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JP2733739B2 - 高付着・高強度異形棒鋼 - Google Patents

高付着・高強度異形棒鋼

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JP2733739B2
JP2733739B2 JP11340494A JP11340494A JP2733739B2 JP 2733739 B2 JP2733739 B2 JP 2733739B2 JP 11340494 A JP11340494 A JP 11340494A JP 11340494 A JP11340494 A JP 11340494A JP 2733739 B2 JP2733739 B2 JP 2733739B2
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steel bar
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行雄 村山
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Koshuha Netsuren KK
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、土木.建築コンクリー
ト用鉄筋、あるいはプレストレス・コンクリート用鋼材
としての主筋並びに補助筋、その他アースアンカーな
ど、転造ねじ加工、或いはクロスワイヤ溶接して使用さ
れ、かつコンクリートとの付着強度が必要とされる高強
度異形棒鋼に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のコンクリート用異形棒鋼は、図8
の熱圧異形棒鋼1のように棒鋼の表面に熱間圧延により
一定間隔に突起状の節11をつけて、コンクリートとの
付着強度を増したものが使用されている。
【0003】しかしながら、これらの熱間圧延のままの
異形棒鋼は、突起の高さが大きくコンクリートの付着力
は大きいが熱間圧延のため真円度が良くなく、かつ上下
圧延ロールの隙間をとるため圧延方向に2本のリブ12
が発生し、圧延のままでは端末のねじ転造加工が困難で
あり、またクロスワイヤ溶接の際の電極の接触不良によ
り溶接性が悪く、さらにコイル材を直線材とする場合の
矯正ロールによる矯正や、送りローラによる連続送りの
取扱が困難等の欠点があった。とくに熱処理したプレス
トレス・コンクリート用鋼材などの高強度異形棒鋼で
は、鋼材の硬さが高いために真円度が悪いとそのままね
じ転造加工は不可能であり、ねじ下切削加工を行ったう
えでねじ転造加工を行わなければならなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、熱間
圧延で節を付して異形加工した熱圧異形棒鋼に、さらに
軽度の伸線加工を行い、コンクリート鋼棒断面の真円度
を向上させ、ねじ転造などの二次加工を容易にさせ、施
行時の溶接作業性などを向上させた高付着・高強度異形
棒鋼を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、熱間圧延により外径に螺旋状突起を有す
る節圧延加工されたコンクリート用異形棒鋼または線材
の素材を前記熱間圧延の節の高さがもとの節が残るよう
な減面率で真円加工した後、焼入れ、焼もどしの熱処理
を施したことを特徴とする高付着・高強度異形棒鋼を提
供する。
【0006】また、重量比でC:0.1〜0.6%、S
i:0.15〜2.00%、Mn:0.6〜2.00
%、Cr:0.6%以下を含み残部が鉄及び不可避不純
物よりなる5〜50mm径の鋼棒または線材で、引張強
さ930N/mm2 以上、降伏点785N/mm2 以上
に熱処理を施したことを特徴とする前記記載の高付着・
高強度異形棒鋼を提供する。
【0007】
【作用】本発明の構成において、熱間圧延により外径に
螺旋状突起を有する節圧延加工されたコンクリート用異
形棒鋼または線材を用いたのは、熱間圧延のままでは真
円度が悪いが、すでに素材において節を有するので後の
工程を低減することができ容易に高いコンクリート付着
力を有する異形棒鋼が得られるからである。また、前記
熱間圧延の節の高さをどの程度残すかは、異形棒鋼の基
準径、節の高さとダイスの内径で定まるが、高いコンク
リート付着力を得るためには、真円度が達成される最小
限の減面率の加工に止めて熱間圧延の節の高さをできる
だけ残すことが望ましい。本発明は実験の結果からは、
もとの節の高さの40パーセント以上残る減面率で真円
加工することが望ましい。また、焼入れ、焼もどしの熱
処理をすることは所要の機械的強度を得るためである。
【0008】異形棒鋼の素材の成分を限定したのは以下
の理由によるものである。Cを重量比で0.1〜0.6
%としたのは、0.1%以下では焼入れにより所要の強
度が得られず、0.6%以上では、靭性が低下するから
である。また、Siは高温リレラクゼーションを低減す
るのに有効な成分であり、Si量を0.15〜2.00
%、とするのは0.15%以下では高温リレラクゼーシ
ョンの低減効果が得られず、2.00%以上では靭性が
低下するからである。Mn量を0.6〜2.00%とす
