JP2000220122A - コンクリート構造物の防汚用亜鉛金属タイル被覆方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 コンクリート構造物の壁面表面に極めて簡単
に施工でき、メンテナンスコストも安価である防汚用亜
鉛金属を被覆する方法を提供する。 【解決手段】 海水と接するコンクリート構造物表面の
防汚方法において、コンクリート構造物の表面壁面にタ
イル状とした亜鉛からなる防汚金属タイルを該表面に厚
塗り型の接着剤を介して貼付けし、隣接するタイル間の
目地に亜鉛ペーストを充填して一体化したことを特徴と
する。使用される防汚金属は純度99.99％以上の亜鉛ま
たは該亜鉛に0.2〜0.5％のアルミニウムを添加した合金
とすることが好ましく、またこれら防汚金属タイルはそ
の裏面に銅もしくは亜鉛等の導電性金属リボンテープを
貼付けてタイル相互を導通させると共にコンクリート構
造物の鉄筋もしくは他の金属構造物と電気的に接続させ
るようにすることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、海水と接するコン
クリート構造物の壁面に、海水中に棲息する海洋生物、
特にイガイ類やフジツボ類等大型海生生物の付着防止
（以下、防汚と称する）を図るために海中コンクリート
構造物の海水との接触面に防汚用金属を被覆する防汚用
亜鉛金属タイル被覆方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】海水と接するコンクリート構造物、特に
発電所の各種熱交換器の冷却用水を海水から取り入れて
いる取水路等においては、該構造物の壁面に海水中に棲
息する海生生物や海藻類が付着し、流路の段面積を減少
させ、流動抵抗の増大によるポンプの吐出量の低下、熱
交換器の伝熱性能の低下、あるいはプラント構成材の腐
食を促進する等の種々のトラブルの要因となっている。
そのため、水路の使用を定期的に停止して該水路壁に付
着した該生物を人為的に掻き落とし、系外に排出してい
る。この処理には多大の労力と時間を要し、作業環境の
悪さや除去した海生生物の処分、加えてこの期間の取水
停止によるプラントの稼働ロス等の経済的損失も計り知
れないものである。

【０００３】海水と接するコンクリート構造物の壁面に
付着する海生生物や海藻類の付着抑制（以下、単に防汚
と称する）する手段としては、種々研究や技術開発がな
されている。既に実用化されているものも多い。例え
ば、塩素や次亜塩素酸塩の生成、海水中へのこれらの薬
品の投入、銅、錫等の毒物含有防汚塗料の塗布、銅や銅
合金等の防汚金属の被覆、海水電解による塩素イオンや
銅イオンの生成、あるいは無害イオン生成金属（主とし
て鉄鋼）の陽極溶解等による方法が提案されている。

【０００４】一例として、コンクリート製取水路に銅電
極を配置し直流電解で海水中に銅イオンを生成させるこ
とによる防汚手段は、例えば特公昭41-5193号公報や特
公昭45-923号公報等に開示されているように従前から行
われている。これらの方法は海水中に毒性の銅イオンを
生成して海水中の海生生物の幼生を死滅させることにあ
り、有用生物をも死滅させるし、過剰濃度になりやす
い。銅イオンの系外流出を抑える防汚方法として特公昭
59-40361号公報には、銅と同時に亜鉛、アルミニウム、
マグネシウムあるいは鉄をアノードとして電解し銅イオ
ンを亜鉛、アルミニウム、マグネシウムあるいは鉄の水
酸化コロイドに吸着させて取水路平面に銅イオンを濃縮
した該水酸化コロイドを吸着させる手段が開示されてい
る。

