プレグラウトＰＣ鋼材及びその製造方法
【課題】硬化剤や硬化促進剤のような硬化性組成物は室温での硬化期間が長く、適用できる箇所や対象が限定され、湿気硬化型の塗布組成物では、橋梁等における使用条件の発熱や、外気温等の外的要因、十分な付着応力度、施工後短期間で開始の際プレグラウト鋼材の使用不可等の種々の問題を、発熱体による加熱促進作用により一挙に解決し得るプレグラウトＰＣ鋼材を得る事である。
【解決手段】この発明のプレグラウトＰＣ鋼材Ａは、複数のＰＣ鋼線材１ａ、１ｂからなるＰＣ鋼材１と、その外周に介在する樹脂組成物層２と、さらにその外側を囲む外皮層３とからなり、上記樹脂組成物層２中又は樹脂組成物層２の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体４を設けたプレグラウトＰＣ鋼材の構成とし、発熱体４による加熱促進作用により上記外的要因や使用時期的な条件のいずれにも発熱体４への通電により樹脂組成物層２を硬化促進させることにより対応できるようにしたものである。
【解決手段】この発明のプレグラウトＰＣ鋼材Ａは、複数のＰＣ鋼線材１ａ、１ｂからなるＰＣ鋼材１と、その外周に介在する樹脂組成物層２と、さらにその外側を囲む外皮層３とからなり、上記樹脂組成物層２中又は樹脂組成物層２の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体４を設けたプレグラウトＰＣ鋼材の構成とし、発熱体４による加熱促進作用により上記外的要因や使用時期的な条件のいずれにも発熱体４への通電により樹脂組成物層２を硬化促進させることにより対応できるようにしたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＰＣ鋼材等の表面に防錆、防食、及びコンクリートとの一体化のため塗布組成物を塗布した緊張材として、プレストレストコンクリート（ＰＣ）を製造するポストテンション工法において用いられ、ＰＣ橋や各種建造物等に使用されるプレグラウトＰＣ鋼材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレストレストコンクリートは、ＰＣ鋼材と呼ばれるピアノ線などの高強度の鋼材を用い、このＰＣ鋼材に張力を与えて緊張させた後にコンクリートを固定すると、引っ張られていたＰＣ鋼材は元に戻ろうとし、コンクリートに圧縮力を与えて形成されるものであり、そのプレストレスの導入方法は、コンクリートを打設する前（プレ）に緊張するプレテンション方式と、打設した後（ポスト）に緊張するポストテンション方式とがある。後者の従来のポストテンション工法では、コンクリート打設前にコンクリート内に金属製シースを埋設しておき、このシース中にＰＣ鋼材（ＰＣ鋼線，ＰＣ鋼撚線，ＰＣ鋼棒等）等の緊張材を挿入する。
【０００３】
そして、コンクリートの硬化後に緊張材を緊張させ、最後に緊張材の防食並びに緊張材とコンクリートの一体化のために、セメントミルクなどのグラウト材をシースと緊張材との間に注入するグラウト作業を行っている。しかし、この方法では、セメントミルクなどを注入するグラウト作業が煩雑で、多くの労力と時間がかかり、コストアップの要因となり、しかも注入が不完全になり易く、緊張材が発錆することもある。このため、あらかじめグラウト材をＰＣ鋼材に塗布し、現場でのグラウト作業を不要とするプレグラウトＰＣ鋼材が注目されている。
【０００４】
プレグラウトＰＣ鋼材は、ＰＣ橋などの橋梁部材として国内各地の種々の橋や、建造物等に対して用いられており、コンクリートとの一体化の機能に優れ、かつ現場でのグラウト作業を省略することが出来るため、コスト削減に寄与する材料として注目されている。プレグラウトＰＣ鋼材に用いられる塗布組成物の例として、特許文献１の「プレストレストコンクリート緊張材用塗布材料」が知られている。この塗布材料は、主成分となるエポキシ樹脂と、ジシアンジアミド等の常温で化学的硬化を進める潜在的硬化剤とを含む硬化性組成物をプレストレストコンクリート緊張材用塗布材料として提案されている。
【０００５】
この硬化性組成物を用いれば、グラウト作業を行うことなく緊張材の完全防食が可能とされ、この方法では、緊張材を緊張するまでは硬化せず、コンクリートに緊張定着後、常温で硬化するように硬化剤の種類と量を調整したエポキシ樹脂（硬化性組成物）を塗布し、コンクリート硬化後、エポキシ樹脂が硬化する前に緊張する。このとき、エポキシ樹脂が液状であるため緊張が可能であり、緊張後には常温で徐々にエポキシ樹脂が硬化し、最終的に緊張材をコンクリートと一体化すると共に完全に防食する。緊張材にエポキシ樹脂を塗布した後、必要に応じて樹脂シースにより塗布面を被覆することが出来る。この場合、エポキシ樹脂が硬化すると、緊張材は樹脂シースを介してコンクリートと一体化する。
【０００６】
他の塗布組成物の例として、特許文献２の「プレストレストコンクリート緊張材用硬化性組成物及び緊張材」が知られている。この塗布材料は、湿気により硬化が開始する湿気硬化型硬化剤を用いることにより、常温で数ヶ月〜２年間で硬化し、なおかつ１００℃近い高温でも反応せず、長時間未硬化状態を維持することが出来るというものである。しかし、上記特許文献１の塗布組成物は、コンクリート打設後コンクリートが硬化時に発熱するため、コンクリート構造体の大きさや形状によっては、１００℃近くの高温になる場合がある。
【０００７】
しかし、このような高温で硬化せず、なおかつ常温での硬化性を保持するように、エポキシ樹脂の配合処方を調整することは、きわめて困難であった。従来の硬化性組成物は、室温では長期間安定であるが、１００℃近くの高温になると、急激に反応が進んでしまう。緊張材に塗布した硬化性組成物がコンクリート硬化時の発熱により早期硬化すると、コンクリート硬化後に緊張材を緊張させることが出来なくなる。一方、硬化剤や硬化促進剤の添加量を少なくすれば、硬化性組成物の高温での早期硬化を防ぐことが出来るものの、室温での硬化期間が極端に長くなってしまう。従って、従来の硬化性組成物を用いるプレストレストコンクリートのポストテンションは、適用できる箇所や対象が限定されるという問題がある。
【０００８】
特許文献２の湿気硬化型の塗布組成物は、橋梁等において設置場所、施工時期、コンクリートサイズ、コンクリート種類等がさまざまであり、コンクリート打設後の発熱や、外気温等の硬化に影響する外的要因がケースバイケースであるため、湿気硬化型を用いた場合でも、コンクリートとＰＣ鋼材との２Ｎ/ｍｍ2を超える十分な付着応力度を要求され、かつ施工後短期間（例えば半年後）で供用を開始する際には、プレグラウト鋼材を使用できない。
【特許文献１】特公平８−１１７９１号公報
