JP2004156438A - Coat pc steel strand - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂被覆を有するPC鋼撚り線に関するものである。特に、グラウトとの付着性が良く、かつプラスチックやメタルのシースに対しては摩擦の小さい被覆PC鋼撚り線に関するものである。 The present invention relates to a stranded PC steel wire having a resin coating. In particular, the present invention relates to a coated PC stranded wire having good adhesion to grout and low friction with a plastic or metal sheath.
法面の補強等に用いられるアンカー構造を図12に示す。このアンカー構造は、法面にボーリングして形成した削孔110内にPC鋼撚り線111を挿入したもので、PC鋼撚り線の周囲をグラウト112で固着した定着長部と、PC鋼撚り線の外周をシースで覆った自由長部とを具える。法面には、台座113、支圧板114を具え、緊張されたPC鋼より線の端部を定着具115で固定している。
FIG. 12 shows an anchor structure used for reinforcing a slope or the like. This anchor structure consists of a PC steel stranded wire 111 inserted into a drilled
このようなアンカー構造では、定着長部のPC鋼より線とグラウトとの付着特性が重要である。付着特性が悪いと、グラウト硬化後に行なうPC鋼より線の緊張作業中や地盤の変動によりPC鋼より線にかかる荷重が大きくなると、PC鋼より線の引き抜けというトラブルが生じることがある。 In such an anchor structure, the adhesion property between the PC steel stranded wire and the grout at the anchoring length is important. If the adhesion property is poor, a problem may occur in which the tension is applied to the PC steel stranded wire during the work of tensioning the PC steel stranded wire after the grout hardening or due to the ground fluctuation, and the PC steel stranded wire is pulled out.
その対策として、アンカー定着長部を長くする、即ちPC鋼より線のグラウトとの接触面積を増やすことにより対応する(引抜けを防ぐ)ことも可能である。しかし、そのためにはボーリングによる削孔の長さを長くする必要があり、施工コスト増加ヘの影響が避けられない。 As a countermeasure, it is also possible to increase the anchor fixing length, that is, to increase the contact area of the PC steel strand with the grout (to prevent pull-out). However, in order to do so, it is necessary to increase the length of drilling by boring, which inevitably affects the construction cost.
また、PC鋼より線を緊張するとき、自由長部で自由に伸びる空間を確保するためにプラスチックシースが多く用いられる。施工コストに占めるボーリングの比重が高いため、削孔径は小さくすることが多く、シースも必然的に小さい直径のものが用いられる。この場合、PC鋼より線とシースとの接触が多くなり、シースとの摩擦が大きい場合、必要なアンカー力が地盤に伝わらない。そのため、PC鋼より線とシースとの摩擦は、できるだけ小さくすることが望ましい。 Also, when tensioning the PC stranded wire, a plastic sheath is often used to secure a space that can freely extend at the free length. Since the specific gravity of boring in the construction cost is high, the drilling diameter is often reduced, and the sheath necessarily has a small diameter. In this case, the contact between the PC steel strand and the sheath increases, and when the friction with the sheath is large, the necessary anchor force is not transmitted to the ground. Therefore, it is desirable to minimize friction between the PC steel strand and the sheath.
一方、橋梁に用いられるPCケーブルにおいてもグラウトとの付着性とシースとの摩擦特性の関係が問題となる。PCケーブルを橋梁に用いた例としては、図13に示すように、いわゆる内ケーブル構造の橋梁が挙げられる。これは、橋梁の桁120内にシース121を配置し、このシース内に複数のPC鋼より線122を挿入し、PC鋼より線122を緊張定着して、PC鋼より線122とシース121との間にグラウト123を充填する構造である。
On the other hand, the relationship between the adhesion to grout and the friction characteristics with the sheath also becomes a problem in PC cables used for bridges. As an example of using a PC cable for a bridge, as shown in FIG. 13, a bridge having a so-called inner cable structure is exemplified. This involves placing a
この構造でもPC鋼より線とシース内に注入されたグラウトとの付着が悪いと、PC構造部材としての破壊耐力の低下を招く。 Even in this structure, if the adhesion between the PC steel stranded wire and the grout injected into the sheath is poor, the fracture strength as a PC structural member is reduced.
また、シース内へPC鋼より線を挿入するときやPC鋼より線を緊張するとき、定着側にできるだけ大きな荷重を伝えるためには、シースとPC鋼より線との摩擦が小さい方が望ましい。一方、PC構造物とかアンカーが長期に亘りその機能を発揮するためには、使用されているケーブルを構成するPC鋼より線の耐久性が確保される必要がある。 Also, when inserting the PC steel strand into the sheath or when tightening the PC steel strand, it is desirable that the friction between the sheath and the PC steel strand be small in order to transmit as much load as possible to the anchoring side. On the other hand, in order for the PC structure or anchor to exhibit its function over a long period of time, it is necessary to ensure the durability of the PC steel stranded wire constituting the cable used.
