JP2006316585A - 鋼管製支柱の防食補強方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼管製の支柱内の腐食を防止するとともに、支柱の倒壊を確実に防止する。
【解決手段】既設の鋼管製支柱１の根元側の内部空間５に縦長の補強材７と、骨材９とリン酸およびタンニン酸を含む２液混合型のエポキシ系硬化樹脂８とを混合してなる充填材１０とを入れ込む。
【選択図】図３

Description

本発明は、根元側を地面に埋設固定した街路灯等の鋼管製支柱の防食補強方法に関する。

本発明に関し、電柱等の中空支柱の内部空間に砂利等の骨材を投入し、その骨材の隙間に粘性の低い２液混合型のエポキシ系硬化樹脂をポンプで圧入して硬化させる補修方法が公知である（特許文献１）。また、本出願人らは、先にリン酸およびタンニン酸を含む添加剤を添加した無溶剤タイプのエポキシ系樹脂を提案している（特許文献２）。これによれば、リン酸のエッチング作用やタンニン酸のキレート作用などによって腐食部分の赤錆を化学的に安定な黒錆に変化させることができるので、鉄筋コンクリートなどのクラック部分に注入するだけで、錆の進行を阻止して鉄筋の腐食に伴うクラックの補修ができる。

特開２００２−２７６２０１号公報 特開平１０−１８２７９６号公報

街路灯等など屋外に設置される鋼管製の支柱は、結露や水の浸入によって支柱の内壁が錆び付いて腐食していることが多い。とくに、その腐食は結露し易い支柱の根元側において顕著である。腐食が進めば支柱倒壊のおそれがあるため、腐食の進行を阻止する必要があるが、支柱内では、錆の除去や防錆剤の塗布等の防錆処理一般の手法は困難である。そのため、従来は引用文献１のように、防錆処理なしでそのまま補修することが多い。しかし、防錆処理なしでは補修後も腐食が進んで補強効果も激減するため、鋼管製の支柱内の錆に対する適切な防錆処理方法が要望されていた。

引用文献２のエポキシ系組成物を用いれば、充填するだけで腐食の進行を阻止できるため、防錆の面で極めて有効な材料となり得る。しかし、屋外に設置される鋼管製支柱の内壁面は、結露などによって水濡れ状態にあることが多いのに対し、引用文献２の樹脂系組成物は、湿潤面に対する接着性に難があり、支柱と樹脂との強固な一体性が得られず、補強の面で課題があった。

本発明の目的は、鋼管製支柱の腐食の進行を阻止して、支柱の倒壊を確実に防止できる鋼管製支柱の防食補強方法を提供することにある。本発明の目的は、引用文献２のエポキシ樹脂系組成物を効果的に利用して、低コストで簡便な鋼管製支柱の防食補強方法を提供することにある。

本発明は、街路灯等の既設の鋼管製支柱を防食補強する方法であって、縦長の補強材７と、骨材９とリン酸およびタンニン酸を含む２液混合型のエポキシ系硬化樹脂８とを混合してなる充填材１０とを、支柱１の根元側の内部空間５に入れ込むことを特徴とする。硬化樹脂８と骨材９との混合比率は、容積比で１：４〜８とするのが好ましい。補強材７は鋼棒材とすることができる。

防食補強の対象となる支柱１は、円柱や角柱等、中空の鋼管であればいずれの形状にも適用できる。補強材７は細長いものであればよく、真直ぐでなくとも、補強材としての機能を満たす限り、曲がったものも含む。なお、補強材７の本数は複数本、例えば３〜５本が好ましいが限定はしない。

本発明では、縦長の補強材７と充填材１０とで支柱１の根元の内部空間５を固めてしまうので、腐食によって支柱１の根元が脆弱になっていても、充填材１０と一体化した補強材７が支えとなって支柱１の折れ曲がりを阻止し、支柱１の倒壊を確実に防止できる。

