JPH06100991A - 耐海水鉄筋 - Google Patents

耐海水鉄筋

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JPH06100991A
JPH06100991A JP25093092A JP25093092A JPH06100991A JP H06100991 A JPH06100991 A JP H06100991A JP 25093092 A JP25093092 A JP 25093092A JP 25093092 A JP25093092 A JP 25093092A JP H06100991 A JPH06100991 A JP H06100991A
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JP
Japan
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less
concrete
seawater
salt
rebar
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Withdrawn
Application number
JP25093092A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiaki Sakakibara
義明 榊原
Takahide Ono
恭秀 大野
Michio Endo
道雄 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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および海塩粒子、
海水飛沫に曝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
れた耐海水鉄筋を得る。 【構成】 重量比で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、C
r;0.5超〜9.0%、Cu;20〜50%を含有
し、必要によりTi,Nbを単独又は併用して0.01
〜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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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、コンクリート橋等に使用され、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。
【0002】
【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。
【0003】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、その膨脹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。
【0004】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
に一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。
【0005】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5
7−48054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(“OFFSHORE GOTEBORG
´81“Paper No.42 Goteborg S
WEDEN 1981年,“セメントコンクリート”N
o.434(1983)P.23/31,“コロージョ
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 Rei
nforcement in Concrete Co
nstruction)”P.419 1983年,
“建築の技術施工”1985年 No.229号1月号
P.155/164,彰国社)。
【0006】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いる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】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NaCl換算で1.0%にも達して、鉄
筋の著しい腐食とそれに伴なうコンクリートの亀裂発
生、成長を惹き起こしている。従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。
【0008】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、特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
Cl- 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および劣化を防止する
耐海水鉄筋を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は下記のと
おりである。
【0010】(1)重量比で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、Cr;0.5超〜9.0%、Cu;20〜50%
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。
【0011】(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、C
r;0.5超〜9.0%、Cu;20〜50%さらにT
i,Nbを単独あるいは併用して0.01〜0.5%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。
【0012】本発明の最大の特徴は鋼中にCuを20〜
50%、Alを7.0〜20.0%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。
【0013】すなわち従来の、錆の成長を抑制するとい
う思想ではなく、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。
【0014】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、Alについては本発明による
合金から溶け出したAl3+がCl- と反応して生成した
AlCl3 が、水中のOH- と反応して直ちに極めて安
定なAl(OH)3 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。
【0015】このことは3.6%NaCl含有のpH1
2のCa(OH)2 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貴の方にずれていくことでも立
証される。
【0016】以下に本発明における各成分の限定理由を
説明する。Cを1.0%以下に限定した理由はC量が
1.0%を超えると脆化を惹き起こすためである。C量
は低い方がよく、好ましくは0.1%以下である。
【0017】Mn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。より好ましくは、0.3%以下
である。
【0018】Si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Si
量0.05%未満である。
【0019】Alは本発明のカギを握る重要な元素で、
特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、2
0.0%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場合がある。最も好ましい範囲
はAl量8.0%以上18%以下の範囲である。
【0020】CuはAlと同様に錆発生を抑制する効果
があるが、20%以下では加工性が悪く、50%超では
強度が劣化する。
【0021】Pを0.015%以下とした理由は、P
0.015%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。
【0022】Crを0.5%超とした理由は、Al量が
7.0%以上の場合、熱間圧延性能が向上するためであ
るが、9.0%を超えると逆に脆化する場合が認められ
たのでCr量を0.5超〜9.0%とした。最も好まし
い範囲は0.7〜2.0%の範囲である。
【0023】Sを0.005%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。
【0024】又鋼中のS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C
a,Ce等が混入してくることがあるが、これらの元素
は耐食性等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。
【0025】本発明においては、上記の基本的な成分に
加えて、さらにTi,Nbを単独あるいは併用して0.
01〜0.5%の範囲で含有させることによって、鉄筋
の強度等の特性を向上させることができる。
【0026】特に本発明のようにAlを多量に含有させ
た場合に、固溶度の低下するCを炭化物とすることに有
利に作用する。
【0027】又、本発明の鋼の塩分に対する耐腐食性と
コンクリートの亀裂発生および劣化防止の性能は、前記
の基本的な成分系によって良好に保たれるため、微量成
分として添加されるV,W,Co,Moは、悪影響を及
ぼすものではないので、0.5%以下の存在は差し支え
がない。
【0028】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、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。
【0029】
【実施例】表1に記載した成分の鋼を真空溶解炉で溶製
し、造塊、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25mm×長さ60mm×厚さ2mmの試片を
採取し、機械研削して表面を研磨した。
【0030】他方、コンクリートの主成分であるCaO
を3.6%NaCl水溶液中に溶解させてpH12のC
a(OH)2 +NaCl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
でシールした試片を脱脂後、乾燥し、直ちに上記のCa
(OH)2 +NaCl水溶液に浸漬した。
【0031】なお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。
【0032】NaClを1.0%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(9mmφ)を埋め込
み、28日間養生後、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2cm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。
【0033】表2に示す成分の熱延鋼板から引張り試験
片を準備し、JIS.Z.2241に規定する方法で引
張り試験を行なった。
【0034】これらの結果を表1,表2に示した。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】
【表3】
【0038】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
1.0%の高濃度、水中で3.6%NaCl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。
【0039】表2からTi,Nbの添加によって引張強
さの向上が認められる。
【0040】
【発明の効果】本発明は塩害、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て、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 (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比で 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、 Cr;0.5超〜9.0%、 Cu;20〜50%、 残部鉄および不可避的不純物からなる耐海水鉄筋。
  2. 【請求項2】 Ti,Nbを単独あるいは併用して0.
    01〜0.5%含有する請求項1記載の耐海水鉄筋。
JP25093092A 1992-09-21 1992-09-21 耐海水鉄筋 Withdrawn JPH06100991A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113481433A (zh) * 2021-06-18 2021-10-08 马鞍山钢铁股份有限公司 一种海洋岛礁混凝土工程用钙处理高耐蚀钢筋用钢及其生产方法

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