【特許文献２】特開２０００−２８１９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、上記の問題に留意して、硬化剤や硬化促進剤のような硬化性組成物は室温での硬化期間が極端に長くなり、適用できる箇所や対象が限定される、あるいは湿気硬化型の塗布組成物では、橋梁等における使用条件の発熱や、外気温等の硬化に影響する外的要因がケースバイケースであり、コンクリートとＰＣ鋼材との十分な付着応力度を要求され、かつ施工後短期間（例えば半年後）で供用を開始する際には、プレグラウト鋼材を使用できないという種々の問題を、発熱体による加熱促進作用により一挙に解決し得るプレグラウトＰＣ鋼材及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、上記の課題を解決する手段として、複数のＰＣ鋼線材からなるＰＣ鋼材と、その外周に介在する樹脂組成物層と、さらにその外側を囲む外皮層とを有するプレグラウトＰＣ鋼材において、上記樹脂組成物層中又は樹脂組成物層の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体を設けたプレグラウトＰＣ鋼材の構成としたのである。
この場合、上記構成のプレグラウトＰＣ鋼材では、上記樹脂組成物層中又はその表面に円周上の所定の間隔で複数の発熱体を配設するのが好ましい。又、前記発熱体はニクロム線による発熱線条材とするのがよい。
【００１１】
上記構成のプレグラウトＰＣ鋼材は、上記樹脂組成物層中又は樹脂組成物層の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体を設けたから、適用できる箇所や対象が限定される、硬化期間が極端に長くなるなどの種々の条件からプレグラウトＰＣ鋼材を使用できない場合でも、発熱体を設けることにより、適用箇所の限定や硬化期間の条件からの制約がある場合であっても、急速な加熱硬化により自由にそれらの条件や制約に対応できる。このような通電による加熱作用を加えるのは、エポキシの硬化が発熱反応であることから、プレグラウトＰＣ鋼材の断面内の一箇所で急速に硬化を開始すると、その周辺のある程度の範囲の硬化が加速されることを見出したからである。
【００１２】
この現象を利用するために所定径の円周上に所定間隔に配置された複数の発熱体をプレグラウトＰＣ鋼材の断面内に配置し、それぞれの発熱体の周辺で急速な加熱による硬化を生じさせ、この硬化反応で生じた反応熱がさらに周囲に伝熱され、連鎖的に反応を加速させるためである。この連鎖反応は、あまり広い範囲にまで伝わることはないが、上記特開２０００−２８１９６７号公報、特開２００２―６０４６５号公報の「プレストレスト緊張材用硬化性組成物」等の硬化性組成物を用いた場合、円周上で数十ｍｍ間隔程度に１本配置すれば十分な硬化加速効果が得られる。従って、これにより断面全体で加熱硬化の促進を行うようにしたのである。
【００１３】
又、上記課題を解決する他の手段として、複数のＰＣ鋼線材の外周に樹脂組成物層を介在させ、上記樹脂組成物層中又は樹脂組成物層の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体を設け、さらにその外側を外皮層で囲み、発熱体へ通電することにより樹脂組成物層を硬化させ、通電後６ヶ月以内に樹脂組成物層のショアＤ硬度が２０Ｄ以上と成るように樹脂組成物層の硬化剤の混合割合を設定するようにしたプレグラウトＰＣ鋼材の製造方法を採用することが出来る。
【００１４】
上記のプレグラウトＰＣ鋼材の製造方法を採用することにより、所望の機能を有するプレグラウトＰＣ鋼材を得ることが出来る。そして、通電後６ヶ月以内に樹脂組成物層のショアＤ硬度が２０Ｄ以上とすると、コンクリートと鋼材との間に十分な付着強度を生じせしめるに必要十分な樹脂の硬さとなり、このような樹脂硬度となるように樹脂組成物層の硬化剤の混合割合を予め設定することにより国内の殆どの橋梁に関しては、使用開始前にコンクリートと鋼材を一体化させることが出来る。
【発明の効果】
【００１５】
この発明のプレグラウトＰＣ鋼材は、複数のＰＣ鋼線材からなるＰＣ鋼材、その外周に介在する樹脂組成物層、さらにその外側を囲む外皮層を有し、上記樹脂組成物層中又は樹脂組成物層の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体を設けた構成としたから、硬化性組成物は硬化期間が極端に長くなり、適用できる箇所や対象が限定される、湿気硬化型の塗布組成物では、橋梁等における使用条件の発熱や、外気温等の硬化に影響する外的要因、十分な付着応力度、施工後短期間で供用を開始する際には、プレグラウト鋼材を使用できないという種々の問題を、発熱体による加熱促進作用により上記外的要因や使用時期的な条件のいずれにも発熱体の通電により樹脂組成物層を硬化促進させることにより対応できるという効果が得られる。
【００１６】
又、プレグラウトＰＣ鋼材の製造方法の発明では、複数のＰＣ鋼線材の外周に樹脂組成物層を介在させ、上記樹脂組成物層中又は樹脂組成物層の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体を設け、その外側を外皮層で囲み、発熱体へ通電することにより樹脂組成物層を硬化させ、通電後６ヶ月以内に樹脂組成物層のショアＤ硬度が２０Ｄ以上と成るように樹脂組成物層の硬化剤の混合割合を設定するようにしたから、発熱体による加熱促進作用により上記外的要因や使用時期的な条件のいずれにも発熱体の通電により樹脂組成物層を硬化促進させることにより対応できるプレグラウトＰＣ鋼材が得られるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は実施形態のプレグラウトＰＣ鋼材の（ａ）外観斜視図、（ｂ）断面図である。図示のように、この実施形態のプレグラウトＰＣ鋼材Ａは、断面視では複数（図示の例では７本）のＰＣ鋼撚り線材を用いたＰＣ鋼材１を中心とし、このＰＣ鋼材１の外周に樹脂組成物層２を介在させ、さらにその周りを外皮層３で囲んで形成されている。そして、ＰＣ鋼撚り線材は、中心のＰＣ鋼線材１ａの周りを複数のＰＣ鋼撚り線材１ｂで囲み、かつ長さ方向に撚り合わせてＰＣ鋼材１を形成し、ＰＣ鋼材１と外皮層３との間の樹脂組成物層２内又はこの樹脂組成物層２の外周付近に複数本の発熱体４が配設されている。
【００１８】
ＰＣ鋼材１は、ＰＣ鋼線材１ａ、ＰＣ鋼撚り線材１ｂの鋼線材としてＰＣ鋼材用素線を用い、例えば素線径５ｍｍφ、強度レベル２２００Ｎ/ｍｍ2の高強度鋼撚り線の４本（芯線を含む）と、素線径５ｍｍφ、強度レベル６００Ｎ/ｍｍ2の低強度鋼撚り線の３本を用い、６本のＰＣ鋼撚り線材１ｂは上記高強度鋼撚り線と低強度鋼撚り線が互いに隣り合うように配置された異種混合ＰＣ鋼撚り線の配置構成とすることができる。ただし、異種混合ＰＣ鋼撚り線以外のＰＣ鋼線を採用してもよい。
【００１９】
樹脂組成物層２は、一般に現場で注入されるセメントミルクなどのグラウト材に相当するものであり、上記外皮層３の内側に予め工場内で充填されるため、現場でのグラウト作業を不要とするものである。この樹脂組成物層２は、主成分としてエポキシ樹脂を用いた樹脂層であり、例えば特開２０００−２８１９６７号公報や特開２００２―６０４６５号公報の「エポキシ樹脂と湿気硬化型硬化剤とを含むプレストレスト緊張材用硬化性組成物」、あるいは特公平８−１１７９１号公報に記載された「少なくとも主成分となるエポキシ樹脂と、常温で化学的硬化を進める潜在性硬化剤とを含むプレストレストコンクリート緊張材用塗布材料」等各種のエポキシを主成分とする樹脂組成物を用いることが出来る。その詳細については後で説明する。
