(57)【要約】【課題】特別な装置を設置することなく、塩害環境の厳しい海洋においても長期の耐久性を有する構造物部材とすることができる耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体を提供すること。【解決手段】鉄筋を内部に有する水和硬化体が、少なくとも製鋼スラグと高炉スラグ微粉末とを含有し、前記鉄筋がＣ：0.001mass%超、0.3mass%未満、Ｎ：0.001mass％超、0.3mass%未満、Ｃｒ：5.0mass%超、15.0mass%未満、Ｓｉ：0.1mass%超、4.0mass%未満、Ｍｎ：0.1mass%超、4.0mass%未満、Ｃｏ：0.01mass%超、1.0mass%未満、Ａｌ：0.04mass%未満、Ｐ：0.04mass%未満、およびＳ：0.03mass%未満を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるＣｒ添加鋼であることを特徴とする耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体を用いる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋を内部に有する水和硬化体が、少なくとも製鋼スラグと高炉スラグ微粉末とを含有し、前記鉄筋がＣ：0.001mass%超、0.3mass%未満、Ｎ：0.001mass％超、0.3mass%未満、Ｃｒ：5.0mass%超、15.0mass%未満、Ｓｉ：0.1mass%超、4.0mass%未満、Ｍｎ：0.1mass%超、4.0mass%未満、Ｃｏ：0.01mass%超、1.0mass%未満、Ａｌ：0.04mass%未満、Ｐ：0.04mass%未満、およびＳ：0.03mass%未満を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるＣｒ添加鋼であることを特徴とする耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
【請求項２】
Ｃｒ添加鋼がさらに、Ｖ：1.0mass％未満、Ｗ：1.0mass%未満のいずれか１種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
【請求項３】
Ｃｒ添加鋼がさらに、Ｎｉ：3.0mass％未満、Ｃｕ：3.0mass％未満、およびＭｏ：3.0mass%未満の中から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
【請求項４】
Ｃｒ添加鋼がさらに、Ｎｂ：1.0mass％未満、Ｔｉ：1.0mass％未満、Ｔａ：1.0mass％未満、Ｚｒ：1.0mass％未満およびＢ：0.01mass%未満の中から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
【請求項５】
かぶりが２０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
【請求項６】
鉄筋の長さ方向に垂直な断面において水和硬化体の面積に対する前記鉄筋の面積率が０．２〜１０％であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
【請求項７】
水和硬化体における高炉スラグ微粉末の含有量が１００〜６００ｋｇ／ｍ3であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
【請求項８】
水和硬化体が、さらにフライアッシュを含有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
【請求項９】
水和硬化体におけるフライアッシュの含有量が５０〜３００ｋｇ／ｍ3であることを特徴とする請求項８に記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
【請求項１０】
水和硬化体が、さらにアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、エコセメントから選ばれる１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海洋環境等の腐食の極めて厳しい環境で用いる構造物での利用に好適な耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリートは、コンクリート中の高アルカリによって鉄筋の表面に不動態皮膜が形成されるため鉄筋が防食され、長期に渡って強度と耐久性を発揮する構造部材である。