【０００５】これらの方法はいずれも一長一短があり、
対象構造物の種類、大きさ、使用環境等を考慮して適用
しなくてはならない。さらに寿命、メンテナンス、コス
トあるいは環境二次汚染対策も重要な要素である。例え
ば、毒性イオンの生成による防汚は、効果は優れている
が、有益な海生生物をも死滅させるし、過剰濃度になり
やすく環境二次汚染防止対策は避けて通れない問題であ
る。海生生物の生態に合わせて環境条件に配慮しながら
の濃度管理には心労が絶えず、特に大型の固定構造物に
あっては、取替えや再加工が容易でないことからメンテ
ナンスや再加工コストも大きな要素となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】海水と接する大型固
定コンクリート構造物の壁面に付着する海生生物の防汚
手段は上記したように種々の方法、装置が提案されてい
るが、実用に供するには手段や防汚効果以上に適用、施
工の容易性、メンテナンスあるいは環境対策等を考慮し
なければならない課題が多く残されている。すなわち、
（ａ）有害物質が海水中へ混入しないようにする、
（ｂ）装置の設置、施工が限られた時間と空間の中で効
率良く進められる、（ｃ）装置が簡単で、効果が長期に
亘り有効でメンテナンスが不要か容易である、等の要請
を満足することが必要である。

【０００７】これら要望のうち（ａ）を満足させるもの
として、銅あるいは銅合金に代わる金属であって鉄鋼と
短絡しても鉄鋼の腐食を抑制し、同時に防汚可能な防汚
金属として、亜鉛あるいは亜鉛合金（以下、亜鉛あるい
は亜鉛合金を含めて亜鉛と称する）が使用できることが
従来から知られている。これら亜鉛の防汚性は、銅に比
べて弱いが、有害性は殆ど無く、銅に代わる防汚金属と
して適用できる。従来、例えば亜鉛によるコンクリート
構造物の防汚については、亜鉛溶射皮膜を利用した技術
として特開平2-274861号公報や特開平9-296264号公報等
が提案されている。

【０００８】しかしながら、これら亜鉛溶射皮膜を用い
る防汚手段では、コンクリート取水路に対しては粉塵、
除湿等の作業環境や均一厚膜確保に配慮が必要であり、
といって亜鉛板を用いる場合には板状亜鉛の裏面処理
（絶縁、クッション材の被覆）や壁面への取付け、固定
（アンカーボルトによる取付け）手段が必要であり、い
ずれにしろ防汚効果はともかく、該防汚用金属の施工は
手段が煩雑で、しかもメンテナンスコストが高く、これ
らの課題を解決する手段が要望されている現状にある。

【０００９】本発明は上記したような当該分野における
課題を達成するものであって、コンクリート構造物の壁
面表面に極めて簡単に施工でき、メンテナンスコストも
安価である防汚用亜鉛金属を被覆する方法を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明方法は、海水と接
するコンクリート構造物表面の防汚方法において、コン
クリート構造物の表面壁面にタイル状とした亜鉛からな
る防汚金属タイルを該表面に厚塗り型の接着剤を介して
貼付けし、隣接するタイル間の目地に亜鉛ペーストを充
填して一体化したことを特徴とするものである。このよ
うに本発明方法においては防汚金属として用いる亜鉛を
タイル状に形成し、これをコンクリート構造物の壁面表
面に接着剤を介して貼付けるものである。この本発明に
使用される防汚金属は純度99.99％以上の亜鉛または該
亜鉛に0.2〜0.5％のアルミニウムを添加した合金とする
ことが好ましく、またこれら防汚金属タイルはその裏面
に銅もしくは亜鉛等の導電性金属リボンテープを貼付け
てタイル相互を導通させると共にコンクリート構造物の
鉄筋もしくは他の金属構造物と電気的に接続させるよう
にすることが好ましい。防汚金属をコンクリート構造物
表面に貼付るための接着剤としては、主剤が無溶剤のエ
ポキシ樹脂で、硬化剤が脂環式ポリアミンポリチオール
であって、主剤と硬化剤を混練したものを用いることが
好ましい。また、タイル間の目地に充填する亜鉛ペース
トは亜鉛粉末と結合剤がブチルゴムからなる非硬化高分
子剤であり、それに少量の炭酸カルシウムを増量剤とし
て混練りしたものであることが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に使用される亜鉛は前記の
ように、純度99.99％以上の高純度亜鉛あるいは該亜鉛
に0.2〜0.5％のアルミニウムを添加した合金とする。こ
の条件によって、海水中における亜鉛の自然溶解面がほ
ぼ均一且つ長期に亘って活性を維持することができるの
で防汚効果をより有効ならしめることができる。