【００２０】
外皮層３は、被覆層として設けられ、一般に用いられているポリエチレンを含む各種樹脂材を用いることが出来るが、ポリエチレン以外にもポリプロピレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート等があり、そのいずれの樹脂材を用いてもよい。又、この外皮層３は、発熱体４への通電時に絶縁、保温効果を有するほか、樹脂組成物層２の漏出防止効果の機能もあり、一般にはポリエチレンシースと呼ばれ、その外周は凹凸形状に形成されているため、コンクリートとの高い付着強度が得られる。
【００２１】
発熱体４は、樹脂組成物層２中にＰＣ鋼材１の長さ方向に沿ってＰＣ鋼材１とは平行にかつ非接触状に配置される。但し、樹脂組成物層２の表面、あるいはその表面と層内の両方の位置に配置してもよい。この発熱体４は、通電することにより発熱する線状の電熱式発熱体が用いられる。電熱式発熱体は、例えば周知のニッケル、クロム、マンガン、鉄の合金からなるニクロム線や、炭化珪素発熱体（非金属発熱体）等の線材が用いられる。発熱体４は、ＰＣ鋼材１に対して非接触状と成るように、図示の例では周方向に約２０ｍｍのピッチｐで複数本（６本）が樹脂組成物層２中に配置されている。
【００２２】
上記発熱体４は、ＰＣ鋼材１と平行に配置されるが、この場合ＰＣ鋼材１の中心線と平行に配置するか、あるいは各ＰＣ鋼撚り線材１ｂの撚りと平行、即ち撚りに沿って捻るように配置してもよい。そして、図示の例では発熱体４は、線条材を採用しているが、メッシュ状又は、ラダー状等使用上の利便性に応じて線条材以外の材料、形状の電熱式発熱体を使用してもよい。又、この発熱体４は通電時の発熱がその表面を少なくとも１００℃以上、好ましくは１２０℃乃至１８０℃に加熱し得る大きさの抵抗を有するものとする（但し、プレグラウトＰＣ鋼材Ａの外径約３５〜４０ｍｍ）。なお、１８０℃を上限としたのは、２００℃以上に加熱した場合、揮発成分からのガス発生や鋼材の強度低下、樹脂の炭化、被覆外皮層３のシース材の変形を招く虞があり、好ましくないからである。又、これらの通電により発熱する発熱体は、絶縁被覆がなされていることが好ましい。
【００２３】
上記樹脂組成物層２の一例として採用し得る特開２０００−２８１９６７号公報のプレストレスト緊張材用硬化性組成物は、その要点を記すと次の通りである。即ち、エポキシ樹脂と湿気硬化型硬化剤とを含み、かつ硬化性組成物の９０℃の粘度増加係数ｋ及び常温での硬化所要日数Ｍが、
ｋ≦０．２
Ｍ≦７３０
（ただし、ｋはｌｏｇρ＝ｋＴ（ρ：粘度（ｐｓ）、Ｔ：時間（ｈｒｓ））で表され、上記関係を満足する硬化性組成物である。
【００２４】
この硬化性組成物は、エポキシ樹脂を主成分とし、エポキシ樹脂は、例えばビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、テトラグリシジルアミノジフェニルメタン等である。これらの中でも低コストのビスフェノールＡジグリシジルエーテルや低粘度で緊張が容易となるビスフェノールＦジグリシジルエーテルが好適とされている。又、湿気硬化型硬化剤とは、大気中等に存在する水分と反応して、反応性生物として硬化剤を生成し、これによりエポキシ樹脂の硬化反応が開始する機能を持つものである。
【００２５】
このような機能を持つものとして、ケチミン化合物があり、ケチミン化合物とはカルボニル化合物でブロックされた第１級アミノ基を１分子中に少なくとも１個有するアミン化合物である。ケチミン化合物は、アミン化合物とカルボニル化合物との脱水縮合反応により得られ、この反応はアミンとアルデヒド又はケトンとの脱水縮合反応と同様の条件下で行うことができ、脱水縮合反応は例えばアミン化合物と、その論理反応量以上のケトン又はアルデヒドとを混合し、反応生成水を除去しながら反応させることにより行われる。
【００２６】
上記硬化性組成物は、９０℃での粘度増加係数ｋ及び硬化所要日数Ｍが上記関係を満足するものとし、上記特性は湿気硬化型硬化剤の配合量を調整することにより得ることが出来る。上記粘度増加係数ｋ及び硬化所要日数Ｍの具体的な調整例として、油化シェルエポキシ（株）社製の“エピコート８２８”のエポキシ樹脂に湿気硬化型硬化剤“エピキュアＨ３”を配合する割合を変化させたときに上記数式ｋの変化曲線で表されるような調整を行うこととなる。なお、この調整では日本アエロジル（株）社製のアエロジルＲＹ２００Ｓ、炭酸カルシウム、ベンジルアルコールが所定量添加されている。
【００２７】
樹脂組成物層２に採用し得る他の例として特開２００２―６０４６５号公報の「プレストレスト緊張材用硬化性組成物」が知られている。この硬化性組成物は、エポキシ樹脂を主成分とし、エポキシ樹脂と湿気硬化型硬化剤を含む点では基本的に特開２０００−２８１９６７号公報の硬化性組成物と同じであるが、この硬化性組成物は、エポキシ樹脂と湿気硬化型硬化剤とを含み、かつ硬化性組成物の９０℃での緊張可能時間Ｌ並びに常温での硬化所要日数Ｍが、
Ｌ（時間）≧２０
Ｍ（日）≦１０９５
（ただし、Ｌは硬化性組成物の粘度が１万ｐｓに達する時間）で表わされる関係を満足する硬化性組成物である。
【００２８】
しかし、この硬化性組成物は、上記に規定される緊張可能時間Ｌと常温での硬化所要日数Ｍとなるように、その組成物の具体的な素材の配合割合において、エポキシ樹脂に対して湿気硬化型硬化剤“エピキュアＨ３”の配合割合を少なくしたものであり、これにより特開２００２―６０４６５号公報の「プレストレスト緊張材用硬化性組成物」より緊張可能時間Ｌ、硬化所要日数Ｍを大きく伸ばしたものである。
【００２９】
さらに樹脂組成物層２の他の例として、特公平８−１１７９１号公報の「プレストレストコンクリート緊張材用塗布材料」の硬化性組成物を使用してもよい。この塗布材料は、所定の雰囲気下でコンクリート硬化後３日以上経過して硬化するように硬化時間が調整された硬化性組成物からなり、少なくとも主成分となるエポキシ樹脂と、常温で化学的硬化を進める潜在性硬化剤とを含むものとされている。そして、この硬化性組成物は、潜在性硬化剤としてジヒドラジド類、ジフェニルジアミノスルホン、ジシアンジアミド、イミダゾール及びその誘導体、及びＢＦ3・アミン錯体からなる群より選ばれた少なくとも一種を用いるとしている。
【００３０】
なお、樹脂組成物層２は、上記以外にもこれらと同等又はそれ以上の機能を有する硬化性樹脂配合組成物であれば種々のものを採用することが出来る。又、上記プレグラウトＰＣ鋼材Ａには、使用時の必要長さに切断した状態の発熱体４に対して図示しない通電装置の電力線を接続し、この通電装置から必要な電力を送電できるように通電装置が使用される。この通電装置は、上述したように、通電時の発熱がその表面を少なくとも１００℃以上、好ましくは１２０℃乃至１８０℃に加熱し得るに十分な電力を送電できるものとする。この場合、複数の発熱体４の両端部には通電装置の接続線の接続プラグがそれぞれ接続される。