【０００３】
しかしながら、近年のコンクリートは、骨材の入手事情が悪化し、例えば、アルカリ骨材反応を生じる可能性がある安山岩や、塩分を含む海砂等を骨材として使用せざるを得ない場合がある。良質な骨材を使用したコンクリートと比較して、これらの骨材を使用した場合、耐鉄筋腐食性に劣る等の問題があった。また良質な骨材を使用したコンクリートの場合であっても、これを海洋構造物に適用した際には、コンクリートを透過した塩化物イオンによって鉄筋表面の不動態皮膜が破壊されて鉄筋が腐食し、発生した錆に起因する体積膨張によってコンクリートが剥落する。当然のことながら、鉄筋と外界との間に存在するコンクリートの厚み（かぶり厚）を増大させることにより、塩化物イオンが鉄筋の表面に到達する時間を遅延させることができるが、コンクリートのかぶり厚の増大により構造物が大型化するためコストが増大するという問題がある。
【０００４】
上記のような鉄筋コンクリートの塩害を克服する手段としては、例えば以下の（ａ）〜（ｄ）の公知の技術が上げられる。
【０００５】
（ａ）犠牲陽極を用いてコンクリート中の鉄筋をカソードに分極し、防食する技術：犠牲陽極を用いてコンクリート中の鉄筋をカソードに分極する際に、鉄筋コンクリート構造物の海水浸漬面上の気中部である飛沫帯から海上大気部についてはコンクリートの乾燥により電気抵抗が高くなるために電気防食が困難であるが、ポンプで海水をくみ上げ、予め構造体の気中部の表面を覆った保水材で電解質となる海水を保持してコンクリートの電気抵抗を減じることにより、電気防食を有効にする技術である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
（ｂ）鉄筋の表面にエポキシ樹脂とシランカップリング処理層を積層する技術：鉄筋の表面にエポキシ樹脂とシランカップリング処理層を積層することにより、コンクリート中の鉄筋の耐塩害性を向上させる技術である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
（ｃ）鉄筋の表面に擬似合金を溶射することにより、耐塩害性を向上させる技術：鉄筋の表面に亜鉛・アルミニウムの擬似合金を溶射することにより、耐塩害性を向上させる技術である（例えば、特許文献３参照。）。
【０００８】
（ｄ）耐食性を向上させたコンクリート用鉄筋を用いる技術：Ｓ量を0.01mass％以下に低減した上で、0.05〜3.00mass％のＣｒあるいはこのＣｒと共に0.03〜0.60mass％のＣｕを複合添加し、さらに必要に応じてＶ、Ｍｏ、Ｐなどを添加することによって、耐食性を向上させたコンクリート用鉄筋（例えば、特許文献４参照。）や、0.30〜5.00mass％のＣｒと0.50超〜1.50mass％のＣｕを複合添加すると共に、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｖを併せて添加することによって、耐食性と曲げ加工性を向上させた鉄筋（例えば、特許文献５参照。）を用いる技術である。
【特許文献１】特開平６−６５９３６号公報
【特許文献２】特開平５−９７６０号公報
【特許文献３】特開平９−４１１１９号公報
【特許文献４】特開昭６０−９２４５１号公報
【特許文献５】特開昭６２−１８８７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、（ａ）犠牲陽極を用いてコンクリート中の鉄筋をカソードに分極し、防食する技術を実際の構造物で実施するためには極めて大掛かりな装置が必要となり、このような装置を長期間に渡って運転・管理・維持することは非常にコスト高である。
【００１０】
また、（ｂ）鉄筋の表面にエポキシ樹脂とシランカップリング処理層を積層する技術では、エポキシ樹脂が硬く破断伸びを数％程度しか有していないため、鉄筋を曲げた際に、エポキシ層にクラックや剥離が発生し、その部分の耐食性が失われてしまうという問題がある。またエポキシ樹脂で被覆した鉄筋は溶接性が悪く溶接欠陥が発生するだけでなく、溶接部は樹脂層が焼失するため耐食性が劣るという問題がある。
【００１１】
また、（ｃ）鉄筋の表面に亜鉛・アルミニウムの擬似合金を溶射することにより、耐塩害性を向上させる技術では、溶射皮膜が金属間化合物を形成するため極めて脆く、鉄筋を曲げ加工した際には溶射皮膜にクラックが発生したり、溶射皮膜が剥落して、防食性が失われるという問題が生じる。