【００１２】これら亜鉛は鋳造あるいは圧延法で所定の
サイズの板状タイルに仕上げる。タイルのサイズは特に
限定はないが、対象コンクリート構造物の大きさや構
造、あるいは取扱い上から100〜250角×１〜5mmtの正方
形タイルが目安である。該タイルの貼付け側の面は接着
剤との密着強度を補強するため、スクラッチあるいは複
数の突起物等のリブまたは凹凸状の裏足を設けておくの
が望ましい。また、該タイルの表面に剥離性パネルを張
付けて施工しやすいように、ユニット化にすることも有
効である。

【００１３】純亜鉛の場合における亜鉛の防汚性につい
てみると、海生生物の嫌忌に有効な亜鉛の消耗度は経験
的に0.1mm／ｙ程度である。銅の有効消耗度は0.01mm／
ｙ程度であるから、それだけ亜鉛の有害性は低い。それ
故、亜鉛を防汚用として積極的に使用した例は無きに等
しい。高純度亜鉛に少量のアルミニウムを含有させた亜
鉛合金の海水中での自然消耗度は0.05〜0.07mm／ｙであ
る。不純物の高い亜鉛や亜鉛合金では、当初はともかく
時間と共に灰色あるいは灰黒色の固い生成物で覆われ、
消耗度は0.03mm／ｙ以下を示す。すなわち、高純度亜鉛
や少量のアルミニウムを含有する亜鉛合金は、実用上イ
ガイ類の大型海生生物の付着を抑制する効果があるもの
である。

【００１４】亜鉛金属タイルを貼付る対象コンクリート
構造物の壁面は、特に既存のコンクリートにあっては表
面の汚れや凹凸が避けられないため、下地処理が重要で
ある。そのため、高圧水による洗浄で表面の汚れやレイ
タンスを除き、乾燥後、接着するようにする。亜鉛金属
タイルを対象コンクリート構造物の壁面に貼付るには、
磁器質あるいは陶磁器質タイルを建築物の床や壁面に貼
付ける場合と同様の手段で貼付けするが、該亜鉛金属と
コンクリート構造物との密着力が施工上のポイントであ
り、これら亜鉛金属タイルがコンクリート構造物壁面に
強力に接着させる必要がある。そのため本発明では貼付
け用接着剤として、主剤が無溶剤のエポキシ樹脂と硬化
剤が脂環式ポリアミンポリチオールであって、主剤と硬
化剤を混練した高粘度接着剤を用いることが好ましい。
該接着剤は、厚塗りが可能であり、実用強度までの硬化
時間が従来に比して短縮できる。硬化後の接着剤は強化
コンクリートに匹敵する強度を有し、基盤コンクリート
との接着力や防汚用亜鉛タイルとの接着力も密着力テス
トで基盤のコンクリートやモルタルが先に破壊するほど
強力であるから既存のコンクリート構造物の断面修復材
としても有効である。また、該接着剤は水中でも接着硬
化するので、該タイルの補修が可能である。従って、何
らかの理由で防汚用亜鉛タイルが破損もしくは異常消耗
した場合でもラインやプラントを停止すること無く補修
でき、最小限のロスにて対応することができる。

【００１５】対象コンクリート構造物の壁面に複数の防
汚用亜鉛金属タイルを被覆した隣接タイル間の目地に
は、タイル間の補強と導通を図るための目地剤を充填す
る。目地剤は、亜鉛粉末を重量で70％以上、結合剤がブ
チルゴム20％以上の非硬化高分子材であって、それに少
量の炭酸カルシウムからなる増量剤を混練りした亜鉛ペ
ーストからなるものとすることが好ましい。この目地剤
は硬化後、弾力性を有するとともに亜鉛リッチであるこ
とから導電性を有し、さらに防汚性をも有している。

【００１６】防汚用タイルは対象コンクリート構造物の
壁面全面に貼り合わせる必要がある。例えば取水路のス
クリーン室壁面を対象とすると、防汚用亜鉛タイル数
は、25枚／ｍ²必要であるので、通常約1000〜10000枚単
位になる。取付け、施工を考慮すると基本的にはユニッ
ト化として事前に工場で製作しておくことが工数低減の
ために好ましい。防汚用亜鉛タイルの補強と隣接タイル
との導通あるいは活性溶解を促すためにコンクリート構
造物の鉄筋や他の金属構造物等との電気的接続を確保す
ると共に、該タイルの裏面に銅あるいは亜鉛等の導電性
金属リボンテープを貼付けて互いのタイルを電気的に連
結させておくことが望ましい。