【００３１】
上記の構成としたこの実施形態のプレグラウトＰＣ鋼材Ａは、上記図示しない通電装置から発熱体４に必要な電力を送電して加熱し、硬化反応を促進させて樹脂組成物層２を硬化させ、プレグラウトＰＣ鋼材として使用される。このような通電による加熱作用を加えるのは、エポキシの硬化が発熱反応であることから、プレグラウトＰＣ鋼材の断面内の一箇所で急速に硬化を開始すると、その周辺のある程度の範囲の硬化が加速されることを見出したからである。
【００３２】
そこで、この現象を利用するために所定径の円周上に所定間隔に配置された複数の発熱体４をプレグラウトＰＣ鋼材Ａの断面内に配置し、それぞれの発熱体４の周辺で急速な加熱による硬化を生じさせ、この硬化反応で生じた反応熱がさらに周囲に伝熱され、連鎖的に反応を加速させる。この連鎖反応は、あまり広い範囲にまで伝わることはないが、上記特開２０００−２８１９６７号公報、特開２００２―６０４６５号公報の「プレストレスト緊張材用硬化性組成物」等の硬化性組成物を用いた場合、円周上で約２０ｍｍ間隔程度に１本配置すれば十分な硬化加速効果が得られる。従って、これにより断面全体で加熱硬化の促進を行うようにしたのである。
【００３３】
特公平８−１１７９１号公報の「プレストレストコンクリート緊張材用塗布材料」の硬化性組成物は、所定の雰囲気下でコンクリート硬化後３日以上経過して硬化するように硬化時間が調整された硬化性組成物からなり、少なくとも主成分となるエポキシ樹脂と、常温で化学的硬化を進める潜在性硬化剤とを含むものとされているが、緊張材を緊張した後は出来るだけ速やかに硬化してコンクリートと緊張材とが一体化されるように調整されていることが望ましいとされ、従ってこの硬化性組成物を樹脂組成物層として使用する場合もほぼ同様な効果が得られる。なお、上記以外の種々な樹脂組成物層を使用することが出来ることは勿論である。
【００３４】
上記のプレグラウトＰＣ鋼材Ａは、それぞれの硬化性組成物、潜在性硬化剤の組成割合を所定の条件に設定すると共に、所定の硬化硬度を得るように水分の含有割合を適宜に調整する。また、それぞれの樹脂組成物層２に対しては、必要に応じて希釈剤、充填剤、増粘剤等を配合することが出来る。そして、このようなプレグラウトＰＣ鋼材Ａを製造する場合、複数のＰＣ鋼材１の外周に樹脂組成物層２を介在させ、上記樹脂組成物層２中又は樹脂組成物層２の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体４を設ける。
【００３５】
そして、その外側を外皮層３で囲み、発熱体４へ通電することにより樹脂組成物層２を硬化させ、通電後６ヶ月以内に樹脂組成物層のショアＤ硬度が２０Ｄ以上と成るように樹脂組成物層２の硬化剤の混合割合を予め設定しておく。なお、ショアＤ硬度（デュロメータＤ硬度）の測定は、ＪＩＳ Ｋ−７２１５の測定方法の規定に準拠する。
【００３６】
このようなプレグラウトＰＣ鋼材の製造方法を採用することにより、所望の機能を有するプレグラウトＰＣ鋼材を得ることが出来る。そして、通電後６ヶ月以内に樹脂組成物層のショアＤ硬度が２０Ｄ以上とすると、コンクリートと鋼材との間に十分な付着強度を生じせしめるに必要十分な樹脂の硬さとなり、樹脂硬度が所望硬度となるように樹脂組成物層の硬化剤の混合割合を予め設定することにより国内の殆どの橋梁に関しては、使用開始前にコンクリートと鋼材を一体化させることが出来る。
【実施例】
【００３７】
上記樹脂組成物層のショアＤ硬度が所定以上の硬度となるプレグラウトＰＣ鋼材の製造方法に用いられる、例えば“エピコート８２８”と“エピキュアＨ３”の混合割合、及び加熱時間の組み合わせの例を下記の表１に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
この例では、表１に示す樹脂をそれぞれの配合割合で用い、２８．６ｍｍφ鋼材の周囲に塗布した後、ニクロム線を巻き付け、その後外層にポリエチレン樹脂でシースを被覆してプレグラウトＰＣ鋼材を製作した。温度調整機能を有する通電装置にて発熱体４の表面に設置した熱電対の測定値に基づき通電量を自動コントロールして、発熱体４の表面温度を７０〜１１０℃に設定した。その後加熱時間をそれぞれ変化させて加熱を施し、それぞれの実施例、比較例の樹脂が０．５年後に硬化しているかどうかを確認した。各配合についての発熱体４の温度及び通電時間と０．５年後の硬化確認結果を表１に表示している。
【００４０】
但し、上記各樹脂の配合量の割合を変化させ、或いは樹脂種類を変えた場合でも、発熱体温度、加熱時間を変えることにより適切な硬化時間で硬化させることができるため、表１の配合量割合、加熱時間以外の処理により所望の硬化結果を得ることができることを確認している。従って、配合量割合、加熱時間は、表１の範囲に限られるわけではなく他の配合割合、異なる樹脂種類のものであっても所定の加熱処理を施すことによって所望の期間後に硬化結果が得られる。その一例を表２に示す。
【００４１】
【表２】
【００４２】
上記の主ケーブル用湿気硬化型樹脂、床版用湿気硬化型樹脂の組成の詳細は特に示していないが、上述した特許公報に記載したもの以外にも各種のものを使用できることが表２の結果から理解される。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
この発明のプレグラウトＰＣ鋼材とプレグラウトＰＣ鋼材の製造方法は発熱体による加熱促進作用により上記外的要因や使用時期的な条件のいずれにも発熱体の通電により樹脂組成物層を硬化促進させることにより対応できるようにしたものであるから、ＰＣ橋や各種建造物等に広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施形態のプレグラウトＰＣ鋼材Ａの（ａ）部分破断した外観斜視図、（ｂ）（ａ）の矢視Ｂ−Ｂからの断面図
【符号の説明】
【００４５】
１ ＰＣ鋼材
１ａ ＰＣ鋼線材
１ｂ ＰＣ鋼撚り線材
２ 樹脂組成物層
３ 外皮層
４ 発熱体
Ａ プレグラウトＰＣ鋼材
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＰＣ鋼材等の表面に防錆、防食、及びコンクリートとの一体化のため塗布組成物を塗布した緊張材として、プレストレストコンクリート（ＰＣ）を製造するポストテンション工法において用いられ、ＰＣ橋や各種建造物等に使用されるプレグラウトＰＣ鋼材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレストレストコンクリートは、ＰＣ鋼材と呼ばれるピアノ線などの高強度の鋼材を用い、このＰＣ鋼材に張力を与えて緊張させた後にコンクリートを固定すると、引っ張られていたＰＣ鋼材は元に戻ろうとし、コンクリートに圧縮力を与えて形成されるものであり、そのプレストレスの導入方法は、コンクリートを打設する前（プレ）に緊張するプレテンション方式と、打設した後（ポスト）に緊張するポストテンション方式とがある。後者の従来のポストテンション工法では、コンクリート打設前にコンクリート内に金属製シースを埋設しておき、このシース中にＰＣ鋼材（ＰＣ鋼線，ＰＣ鋼撚線，ＰＣ鋼棒等）等の緊張材を挿入する。