【００１２】
さらに、（ｄ）コンクリート用鉄筋のＣｒ含有量が５mass％以下の場合には、塩害地域等では十分な耐食性を得ることができないという問題がある。
【００１３】
このように従来の技術を用いてコンクリートやモルタル等の水和硬化体中の鉄筋の腐食を防止して、鉄筋を有する水和硬化体の塩害を克服することは困難である。
【００１４】
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、特別な装置を設置することなく、塩害環境の厳しい海洋においても長期の耐久性を有する構造物部材とすることができる耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）鉄筋を内部に有する水和硬化体が、少なくとも製鋼スラグと高炉スラグ微粉末とを含有し、前記鉄筋がＣ：0.001mass%超、0.3mass%未満、Ｎ：0.001mass％超、0.3mass%未満、Ｃｒ：5.0mass%超、15.0mass%未満、Ｓｉ：0.1mass%超、4.0mass%未満、Ｍｎ：0.1mass%超、4.0mass%未満、Ｃｏ：0.01mass%超、1.0mass%未満、Ａｌ：0.04mass%未満、Ｐ：0.04mass%未満、およびＳ：0.03mass%未満を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるＣｒ添加鋼であることを特徴とする耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
（２）Ｃｒ添加鋼がさらに、Ｖ：1.0mass％未満、Ｗ：1.0mass%未満のいずれか１種以上を含有することを特徴とする（１）に記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
（３）Ｃｒ添加鋼がさらに、Ｎｉ：3.0mass％未満、Ｃｕ：3.0mass％未満、およびＭｏ：3.0mass%未満の中から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とする（１）または（２）に記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
（４）Ｃｒ添加鋼がさらに、Ｎｂ：1.0mass％未満、Ｔｉ：1.0mass％未満、Ｔａ：1.0mass％未満、Ｚｒ：1.0mass％未満およびＢ：0.01mass%未満の中から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とする（１）ないし（３）のいずれかに記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
（５）かぶりが２０ｍｍ以上であることを特徴とする（１）ないし（４）のいずれかに記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
（６）鉄筋の長さ方向に垂直な断面において水和硬化体の面積に対する前記鉄筋の面積率が０．２〜１０％であることを特徴とする（１）ないし（５）のいずれかに記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
（７）水和硬化体における高炉スラグ微粉末の含有量が１００〜６００ｋｇ／ｍ3であることを特徴とする（１）ないし（６）のいずれかに記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
（８）水和硬化体が、さらにフライアッシュを含有することを特徴とする（１）ないし（７）のいずれかに記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
（９）水和硬化体におけるフライアッシュの含有量が５０〜３００ｋｇ／ｍ3であることを特徴とする（８）に記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