そのため、最近種々の防食ケーブルが開発されているが、中でも裸のPC鋼より線の表面にプラスチックを被覆加工したものが多く開発されている。これらプラスチックを被覆したPC鋼より線は、必要な耐食性を確保するために0.3〜1.0mm程度の被覆厚さになっている。そのため、裸のPC鋼より線では明瞭なより目が被覆表面ではなくなるような構造となっていることが多く、プラスチックの表面性状の問題からグラウトとの付着特性が裸のPC鋼より線のそれに比べて低下する。そこで、被覆PC鋼より線の表面に種々の加工を施すことにより、グラウトとの付着特性を高めている。 For this reason, various anticorrosion cables have been developed recently, and in particular, many of them are made by coating bare PC steel stranded wires with plastic. The PC steel strand coated with these plastics has a coating thickness of about 0.3 to 1.0 mm in order to secure necessary corrosion resistance. For this reason, in many cases, bare PC steel strands have a structure in which clear strands disappear on the coated surface, and due to problems with the surface properties of plastic, the adhesive properties with grout are lower than those of bare PC steel strands. It is lower than that. Therefore, by applying various processes to the surface of the coated PC stranded wire, the adhesion property to grout is enhanced.
それらの方法としては以下の方法がある。
従来技術1:熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂をPC鋼より線のより目があらわれるように0.25〜1.3mmの厚さに被覆し、この表面に、PC鋼より線には接触しないよう、かつ表面から部分的に露出するように約75〜200μmの大きさの砂状粒子を埋設させる(特許文献1)。
従来技術2:プラスチック被覆層をPC鋼より線の素線のより目が外表に表われるように形成し、表面をショットブラスト等により多数の凹凸により肌荒れ状態にする(特許文献2)。
These methods include the following methods.
Conventional technology 1: Epoxy resin, which is a thermosetting resin, is coated to a thickness of 0.25 to 1.3 mm so that the strands of the PC steel strand are exposed. Sandy particles having a size of about 75 to 200 μm are embedded so as to be partially exposed from the surface (Patent Document 1).
Prior art 2: A plastic coating layer is formed such that the strands of a strand of a PC steel strand appear on the outer surface, and the surface is roughened by a number of irregularities by shot blasting or the like (Patent Document 2).
従来技術3:熱可塑性樹脂で被覆したPC鋼より線の被覆層の上に、被覆層とのなじみのよい骨材入りポリオレフィン樹脂エマルジョンの粗面層により凹凸を形成させる(特許文献3)。 Prior art 3: An irregularity is formed on a coating layer of a PC steel stranded wire coated with a thermoplastic resin by a roughened layer of a polyolefin resin emulsion containing an aggregate having good compatibility with the coating layer (Patent Document 3).
従来技術4:熱可塑性樹脂で被覆したPC鋼より線において、被覆層の外周に連続した小凸条、又はラセン状に形成された小凸条を多数備えているもの(特許文献4、特許文献5、特許文献6)。 Prior art 4: PC steel stranded wire coated with a thermoplastic resin, provided with a large number of small ridges continuously formed on the outer periphery of the coating layer or formed in a spiral shape (Patent Document 4, Patent Document 4) 5, Patent Document 6).
従来技術5:熱可塑性樹脂で被覆したPC鋼より線の防錆被覆層の外周に無機質粉末(水硬性セメント、石膏粉末、珪石粉末等で粒径50μm以下のもの)からなる粉体被着層を一体に設け、無機質粉末がグラウト等によりペースト状となり固化する(特許文献7)。 Conventional technology 5: Powder coating layer made of inorganic powder (hydraulic cement, gypsum powder, silica powder, etc. with a particle size of 50 μm or less) around the rust-preventive coating layer of PC steel strand coated with thermoplastic resin Are provided integrally, and the inorganic powder is made into a paste state by grouting or the like and solidified (Patent Document 7).
しかしながら、これらの被覆PC鋼より線では、グラウトとの付着性とシースとの摩擦性という両特性が共に裸のPC鋼より線と同等以上になるものがないと言う問題がある。 However, there is a problem that none of these coated PC stranded wires has both the properties of adhesion to grout and frictional property with the sheath equal to or more than those of bare PC steel stranded wires.
(1)従来技術1は、付着特性のみに着目して樹脂表面に工夫を施している。硬いエポキシ樹脂がPC鋼より線に堅固に密着すると共に樹脂表面に75〜200μm程度の比較的大きい粒状体が突出するように埋設されているので、付着特性が裸のPC鋼より線よりかなり大きいものとなる。しかし、このためにシースとの摩擦がかなり大きくなるという問題がある。 (1) In the prior art 1, the surface of the resin is devised by focusing only on the adhesion characteristics. Hard epoxy resin firmly adheres to the PC steel wire and is embedded so that a relatively large granular material of about 75 to 200 μm protrudes from the resin surface, so the adhesion characteristics are much larger than bare PC steel wire It will be. However, for this reason, there is a problem that friction with the sheath becomes considerably large.
摩擦が大きいため、被覆PC鋼より線をシースに挿入するとき、手間がかかる。その上、プラスチックシースであるとシース内面が削れると共に粒状体そのものが脱落する。そして、摩擦が大きければ、プレストレス力とかアンカー力を確保するために被覆PC鋼より線の本数を増やす必要が出てくるため、不経済となる。 Due to the high friction, it takes time to insert the coated PC strand into the sheath. In addition, if it is a plastic sheath, the inner surface of the sheath is scraped and the granular material itself falls off. If the friction is large, it becomes uneconomical because it becomes necessary to increase the number of coated PC stranded wires to secure the prestressing force and the anchoring force.