【０００３】
そして、コンクリートの硬化後に緊張材を緊張させ、最後に緊張材の防食並びに緊張材とコンクリートの一体化のために、セメントミルクなどのグラウト材をシースと緊張材との間に注入するグラウト作業を行っている。しかし、この方法では、セメントミルクなどを注入するグラウト作業が煩雑で、多くの労力と時間がかかり、コストアップの要因となり、しかも注入が不完全になり易く、緊張材が発錆することもある。このため、あらかじめグラウト材をＰＣ鋼材に塗布し、現場でのグラウト作業を不要とするプレグラウトＰＣ鋼材が注目されている。
【０００４】
プレグラウトＰＣ鋼材は、ＰＣ橋などの橋梁部材として国内各地の種々の橋や、建造物等に対して用いられており、コンクリートとの一体化の機能に優れ、かつ現場でのグラウト作業を省略することが出来るため、コスト削減に寄与する材料として注目されている。プレグラウトＰＣ鋼材に用いられる塗布組成物の例として、特許文献１の「プレストレストコンクリート緊張材用塗布材料」が知られている。この塗布材料は、主成分となるエポキシ樹脂と、ジシアンジアミド等の常温で化学的硬化を進める潜在的硬化剤とを含む硬化性組成物をプレストレストコンクリート緊張材用塗布材料として提案されている。
【０００５】
この硬化性組成物を用いれば、グラウト作業を行うことなく緊張材の完全防食が可能とされ、この方法では、緊張材を緊張するまでは硬化せず、コンクリートに緊張定着後、常温で硬化するように硬化剤の種類と量を調整したエポキシ樹脂（硬化性組成物）を塗布し、コンクリート硬化後、エポキシ樹脂が硬化する前に緊張する。このとき、エポキシ樹脂が液状であるため緊張が可能であり、緊張後には常温で徐々にエポキシ樹脂が硬化し、最終的に緊張材をコンクリートと一体化すると共に完全に防食する。緊張材にエポキシ樹脂を塗布した後、必要に応じて樹脂シースにより塗布面を被覆することが出来る。この場合、エポキシ樹脂が硬化すると、緊張材は樹脂シースを介してコンクリートと一体化する。
【０００６】
他の塗布組成物の例として、特許文献２の「プレストレストコンクリート緊張材用硬化性組成物及び緊張材」が知られている。この塗布材料は、湿気により硬化が開始する湿気硬化型硬化剤を用いることにより、常温で数ヶ月〜２年間で硬化し、なおかつ１００℃近い高温でも反応せず、長時間未硬化状態を維持することが出来るというものである。しかし、上記特許文献１の塗布組成物は、コンクリート打設後コンクリートが硬化時に発熱するため、コンクリート構造体の大きさや形状によっては、１００℃近くの高温になる場合がある。
【０００７】
しかし、このような高温で硬化せず、なおかつ常温での硬化性を保持するように、エポキシ樹脂の配合処方を調整することは、きわめて困難であった。従来の硬化性組成物は、室温では長期間安定であるが、１００℃近くの高温になると、急激に反応が進んでしまう。緊張材に塗布した硬化性組成物がコンクリート硬化時の発熱により早期硬化すると、コンクリート硬化後に緊張材を緊張させることが出来なくなる。一方、硬化剤や硬化促進剤の添加量を少なくすれば、硬化性組成物の高温での早期硬化を防ぐことが出来るものの、室温での硬化期間が極端に長くなってしまう。従って、従来の硬化性組成物を用いるプレストレストコンクリートのポストテンションは、適用できる箇所や対象が限定されるという問題がある。
【０００８】
特許文献２の湿気硬化型の塗布組成物は、橋梁等において設置場所、施工時期、コンクリートサイズ、コンクリート種類等がさまざまであり、コンクリート打設後の発熱や、外気温等の硬化に影響する外的要因がケースバイケースであるため、湿気硬化型を用いた場合でも、コンクリートとＰＣ鋼材との２Ｎ/ｍｍ2を超える十分な付着応力度を要求され、かつ施工後短期間（例えば半年後）で供用を開始する際には、プレグラウト鋼材を使用できない。
【特許文献１】特公平８−１１７９１号公報
【特許文献２】特開２０００−２８１９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、上記の問題に留意して、硬化剤や硬化促進剤のような硬化性組成物は室温での硬化期間が極端に長くなり、適用できる箇所や対象が限定される、あるいは湿気硬化型の塗布組成物では、橋梁等における使用条件の発熱や、外気温等の硬化に影響する外的要因がケースバイケースであり、コンクリートとＰＣ鋼材との十分な付着応力度を要求され、かつ施工後短期間（例えば半年後）で供用を開始する際には、プレグラウト鋼材を使用できないという種々の問題を、発熱体による加熱促進作用により一挙に解決し得るプレグラウトＰＣ鋼材及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、上記の課題を解決する手段として、複数のＰＣ鋼線材からなるＰＣ鋼材と、その外周に介在する樹脂組成物層と、さらにその外側を囲む外皮層とを有するプレグラウトＰＣ鋼材において、上記樹脂組成物層中又は樹脂組成物層の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体を設けたプレグラウトＰＣ鋼材の構成としたのである。
この場合、上記構成のプレグラウトＰＣ鋼材では、上記樹脂組成物層中又はその表面に円周上の所定の間隔で複数の発熱体を配設するのが好ましい。又、前記発熱体はニクロム線による発熱線条材とするのがよい。
【００１１】
上記構成のプレグラウトＰＣ鋼材は、上記樹脂組成物層中又は樹脂組成物層の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体を設けたから、適用できる箇所や対象が限定される、硬化期間が極端に長くなるなどの種々の条件からプレグラウトＰＣ鋼材を使用できない場合でも、発熱体を設けることにより、適用箇所の限定や硬化期間の条件からの制約がある場合であっても、急速な加熱硬化により自由にそれらの条件や制約に対応できる。このような通電による加熱作用を加えるのは、エポキシの硬化が発熱反応であることから、プレグラウトＰＣ鋼材の断面内の一箇所で急速に硬化を開始すると、その周辺のある程度の範囲の硬化が加速されることを見出したからである。
【００１２】
この現象を利用するために所定径の円周上に所定間隔に配置された複数の発熱体をプレグラウトＰＣ鋼材の断面内に配置し、それぞれの発熱体の周辺で急速な加熱による硬化を生じさせ、この硬化反応で生じた反応熱がさらに周囲に伝熱され、連鎖的に反応を加速させるためである。この連鎖反応は、あまり広い範囲にまで伝わることはないが、上記特開２０００−２８１９６７号公報、特開２００２―６０４６５号公報の「プレストレスト緊張材用硬化性組成物」等の硬化性組成物を用いた場合、円周上で数十ｍｍ間隔程度に１本配置すれば十分な硬化加速効果が得られる。従って、これにより断面全体で加熱硬化の促進を行うようにしたのである。
【００１３】