（１０）水和硬化体が、さらにアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、エコセメントから選ばれる１種または２種以上を含有することを特徴とする（１）ないし（９）のいずれかに記載の耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、内部の鉄筋に対する防食性に優れた水和硬化体が得られる。このため、塩害により従来の鉄筋コンクリートが短期間で崩壊するような海洋環境においても、長期間の使用が可能な構造物を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明では、水和硬化体の配合原料を最適化することにより、従来のセメント等を結合材として用いたコンクリートよりも緻密な組織を有する水和硬化体を得て、これを所定の成分を有するＣｒ添加鋼からなる鉄筋と組み合わせることで、塩害環境の厳しい海洋においても長期の耐久性を有する構造物部材として使用できることを見出し、本発明を完成した。まず水和硬化体の配合原料について説明する。
【００１８】
水和硬化体は、少なくとも製鋼スラグと高炉スラグ微粉末とを含有する。
【００１９】
水和硬化体の原料のうち、製鋼スラグは骨材および結合材として作用する。骨材として作用させるための製鋼スラグの粒度分布は、コンクリート用の細骨材や粗骨材に相当するような粒度とし、粒径が０．０７５ｍｍ以上程度、また最大粒径が４０ｍｍ以下程度とすることが好ましい。また、結合材として作用させるための製鋼スラグは微粉であることが好ましく、粒径が０．１５ｍｍ未満程度であることが好ましい。したがって、結合材としての粒径と骨材としての粒径をそれぞれ満足するスラグ粒子が含まれている適当な粒度分布を有する製鋼スラグ（例えば、或る条件で粉砕処理した製鋼スラグやその粉砕処理後に篩分した製鋼スラグ）を使用することが望ましい。
【００２０】
製鋼スラグは長期間に渡り弱アルカリ性を持続することから、鉄筋の耐腐食性に対して極めて高い効果を発揮する。これは製鋼スラグの塩基度（ＣａＯ/ＳｉＯ2）が大きいほど効果が高い。なお、水和硬化体の材料として使用する製鋼スラグの塩基度は、通常１〜３の範囲である。また、製鋼スラグは通常の砂利等の骨材と異なりアルカリ骨材反応を起こさないため、水和硬化体そのものの耐久性が優れるだけでなく、アルカリ骨材反応に起因するひび割れも抑制できるので、ひび割れを介した酸素や塩化物イオンの浸透が起こらず、水和硬化体中の鉄筋の防食の観点からも好ましい。
【００２１】
水和硬化体の原料として高炉スラグ微粉末を用いるのは、潜在水硬性を有する高炉スラグ微粉末が製鋼スラグによりアルカリ刺激を受け効率的に水和反応するためだけでなく、従来のコンクリートよりも硬化物が緻密な組織を有するため、水和硬化体中の鉄筋の腐食に有害な酸素や塩化物イオンの透過を著しく抑制できるからである。また、高炉スラグ微粉末と製鋼スラグ中の遊離ＣａＯ（free-CaO）が反応し、製鋼スラグの水和膨張を抑制するためである。高炉スラグ微粉末としてはJIS A 6206「コンクリート用高炉スラグ微粉末」を特に好ましく用いることができる。
【００２２】
高炉スラグ微粉末の水和硬化体中の配合量は、１００〜６００ｋｇ／ｍ3であることが好ましい。１００ｋｇ／ｍ3未満ではコンクリート代替として必要な１８Ｎ／ｍｍ2以上の圧縮強度が得られない場合があり、６００ｋｇ／ｍ3を超えると強度の増加はほとんど無く不経済となるためである。高炉スラグ微粉末のより好ましい配合量は、２００〜４００ｋｇ／ｍ3である。
【００２３】
水和硬化体は、さらにフライアッシュを含有することが好ましい。
【００２４】
水和硬化体の原料としてフライアッシュを用いるのは、製鋼スラグ中のＣａ成分とフライアッシュが効率的に反応することによりフライアッシュのポゾラン反応が進むためである。また、フライアッシュと製鋼スラグ中の遊離ＣａＯが反応し、製鋼スラグの水和膨張を抑制するためである。さらに、フライアッシュの適量の配合でワーカビリティを向上させる効果もある。フライアッシュはJIS A 6201「コンクリート用フライアッシュ」を用いることが好ましいが、原粉および加圧流動床灰の使用等も可能である。
【００２５】
フライアッシュの水和硬化体中の配合量は、５０〜３００ｋｇ／ｍ3であることが好ましい。５０ｋｇ／ｍ3未満では製鋼スラグの水和膨張を抑制する効果が低く、３００ｋｇ／ｍ3を超えると水を加えて練混ぜた後のフレッシュな状態の粘性が高くなり、ワーカビリティが悪化するため、また製鋼スラグの水和膨張を抑制する効果も変わらず不経済であるためである。フライアッシュのより好ましい配合量は、５０〜１５０ｋｇ／ｍ3である。この範囲の配合量では、製鋼スラグの水和膨張抑制効果に加えて、大きなワーカビリティ向上効果が得られる。