また、コイルから被覆PC鋼より線を引出すとき、被覆の樹脂がこすれて膜厚が減少する。 Also, when the wire is drawn from the coil from the coated PC steel, the resin of the coating is rubbed and the film thickness is reduced.
(2)従来技術2は、プラスチックの表面に微小なへこみを与える肌荒れの表面にすることによって、グラウトとの付着特性を改善している。しかし、連続的に生産するとショットが摩耗し、ショットの中に樹脂のかすが混合し、へこみが比較的丸みを帯びたりすることが多い。そのため、連続的な生産で確実に付着力を確保する微小なへこみを形成することが難しい場合がある。また、挿入するシースがプラスチックであると、プラスチック同士の接触になり、摩擦が大きくなる可能性がある。
(2) The
(3)従来技術3は、骨材の入ったポリオレフィン樹脂のエマルジョン層を被覆樹脂表面に設けているが、骨材の表面がエマルジョンで被われ、丸みを帯びることがある。そのため、グラウトとの付着特性がかなり低下する可能性がある。 (3) In the prior art 3, the emulsion layer of the polyolefin resin containing the aggregate is provided on the surface of the coating resin. However, the surface of the aggregate may be covered with the emulsion and may be rounded. As a result, the adhesive properties with the grout may be considerably reduced.
(4)従来技術4は、熱可塑性の被覆表面の形状を変化させたものである。即ち、表面にひだ状の凹凸を設けているが、グラウトがこれらの隙間に入ったとしても、ひだが比較的変形し易いのでグラウトとの付着特性が大きくは改善されない。 (4) In the prior art 4, the shape of the thermoplastic coating surface is changed. That is, although the rugged irregularities are provided on the surface, even if the grout enters these gaps, the folds are relatively easily deformed, so that the adhesive property with the grout is not significantly improved.
(5)従来技術5は、無機粉末からなる粉体被着層を防錆被覆層表面に設け、水硬性コンクリートの中に被覆PC鋼より線が埋め込まれたとき、無機粉末がペースト状になって固化することで付着特性が得られるものである。粉体被着層はダイスの中を押出して防錆被覆層表面に圧着させることで形成している。従って、粉体被着層表面にはほとんど凹凸を期待できず、無機粉体が防錆被覆層の中に埋設されると、付着特性の改善効果が小さい上、付着特性が不安定である。 (5) Prior art 5 provides a powder coating layer made of inorganic powder on the surface of the rust-preventive coating layer, and when the coated PC steel strand is embedded in hydraulic concrete, the inorganic powder becomes a paste. The adhesive property is obtained by solidification. The powder coating layer is formed by extruding through a die and pressing the rust-preventing coating layer surface. Therefore, almost no irregularities can be expected on the surface of the powder coating layer, and when the inorganic powder is embedded in the rust preventive coating layer, the effect of improving the adhesion characteristics is small and the adhesion characteristics are unstable.
(6)従来技術3〜5は、被覆する樹脂が熱可塑性樹脂で、特に耐食性の観点からポリエチレン樹脂が使用されることが多い。ポリエチレン樹脂を用いた場合、樹脂表面に固形物を付着させたり、表面に凹凸加工をしたとしてもポリエチレン樹脂そのものの変形能が高いため、グラウト中のPC鋼より線を緊張したとき、グラウトとPC鋼より線の間の界面にある樹脂が変形し易く、付着特性が劣ることがある。 (6) In the prior arts 3 to 5, the resin to be coated is a thermoplastic resin, and in particular, a polyethylene resin is often used from the viewpoint of corrosion resistance. When polyethylene resin is used, even if solid matter is adhered to the resin surface or the surface of the resin is roughened, the deformability of the polyethylene resin itself is high. The resin at the interface between the steel strands is easily deformed, and the adhesive properties may be poor.
従って、本発明の主目的は、コンクリートやグラウトとの付着性が良く、かつプラスチックやメタルのシースに対しては摩擦の小さい被覆PC鋼撚り線を提供することにある Accordingly, a main object of the present invention is to provide a coated PC steel stranded wire having good adhesion to concrete and grout, and having low friction against a plastic or metal sheath.
本発明は、コンクリートやグラウトとの好適な付着性と、プラスチックやメタルのシースに対する好適な摩擦条件とを規定することで上記の目的を達成する。 The present invention achieves the above objects by defining suitable adhesion to concrete or grout and suitable friction conditions for a plastic or metal sheath.
すなわち、本発明被覆PC鋼より線は、PC鋼より線と、その表面に形成された熱硬化性樹脂の被覆層と、被覆層から部分的に突出するように埋設された粒状体とを具え、プラスチックシース内またはメタルシース内に挿入される被覆PC鋼より線である。この被覆PC鋼より線とプラスチックシースまたはメタルシースとの摩擦係数λをλ≦0.004とすると共に、この被覆PC鋼より線とグラウトとの付着強度を裸のPC鋼より線とグラウトとの付着強度の90%以上とする。そして、前記粒状体は、全て75μm未満の粒子から構成する。 That is, the coated PC steel stranded wire of the present invention comprises a PC steel stranded wire, a thermosetting resin coating layer formed on the surface thereof, and a granular material embedded so as to partially protrude from the coating layer. Is a coated PC stranded wire inserted into a plastic sheath or metal sheath. The coefficient of friction λ between the coated PC steel strand and the plastic sheath or metal sheath is set to λ ≦ 0.004, and the adhesion strength between the coated PC steel strand and the grout is defined as the adhesion strength between the bare PC steel strand and the grout. 90% or more. And, the above-mentioned granular materials are all composed of particles smaller than 75 μm.
