分を拭いて金属テープを巻
回すればよく、非常に簡便に巻回作業が行なえ
る。

以上の説明はポストテンシヨニング方式のPC
橋について述べてきたが、本考案の耐食性PC鋼
材の鋼材と金属テープとの間の付着力がコンクリ
ートにプレストレスを与える荷重を伝えるには不
足であるからである。しかし、プレテンシヨニン
グ方式のPC橋でもボンドレス工法をとる場合は
付着力がいらないので、本考案の耐食性PC鋼材
がその部分に利用でき、プレテンシヨニング桁に
曲線状のポストテンシヨニング用ケーブルを挿入
し、プレテンシヨニングとポストテンシヨニング
を併用する場合にもむろん利用できる。またポス
トテンシヨニング方式においてグラウトを注入し
ない場合も勿論有効である。

以下、実施例および比較例に基づき本考案を詳
述する。

実施例および比較例ポルトランドセメント310Kg／m³、細骨材850
Kg／m³、粗骨材970Kg／m³、水150Kg／m³、食塩30
Kg／m³、減水剤1.9Kg／m³、AE剤0.19Kg／m³の配
合でコンクリートを調合し、かぶり厚５cmの条件
下で26φのシースを埋込んだ。初期塩分（食塩
量）を30Kg／m³としたのは実際の蓄積例に合わせ
促進試験を能率良く行なうためである。埋込んだ
シース管の長さは25cmであるが、中央部およびそ
れから５cmづつ左右に離れた部分に直径２mmの細
孔を貫通させ、実際の場合の腐食孔に対応させ
た。コンクリートが固化したのち、JIS Ｇ 3536
SWPR 7Aに規定される７本撚り12.4mmφPC鋼撚
線を用い、これに何らの処理を施さないものを比
較例とした。また、この７本撚り12.4mmφPC鋼
撚線に、第１図に示すように0.1mm厚、50mmの亜
鉛箔テープを巻回したものを実施例として用い
た。なお、第１図は本考案の耐食性PC鋼材の一
実施例を示す図であり、１はPC鋼材、２は粘着
剤層、３は亜鉛箔テープおよび４はテープのオー
バーラツプ部をそれぞれ示す。

実施例および比較例のPC鋼撚線をそれぞれ25
cmの長さとして別個の上記コンクリートに埋込ん
だシースの中にシースに触れないように40％の塩
分を含まない水分で練つたセメントモルタルを注
入して固定した。

実施例に用いた亜鉛箔テープにはストライプ状
に粘着剤がついていない部分を作つてあつたので
耐食性PC鋼材を形成させたのちPC鋼材と亜鉛間
の導通を調べたが実質的に抵抗はなかつた。

蒸気養生後、上記の手順で形成させた実施例お
よび比較例の供試体２個の端面シール処理をした
後、これらを海水中に浸漬し、さらに50℃に保つ
たウオーターバス中に入れ10ケ月間保持した。10
ケ月後試料を取り出して破壊して観察したが、比
較例も実施例でもシースは著しい腐食をおこして
いた。また、比較例のPC撚線も重大な腐食を起
していた。一方、実施例の場合は亜鉛に白錆が発
錆し、一部で錆がPC鋼材側に貫通しておりPC鋼
材の表面には一面に水酸化亜鉛と考えられる白錆
が付着していたが、PC鋼材の腐食（赤錆）は認
められなかつた。

この実施例と比較例の比較から明らかなよう
に、本考案の耐食性PC鋼材は耐食性において著
しい向上を示すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の耐食性PC鋼材の一実施例を
示す図であ。１：PC鋼材、２：粘着剤層、３：亜鉛箔テー
プ、４：テープのオーバーラツプ部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１プレストレストコンクリート鋼材に亜鉛また
はアルミニウムあるいはそれらの合金の箔また
は薄板からなるテープを巻回させたことを特徴
とする耐食性プレストレストコンクリート鋼
材。２前記テープとプレストレストコンクリート鋼
材間に粘着剤層が設けられている前記実用新案
登録請求の範囲第１項記載のプレストレストコ
ンクリート鋼材。３前記粘着剤層が粘着テープである前記実用新
案登録請求の範囲第２項記載の耐食性プレスト
レストコンクリート鋼材。４ポストテンシヨニング方式のプレストレスト
コンクリート橋に用いられる前記実用新案登録
請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の
耐食性プレストレストコンクリート鋼材。