【００２６】
水和硬化体の原料として、アルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、および各種セメントから選ばれる１種または２種以上を含有することが好ましい。
【００２７】
水和硬化体の原料として、アルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、および各種セメントから選ばれる１種または２種以上を使用する場合、高炉スラグ微粉末に対して、質量比で１％以上配合することが好ましい。これは、高炉スラグ微粉末が有する潜在水硬性を効率的に発現させるためのアルカリ刺激材として配合するものであり、製鋼スラグのアルカリ刺激だけでは不足する場合に配合することが望ましい。１mass%以上としたのは、１mass%未満ではアルカリ刺激としての効果が低いためである。上限は特に設定しないが、アルカリ土類金属の酸化物、水酸化物の場合、１００mass%を超えて配合してもアルカリ刺激効果が変わらず不経済となる。アルカリ土類金属の酸化物、水酸化物配合の場合、好ましくは、５〜２０mass%の配合とする。なお、各種セメントの場合は、高炉スラグ微粉末に対するアルカリ刺激だけでなく、セメント自体の水硬性も発揮されるため、１００mass%を超えて配合しても圧縮強度が増加する効果を有する。各種セメント配合の場合、好ましくは１０〜１５０mass%の配合とする。
【００２８】
なお、各種セメントとは、JIS R 5210「ポルトランドセメント」、JIS R 5211「高炉セメント」、JIS R 5212「シリカセメント」、JIS R 5213「フライアッシュセメント」、JIS R 5214「エコセメント」のことである。
【００２９】
次に、水和硬化体中の鉄筋について説明する。
【００３０】
鉄筋に用いる鋼材としては、耐食性の良好な、下記の成分を含有するＣｒ添加鋼を用いるものとする。
【００３１】
Ｃｒ添加鋼としては、Ｃ：0.001mass%超、0.3mass%未満、Ｎ：0.001mass％超、0.3mass%未満、Ｃｒ：5.0mass%超、15.0mass%未満、Ｓｉ：0.1mass%超、4.0mass%未満、Ｍｎ：0.1mass%超、4.0mass%未満、Ｃｏ：0.01mass%超、1.0mass%未満、Ａｌ：0.04mass%未満、Ｐ：0.04mass%未満、およびＳ：0.03mass%未満を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物であるものを用い、さらに、Ｖ：1.0mass％未満、Ｗ：1.0mass%未満のいずれか１種以上を含有することが好ましい。また、さらに、Ｎｉ：3.0mass％未満、Ｃｕ：3.0mass％未満、およびＭｏ：3.0mass%未満の中から選ばれる１種又は２種以上を含有すること、さらに、Ｎｂ：1.0mass％未満、Ｔｉ：1.0mass％未満、Ｔａ：1.0mass％未満、Ｚｒ：1.0mass％未満およびＢ：0.01mass%未満の中から選ばれる１種又は２種以上を含有することが好ましい。
【００３２】
以下、各化学成分の限定理由について説明する。
【００３３】
Ｃ：0.001mass％超、0.3mass％未満とする。Ｃは、オーステナイト相および炭化物の生成元素である。オーステナイト相は、溶接部において、マルテンサイト組織を生じて強度を向上させ、また微細炭化物も強度の向上に寄与する。しかしながら、Ｃ含有量が0.001mass％以下ではオーステナイト相および炭化物の生成量が少なすぎて強度不足となり、一方0.3mass％以上では硬くなり過ぎて靱性の劣化を招く。従って、Ｃ量は0.001mass％超、0.3mass％未満の範囲に限定する。
【００３４】
Ｎ：0.001mass％超、0.3mass%未満とする。Ｎも、オーステナイト相および窒化物の生成元素であり、オーステナイト相は溶接部において、マルテンサイト組織を生じて強度を向上させ、また微細窒化物も強度を向上させる。しかしながら、Ｎ含有量が0.001mass％以下ではオーステナイト相および窒化物の生成量が少な過ぎて強度不足となり、一方0.3mass％以上になると硬くなり過ぎて靱性の劣化を招く。従って、Ｎ量は0.001mass％超、0.3mass％未満の範囲に限定する。なお、特に強度を高めたい場合には、Ｃ、Ｎをそれぞれ0.02mass％以上、より好ましくは0.03mass％以上とすることが望ましい。
【００３５】
