JP2004244652A - 鋼構造物の防食方法、防食シート及び防食した鋼構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】炭素鋼等を用いた鋼構造物を簡易に防食する方法を提供する。
【解決手段】鋼構造物の表面のあるいは塗装した表面の全部または一部に、電気絶縁性の接着剤を用いて、耐食性の金属箔を接着する。耐食性の金属箔として、板厚が０．０２〜０．２０ｍｍのチタニウム箔を用いることができ、また接着剤として、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、尿素系樹脂を用いることができる。ブチルゴム板の両面にアクリル系樹脂を塗着し、一方の面のアクリル系樹脂には離型紙を接着し、また他方の面のアクリル系樹脂には耐食性の金属箔を接着した防食シートを作成し、施工に際しては該防食シートの離型紙を剥離除去し、この剥離除去した面を鋼の表面に接着すると、耐食性の金属箔を接着する事が可能となる。表面に金属箔を接着した後で、接着がある部分とない部分の全体に塗料を塗着することができる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋梁、護岸壁その他の腐食され易い環境の構造物の防食、ならびに防食補修方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
腐食され易い環境の鋼構造物には、通常は炭素鋼あるいは銅やクロムやニッケルやモリブデン等を少量含有する耐食鋼が用いられている。耐食鋼は合金成分を含有しない炭素鋼に比べて腐食され難い。しかしその耐食性は不十分である。このため鋼構造物に用いられる鋼材には防錆塗料を塗装して使用される場合が多い。しかし鋼構造物も長期間に亘って使用すると、防錆塗料の防錆作用も減耗する。このため腐食され易い環境の鋼構造物には頻繁に再塗装が行われている。しかしながら、鋼構造物の再塗装には通常大規模な足場の架設等が必要であり、作業は極めて煩瑣であり、コストが高いという問題点がある。
【０００３】
例えば多量のクロムやニッケルを含有するステンレス鋼は、上記の耐食鋼よりも耐食性が優れている。また近年は顕著に耐食性の優れたチタニウム板を用いて広い面積を被覆した鋼構造物が設置されている。これ等の場合は頻繁に再塗装する必要がない。しかしクロムやニッケルやチタニウムは高価な金属であるため大量に使用すると建設コストが高くなる。従ってこれ等は広く実施されるには至ってない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高価なステンレス鋼やチタニウムを大量に使用しないで、安価な炭素鋼や合金含有量の少ない耐食鋼を用いて構築された鋼構造物において、再塗装の回数を大幅に減らす事が可能な防食技術の開示を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
１．本発明では、鋼構造物の表面のあるいは塗装した鋼構造物の表面の全部または一部に、電気絶縁性の接着剤を用いて耐食性の金属箔を接着する。
【０００６】
本発明の鋼は、主として炭素鋼、低合金鋼等の構造用鋼を指すが、ステンレス鋼等の高合金鋼であってもよい。また本発明で金属箔を接着する鋼構造物の表面は、塗装されていない鋼構造物の表面であってもよいし、塗装した鋼構造物の塗装面であってもよい。しかし塗装のない鋼構造物の表面の場合も塗装した鋼構造物の塗装面の場合も、接着前に表面の汚損物や銹びは、慣用の例えば機械的手段等により十分に除去しておく事が望ましい。特に本発明を再塗装で実施する場合は、再塗装する面に残存している前回塗装の塗料は変質劣化している事が多い。従って本発明を行う前には予め十分に前処理を行っておく事が好ましい。
【０００７】
本発明の防食は鋼構造物の表面の全部に亘って広範囲に行ってもよいが、特に腐食の甚だしい表面の一部に局所的に行ってもよい。チタニウム板を用いて広い面積を被覆する従来の方法はチタニウム板同志を抵抗溶接等により接合する複雑な方法で施工する。このため、腐食の甚だしい表面の一部に局所的に行うのは適当ではない。一方本願は後で述べる如く防食シートを用いるが、防食シートを用いる施工は簡易であり、このため腐食の甚だしい表面の一部に簡易に局所的に行うことができる。構造物が製造現場、ならびに設置されて経時した構造物の補修現場においても実施できる。
【０００８】