骨材９と硬化樹脂８とを混合し、いったん充填材１０を得たうえで、充填材１０を支柱１内に入れ込むようにすれば、硬化樹脂８と骨材９とを確実にむらなく混合できるので、支柱１内で硬化させたときに、接着不良や硬化不良を生じるおそれがない。作業スペースの制限もなく、手際よく短時間で処理できる。

接着不良をなくすためには、硬化樹脂８が骨材９の外周面の全体に行き渡るよう、硬化樹脂８と骨材９とを均一に混合する必要がある。そこで検討した結果見出した最適な混合比率が、硬化樹脂８と骨材９＝１：４〜８（容積比）である。この比率で混合すれば、手作業でも硬化樹脂８と骨材９とを均一に混合できる。

硬化樹脂８に、リン酸およびタンニン酸を含む添加剤を添加しておくことで、支柱１内の腐食の進行を阻止できるので、いったん補修工事をすれば、それ以降は内部の腐食を心配する必要はないし、長期にわたってそのままの強度を維持できる。しかも、腐食の心配がないため、補強材７に鋼材を使用でき、材料コストにおいても、強度の面においても極めて有利となる。

以下に本発明の最良の形態を図１ないし図４を用いて説明する。本発明にかかる鋼管製支柱の防食補強方法では、硬化樹脂８、補強材７、および骨材９が用いられる。

硬化樹脂８は、先の引用文献２の硬化樹脂が使用できるが、ここでは、硬化樹脂の主剤および硬化剤に、水で濡れた湿潤面に対しても良好な接着性が得られる湿潤面施工用の２液混合型のエポキシ系硬化樹脂を使用した。具体的には、主剤および硬化剤としてコニシ株式会社製の「ボンドＥ２３００Ｊ」を使用した。これによれば、鋼管支柱１と充填材１０との一体性を向上できるため、よりいっそう強固に補強できる。硬化樹脂８には、添加剤として、リン酸とタンニン酸とが含まれており、防錆の点で特に重要な要素となっている。

補強材７は、支柱１の内部空間５に挿入可能で、心棒となり得るものであれば樹脂や木材でもよいが、ここでは１ｍ程度の鉄筋を使用した。

骨材９には、砂利、小石、砕石などが使用でき、平均外径で３mm〜５０mmのものが好適に使用できる。

図１に、本願発明を適用した街路灯を示す。図中、符号Ｇは、地面であり、符号１は鋼管製支柱、符号２は支柱１の先端に取り付けられた照明灯である。支柱１の根元側は地面に埋設固定されている。支柱１の根元側の内部には地面Ｇとの境界上下にわたって内部空間５が存在している。符号３は、地面Ｇの上方において支柱１の側壁面に設けられた蓋である。蓋３は、支柱１の内部空間５に連通する開口６を封止している。開口６は、照明灯の配線用に設けられたものである。以下、図２に従って、本発明を工程順に説明する。

まず最初に図２（ａ）・（ｂ）に示すように、支柱１の蓋３を外したのち、縦長の補強材７を開口６から支柱１の根元側の内部空間５へ挿入する。補強材７は、支柱１の内部空間５の底面に露出した地肌に突き刺して、地面Ｇとの境界上下にわたって位置するよう、支柱１の縦軸中心付近に仮止め状に固定する。支柱１が地面深く埋設されていて、補強材７の長さが足りない場合には、先に支柱１の内部空間５に盛り土をして、底上げすればよい。

続いて、骨材９と硬化樹脂８とを混合して充填材１０をつくる。事前に骨材９と、主剤、硬化剤および添加剤の必要量を準備しておく。骨材９は、硬化樹脂８の量に対して、容積比で４〜８倍量を使用できる。４倍以下であると手作業では均一に混ぜることが困難で、８倍以上だと硬化樹脂８が骨材９どうしの接着を妨げることになるからである。ここでは骨材９と硬化樹脂８との容積比は６：１とした。バケツなどの容器に、準備した主剤を入れたのち、硬化剤と混ぜ合わせる。両者を均一に混ぜた後、骨材９を徐々に入れながら、骨材９の全体に硬化樹脂８が行き渡るよう更に混合する。主剤に硬化剤を混ぜ合わせることで、樹脂の硬化が始まって粘度が上昇するので、本工程は手際よく短時間で行う。