又、上記課題を解決する他の手段として、複数のＰＣ鋼線材の外周に樹脂組成物層を介在させ、上記樹脂組成物層中又は樹脂組成物層の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体を設け、さらにその外側を外皮層で囲み、発熱体へ通電することにより樹脂組成物層を硬化させ、通電後６ヶ月以内に樹脂組成物層のショアＤ硬度が２０Ｄ以上と成るように樹脂組成物層の硬化剤の混合割合を設定するようにしたプレグラウトＰＣ鋼材の製造方法を採用することが出来る。
【００１４】
上記のプレグラウトＰＣ鋼材の製造方法を採用することにより、所望の機能を有するプレグラウトＰＣ鋼材を得ることが出来る。そして、通電後６ヶ月以内に樹脂組成物層のショアＤ硬度が２０Ｄ以上とすると、コンクリートと鋼材との間に十分な付着強度を生じせしめるに必要十分な樹脂の硬さとなり、このような樹脂硬度となるように樹脂組成物層の硬化剤の混合割合を予め設定することにより国内の殆どの橋梁に関しては、使用開始前にコンクリートと鋼材を一体化させることが出来る。
【発明の効果】
【００１５】
この発明のプレグラウトＰＣ鋼材は、複数のＰＣ鋼線材からなるＰＣ鋼材、その外周に介在する樹脂組成物層、さらにその外側を囲む外皮層を有し、上記樹脂組成物層中又は樹脂組成物層の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体を設けた構成としたから、硬化性組成物は硬化期間が極端に長くなり、適用できる箇所や対象が限定される、湿気硬化型の塗布組成物では、橋梁等における使用条件の発熱や、外気温等の硬化に影響する外的要因、十分な付着応力度、施工後短期間で供用を開始する際には、プレグラウト鋼材を使用できないという種々の問題を、発熱体による加熱促進作用により上記外的要因や使用時期的な条件のいずれにも発熱体の通電により樹脂組成物層を硬化促進させることにより対応できるという効果が得られる。
【００１６】
又、プレグラウトＰＣ鋼材の製造方法の発明では、複数のＰＣ鋼線材の外周に樹脂組成物層を介在させ、上記樹脂組成物層中又は樹脂組成物層の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体を設け、その外側を外皮層で囲み、発熱体へ通電することにより樹脂組成物層を硬化させ、通電後６ヶ月以内に樹脂組成物層のショアＤ硬度が２０Ｄ以上と成るように樹脂組成物層の硬化剤の混合割合を設定するようにしたから、発熱体による加熱促進作用により上記外的要因や使用時期的な条件のいずれにも発熱体の通電により樹脂組成物層を硬化促進させることにより対応できるプレグラウトＰＣ鋼材が得られるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は実施形態のプレグラウトＰＣ鋼材の（ａ）外観斜視図、（ｂ）断面図である。図示のように、この実施形態のプレグラウトＰＣ鋼材Ａは、断面視では複数（図示の例では７本）のＰＣ鋼撚り線材を用いたＰＣ鋼材１を中心とし、このＰＣ鋼材１の外周に樹脂組成物層２を介在させ、さらにその周りを外皮層３で囲んで形成されている。そして、ＰＣ鋼撚り線材は、中心のＰＣ鋼線材１ａの周りを複数のＰＣ鋼撚り線材１ｂで囲み、かつ長さ方向に撚り合わせてＰＣ鋼材１を形成し、ＰＣ鋼材１と外皮層３との間の樹脂組成物層２内又はこの樹脂組成物層２の外周付近に複数本の発熱体４が配設されている。
【００１８】
ＰＣ鋼材１は、ＰＣ鋼線材１ａ、ＰＣ鋼撚り線材１ｂの鋼線材としてＰＣ鋼材用素線を用い、例えば素線径５ｍｍφ、強度レベル２２００Ｎ/ｍｍ2の高強度鋼撚り線の４本（芯線を含む）と、素線径５ｍｍφ、強度レベル６００Ｎ/ｍｍ2の低強度鋼撚り線の３本を用い、６本のＰＣ鋼撚り線材１ｂは上記高強度鋼撚り線と低強度鋼撚り線が互いに隣り合うように配置された異種混合ＰＣ鋼撚り線の配置構成とすることができる。ただし、異種混合ＰＣ鋼撚り線以外のＰＣ鋼線を採用してもよい。
【００１９】
樹脂組成物層２は、一般に現場で注入されるセメントミルクなどのグラウト材に相当するものであり、上記外皮層３の内側に予め工場内で充填されるため、現場でのグラウト作業を不要とするものである。この樹脂組成物層２は、主成分としてエポキシ樹脂を用いた樹脂層であり、例えば特開２０００−２８１９６７号公報や特開２００２―６０４６５号公報の「エポキシ樹脂と湿気硬化型硬化剤とを含むプレストレスト緊張材用硬化性組成物」、あるいは特公平８−１１７９１号公報に記載された「少なくとも主成分となるエポキシ樹脂と、常温で化学的硬化を進める潜在性硬化剤とを含むプレストレストコンクリート緊張材用塗布材料」等各種のエポキシを主成分とする樹脂組成物を用いることが出来る。その詳細については後で説明する。
【００２０】
外皮層３は、被覆層として設けられ、一般に用いられているポリエチレンを含む各種樹脂材を用いることが出来るが、ポリエチレン以外にもポリプロピレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート等があり、そのいずれの樹脂材を用いてもよい。又、この外皮層３は、発熱体４への通電時に絶縁、保温効果を有するほか、樹脂組成物層２の漏出防止効果の機能もあり、一般にはポリエチレンシースと呼ばれ、その外周は凹凸形状に形成されているため、コンクリートとの高い付着強度が得られる。
【００２１】
発熱体４は、樹脂組成物層２中にＰＣ鋼材１の長さ方向に沿ってＰＣ鋼材１とは平行にかつ非接触状に配置される。但し、樹脂組成物層２の表面、あるいはその表面と層内の両方の位置に配置してもよい。この発熱体４は、通電することにより発熱する線状の電熱式発熱体が用いられる。電熱式発熱体は、例えば周知のニッケル、クロム、マンガン、鉄の合金からなるニクロム線や、炭化珪素発熱体（非金属発熱体）等の線材が用いられる。発熱体４は、ＰＣ鋼材１に対して非接触状と成るように、図示の例では周方向に約２０ｍｍのピッチｐで複数本（６本）が樹脂組成物層２中に配置されている。
【００２２】
上記発熱体４は、ＰＣ鋼材１と平行に配置されるが、この場合ＰＣ鋼材１の中心線と平行に配置するか、あるいは各ＰＣ鋼撚り線材１ｂの撚りと平行、即ち撚りに沿って捻るように配置してもよい。そして、図示の例では発熱体４は、線条材を採用しているが、メッシュ状又は、ラダー状等使用上の利便性に応じて線条材以外の材料、形状の電熱式発熱体を使用してもよい。又、この発熱体４は通電時の発熱がその表面を少なくとも１００℃以上、好ましくは１２０℃乃至１８０℃に加熱し得る大きさの抵抗を有するものとする（但し、プレグラウトＰＣ鋼材Ａの外径約３５〜４０ｍｍ）。なお、１８０℃を上限としたのは、２００℃以上に加熱した場合、揮発成分からのガス発生や鋼材の強度低下、樹脂の炭化、被覆外皮層３のシース材の変形を招く虞があり、好ましくないからである。又、これらの通電により発熱する発熱体は、絶縁被覆がなされていることが好ましい。
【００２３】
上記樹脂組成物層２の一例として採用し得る特開２０００−２８１９６７号公報のプレストレスト緊張材用硬化性組成物は、その要点を記すと次の通りである。即ち、エポキシ樹脂と湿気硬化型硬化剤とを含み、かつ硬化性組成物の９０℃の粘度増加係数ｋ及び常温での硬化所要日数Ｍが、
