(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延にて製造した、公称直径６．３５ｍｍ未満で、表面の長手方向に連続して凸状または凹状の形状を形成し、凸部表面の外周の表面積が、凸部表面積と凹部表面積とその間の溝の表面積をすべて合計した全表面積の２０％〜８０％であることを特徴とする異形線条材。
【請求項２】
請求項１記載の異形線条材を補強線として用いたことを特徴とするコンクリート製品或はコンクリート建築用構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートヒューム管、側溝、コンクリートパイル、コンクリートポール等のコンクリート製品及びコンクリート建築用構造物の補強線に用いられる異形線条材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートヒューム管、側溝、コンクリートパイル、コンクリートポール等のコンクリート製品及びコンクリート建築用構造物の補強線には、丸鉄線や異形断面を有する異形線条材が用いられている。異形線条材の一般的な形態は、線条材外周面に周方向に突出する各種形状の突起（横リブ）と、長手方向に突出する各種形状の突起（縦リブ）の一方或は双方を有するものが知られている。
【０００３】
コンクリート製品やコンクリート建築用構造物を製造するには、補強線としての異形線条材をコンクリート製品やコンクリート建築用構造物に類似した形状に曲げ加工し、溶接や成形した後、型枠にセットする。その後、コンクリート及び建築素材を型枠に流し込んでコンクリート製品やコンクリート建築用構造物とされる。
【０００４】
このような補強線に用いられる丸鉄線や異形線条材は、通常、熱間圧延した後に、冷間で伸線加工や異形加工（インデント加工）を行うことによって製造されている。
【０００５】
例えば、特開平６−３１３６８号公報においては、線条材のインデント加工方法として、複数のインデント１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄにより線条材の周囲に周方向Ｙ及び長さ方向Ｘの間隔を置き圧痕付けして、複数の圧痕列ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１を付設するとともに、各圧痕列の圧痕を、線条材の右廻り、対面側、左廻り及び対面側の順序で、または左廻り、対面側、右廻り及び対面側の順序でかつ同線条材の長さ方向に位相をずらし、順次に圧痕付けする方法が開示されている。
【０００６】
しかしながら、このような異形例えばインデント状の溝を冷間加工する場合は、凹みの深さがあまり大きく取れず比表面積を大きくするにも限界がある。また、冷間加工のため加工負荷が大きくなるため加工コストも大きくなるという問題点がある。
【０００７】
また、コンクリート製品及び建築用構造物の変形時の強度を高めるために配筋される細径（公称直径６．３５ｍｍ未満）の補強線としては、一般に丸鉄線が主として使用されていて、異形線条材はあまり使用されていない。なぜならば、細径線材は、冷間で細いダイスの孔を通して細くする伸線加工で製造するのが一般的で、異形線条材は伸線加工で製造することが困難であるからである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決すべくなしたもので、コンクリート製品及びコンクリート建築用構造物の変形時の強度を高めるために配筋される補強線として、従来の冷間加工（伸線、異形加工）を省略し、高強度のコンクリート製品及びコンクリート建築用構造物とすることができる公称直径６．３５ｍｍ未満の溶接性に優れた異形線条材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、細径の異形線材を冷間加工（異形加工）によって製造しようとすると、凹みの深さがあまり取れず比表面積を大きくするにも限界があることに鑑み、冷間加工を省略し、熱間加工によって直接細径（公称直径６．３５ｍｍ未満）の異形線条材を製造することを研究した。
【００１０】
その結果、熱間加工によって製造すると、冷間加工に比較して凹みの深さを大きく、またリブ高さを大きくとることができ、体積当たりの表面積である比表面積を大きくすることができること、特に、図１に示すように、異形線条材の細い線径のもの程、比表面積が大きくなるので、丸鉄線と比べた場合、コンクリートとの付着強度が大きくなることを知見した。
【００１１】
本発明は、上記知見に基づいて完成したもので、その発明の要旨は以下の通りである。