Ｃｒ:5.0mass%超、15.0mass%未満とする。Ｃｒは、本発明における耐食性の改善成分として重要な元素である。本発明で対象にする鉄筋として、コンクリート中において長期使用が可能となるレベルの耐食性を確保するためには、少なくとも5.0mass％超のCrが必要である。一方、Cr量が15.0mass％以上になると、耐食性は良くなるものの、コストアップになるだけでなく、フェライト相の生成量が多くなって溶接部の靱性不足となる。従って、Ｃｒ量は5.0mass％超、15.0mass％未満の範囲に限定する。
【００３６】
Ｓｉ:0.1mass%超、4.0mass%未満とする。Ｓｉは、脱酸剤として有用な元素であるが、含有量が0.1mass％以下では十分な脱酸効果が得られず、一方4.0mass％以上になると硬くなって機械的性質の劣化を招く。従って、Ｓｉ量は0.1mass％超、4.0mass％未満の範囲に限定する。
【００３７】
Ｍｎ：0.1mass%超、4.0mass%未満とする。Ｍｎも、Ｃと同様、オーステナイト相生成元素であるが、含有量が0.1mass％以下ではオーステナイト相の生成が不十分となるため、溶接部のマルテンサイト組織が少なくなって、強度不足となる。一方、Ｍｎ含有量が4.0mass％以上になると鋼中に残存する介在物が多くなって耐食性が劣化する。従って、Ｍｎ量は0.1mass％超、4.0 mass％未満の範囲に限定した。
【００３８】
Ｃｏ：0.01mass%超、1.0mass%未満とする。Ｃｏは、本発明の重要な成分であり、このＣｏ添加によってコンクリート中でのＣｒ添加鋼素地の腐食速度を低減して耐食性の向上を図ることができる。少量のＣｏによるこのような耐食性の向上効果は、アルカリ環境で、しかも溶存酸素によるカソード反応も制限されるコンクリート中において初めて見出されたものである。ここに、Ｃｏ含有量が0.01mass％以下では上記の効果を十分に得ることができず、一方1.0mass％以上になると上記の効果は飽和に達し、むしろコストの上昇を招くので、Ｃｏ量は0.01mass％超、1.0mass％未満の範囲に限定した。
【００３９】
Ａｌ：0.04mass%未満とする。Ａｌは、脱酸剤として有用な元素である。Ｓｉによる脱酸が不十分な場合にはＡｌによる脱酸が行われるが、その含有量が0.04mass％以上になると介在物が多くなって耐食性が劣化する。従って、Ａｌは0.04mass％未満で含有させることとする。
【００４０】
Ｐ：含有量が0.04mass%未満とする。Ｐ含有量が0.04mass％以上になると、靱性等の機械的性質の劣化が顕著になるので、Ｐ量は0.04mass％未満に制限する。
【００４１】
Ｓ：0.03mass%未満とする。Ｓは、Ｍｎと結合してＭｎＳを形成し、初期発銹起点となる。またＳは、結晶粒界に偏析して、粒界脆化を促進する有害元素でもあるので、極力低減することが好ましい。特にＳ含有量が0.03mass％以上になるとその悪影響が顕著になるので、Ｓ量は0.03mass％未満に制限する。
【００４２】
以上、必須成分および抑制成分について説明したが、本発明では、その他にも以下に述べる各種元素を適宜含有させることができる。
【００４３】
さらに、Ｖ：1.0mass％未満、Ｗ：1.0mass%未満のいずれか１種以上を含有することが好ましい。
【００４４】
Ｖ：1.0mass％未満とする。Ｖを添加することにより、Ｃｒ炭窒化物の析出が少なくなって、耐食性が向上する。また、Ｖは、Ｃｒ添加鋼素地の耐食性の向上にも寄与する。特にコンクリート中という腐食環境では、Ｖは少量の添加でも耐食性向上に有効に寄与するという知見が得られた。しかしながら、含有量が1.0mass％以上になると上記の効果は飽和に達し、むしろコストの上昇を招くことになる。従って、Ｖは1.0mass％未満で含有させることとする。
【００４５】
Ｗ：1.0mass%未満とする。Ｗは、Ｖと同様、Ｃｒ炭窒化物の析出を少なくして耐食性を向上させるだけでなく、Ｃｒ添加鋼素地の耐食性の向上にも寄与する。特にコンクリート中という腐食環境では、Ｗは、Ｖと同様、少量の添加でも耐食性向上に有効に寄与するという知見が得られた。しかしながら、含有量が1.0mass％以上にすると機械的性質の劣化を招くので、Ｗは1.0mass％未満で含有させることとする。
【００４６】
さらに、Ｎｉ：3.0mass％未満、Ｃｕ：3.0mass％未満、およびＭｏ：3.0mass%未満の中から選ばれる１種又は２種以上を含有することが好ましい。
【００４７】