２．本発明では、上記の如く、金属箔を接着するが、接着した後は必要に応じて金属箔の接着がある部分とない部分の全体に塗料を塗着する事ができる。尚本発明は鋼構造物の再塗装に適用することができるが、この際には金属箔は主として再塗装する鋼構造物の損傷の甚だしい部分に接着することとなる。金属箔の表面は平滑であり、そのままでは塗料の塗着性が十分でない場合があるが、例えば金属タワシや表面に凹凸を有するローラ等を用いて、金属箔の表面に塗料の塗着が容易となる凹凸を容易に形成することができる。金属箔の接着がある部分とない部分の全体に均一に塗料を塗着すると、全体が一様に塗装されて、鋼構造物の美観が損なわれる事がない。
【０００９】
３．本発明では、耐食性の金属箔として、例えば板厚が０．０２〜０．２０ｍｍのチタニウム箔を用いる事ができる。チタニウムは極めて耐食性が優れ防食材として極めて好ましい。本発明では、このチタニウム箔を鋼構造物等の表面に塗着する。この際板厚が０．０２ｍｍ未満であると、接着に際して皺が発生し易い。また塗料の塗装を容易にするための凹凸をチタニウム箔の表面に形成するに際し、０．０２ｍｍ未満の箔は皺となり易くあるいは破れ易い。チタニウム箔は厚さが０．２０ｍｍ超になると接着する表面の形状に追従変形し難く、接着施工に際して接着面になじみ難い。
【００１０】
４．本発明では前記１〜３において接着剤として、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、尿素系樹脂の何れかを用いることができる。
【００１１】
５．また前記１〜３においてブチルゴム板の両面にアクリル系樹脂により粘着性を付与した接着剤を用いる事ができる。図１はその説明図である。この際ブチルゴム板（１）の一方の面のアクリル系樹脂（８）を鋼（４）等の表面に接着し、他方の面のアクリル系樹脂（８’）を耐食性の金属箔（３）の面に接着させることにより、鋼（４）等の表面に接着剤を介して耐食性の金属箔（３）を接着することができる。尚チタニウムと鋼の間の腐食電流の発生を防止するために、本発明では、電気絶縁性の接着剤を用いるが、例えば市販の厚さが約１．５ｍｍのブチルゴム板を用いた上記の接着剤は、電気絶縁性が十分で且つ、チタニウム箔を十分な接着強度で鋼等の表面に接着することができる。
【００１２】
６．上記５．の接着剤として、例えば図２Ａに示した、両面にアクリル系樹脂（８，８’）により粘着性が付与されたブチルゴム（１）の一方の面のアクリル系樹脂（８）には予め離型紙（２）が、また他方の面のアクリル系樹脂（８’）には予め耐食性の金属箔（３）が接着された防食シートを用いる事ができる。鋼（４）への防食施工に際しては図２Ｂの如くに防食シートの離型紙（２）を剥離除去し、図２Ｃの如くに剥離除去した面を鋼等（４）の表面に接着する。
【００１３】
鋼構造物に使用される前の鋼に金属箔を工場で接着する場合には図２の防食シートを用いないで、鋼の表面にエポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、尿素系樹脂等の接着剤を配し、接着剤の上に耐食性の金属箔を直接に載置して金属箔を接着する事が考えられる。しかし鋼構造物の再塗装に際して、工事現場で金属箔を接着する場合は、この方法では載置した後も接着剤が硬化する迄は接着力が不十分なため静置が必要で、接着能率が悪いという問題点がある。図２の防食シートを用いると、鋼等の表面の必要な位置に正確に金属箔を能率よく接着する事ができる。
【００１４】
本発明で鋼等の表面に接着する作業は、鋼構造物の建設現場においても容易に行うことができる。本発明者等は１５０ｍｍ×１２０ｍｍから３００ｍｍ×７００ｍｍの防食シートを作成し、建設現場でチタニウム金属箔の鋼構造物への接着を行ったが、接着作業は円滑で且つ容易であった。
【００１５】
図２には、切板形状の防食シートの例を示したが、図３の如く、防食シートはコイル状に巻き取られた防食シートとする事もできる。図３で１’は両面にアクリル樹脂８，８’により粘着性を付与した長尺のブチルゴムシート、２’は長尺の離型紙、３’は長尺の耐食性の金属箔、６，６’はロール、５はコイル状に巻き取られた防食シートである。
【００１６】
鋼構造物にはＩ形鋼や溝形鋼や鋼管等の形鋼が使用される場合が多い。本発明はこれ等の形鋼に対しても行うことができる。図４はその例を示す図である。図中８は接着剤、３は耐食性の金属箔、４は形鋼、７は塗料の塗膜の例である。
【００１７】
【実施例】
実施例１
本発明者は、港湾内にドルフィンで固定されている幅６０ｍ、長さ３００ｍ、高さ２ｍの既設浮体鋼構造物において、旧塗膜面を下地処理後に、耐食性金属であるチタン箔を接着固定した。チタン箔の厚みは０．１ｍｍ、接着剤は電気絶縁性のある発泡ブチルゴムシートを支持体とした両面接着テープを使用した。チタン箔接着は最も腐食の激しい飛沫帯および上板甲板の一部に行った。施工は短時間で実施でき、表面は金属光沢のままであるが良好な外観であった。
【００１８】
実施例２