このような摩擦係数の限定と、付着強度の限定とを行うことで、シース内に被覆PC鋼より線を挿入しやすく、かつグラウトと高い付着力を得ることができ、信頼性の高いPC構造物やアンカーを構成することができる。 By limiting the friction coefficient and the adhesion strength in this way, it is easy to insert the coated PC stranded wire into the sheath, and it is possible to obtain a high adhesion force with grout, and a highly reliable PC structure Objects and anchors can be configured.
摩擦係数λをλ≦0.004としているのは、通常の構造物のプレストレス力を設計する場合の摩擦係数λの設計値(0.004)または通常のアンカー力を設計する場合の設計値(0.004)よりも小さくすることで緊張側の荷重をできるだけ低下させないで、固定側(定着長部側)へ伝えるためである。摩擦係数を求める際の具体的手法については、後の実施例において詳述する。 The friction coefficient λ is set to λ ≦ 0.004 from the design value (0.004) of the friction coefficient λ when designing the prestress force of a normal structure or the design value (0.004) when designing the normal anchor force. This is to reduce the load on the tension side to the fixed side (fixing length section side) without reducing the load as much as possible. A specific method for calculating the friction coefficient will be described in detail in Examples below.
橋梁のプレストレストコンクリート桁では部材の破壊耐力が裸のPC鋼より線の付着特性が確保されていることを前提に設計される。そのため、桁のコンクリート内に配置されたシースと被覆PC鋼より線との間に注入されるグラウトとの間の付着特性は、できれば裸のPC鋼より線の付着特性の100%以上、悪くとも90%以上の付着特性を確保すると言う限定を行った。 The prestressed concrete girder of the bridge is designed based on the premise that the fracture strength of the members is such that the adhesion properties of bare PC steel wires are secured. Therefore, the adhesive properties between the sheath placed in the concrete of the girder and the grout injected between the coated PC strands are preferably 100% or more of the adhesive properties of bare PC strands, at least There was a limitation of ensuring adhesion properties of 90% or more.
また、アンカーにおいては、アンカー定着長部から被覆PC鋼より線が抜けないように、通常、グラウトとPC鋼より線との付着力は裸のPC鋼より線の許容付着応力0.78MPa(8kgf/cm2)を基に設計されている。そのため、防食のために用いられる被覆PC鋼より線においても、できれば裸のPC鋼より線の付着特性の100%以上、悪くとも90%以上の付着特性を確保すると言う限定を行った。付着特性を評価する具体的手法については、後の実施例において詳述する。 In addition, in the anchor, the adhesive force between the grout and the PC steel stranded wire is usually set to the allowable adhesive stress of bare PC stranded wire 0.78 MPa (8 kgf / cm 2 ). For this reason, a limitation has been made that even coated PC steel strands used for corrosion protection should secure an adhesion property of at least 100%, and at least 90% or more, of the adhesion properties of bare PC steel strands. A specific method for evaluating the adhesion characteristics will be described in detail in Examples below.
以上の摩擦特性と付着特性は、熱硬化性樹脂の被覆層から部分的に突出するように埋設された粒状体の粒度分布を規定することで実現できる。以下、本発明被覆PC鋼より線の各構成について説明する。 The above-mentioned friction characteristics and adhesion characteristics can be realized by specifying the particle size distribution of the granular material embedded so as to partially protrude from the coating layer of the thermosetting resin. Hereinafter, each configuration of the coated PC steel strand of the present invention will be described.
本発明において粒状体の粒度分布は、全て75μm未満の粒子で構成する。この粒状体の大きさは、JISZ8801−1994「試験用ふるい」で規定されている網目の目開き寸法を基準としている。 In the present invention, the particle size distribution of all the granular materials is composed of particles smaller than 75 μm. The size of the granular material is based on the mesh size specified in JISZ8801-1994 “Test sieve”.
粒状体を全て75μm未満の粒子で構成することで、被覆PC鋼より線とメタルシース、プラスチックシースとの間の摩擦を摩擦係数λ(直線配置のときの摩擦係数)で≦0.004が得られる。橋梁のプレストレストコンクリート桁のコンクリート内に配置されたシースと挿入された被覆PC鋼より線との間の摩擦を、通常の構造物のプレストレス力を設計する場合の摩擦係数λの設計値(0.004)より小さくすることにより、緊張側の荷重をできるだけ低下させないで固定側へ伝えることができる。また、この粒度分布により、法面等で使用されるアンカーにおいても被覆PC鋼より線と自由長部を確保するために用いられるプラスチックシースとの間の摩擦を、通常のアンカー力を設計する場合の摩擦係数λの設計値(0.004)より小さくすることができ、緊張側の荷重をできるだけ低下させないで、アンカー定着長部に伝えることができる。 When all of the particles are composed of particles having a particle diameter of less than 75 μm, the friction between the coated PC steel strand and the metal sheath or the plastic sheath can be obtained with a friction coefficient λ (friction coefficient in a linear arrangement) of ≦ 0.004. The design value of the friction coefficient λ when designing the prestressing force of a normal structure is expressed by the friction between the sheath placed in the concrete of the prestressed concrete girder of the bridge and the inserted coated PC steel strand. ) By making it smaller, the load on the tension side can be transmitted to the fixed side without lowering as much as possible. In addition, due to this particle size distribution, even for anchors used on slopes, etc., the friction between the coated PC stranded wire and the plastic sheath used to secure the free length, when designing the normal anchor force Can be made smaller than the design value (0.004) of the friction coefficient λ, and the load on the tension side can be transmitted to the anchor anchoring length portion without reducing as much as possible.