Ｎｉ：3.0mass％未満とする。Ｎｉは、Ｃｒ添加鋼の活性溶解を低減して耐食性を向上させる有用元素であるが、含有量が3.0mass％以上にするとコストアップが大きくなるので、Ｎｉは3.0mass％未満で含有させることとする。
【００４８】
Ｃｕ：3.0mass％未満とする。Ｃｕも、Ｃｒ添加鋼の活性溶解を低減して耐食性を向上させる作用があるが、含有量が3.0mass％以上になると逆に耐食性が劣化する傾向にあるので、Ｃｕは3.0mass％未満で含有させることとした。
【００４９】
Ｍｏ：3.0mass%未満とする。Ｍｏも、Ｃｒ添加鋼の耐食性を向上させる上で極めて有効な元素であるが、3.0mass％以上の添加はコストアップが大きくなるため、Ｍｏは3.0mass％未満で含有させることとする。
【００５０】
さらに、Ｎｂ：1.0mass％未満、Ｔｉ：1.0mass％未満、Ｔａ：1.0mass％未満、Ｚｒ：1.0mass％未満およびＢ：0.01mass%未満の中から選ばれる１種又は２種以上を含有することが好ましい。
【００５１】
Ｎｂ：1.0mass％未満、Ｔｉ：1.0mass％未満、Ｔａ：1.0mass％未満、Ｚｒ：1.0mass％未満とする。Ｎｂ、Ｔｉ、ＴａおよびＺｒはいずれも、Ｃｒ炭窒化物の析出を少なくして耐食性を向上させる働きがある。しかしながら、いずれも1.0mass％以上では機械的性質を劣化させるので、これらの元素は単独添加、複合添加いずれの場合にも1.0mass％未満で含有させるものとする。
【００５２】
Ｂ：0.01mass%未満とする。Ｂは、Ｎと結合することにより、Ｃｒ窒化物の析出を少なくして耐食性を向上させる作用がある。しかしながら、含有量が0.01mass％以上だと、鋼材製造時の熱間加工性が劣化するので、Ｂは0.01mass％未満で含有させるものとする。
【００５３】
上記以外の残部はＦｅおよび不可避的不純物である。
【００５４】
上記の化学組成を有する鉄筋の製造に際しては、特別な制限はなく、常法に従って製造すれば良い。参考のため、代表的な製造条件を以下に示す。
（Ａ）精錬工程：高炉溶銑を転炉にてＣｒを添加しつつ脱炭したもの、またはスクラップ等のＦｅ、Ｃｒ原料を電気炉にて溶解した溶鋼を、ＶＯＤ等により脱炭、成分調整したものを、連続鋳造にてブルームとするか、または造塊によりインゴットを製造する。
（Ｂ）熱間圧延工程：ブルームまたはインゴットを、1100〜1200℃に加熱したのち、熱間圧延または熱間鍛造により50mm角程度のビレットとする。このビレットを、再び1100℃程度に加熱したのち、線棒圧延機により15mmφ程度の棒鋼とする。
（Ｃ）仕上工程：熱間圧延により製造した棒鋼は、そのまま使用することが可能であるが、必要に応じて適当な熱処理により強度を調整する。また、より耐食性を向上させる場合には、熱間圧延後、場合によっては熱処理後の棒鋼に、ショットブラスト、さらには硝酸＋ふっ酸等による脱スケール処理を施す。
【００５５】
また、本発明の鉄筋を有する水和硬化体は、上記のＣｒ添加鋼を鉄筋として用いれば良い。この時の施工方法には特に制限はなく、常法に従い、例えばＣｒ添加鋼を鉄筋として配置すると共に、周囲に型枠を設営して、この型枠の内部に、上記の水和硬化体原料を配合して、水を加えて混練したものを打ち込んで養生して製造する。
【００５６】
水和硬化体の養生方法は、所定の強度が確保できれば、水中養生、現場養生、蒸気養生等の通常用いられる何れの方法をも用いることができる。
【００５７】
鉄筋の表面から水和硬化体外面までの厚さであるかぶり（以下、「かぶり厚」と記載する。）は、２０ｍｍ以上とすることが好ましい。かぶり厚が２０ｍｍ未満の場合には、外界から浸透する腐食因子である塩化物イオンを十分に遮断できない場合があるからである。
【００５８】
水和硬化体に占める鉄筋の割合が、鉄筋の長さ方向に垂直な断面において、水和硬化体部分の断面積に対して鉄筋の断面積が０．２〜１０％の面積率となるように配筋することが好ましい。本発明の鉄筋を有する水和硬化体で構造物を製造する場合、構造物の断面において硬化体の断面積に対して鉄筋の断面積が０．２％未満の場合には、鉄筋配合による耐力の増強効果が得られず好ましくない。また、構造物の断面において硬化体の断面積に対して鉄筋の断面積が１０％を超える場合には、資材コストに見合った効果が得られないだけでなく、作業効率が著しく低下するので好ましくない。
【実施例１】
【００５９】