充填材１０をつくったら、直ちに図２の（ｃ）・（ｄ）に示すように、補強材７が充填材１０中に埋まるまで、開口６から支柱１の根元側の内部空間５に充填材１０を入れ込む。その後は、蓋３を閉じれば施工は完了であり、そのまま放置することで、充填材１０は補強材７もろとも硬化して一体化する。

本実施例では、作業がし易いように補強材７を支柱１の内部空間５に挿入したのち、その上から充填材１０を入れ込んだが、先に充填材１０を支柱１の内部空間５に入れ込んだのちに、補強材７を挿入し、充填材１０の上から刺し込むようにしてもよい。

防食の面に関しては、図３の拡大図に示すように、支柱１の内壁面に赤錆層１１や水層１２が形成されていても、硬化樹脂８にはタンニン酸およびリン酸が含まれているので、赤錆層１１は、これらの防錆作用によって化学的に安定な黒錆層に変化し、腐食の進行を効果的に阻止できる。ここではとくに、錆の原因でありながら、避けることができない支柱１内面の水濡れを、逆に防錆の手段として利用した点が注目されるべきである。すなわち、本発明では施工後も支柱１内壁面が水濡れしてもかまわない。タンニン酸やリン酸は、水溶性であることから、硬化樹脂８に含まれるこれら成分は積極的に水で濡れた赤錆層１１や水層１２側へ移行する。硬化樹脂８が届かない赤錆層１１の内奥まで水層１２を介してこれら成分が浸透し、確実に腐食の進行を阻止できるからである。

補強の面に関し、骨材９を含む充填材１０が硬化した状態の概念図を図４に示す。図４に示すように、骨材９、硬化樹脂８、および補強材７が支柱１の内部空間５一杯に一体化するので、支柱１内一杯に一つの芯材を入れたのと同様の効果を得ることができ、仮に支柱１自体が腐食して脆弱になっていても、支柱１が根元で折れて倒壊することがない。

補強材７は、必ずしも支柱１の縦軸中心付近に存在する必要はなく、傾斜したり、偏在した状態で充填材１０中に埋設固定されていてもよい。既設の鋼管製支柱の根元付近は支柱の内部だけでなく、支柱の外部も腐食し易い。そこで、埋設した支柱１の外表面の一部分、例えば地面Ｇとの境界の下側約３００mmを露出させたのち、地面Ｇの上下にわたって支柱１の外表面に硬化樹脂８を塗布して埋め戻し、内外から防食補修するようにしてあってもよい。

本発明を街灯に適用した実施例を示す概念図 本発明の実施手順を示す説明図 本発明の実施後の状態を示す断側面図 本発明の実施後の状態を示す要部断面の概念図

符号の説明

１ 支柱
５ 内部空間
７ 補強材
９ 骨材
１０ 充填材
Ｇ 地面

Claims (3)

1. 街路灯等の既設の鋼管製支柱（１）を防食補強する方法であって、
   縦長の補強材（７）と、
   骨材（９）と、リン酸およびタンニン酸を含む２液混合型のエポキシ系硬化樹脂（８）とを混合してなる充填材（１０）とを、支柱（１）の根元側の内部空間（５）に入れ込むことを特徴とする鋼管製支柱の防食補強方法。
2. 硬化樹脂（８）と骨材（９）との混合比率が、容積比で１：４〜８である請求項１記載の管製支柱の防食補強方法。
3. 補強材（７）が、鋼棒材である請求項１記載の鋼管製支柱の防食補強方法。

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