るのは、焼入れ性の向上のためであり、0.6%以下で
は効果が不十分で、2.00%以上では焼入れ後の残留
オーステナイトが増すからである。Crは焼入れ性を増
し焼もどし抵抗を大きくするが、Cr量0.6%以上は
経済的に不利であり、また小径の棒鋼ではCrを添加し
なくても所要の性質が得られるからである。
【0009】寸法を5〜50mm径に限定するのは通常
コンクリート用高強度異形棒鋼として用いられる範囲だ
からである。また強度を引張強さ930N/mm2
上、降伏点785N/mm2 以上に熱処理するのはプレ
ストレス用棒鋼に要求される強度を得るためである。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例について具体的に説
明する。図2は本発明の高付着・高強度異形棒鋼(以下
単に高強度異形棒鋼という)の製造工程を示す図であ
る。図2において、素材はコイル状に巻かれた図8の形
状の熱間圧延異形棒鋼または線材(以下単に熱圧異形棒
鋼という)を使用し、次の脱スケール工程において、多
ロール矯正機などを通して表面のスケールが除かれる。
次に引抜き工程において、所定の丸ダイスにより冷間で
引抜きを行う。ついで焼入れ工程において、高周波誘導
加熱手段または直接通電手段により連続的に焼入れ温度
まで加熱され水冷により急冷して焼き入れされる。その
後、焼もどし工程において、同様に高周波誘導加熱手段
または直接通電手段により連続的に焼もどし温度まで加
熱し焼もどしされて急冷される。そして、加工工程にお
いて線材はコイル化され、棒材は直線のまま定尺に切
断、ねじ加工などされて検査工程を経て成品として出荷
される。
【0011】本実施例では、素材として図8に示す形状
の右捩じれ約30度の螺旋状突起の節を有するJIS3
112に規定する公称直径9.53mmの呼び名D10
の熱圧異形棒鋼を使用した。その熱圧異形棒鋼の化学成
分を表1に示す。
【0012】
【表1】
【0013】また、その断面形状を図3に示す。即ち図
3において、棒鋼の胴部径は8.85〜8.90φm
m、リブの高さは0.36〜0.38mm,節の高さは
0.58〜0.63mmであった。
【0014】この熱圧異形棒鋼を、内径9.10mmφ
の丸ダイスを用いて冷間で引抜き加工を行った。引抜き
加工後の棒鋼の断面を図4に示す。図のように胴部径は
素材と変わらないがリブ12の高さは0.24〜0.2
8mmになり、もとの高さの63〜78%に、節11の
高さは0.25〜0.30mmになり、もとの高さの4
0〜52%になった。その外観を図1に示す。図のよう
に引抜き異形棒鋼2は節11、リブ12の頂点がやや平
たくなっている。これにより熱圧異形棒鋼に比し節の高
さが低下し、コンクリートの付着力は若干減少したが、
真円度が向上しねじ転造性などが改善された。
【0015】上記引き抜き加工した異形棒鋼のコンクリ
ートとの付着強度試験を、「日本コンクリート工学協会
の方法(案)」に基づいて行った。供試体は図5に示
す。図において、供試体4は、10cm立方のコンクリ
ート立方体5の中心に試験材の異形棒鋼7を配置し、そ
のまわりに巻径8cm,螺旋ピッチa=4cmの6mm
φ径の鉄筋6(端部は水平に1.5巻とし0.5巻は捨
巻とした)を配筋した。また、コンクリートは横打ち
(棒鋼を水平に配筋する)とし、コンクリートの品質は
下記とした。 材令 28日 養生条件 14〜24°C水中養生 コンクリート強度 σc300±30kgf/cm2 スランプ 8±2cm、とした。 試験は、30t引張試験機を使用し図6の方法により行
った。図において、引張試験機の固定部の受台41の上
に球面座42、座金43を介して供試体4を載せクラン
プ44により試験異形棒鋼7に矢印Pの方向に引抜力を
かけた。そして、試験異形棒鋼7の滑り量をダイヤルゲ
ージ45で測定し、増幅器46を介してXYレコーダ4
7により滑り量と引抜き力の関係を記録した。
【0016】その試験結果を図7及び表2に示す。図7
において、縦軸は引抜き力(KN)、横軸は滑り量(m
m)を示す。曲線Aは圧延のままの熱圧異形棒鋼、曲線
Bは本発明の引抜き異形棒鋼、また曲線Cは比較材の
9.2mmウルボン(10φ溝付き引抜き材、ウルボン
は高周波熱錬株式会社の登録商標)の引抜き力ー滑り線
図を示す。表2は、図7の結果から滑り量、0.05m
m,0.1mm,0.25mm及び平均値と最大付着力
を表示したものである。表2及び図7の結果から熱圧異
形棒鋼を引抜き加工すると、節の高さが減少することに
より最大付着力が36.8KNから26.5KNに低下
するが、なお比較材のウルボンよりは付着力は大きく、
使用上十分な付着強度が得られた。
【0017】
【表2】
【0018】次に前記引抜きした異形棒鋼を図10に示
す連続焼入れ焼もどし装置30を使用して熱処理を行っ
た。図10において、前記引抜き加工された異形棒鋼の
素材Wはピンチロール31、縦段矯正ロール32、横段
矯正ロール33、ピンチロール34を介して連続的に送
り出され、焼入れ用高周波誘導加熱コイル35で920
°Cの焼き入れ温度まで加熱され、水冷ジャケット36
で急冷されて焼入れされる。次いで焼もどし用高周波誘
導加熱コイル37で370〜380°Cの焼戻し温度に
加熱された後、水冷ジャケット38により急冷されピン
チロール39で送り出される。
【0019】熱処理後の異形棒鋼の機械的性質を表3に