表１〜表４に示す化学成分を有する鋼塊50kgを真空溶解した。ついで、鋼塊の表面５mmを研削したのち、1200℃、１ｈの焼鈍を施し、熱間鍛造により50mm角のビレットとした。このビレットに1100℃，１ｈの焼鈍を施したのち、線棒圧延機により15mmφの棒鋼とした。ついで、この棒鋼に、ショットブラストと３％ふっ酸−12％硝酸の混合酸による脱スケール処理を施し、鋼種Ａ〜ＡＺの鉄筋を製造した。なお、本実施例では、熱間でのスケールを除去するためにショット−酸洗処理を行ったが、水和硬化体中での腐食環境が弱い場合には、ショットのみまたは脱スケールなしでもよい。さらに、熱間鍛造−圧延により棒鋼を製造した後に、強度を調整するための熱処理を施してもよい。
【００６０】
【表１】
2006273691.tif 000002
【００６１】
【表２】
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【００６２】
【表３】
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【００６３】
【表４】
2006273691.tif 000005
【００６４】
製鋼スラグは表５に示す化学成分、物性値（最大粒径、粗粒率、細骨材率、表乾密度）のものを用いた。粗粒率とはＪＩＳ Ａ ０２０３に記載の番号３１１５の粗粒率のことである。細骨材率とは全粒度の製鋼スラグ量に対する粒径５ｍｍ以下の製鋼スラグ量の絶対容積比を百分率で表した値である。
【００６５】
【表５】
2006273691.tif 000006
【００６６】
高炉スラグ微粉末はJIS A 6206「コンクリート用高炉スラグ微粉末」における高炉スラグ微粉末4000を、フライアッシュはJIS A 6201「コンクリート用フライアッシュ」におけるII種を使用した。アルカリ刺激材は、JIS R 5201に適合する普通ポルトランドセメントまたは、JIS R 9001に適合する工業用消石灰・特号を使用した。混和剤は、JIS A 6204に適合するポリカルボン酸系の高性能ＡＥ減水剤を使用した。
【００６７】
表６の配合により水和硬化体原料を練混ぜ、養生してコンクリートＮｏ．１〜８の圧縮強度測定用のテストピースを製作した。圧縮強度の測定は、JIS A 1108「コンクリートの圧縮強度試験方法」にしたがって行った。養生条件は標準養生２８日とした。圧縮強度の測定結果を表６に合わせて示す。
【００６８】
【表６】
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【００６９】
また、表６の水和硬化体原料の配合で、表１〜４記載の化学成分を有する鉄筋（鋼種Ａ〜ＡＺ）を、鉄筋の長さ方向に垂直方向での水和硬化体の断面積に対して２％になるような条件でかぶり厚を２０ｍｍとして配し、１００×１００×４００ｍｍの型枠に打込んだ。供試体は脱枠後２０℃の水中で材齢２８日まで養生を行い、かぶり厚を２０ｍｍとした１面を残し、他の面を全てエポキシ樹脂で被覆した。６０℃の３％ＮａＣｌ水溶液に３日間浸漬した後に６０℃、５０％ＲＨの恒温恒湿槽で４日間乾燥することを１サイクルとする、乾湿繰り返しによる腐食促進試験を行った。腐食促進試験を２００サイクル実施した後に水和硬化体を破壊して鉄筋を取り出し、鉄筋を１０mass%の二水素クエン酸アンモニウム水溶液で除錆し、腐食面積率と最大腐食深さをマイクロメーターで測定した。同様の試験を表７に記載の組成を有する従来のコンクリート（コンクリートＮｏ．９〜１２）に対しても、かぶり厚を２０ｍｍとして行った。
【００７０】
【表７】
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【００７１】
これらの鉄筋を有する（有筋の）水和硬化体の腐食促進試験の結果を表８に示す。
【００７２】
【表８】
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【００７３】
水和硬化体の原料として、少なくとも製鋼スラグと高炉スラグ微粉末と水を用い、さらに所定の成分を有するＣｒ添加鋼を鉄筋として用いた場合には、いずれも良好な耐食性を示し、腐食促進試験２００サイクル後においても硬化体中の鉄筋には何ら腐食が認められなかった（本発明例１〜４６）。また、普通セメント或いは高炉セメントＢ種を用いた従来のコンクリートを用いた場合は、いずれの水和硬化体中の鉄筋も全面に腐食し、耐食性が劣っていた（比較例５〜８）。また、鉄筋の成分が本発明の範囲外の場合には全ての硬化体中の鉄筋に腐食が認められ、十分な耐食性が得られなかった（比較例１〜４）。