摩擦係数λをより低減するには、粒度をより細粒にするとよい。例えば、53μm超75μm未満の粒子を含み、その含有量が80質量%以下とすることが挙げられる。また、通常のプレストレストコンクリート桁で使用されるメタルシース(例えば鋼弦機材(株)製の標準型シース”1000シース”)と裸のPC鋼より線との摩擦係数λ=0.0015〜0.0025程度を得るためには、粒度をさらに細粒にするとよい。即ち、粒度53μm以下を60質量%以上にすればよい。53μm以下の粒子の含有量は多い方が好ましく、より好ましくは80質量%以上とし、さらに好ましくは全て53μm以下の粒子で構成する。53μmを超える大きさの粒子を含有する場合、その粒子のサイズは75μm未満とする。 In order to further reduce the friction coefficient λ, the particle size should be made finer. For example, it includes particles having a particle size of more than 53 μm and less than 75 μm, and the content thereof is set to 80% by mass or less. In addition, a friction coefficient λ of about 0.0015 to 0.0025 between a metal sheath (eg, a standard sheath “1000 sheath” manufactured by Steel String Equipment Co., Ltd.) used in a normal prestressed concrete girder and a bare PC steel strand is obtained. For this purpose, the particle size may be further reduced. That is, the particle size of 53 μm or less may be set to 60% by mass or more. The content of particles having a particle size of 53 μm or less is preferably large, more preferably 80% by mass or more, and further preferably all particles having a particle size of 53 μm or less. If particles containing more than 53 μm are included, the size of the particles should be less than 75 μm.
この粒状体には、無機系の硬い粒子が好ましい。例えばSiO2,Al2O3,Fe2O3,MgOおよびCaOよりなる群から選択される1種以上が挙げられる。 As the granular material, inorganic hard particles are preferable. For example, at least one selected from the group consisting of SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MgO and CaO can be mentioned.
粒状体を被覆層に部分的に埋め込み、残部を突出させるには、PC鋼より線上に形成した被覆層の樹脂が硬化する前に粒状体を吹き付け、その後樹脂を硬化させることで実現できる。 Partial embedding of the granular material in the coating layer and protruding the remaining portion can be realized by spraying the granular material before the resin of the coating layer formed on the strand of PC steel is hardened, and thereafter hardening the resin.
一方、被覆層の材質には、熱硬化性樹脂を用いる。特に、PC鋼より線の緊張力に対して変形が追随し、かつ比較的硬い樹脂が好ましい。具体的にはエポキシ樹脂が挙げられる。 On the other hand, a thermosetting resin is used as the material of the coating layer. In particular, a resin whose deformation follows the tension of a PC steel strand and is relatively hard is preferable. A specific example is an epoxy resin.
被覆の形成方法は、粉体塗装または押出しが好適である。その場合、PC鋼より線のより目が被覆層の表面に現れるように形成することが付着力増加の点で望ましい。この被覆層は、PC鋼より線の外周に形成されていれば良いが、さらには各素線間の隙間にまで樹脂が充填されていることが防食上好ましい。素線間の隙間に樹脂を充填するには、PC鋼より線の撚りを一旦解いて粉体塗装を施してから撚りを戻したり、押出し被覆において溶融樹脂を加圧することにより実現できる。 The coating is preferably formed by powder coating or extrusion. In this case, it is desirable to form the strands of the PC steel strand so that the strands appear on the surface of the coating layer from the viewpoint of increasing the adhesive force. This coating layer may be formed on the outer periphery of the PC steel strand, but it is preferable from the viewpoint of corrosion prevention that the resin is filled up to the gap between the strands. Filling the gap between the strands with resin can be realized by untwisting the PC steel strand once, applying powder coating and then untwisting, or pressing the molten resin in extrusion coating.
被覆層の厚さは、粒状体が樹脂を貫いてPC鋼より線に達しないようにし、かつピンホールをなくして確実な防食を確保するため、0.2mm以上が好適である。 The thickness of the coating layer is preferably 0.2 mm or more in order to prevent the granular material from penetrating the resin to reach the strand of the PC steel and to eliminate pinholes to ensure reliable corrosion prevention.
以上説明したように、本発明被覆PC鋼より線によれば、被覆に付着させる粉粒体の粒度分布を限定することで、シースとの摩擦を小さくし、かつグラウトとの付着性を高めることができる。 As described above, according to the coated PC steel strand of the present invention, by limiting the particle size distribution of the granular material to be adhered to the coating, friction with the sheath is reduced, and adhesion with the grout is increased. Can be.