ｋ≦０．２
Ｍ≦７３０
（ただし、ｋはｌｏｇρ＝ｋＴ（ρ：粘度（ｐｓ）、Ｔ：時間（ｈｒｓ））で表され、上記関係を満足する硬化性組成物である。
【００２４】
この硬化性組成物は、エポキシ樹脂を主成分とし、エポキシ樹脂は、例えばビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、テトラグリシジルアミノジフェニルメタン等である。これらの中でも低コストのビスフェノールＡジグリシジルエーテルや低粘度で緊張が容易となるビスフェノールＦジグリシジルエーテルが好適とされている。又、湿気硬化型硬化剤とは、大気中等に存在する水分と反応して、反応性生物として硬化剤を生成し、これによりエポキシ樹脂の硬化反応が開始する機能を持つものである。
【００２５】
このような機能を持つものとして、ケチミン化合物があり、ケチミン化合物とはカルボニル化合物でブロックされた第１級アミノ基を１分子中に少なくとも１個有するアミン化合物である。ケチミン化合物は、アミン化合物とカルボニル化合物との脱水縮合反応により得られ、この反応はアミンとアルデヒド又はケトンとの脱水縮合反応と同様の条件下で行うことができ、脱水縮合反応は例えばアミン化合物と、その論理反応量以上のケトン又はアルデヒドとを混合し、反応生成水を除去しながら反応させることにより行われる。
【００２６】
上記硬化性組成物は、９０℃での粘度増加係数ｋ及び硬化所要日数Ｍが上記関係を満足するものとし、上記特性は湿気硬化型硬化剤の配合量を調整することにより得ることが出来る。上記粘度増加係数ｋ及び硬化所要日数Ｍの具体的な調整例として、油化シェルエポキシ（株）社製の“エピコート８２８”のエポキシ樹脂に湿気硬化型硬化剤“エピキュアＨ３”を配合する割合を変化させたときに上記数式ｋの変化曲線で表されるような調整を行うこととなる。なお、この調整では日本アエロジル（株）社製のアエロジルＲＹ２００Ｓ、炭酸カルシウム、ベンジルアルコールが所定量添加されている。
【００２７】
樹脂組成物層２に採用し得る他の例として特開２００２―６０４６５号公報の「プレストレスト緊張材用硬化性組成物」が知られている。この硬化性組成物は、エポキシ樹脂を主成分とし、エポキシ樹脂と湿気硬化型硬化剤を含む点では基本的に特開２０００−２８１９６７号公報の硬化性組成物と同じであるが、この硬化性組成物は、エポキシ樹脂と湿気硬化型硬化剤とを含み、かつ硬化性組成物の９０℃での緊張可能時間Ｌ並びに常温での硬化所要日数Ｍが、
Ｌ（時間）≧２０
Ｍ（日）≦１０９５
（ただし、Ｌは硬化性組成物の粘度が１万ｐｓに達する時間）で表わされる関係を満足する硬化性組成物である。
【００２８】
しかし、この硬化性組成物は、上記に規定される緊張可能時間Ｌと常温での硬化所要日数Ｍとなるように、その組成物の具体的な素材の配合割合において、エポキシ樹脂に対して湿気硬化型硬化剤“エピキュアＨ３”の配合割合を少なくしたものであり、これにより特開２００２―６０４６５号公報の「プレストレスト緊張材用硬化性組成物」より緊張可能時間Ｌ、硬化所要日数Ｍを大きく伸ばしたものである。
【００２９】
さらに樹脂組成物層２の他の例として、特公平８−１１７９１号公報の「プレストレストコンクリート緊張材用塗布材料」の硬化性組成物を使用してもよい。この塗布材料は、所定の雰囲気下でコンクリート硬化後３日以上経過して硬化するように硬化時間が調整された硬化性組成物からなり、少なくとも主成分となるエポキシ樹脂と、常温で化学的硬化を進める潜在性硬化剤とを含むものとされている。そして、この硬化性組成物は、潜在性硬化剤としてジヒドラジド類、ジフェニルジアミノスルホン、ジシアンジアミド、イミダゾール及びその誘導体、及びＢＦ3・アミン錯体からなる群より選ばれた少なくとも一種を用いるとしている。
【００３０】
なお、樹脂組成物層２は、上記以外にもこれらと同等又はそれ以上の機能を有する硬化性樹脂配合組成物であれば種々のものを採用することが出来る。又、上記プレグラウトＰＣ鋼材Ａには、使用時の必要長さに切断した状態の発熱体４に対して図示しない通電装置の電力線を接続し、この通電装置から必要な電力を送電できるように通電装置が使用される。この通電装置は、上述したように、通電時の発熱がその表面を少なくとも１００℃以上、好ましくは１２０℃乃至１８０℃に加熱し得るに十分な電力を送電できるものとする。この場合、複数の発熱体４の両端部には通電装置の接続線の接続プラグがそれぞれ接続される。
【００３１】
上記の構成としたこの実施形態のプレグラウトＰＣ鋼材Ａは、上記図示しない通電装置から発熱体４に必要な電力を送電して加熱し、硬化反応を促進させて樹脂組成物層２を硬化させ、プレグラウトＰＣ鋼材として使用される。このような通電による加熱作用を加えるのは、エポキシの硬化が発熱反応であることから、プレグラウトＰＣ鋼材の断面内の一箇所で急速に硬化を開始すると、その周辺のある程度の範囲の硬化が加速されることを見出したからである。
【００３２】
そこで、この現象を利用するために所定径の円周上に所定間隔に配置された複数の発熱体４をプレグラウトＰＣ鋼材Ａの断面内に配置し、それぞれの発熱体４の周辺で急速な加熱による硬化を生じさせ、この硬化反応で生じた反応熱がさらに周囲に伝熱され、連鎖的に反応を加速させる。この連鎖反応は、あまり広い範囲にまで伝わることはないが、上記特開２０００−２８１９６７号公報、特開２００２―６０４６５号公報の「プレストレスト緊張材用硬化性組成物」等の硬化性組成物を用いた場合、円周上で約２０ｍｍ間隔程度に１本配置すれば十分な硬化加速効果が得られる。従って、これにより断面全体で加熱硬化の促進を行うようにしたのである。
【００３３】
特公平８−１１７９１号公報の「プレストレストコンクリート緊張材用塗布材料」の硬化性組成物は、所定の雰囲気下でコンクリート硬化後３日以上経過して硬化するように硬化時間が調整された硬化性組成物からなり、少なくとも主成分となるエポキシ樹脂と、常温で化学的硬化を進める潜在性硬化剤とを含むものとされているが、緊張材を緊張した後は出来るだけ速やかに硬化してコンクリートと緊張材とが一体化されるように調整されていることが望ましいとされ、従ってこの硬化性組成物を樹脂組成物層として使用する場合もほぼ同様な効果が得られる。なお、上記以外の種々な樹脂組成物層を使用することが出来ることは勿論である。
【００３４】
上記のプレグラウトＰＣ鋼材Ａは、それぞれの硬化性組成物、潜在性硬化剤の組成割合を所定の条件に設定すると共に、所定の硬化硬度を得るように水分の含有割合を適宜に調整する。また、それぞれの樹脂組成物層２に対しては、必要に応じて希釈剤、充填剤、増粘剤等を配合することが出来る。そして、このようなプレグラウトＰＣ鋼材Ａを製造する場合、複数のＰＣ鋼材１の外周に樹脂組成物層２を介在させ、上記樹脂組成物層２中又は樹脂組成物層２の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体４を設ける。
【００３５】