示す。熱処理によって機械的強度が向上し、溝なし異形
棒鋼、溝付き異形棒鋼のいずれも表に示すようにJIS
G3109規格の降伏点荷重、引張荷重、破断伸び、
絞りを満足している。
【0020】
【表3】
【0021】この異形棒鋼成品を高周波熱錬株式会社製
RL23型転造機を使用してねじ転造試験を行った。そ
の結果を表4に示す。溝なし異形棒鋼、溝付き異形棒鋼
のいずれもJIS B 0221の規格値を満足する結
果が得られた。なお、熱圧異形棒鋼素材のままでは真円
度が悪くてねじ転造ができなかったが本実施例の成品で
は何等問題なくねじ転造できた。
【0022】
【表4】
【0023】次に、この異形棒鋼を高周波熱錬(株)社
製FP11型圧造機を用いて図9のような形状に頭部を
圧造し、引張り試験を行った。その結果を表5に示す。
いずれも規定の引張り強度を示し、すべて母材部で正常
な破断をした。したがって頭部成型加工も通常の条件で
行えることが示された。
【0024】
【表5】
【0025】本実施例ではJIS G 3112の規格
のD10の異形棒鋼について示したがもとより同規格の
D6〜51にも適用できることはいうまでもない。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、真
円度の悪い熱間圧延異形棒鋼の節やリブが引抜き加工に
より潰されて真円度が向上するので、熱間圧延材のまま
では真円度が悪くて、ねじ下切削加工を行わなければね
じ転造加工が不可能な欠点が改善されてねじ転造加工が
容易となり、またクロスワイヤ溶接の際の電極の接触が
良好になるので溶接が容易になり、現場での取扱性が改
善され作業能率が向上する。さらに、熱間圧延材のまま
ではコイル材から直線材とする場合の矯正ロールによる
矯正が困難な点が改善されて取扱が容易になる。
【0027】さらに、望ましくは熱間圧延材のもとの節
の螺旋状突起の高さの40パーセント以上の節を残すこ
とによりコンクリートの付着力を使用上十分な値に維持
することができる。
【0028】また、素材の成分を重量比でC:0.1〜
0.6%、Si:0.15〜2.00%、Mn:0.6
〜2.00%、Cr:0.6%以下を含み残部が鉄及び
不可避不純物よりなるものに限定すれば、規格値の強度
が容易に得られるので高強度異形棒鋼使用のの安全性が
増す。
【0029】また熱圧異形棒鋼素材をそのまま使用する
ことができるため、量産が容易である利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の高付着・高強度異形棒鋼の外観
図である。
【図2】本発明の実施例の製造工程図である。
【図3】本発明の実施例の熱圧異形棒鋼素材の断面図で
ある。
【図4】本発明の実施例のダイスで引抜きした異形棒鋼
の断面図である。
【図5】本発明の実施例のコンクリート付着強度試験の
供試体の断面図である。
【図6】本発明の実施例のコンクリート付着強度試験の
試験装置の概念図である。
【図7】本発明の実施例のコンクリート付着強度試験の
試験結果を示すグラフである。
【図8】素材の熱間圧延異形棒鋼の外観図である。
【図9】本発明の実施例の高付着・高強度異形棒鋼の頭
部圧造加工の形状を示す図である。
【図10】本発明の実施例に使用した連続焼き入れ焼戻
し装置の概念図である。
【符号の説明】
1 熱間圧延異形棒鋼素材 2 引抜き異形棒鋼 4 付着強度試験の供試体 5 コンクリート立方体 6 配筋 7 試験棒鋼 11 節 12 リブ 30 連続焼入れ・焼もどし装置 31 フィードローラ 32 横ロール矯正機 33 縦ロール矯正機 34 フィードローラ 35 高周波加熱コイル 36 水冷ジャケット 37 高周波加熱コイル 38 水冷ジャケット 39 フィードローラ 41 受け台 42 球面座金 44 クランプ 45 ダイヤルゲージ 46 増幅器 47 XYレコーダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C21D 9/28 C21D 9/28 A C22C 38/00 301 C22C 38/00 301Y 38/18 38/18 E04C 5/03

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱間圧延により外径に螺旋状突起を有す
    る節圧延加工されたコンクリート用異形棒鋼または線材
    の素材を前記熱間圧延の節が残るような減面率で真円加
    工した後、焼入れ・焼もどし熱処理を施したことを特徴
    とする高付着・高強度異形棒鋼。
  2. 【請求項2】 重量比でC:0.1〜0.6%、Si:
    0.15〜2.00%、Mn:0.6〜2.00%、C
    r:0.6%以下を含み残部が鉄及び不可避不純物より
    なる5〜50mm径の鋼棒または線材で、引張強さ93
    0N/mm2以上、降伏点785N/mm2 以上に熱処
    理を施したことを特徴とする請求項1に記載の高付着・
    高強度異形棒鋼。
JP11340494A 1994-05-02 1994-05-02 高付着・高強度異形棒鋼 Expired - Fee Related JP2733739B2 (ja)

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