PC構造物のコンクリートや桁においては、これらの内部に配置されるメタルシース、プラスチックシースとか斜材の保護管内に注入されるグラウトとの付着特性に優れ、信頼性の高い構造物を得ることができる。また、シース並びに保護管内ヘケーブルを挿入するときの摩擦が小さく、容易に被覆PC鋼より線を挿入することができる。ケーブルの緊張時においてもシースとの摩擦が小さいため、緊張側の荷重をロスなく固定側に伝達することができる。 For concrete and girders of PC structures, it is possible to obtain highly reliable structures that have excellent adhesion properties to the metal sheath, plastic sheath, and grout injected into the protective tube of the diagonal material, which are placed inside these. it can. Further, the friction when inserting the cable into the sheath and the protective tube is small, and the coated PC stranded wire can be easily inserted. Even when the cable is tensioned, the friction with the sheath is small, so that the load on the tension side can be transmitted to the fixed side without loss.
アンカーにおいても同様のことが言える。削孔内に注入される定着長部のグラウトとの付着特性に優れ、かつ自由長部のためのメタルシース、プラスチックシースと摩擦が小さく、挿入容易で緊張時の緊張力伝達ロスが少ない。 The same is true for anchors. It has excellent adhesion characteristics to the grout of the fixing long part injected into the drilled hole, has little friction with the metal sheath and plastic sheath for the free long part, is easy to insert, and has little loss of tension transmission during tension.
従って、プレストレストコンクリート構造物、橋梁等における内ケーブル、外ケーブルまた斜張橋における斜材ケーブル、さらには法面補強等のアンカーにおけるケーブルに利用できる。 Therefore, it can be used as an inner cable, an outer cable in a prestressed concrete structure, a bridge or the like, a diagonal cable in a cable-stayed bridge, and a cable in an anchor such as a slope reinforcement.
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明被覆PC鋼より線の製造工程を示す説明図である。素線径が側線が5mm、中心線が5.2mmの素線7本を撚り合わせたφ15.2mmの裸のPC鋼より線を準備する。サプライ1より裸のPC鋼より線10を前処理装置2に供給し、リン酸による前処理を超音波をかけながら行なって表面を洗浄する。その後、裸のPC鋼より線10を加熱装置3に導入して250℃に加熱し、その後開撚を行い、そして塗装装置4に通してエポキシ樹脂による静電粉体塗装を行なう。続いて、閉撚を行い、その後、粒状体付着装置5に導入して硬化前の樹脂に粉状体を噴射し、粉状体の一部が埋設されて一部が突出した状態に付着させる。硬化を促進させるために、樹脂被覆されたPC鋼より線を再加熱装置6に導入して、PC鋼より線のより目が現れる程度に樹脂被覆を硬化させる。そして、被覆PC鋼より線11を冷却装置7導入してからリール8に巻き取る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is an explanatory view showing a manufacturing process of the coated PC steel strand of the present invention. Prepare a bare PC steel strand of 15.2 mm in diameter by twisting seven strands with a strand diameter of 5 mm and a center line of 5.2 mm. The bare PC steel strand 10 is supplied from the supply 1 to the
以上の工程により、図2に示すように、PC鋼より線20の素線の間にも樹脂が充填され、エポキシ樹脂21が硬化する前に所定の粒度分布をもつ粒状体22を部分的に埋設させ、残部が被覆層の表面から突出する被覆PC鋼より線を得る。
By the above process, as shown in FIG. 2, the resin is also filled between the strands of the PC steel stranded
粒状体はMgO、SiO2を主成分とする材料を用いた。75μm以上の粒子はすべて200μm以下の大きさである。この粒状体の粒度を変えた被覆PC鋼より線とシースとの間の摩擦試験とグラウトとの付着特性試験を行なった。シースとの摩擦試験には、図3に示すように、表面及び内面に凹凸がある波付きポリエチレンシース30(東拓工業(株)製主桁用ポリエチレンシース呼称φ35mm外径41mm、内径35mm)を用いた。
As the granular material, a material containing MgO and SiO 2 as main components was used. All particles larger than 75 μm are smaller than 200 μm. A friction test between the coated PC stranded wire and the sheath, and an adhesion property test with grout, in which the particle size of the granular material was changed, was performed. In the friction test with the sheath, as shown in FIG. 3, a
試験方法は、図4に示すように、ポリエチレンシース30を約20mのコンクリート板40の中にほぼ直線状に埋設し、コンクリートが硬化した後、シース内に被覆PC鋼より線41を挿入する。被覆PC鋼より線41の両端部には一対の支圧板が設けられると共に、支圧板42の間にそれぞれロードセル43が配置される。また、一端(緊張端)にはジャッキ44を装着し、他端(固定端)は定着具45で固定する。そして、一端からジャッキ44にて緊張した後、他端に荷重がどれだけ伝達されているかをロードセル43で測定し、これをもとに被覆PC鋼より線とシースとの摩擦係数を求めた。
In the test method, as shown in FIG. 4, a
この試験において、緊張したときに被覆PC鋼より線がシースと十分接触するようにするため、若干の曲率(R=2000m)を与えた配置とした。シース内での被覆PC鋼より線の断面を図5に示す。被覆PC鋼より線41は、シース30内で曲率の内側に偏って配置され、シース内面に接触している。
In this test, the arrangement was such that a slight curvature (R = 2000 m) was given so that the coated PC stranded wire could sufficiently contact the sheath when strained. The cross section of the coated PC strand in the sheath is shown in FIG. The coated PC stranded
P=Po×e−(μα+λl) P=固定端での荷重(kgf又はN)
Po=緊張端での荷重(kgf又はN)
l=緊張端と固定端までの長さ(m)
α=緊張端から固定端までの全角変化(rad.)