【００１２】
（１）  熱間圧延にて製造した、公称直径６．３５ｍｍ未満で、表面の長手方向に連続して凸状または凹状の形状を形成し、凸部表面の外周の表面積が、凸部表面積と凹部表面積とその間の溝の表面積をすべて合計した全表面積の２０％〜８０％であることを特徴とする異形線条材。
【００１６】
（２）  上記（１）記載の異形線条材を補強線として用いたことを特徴とするコンクリート製品或はコンクリート建築用構造物。
【００１７】
【発明の実施の形態】
細径（公称直径６．３５ｍｍ未満）の異形線条材を熱間圧延で製造しようとすると高速圧延が必要となる。ところが、細径線材は剛性が弱いため高速圧延では座屈変形し、通材トラブルが発生する。
【００１８】
このため、熱間圧延により細径の異形線条材を製造することはこれまでなされていなかった。即ち、従来は細い線材は、熱間圧延後に、細いダイスの孔を通して細くする冷間の伸線加工により製造するのが一般的であった。
【００１９】
本発明者は、細いボア径の水冷ゾーン、張力制御や高速で巻き取るレイングヘッド等を用いることにより、公称直径６．３５ｍｍ未満の細径の異形線条材の熱間圧延による製造が可能となることを確認した。
【００２０】
そして、熱間圧延にあたっては、高温の鋼材を楕円形の断面形状をもった製品の凹状形状と逆の凸状形状を有するカリバーを持つ一対の仕上げロール間を通材圧延成形することにより異形線条材を製造することができた。
【００２１】
更に、熱間圧延によって製造した細径の異形線条材は、異形加工等の冷間加工材よりも凹みの深さを大きく、また、リブの高さを大きくすることができ、体積当たりの表面積である比表面積を大きくとることができることを見出した。
【００２２】
図１は、線径と比表面積の関係を示す図である。図１においては、丸鉄線、公称直径６．３５ｍｍ〜１６ｍｍの熱間圧延異形線条材及び公称直径６．３５ｍｍ未満の熱間圧延異形線条材（本発明）についての比表面積を比較して示してある。
【００２３】
図１から明らかなように、熱間圧延異形線条材は、表面に凹凸があるため丸鉄線と比べて体積当たりの表面積である比表面積が大きく取れる。そして、熱間圧延異形線条材は、細い線径のもの程比表面積が大きい。例えば、線径が１０〜１３ｍｍのものよりも、線径が４〜６ｍｍのものの方が約３倍比表面積が大きいものとなることが分かる。
【００２４】
そして、コンクリート製品（コンクリート建築用構造物）の補強筋としての異形線条材は、コンクリート製品に類似した形状に曲げ加工され、溶接や成形を施される。その後、型枠にセットされ、コンクリートを型枠に流し込んでコンクリート製品が得られている。このため、コンクリート製品の強度を高めるための一つの重要な要件として、異形線条材とコンクリートとの付着強度の高いことが要求される。
【００２５】
本発明の公称直径６．３５ｍｍ未満、特に公称直径４〜６ｍｍの熱間圧延により製造した細径異形線条材は、図１に示すように、丸鉄線に比較して体積当たりの表面積の比表面積が大きく、コンクリートとの付着強度が大幅に改善される。したがって、本発明では、異形線条材の公称直径を６．３５ｍｍ未満と限定した。なお、公称直径の下限は、特に限定するものでないが、製造条件や実用性の観点から３ｍｍとすることが好ましい。
【００２６】
次に、異形線条材をコンクリート製品に類似した形状に曲げ加工し溶接、成形する工程において必要なことは、曲げ加工性が良いこと、及び溶接性が良いことである。
【００２７】
このためには、異形線条材の外周の形をほぼ円形とし、全表面積に対して外周の表面積を大きくする必要がある。外面がほぼ円形で凹みをもったインデント線の方が曲げ角度のバラツキは少なく、曲げ加工性は良い。溶接強度を高くするには、溶接部の接触面積が大きい方が良い。全表面積に対して外周の表面積が大きい程溶接面積も大きくなり溶接強度も高くなる。インデント線は、外面がほぼ円形で凹みをもっているので、広い面積を持つ外面で溶接されるので溶接面積は大きく取れ、しかもそのバラツキは少ない。
【００２８】
図２は、本発明の表面の長手方向に連続して凸状または凹状の形状を有する異形線条材の実施例を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図、そして（ｄ）は側面図である。
【００２９】
図２に示すように、異形線条材１は、表面の軸線２方向に連続して凸状の突起（横リブ）３と凹状の溝４とを有し、軸線方向に２本の凸状の突起（縦リブ）５を有する形状となっている。そして、横リブと軸線の角度６は、６０度で形成してある。この角度はコンクリート製品の張力方向に応じて３０〜９０度の範囲で任意に変更できる。