【００１７】防汚用亜鉛タイルのコンクリート構造物壁
面への貼付けは建築工事で一般的に行われているタイル
工法と大同小異の手段で行われる。しかし、従来は海水
と接触するコンクリート構造物の防汚金属取付け手段と
して適用された例はない。

【００１８】本発明では、工事の容易さ、確実且つ時間
短縮を図ることを意図してタイル工法を踏襲し、タイル
の材質として純亜鉛あるいは亜鉛合金を用い、貼付けと
同時に対象コンクリート構造物壁面の断面修復も可能な
厚塗り可能な特殊エポキシ系接着剤を用い、さらに目地
剤に亜鉛ペーストを使用することによって、既存のコン
クリート構造物にも耐久性のある金属タイルの連続隔壁
構築を可能にした防汚亜鉛金属タイルの被覆方法を得る
ものである。

【００１９】

【実施例】鉄筋コンクリート取水路壁面に亜鉛金属タイ
ルを被覆する本発明を適用した例の防汚効果につき検討
した。該取水路は、コンクリート製ボックスカルバート
（3.9ｍＨ×3.9ｍＷ）延長10ｍ(100ｍ²）で、中間部の
断面長さ10ｍ（底面、下部隅切り部を除く）を防汚対象
として構築した。亜鉛タイルの寸法は目地の幅を考慮し
て両端を２mmカットして196mm×196mm角とし、タイル間
の仕上がりが200mmになるようにした。その部分断面の
概略を図１に示す。この図１において、１はコンクリー
ト製取水路壁面、２は亜鉛タイル、３は接着剤、４は目
地剤をそれぞれ示す。

【００２０】防汚亜鉛タイル構築工事の概要は以下のよ
うにした。 適用面積 取水路壁面（底面、下部隅切り部を除く）100ｍ² 亜鉛タイル 材質（0.2%Al含有亜鉛合金） 寸法 196mm×196mm×3mmｔ 使用数量 2500枚（25枚／ｍ²） 目地剤 亜鉛粉末:80重量％＋ブチルゴム:15重量％＋増量剤:５重量％ 接着剤 エポキシ樹脂２：脂環式ポリアミンポリチオール１の割合とし た混合物（Ｅ2300Ｊ−（株）コニシの製品）に増粘剤を添加し た接着剤 貼付作業 (1)スクレパーによる対象コンクリート面の付着物の除去 (2)壁面高圧洗浄 (3)強制通風による乾燥、除湿 (4)1.5ｍ以上の高さはローリングタワー作業 (5)コンクリート下地調整、断面修復 (6)亜鉛タイル貼付け (a)貼付け位置設定…線引き (b)接着剤の塗布…最下段の１列について (c)基準亜鉛タイル貼付け…最下段の１列(50枚） (d)接着剤塗布…基準タイル貼付け後約30分経過後 最下段の直上壁面２〜３段分 (e)亜鉛タイル貼付け…上記(d)の２〜３段 (f)残りのタイル貼付け…上記(d),(e)に準じて45段 (g)天井隅切り部にタイル貼付け…片側壁３段の６段 (h)目地剤充填…タイル仕上げ作業 (7)ローリングタワー…解体、搬出 対象取水路のコンクリート壁面に防汚用亜鉛タイルの貼
付け作業は、底部から1.5ｍ迄は足場の架設がなくても
可能であった。それ以上では、足場の架設に代えて該水
路の天井や幅がほぼ一定で、底面もほぼ平滑であること
から移動が容易で組立てしやすく作業面積の広いローリ
ングタワーを利用して高さを調節しながら容易に貼付け
作業を進めることができた。

【００２１】亜鉛タイルの貼付け作業は、(a)貼付け位
置の設定から、(7)のローリングタワーの解体、搬出ま
で正味３日余りで防汚用亜鉛タイル被覆コンクリート構
造物を構築することができた。実用水路への初めての試
みであるため、積み上げ貼り工法による接着貼りで１枚
づつ直貼りしたが、予め裏張枠付きの板に複数の防汚用
亜鉛タイルを貼付けしたユニット方式で貼付けるとさら
に工程が短縮されることが判明した。