λ=長さ当りの摩擦係数(1/m)
μ=角度当りの摩擦係数(1/rad.)
P = Po × e − (μα + λl) P = Load at fixed end (kgf or N)
Po = Load at tension end (kgf or N)
l = Length from tension end to fixed end (m)
α = full angle change from tension end to fixed end (rad.)
λ = Friction coefficient per length (1 / m)
μ = coefficient of friction per angle (1 / rad.)
ここで摩擦係数μは被覆PC鋼より線が曲げ配置されているときのものであり、今回の試験ではほぼ直線状の配置のためμα=0とする。 Here, the friction coefficient μ is a value when the coated PC steel wire is bent and arranged, and in this test, μα = 0 because the wire is almost linear.
同様の試験方法により、シース内面が平滑なポリエチレンシースについてと、シース内面が凹になっている部分があるメタルシースについても、粉粒体の粒度分布が異なる幾つかの被覆PC鋼より線を用いて試験を行った。ポリエチレンシースは、JISK6761「一般用ポリエチレン管」呼び径30mmを用いた。メタルシースは、鋼弦機材(株)製標準型1000・シース呼び名1035を用いた。このメタルシースは、図6に示すように、幅6mmの環状突起を有する所定幅の鋼板を螺旋状に一定幅づつラップさせてパイプ状に形成している。図6における斜線部が鋼板同士がラッピングしている個所である。環状突起は周方向に対して傾きを持っている。環状突起の最大外径は38mm、突条を除いた部分の外径は35mmである。材質はJISG3141(冷間圧延鋼板)とした。 Using the same test method, several coated PC steel wires with different particle size distributions were used for polyethylene sheaths with a smooth inner sheath and metal sheaths with a concave inner sheath. The test was performed. As the polyethylene sheath, JISK6761 “general-purpose polyethylene pipe” having a nominal diameter of 30 mm was used. As the metal sheath, a standard type 1000, sheath name 1035, manufactured by Steel String Equipment Co., Ltd. was used. As shown in FIG. 6, the metal sheath is formed in a pipe shape by spirally wrapping a predetermined width of a steel plate having an annular projection with a width of 6 mm in a constant width. The hatched portion in FIG. 6 is a portion where the steel plates are wrapped. The annular projection has an inclination with respect to the circumferential direction. The maximum outer diameter of the annular projection is 38 mm, and the outer diameter of the portion excluding the ridge is 35 mm. The material was JISG3141 (cold rolled steel plate).
次に、グラウトとの付着試験は、日本コンクリート工学協会の「コンクリート引抜き試験方法」に準じた方法により行った。図7に示すように、20cm立方で、内部に内径16cmで、丸状の直径6mmの補強筋60が配置され、モルタル強度を25.7MPa(262kgf/cm2)にしたコンクリートブロック61内に被覆PC鋼より線62を固着する。この被覆PC鋼より線62を引抜き、そのときの荷重を測定し、これにより被覆PC鋼より線の付着強度を求めた。付着強度は引抜き時の最大荷重と被覆PC鋼より線端部が0.025mmすべり出す初滑荷重とで評価した。
Next, the adhesion test with the grout was performed by a method according to the “concrete pull-out test method” of the Japan Concrete Institute. As shown in FIG. 7, a 20 cm cubic, a reinforcing
これらの試験は比較材として裸のPC鋼より線と他の被覆PC鋼より線についても実施した。裸のPC鋼より線は、樹脂被覆がない点を除いて上記被覆PC鋼より線と同一成分、同一サイズ、同一素線数である。各比較材の構成を以下に示す。 These tests were also performed on bare PC strands and other coated PC strands as comparative materials. The bare PC stranded wire has the same components, the same size, and the same number of strands as the above-mentioned coated PC stranded wire except that there is no resin coating. The structure of each comparative material is shown below.
<比較材1>………図8φ15.2mmの裸のPC鋼より線70である。
<Comparative material 1>... FIG. 8 is a bare PC stranded
<比較材2>………図9(特公平3−28551号)
粉粒体を用いない被覆PC鋼より線である。φ15.2mmの裸のPC鋼より線80の表面にエポキシ樹脂の被覆層81を有する。被覆層は、裸のPC鋼より線80のより目が現れるように形成され、粒状体は埋設されていない。各素線間の隙間にも樹脂が充填されている。
<
This is a coated PC stranded wire that does not use granular materials. A
<比較材3>………図10(特公平3−28551号)
粉粒体を用いたの被覆PC鋼より線である。φ15.2mm裸のPC鋼より線90の表面にエポキシ樹脂の被覆層91を有する。被覆層91は、裸のPC鋼より線のより目が現れるように形成され、粒状体62が部分的に突出するように埋設されている。粒状体の粒度分布は約70〜200μmである。各素線間の隙間にも樹脂が充填されている。
<Comparative material 3> Fig. 10 (Japanese Patent Publication No. 3-28551)
It is a coated PC steel stranded wire using granular material. A
<比較材4>………図11(特開平8−42062号)
ヒダ付きの被覆PC鋼より線である。φ15.2mmの裸のPC鋼より線100を360℃に加熱した後、接着性の良好なポリエチレンを圧力をかけながら押出し加工し、被覆膜厚が0.1mm程度になるように、かつより目が表われるようにダイスを通過させる。その後、さらに高密度ポリエチレンを押出し加工により被覆し、膜厚を0.4mm程度にする。最後の押出し加工時、被覆表面にPC鋼より線の軸方向とは角度のもったひだ状の凹凸ができるようにダイスを通してヒダ付き被覆層101を形成する。
<Comparative material 4>... FIG. 11 (JP-A-8-42062)
It is a coated PC steel strand with a fold. After heating a bare PC stranded wire with a diameter of 15.2 mm to 360 ° C, extruding polyethylene with good adhesiveness while applying pressure, so that the coating film thickness is about 0.1 mm, and Pass the dice so that appears. Thereafter, a high-density polyethylene is further coated by extrusion to make the film thickness about 0.4 mm. At the time of the last extrusion process, the
粉粒体の粒度分布、摩擦係数ならびに付着特性試験の結果を表1に示す。 Table 1 shows the particle size distribution of the powder, the coefficient of friction, and the results of the adhesion property test.