そして、その外側を外皮層３で囲み、発熱体４へ通電することにより樹脂組成物層２を硬化させ、通電後６ヶ月以内に樹脂組成物層のショアＤ硬度が２０Ｄ以上と成るように樹脂組成物層２の硬化剤の混合割合を予め設定しておく。なお、ショアＤ硬度（デュロメータＤ硬度）の測定は、ＪＩＳ Ｋ−７２１５の測定方法の規定に準拠する。
【００３６】
このようなプレグラウトＰＣ鋼材の製造方法を採用することにより、所望の機能を有するプレグラウトＰＣ鋼材を得ることが出来る。そして、通電後６ヶ月以内に樹脂組成物層のショアＤ硬度が２０Ｄ以上とすると、コンクリートと鋼材との間に十分な付着強度を生じせしめるに必要十分な樹脂の硬さとなり、樹脂硬度が所望硬度となるように樹脂組成物層の硬化剤の混合割合を予め設定することにより国内の殆どの橋梁に関しては、使用開始前にコンクリートと鋼材を一体化させることが出来る。
【実施例】
【００３７】
上記樹脂組成物層のショアＤ硬度が所定以上の硬度となるプレグラウトＰＣ鋼材の製造方法に用いられる、例えば“エピコート８２８”と“エピキュアＨ３”の混合割合、及び加熱時間の組み合わせの例を下記の表１に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
この例では、表１に示す樹脂をそれぞれの配合割合で用い、２８．６ｍｍφ鋼材の周囲に塗布した後、ニクロム線を巻き付け、その後外層にポリエチレン樹脂でシースを被覆してプレグラウトＰＣ鋼材を製作した。温度調整機能を有する通電装置にて発熱体４の表面に設置した熱電対の測定値に基づき通電量を自動コントロールして、発熱体４の表面温度を７０〜１１０℃に設定した。その後加熱時間をそれぞれ変化させて加熱を施し、それぞれの実施例、比較例の樹脂が０．５年後に硬化しているかどうかを確認した。各配合についての発熱体４の温度及び通電時間と０．５年後の硬化確認結果を表１に表示している。
【００４０】
但し、上記各樹脂の配合量の割合を変化させ、或いは樹脂種類を変えた場合でも、発熱体温度、加熱時間を変えることにより適切な硬化時間で硬化させることができるため、表１の配合量割合、加熱時間以外の処理により所望の硬化結果を得ることができることを確認している。従って、配合量割合、加熱時間は、表１の範囲に限られるわけではなく他の配合割合、異なる樹脂種類のものであっても所定の加熱処理を施すことによって所望の期間後に硬化結果が得られる。その一例を表２に示す。
【００４１】
【表２】
【００４２】
上記の主ケーブル用湿気硬化型樹脂、床版用湿気硬化型樹脂の組成の詳細は特に示していないが、上述した特許公報に記載したもの以外にも各種のものを使用できることが表２の結果から理解される。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
この発明のプレグラウトＰＣ鋼材とプレグラウトＰＣ鋼材の製造方法は発熱体による加熱促進作用により上記外的要因や使用時期的な条件のいずれにも発熱体の通電により樹脂組成物層を硬化促進させることにより対応できるようにしたものであるから、ＰＣ橋や各種建造物等に広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施形態のプレグラウトＰＣ鋼材Ａの（ａ）部分破断した外観斜視図、（ｂ）（ａ）の矢視Ｂ−Ｂからの断面図
【符号の説明】
【００４５】
１ ＰＣ鋼材
１ａ ＰＣ鋼線材
１ｂ ＰＣ鋼撚り線材
２ 樹脂組成物層
３ 外皮層
４ 発熱体
Ａ プレグラウトＰＣ鋼材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＰＣ鋼線材からなるＰＣ鋼材１と、その外周に介在する樹脂組成物層２と、さらにその外側を囲む外皮層３とを有するプレグラウトＰＣ鋼材Ａにおいて、上記樹脂組成物層２中又は樹脂組成物層２の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体４を設けたことを特徴とするプレグラウトＰＣ鋼材。
【請求項２】
前記樹脂組成物層２中又はその表面に円周上の所定の間隔で複数の発熱体４を配設したことを特徴とする請求項１に記載のプレグラウトＰＣ鋼材。
【請求項３】
前記発熱体４をニクロム線による発熱線条材としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のプレグラウトＰＣ鋼材。
【請求項４】
複数のＰＣ鋼線材の外周に樹脂組成物層２を介在させ、上記樹脂組成物層２中又は樹脂組成物層２の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体を設け、さらにその外側を外皮層３で囲み、発熱体４へ通電することにより樹脂組成物層２を硬化させ、通電後６ヶ月以内に樹脂組成物層２のショアＤ硬度が２０Ｄ以上と成るように樹脂組成物層２の硬化剤の混合割合、及び加熱時間を設定するようにしたプレグラウトＰＣ鋼材の製造方法。
【請求項１】
複数のＰＣ鋼線材からなるＰＣ鋼材１と、その外周に介在する樹脂組成物層２と、さらにその外側を囲む外皮層３とを有するプレグラウトＰＣ鋼材Ａにおいて、上記樹脂組成物層２中又は樹脂組成物層２の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体４を設けたことを特徴とするプレグラウトＰＣ鋼材。
【請求項２】
前記樹脂組成物層２中又はその表面に円周上の所定の間隔で複数の発熱体４を配設したことを特徴とする請求項１に記載のプレグラウトＰＣ鋼材。
【請求項３】
前記発熱体４をニクロム線による発熱線条材としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のプレグラウトＰＣ鋼材。
【請求項４】
複数のＰＣ鋼線材の外周に樹脂組成物層２を介在させ、上記樹脂組成物層２中又は樹脂組成物層２の表面、あるいはその両方に通電により発熱する発熱体を設け、さらにその外側を外皮層３で囲み、発熱体４へ通電することにより樹脂組成物層２を硬化させ、通電後６ヶ月以内に樹脂組成物層２のショアＤ硬度が２０Ｄ以上と成るように樹脂組成物層２の硬化剤の混合割合、及び加熱時間を設定するようにしたプレグラウトＰＣ鋼材の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００７−２１１４８６（Ｐ２００７−２１１４８６Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２６１６（Ｐ２００６−３２６１６）
【出願日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【出願人】（３０２０６１６１３）住友電工スチールワイヤー株式会社 (163)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【出願人】（３０２０６１６１３）住友電工スチールワイヤー株式会社 (163)
【Ｆターム（参考）】
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