【００３０】
このように、表面の長手方向に連続して凹状または凸状の形状を形成することにより、コンクリートとの付着力を向上させることができる。
【００３１】
更に、異形線条材の全表面積に対する外周の表面積がコンクリートとの付着力に影響がある。そこで、ＪＩＳ  Ａ  １１３２に規定されたコンクリート養生法により埋設された異形線条材を、ＪＩＳ  Ｂ  ７７２１に従う引き抜き試験を行った。
【００３２】
図３は、異形線条材の外周表面積の全表面に対する比率（％）と平均付着力（Ｎ／ｍｍ2）との関係を示す図である。
【００３３】
図３に示すように、異形線条材の外周表面積が全表面積の２０〜８０％であると、平均付着力（Ｎ／ｍｍ2）が非常に高いことが分かった。
【００３４】
したがって、本発明（請求項４）では、外周の表面積が全表面積の２０〜８０％と限定した。
【００３５】
コンクリートの補強筋として、本発明の異形線条材を用いると、線径を小さくしてコンクリート製品及びコンクリート建築用構造物の破壊強度を確保することが可能となる。そのため、配筋量の低減及び製品の軽量化を図ることができる。
【００３６】
【実施例】
表１に示すように、線径４ｍｍφの丸鉄線（熱間圧延材と伸線材）と図２に示すような本発明の公称直径４ｍｍの異形線条材（熱間圧延材）とを、主筋のラセン筋及び補助筋の直線筋として用いコンクリート製品を製造した。そして、コンクリート製品の上部より荷重を加えた時のたわみ量を調査した。その結果を表２に示す。
【００３７】
【表１】
0003684124.tif 000002
【００３８】
表２に示すように、本発明の熱間圧延材である異形線条材を使用したコンクリート製品（本発明１及び２）は、熱間圧延材或は伸線材である丸鉄線を使用したコンクリート製品（比較例１及び２）に比較して、コンクリートのひび割れ荷重（コンクリートにひび割れが発生しはじめた時の荷重をいう）及び破壊荷重（コンクリートが破壊した時の荷重をいう）が高いことが確認できた。
【００３９】
【表２】
0003684124.tif 000003
【００４０】
更に、公称直径４ｍｍの異形線条材（熱間圧延材）のコンクリートとの付着力を調査するため、ＪＩＳ  Ａ  １１３２に規定されたコンクリート養生法により埋設された異形線条材を、ＪＩＳ  Ｂ  ７７２１の引き抜き試験を行った。その結果を表３に示す。
【００４１】
表３から明らかなように、外周の表面積が全表面積の２０〜８０％の範囲が平均付着力（Ｎ／ｍｍ2）の値がほぼ同等の高い値の範囲となっていた。
【００４２】
丸鉄線の平均付着力は、外周の表面積が全表面積の１００％であるから、本発明の異形線条材の平均付着力は丸鉄線に比較して大幅に高いことが分かる。したがって、異形線条材は、外周の表面積を全表面積の２０〜８０％とすることが望ましいことが明らかになった。
【００４３】
【表３】
0003684124.tif 000004
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、コンクリート管等のコンクリート製品の補強筋として、熱間圧延によって製造された異形線条材をそのまま使用するものであるから、従来のように冷間加工（伸線、異形加工）工程が省略でき、生産コスト低減が図られる。また、コンクリートとの付着力改善により、コンクリート製品の破壊強度が向上し、細い補強筋の使用が可能となるため、配筋量の低減及び製品の軽量化が可能となる。更に、比表面積が大きいため溶接部の面積が大きくなり、溶接強度向上が図られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】線径と比表面積の関係を示す図である。
【図２】本発明の表面の長手方向に連続して凸状または凹状の形状を有する異形線条材の実施例を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図、そして（ｄ）は側面図である。
【図３】異形線条材の外周表面積の全表面に対する比率（％）と平均付着力（Ｎ／ｍｍ2）との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  異形線条材
２  軸線
３  横リブ
４  凹状の溝
５  縦リブ
６  横リブと軸線の角度
【図１】
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【図２】
0003684124.tif 000006
【図３】
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