この結果から付着特性については、粒状体が埋設されているものに対しては、初滑荷重、最大荷重共に裸のPC鋼より線の90%以上を満足する。 From these results, regarding the adhesion characteristics, the initial sliding load and the maximum load satisfy 90% or more of the bare PC steel stranded wire when the granular material is embedded.
摩擦係数については、以下のことが明らかになった。
(1)全て75μm未満の粒子とすることでλ≦0.004を満足する。
(2)53μm以下の粒状体が60質量%以上になると裸のPC鋼より線とほぼ同等のλ≦0.0025を満足する。
(3)20μm以下のサイズの粒状体が大半であっても十分な付着強度は得られる。
Regarding the coefficient of friction, the following became clear.
(1) When all particles are smaller than 75 μm, λ ≦ 0.004 is satisfied.
(2) When the particle size of 53 μm or less is 60% by mass or more, λ ≦ 0.0025 which is almost equivalent to that of bare PC steel strand is satisfied.
(3) Sufficient adhesion strength can be obtained even if most of the particles have a size of 20 μm or less.
本発明被覆PC鋼より線は、プレストレストコンクリート構造物、橋梁等における内ケーブル、外ケーブルまた斜張橋における斜材ケーブル、さらには法面補強等のアンカーにおけるケーブルに利用できる。 The coated PC steel strand of the present invention can be used as an inner cable, an outer cable in a prestressed concrete structure, a bridge or the like, a diagonal cable in a cable-stayed bridge, and a cable in an anchor such as a slope reinforcement.
1 サプライ
2 前処理装置
3 加熱装置
4 塗装装置
5 粒状体付着装置
6 再加熱装置
7 冷却装置
8 リール
10 裸のPC鋼より線線
11 被覆PC鋼より線
20 PC鋼より線
21 エポキシ樹脂
22 粒状体
30 ポリエチレンシース
40 コンクリート板
41 被覆PC鋼より線
42 支圧板
43 ロードセル
44 ジャッキ
45 定着具
60 補強筋
61 コンクリートブロック
62 被覆PC鋼より線
70 裸のPC鋼より線
80 裸のPC鋼より線
81 被覆層
90 裸のPC鋼より線
91 被覆層
100 裸のPC鋼より線
101 ヒダ付き被覆層
110 削孔
111 PC鋼より線
112 グラウト
113 台座
114 支圧板
115 定着具
120 桁
121 シース
122 PC鋼より線
123 グラウト
1 Supply
2 Pretreatment device
3 Heating device
4 Painting equipment
5 Granular material adhesion device
6 Reheating device
7 Cooling system
8 reel
10 bare PC stranded wire
11 Coated PC steel strand
20 PC steel strand
21 Epoxy resin
22 granular material
30 polyethylene sheath
40 concrete board
41 Coated PC steel strand
42 Support plate
43 load cell
44 Jack
45 Fixing tool
60 Reinforcing bars
61 Concrete block
62 Coated PC steel strand
70 bare PC steel strand
80 bare PC strand
81 Coating layer
90 bare PC steel strand
91 Coating layer
100 bare PC steel strand
101 Coated layer with folds
110 drilling
111 PC steel strand
112 grout
113 pedestal
114 Support plate
115 Fixing Tool
120 digits
121 sheath
122 PC strand
123 grout
Claims (4)
前記粒状体は、全て75μm未満の粒子から構成され、
この被覆PC鋼より線とプラスチックシースまたはメタルシースとの摩擦係数λがλ≦0.004であり、
この被覆PC鋼より線とグラウトとの付着強度が、裸のPC鋼より線とグラウトとの付着強度の90%以上であることを特徴とする被覆PC鋼より線。 It comprises a PC steel stranded wire, a thermosetting resin coating layer formed on its surface, and a granular material buried so as to partially protrude from the coating layer, and inserted into a plastic sheath or a metal sheath. Coated PC steel strand,
The granules are all composed of particles smaller than 75 μm,
The coefficient of friction λ between the coated PC steel strand and the plastic sheath or metal sheath is λ ≦ 0.004,
A coated PC steel wire characterized in that the bonding strength between the coated PC steel wire and the grout is 90% or more of the bonding strength between the bare PC steel wire and the grout.
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