本発明者は、既設鋼橋梁において、一部劣化の激しい塗膜を除去し、表面の凹凸を調整するための補修塗装後に、耐食性の金属箔であるチタン箔を接着させた。チタン箔接着後に、チタン箔表面を研磨剤入りプラスチックタワシで磨き、チタン箔を接着していない部分を含めて橋梁全体に中塗りおよび上塗りを実施した。接近して施工部を観察すると、チタン箔接着部の境界はチタン箔と接着剤の厚み分だけ段差が見られるが、数十ｍ離れるとチタン箔接着部と一般部の境界は目立たず、良好な塗膜状態であった。
【００１９】
実施例３
既設桟橋の鋼管杭は防食対策として、飛沫部、干満部の鋼管杭表面をポリエチレンまたはウレタン（２〜３ｍｍ）等で被覆している場合が多い。本発明者は耐食性、耐久性向上を目的に、これらの被覆材の上に速硬化タイプのウレタン接着剤を塗布し、幅３００ｍｍ、厚み０．２ｍｍのチタン箔をローラーにて転圧しながら接着した。ウレタンは塗布後数分で硬化し、鋼管杭、チタン箔は一体となった。
【００２０】
実施例４
本発明者等は既設鋼橋の一部にチタン箔シートを貼り付け施工し、その防食性、耐久性について調査した。
【００２１】
既設鋼橋は、板桁構造で下塗りにエポキシ樹脂塗料、上塗りにウレタン樹脂塗料が塗装されていたが、塗膜の耐久性は約５年であった。
【００２２】
本発明者は前記橋梁の主桁ウエブ面、下フランジの全面において下地処理としてサンドブラスト処理を行い、その後チタン箔シートの離型紙を剥がし、鋼面に接着した。
【００２３】
チタン箔シートは、両面に粘着性が付与されたブチルゴム（厚み約０．８ｍｍ）の一方にチタン箔０．１ｍｍともう一方は離型紙とからなる。
【００２４】
本施工部を１０年後に調査した結果、チタン箔シートには剥がれや浮きや破損などの異常は認められなかった。また、チタン箔シートを強制的に剥離し、鋼材表面を観察したところ、錆の発生はなく、良好な防食状態が維持されていた。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によると、高価なステンレス鋼やチタニウムを大量には使用しないで、安価な炭素鋼や合金含有量が少ない耐食鋼を用いて、構築された鋼構造物において、鋼材を簡易に防食する事ができ、また再塗装の回数を大幅に減らす事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は本発明の金属箔の接着の例の説明図。
【図２】は本発明の防食シートの例の説明図。
【図３】はコイル状に巻き取られる防食シートの例の説明図。
【図４】は本発明を形鋼の防食に用いる例の説明図。
【符号の説明】
１，１’：ブチルゴム板、 ２，２’：離型紙、 ３，３’：耐食性の金属箔、 ４，４’：鋼材、 ５：コイル状に巻き取られた防食シート、 ６，６’：ロール、 ７：塗膜、 ８，８’：アクリル系樹脂。

Claims (9)

1. 鋼構造物の表面のあるいは塗装した鋼構造物の表面の全部または一部に、電気絶縁性の接着剤を用いて耐食性の金属箔を接着する事を特徴とする、鋼構造物の防食方法。
2. 鋼構造物の表面のあるいは塗装した鋼構造物の表面のあるいは再塗装する鋼構造物の表面の全部または一部に、電気絶縁性の接着剤を用いて耐食性の金属箔を接着し、金属箔の接着がある部分とない部分の全体に塗料を塗着することを特徴とする、鋼構造物の防食方法。
3. 耐食性の金属箔が、板厚が０．０２〜０．２０ｍｍの、チタニウム箔であることを特徴とする、請求項１または２の鋼構造物の防食方法。
4. 接着材がエポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、尿素系樹脂から選ばれる一の接着材である請求項１〜３の何れかに記載の鋼構造物の防食方法。
5. 接着剤が、ブチルゴム板の両面にアクリル系樹脂により粘着性を付与した接着剤で、該ブチルゴム板の一方の面が鋼の表面あるいは塗装した鋼の表面に接着し他方の面が耐食性の金属箔の面に接着する構造である、請求項１〜３の何れかに記載の鋼構造物の防食方法。
6. 請求項５のブチルゴム板の一方の面のアクリル系樹脂には予め離型紙が、また他方の面のアクリル系樹脂には予め耐食性の金属箔が接着された防食シートを用いて、鋼の防食施工に際しては、該防食シートの離型紙を剥離除去し、該剥離除去した面を鋼の表面あるいは塗装した鋼の表面に接着する事を特徴とする、請求項５の鋼構造物の防食方法。
7. 請求項６に記載の防食シート。
8. 防食シートがコイル状に巻き取られた防食シートである、請求項７の防食シート。
9. 請求項１〜６の防食方法のうち、いずれか１以上が用いられている鋼構造物。

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