【００２２】なお、水路の両側面および天井に貼付けた
防汚用亜鉛タイルをブロックとして３箇所に導電体（線
またはリボン）接続用ターミナル（端子）を設け、該コ
ンクリート構造物の鉄筋との導通を図り防汚用亜鉛と鉄
筋とでガルバニックカップルとし、該防汚用亜鉛の活性
溶解を長期的に安定させるようにした。

【００２３】本防汚用亜鉛タイル貼付け完了後、数日し
てから該取水路に注水した。海生生物が活動し始める初
春に対応して実施した。一期約６ヶ月間稼働し現在二期
目に入っているが、該タイルの剥離や脱落観察されてお
らず、防汚効果についてもムラサキイガイを主とした大
型二枚貝の付着は、該取水路のタイル未被覆コンクリー
ト壁面に大量に付着しているのに対して殆ど無視できる
程度で、フジツボの付着については部分的に散見された
が、成長の気配は認められなかった。該亜鉛タイルの表
面は半透明の薄いゲル状の溶解生成物で覆われ、それが
ため海生生物の着生、固着が叶わずに付着できないもの
と推測される。海水ポンプで汲み上げた海水をホースで
吹き付けただけで該亜鉛タイル表面の付着物は容易に除
去され清浄化が行えた。

【００２４】亜鉛タイル表面にできる半透明の薄いゲル
状の溶解生成物は、酸素の供給が多くなると、次第に中
性海水中で不溶性のオキシ塩化物あるいはオキシ水酸化
物に変じ、海生生物の付着を促すことになる。該亜鉛タ
イルを鉄筋コンクリート構造物の補強鉄筋あるいは周辺
の鉄鋼構造物と電気的に接続してガルバニック（流電）
作用によって亜鉛の活性化を維持させることによって防
汚作用を長期に亘って安定して維持させることができ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上のような本発明によれば、塩素系イ
オンや銅イオンの生成あるいは毒物投入や毒物含有塗料
の塗布等に比べてより毒性の低い亜鉛イオンにより防汚
するため、環境二次汚染が防止でき、しかも亜鉛金属を
タイル状としてコンクリート壁面に厚塗り可能な接着剤
により貼付けるという極めて簡単な工程でコンクリート
構造物壁面に絶縁すると共に強固に密着させ、隣接する
タイル相互は亜鉛リッチの目地剤により結合させ、弾力
性のみならず導電性をも具有させることができ、長期間
に亘りメンテナンスが不要かもしくは容易であり、コス
トも低いコンクリート構造物の防汚被覆方法が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を取水路壁面に適用した場合の部分
断面概略説明図である。

【符号の説明】

１ コンクリート製取水路壁面 ２ 亜鉛タイル ３ 接着剤 ４ 目地剤

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 海水と接するコンクリート構造物表面の
   防汚方法において、コンクリート構造物の表面壁面にタ
   イル状とした亜鉛または亜鉛合金からなる防汚金属タイ
   ルを該表面に厚塗り型の接着剤を介して貼付けし、隣接
   するタイル間の目地に亜鉛ペーストを充填して一体化し
   たことを特徴とするコンクリート構造物の防汚用亜鉛金
   属タイル被覆方法。
2. 【請求項２】 防汚金属が99.99％以上の亜鉛または該
   亜鉛に0.2〜0.5％のアルミニウムを添加した合金である
   請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記防汚金属タイル裏面に銅もしくは亜
   鉛等の導電性金属リボンテープを貼付けてタイル相互を
   導通させると共にコンクリート構造物の鉄筋もしくは他
   の金属構造物と電気的に接続させる請求項１または２記
   載の方法。
4. 【請求項４】 防汚金属をコンクリート構造物表面に貼
   付るための接着剤として主剤が無溶剤のエポキシ樹脂
   で、硬化剤が脂環式ポリアミンポリチオールであって、
   主剤と硬化剤を混練したものを用いる請求項１乃至３の
   いずれかに記載の方法。
5. 【請求項５】 前記目地に充填する亜鉛ペーストが亜鉛
   粉末と結合剤がブチルゴムからなる非硬化高分子剤であ
   り、それに少量の炭酸カルシウムを増量剤として混練り
   したものである請求項１乃至４のいずれかに記載の方
   法。