JP2014005512A - 電気防食用陽極材の設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、コンクリート構造物の表面を正確な深さの設定をすることなく簡単に削除して、電気防食用電極を金属材に接触させることなく容易に既設のコンクリート構造物に設置することができる電気防食用陽極材の設置方法を提供することを課題とする。
【解決手段】
本発明の電気防食用陽極材の設置方法は、内部に金属材が設置されたコンクリート構造物の表面を削除して前記金属材の少なくとも一部が露出するような削除部を形成する削除部形成工程と、前記削除部において前記金属材の位置を確認した後に、前記金属材が埋まるように前記削除部に硬化性の充填材を充填する充填工程と、前記充填材の充填されている充填部に、電気防食用の陽極材を前記金属材と接触しないように設置する陽極材設置工程とを実施する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、コンクリート構造物に電気防食用の陽極材を設置する電気防食用陽極材の設置方法に関する。

コンクリート構造物中に埋設されている鉄筋などの金属材は、表面に不動態被膜が形成されているため、本来、腐食から保護されている。ところが、沿岸地域や凍結防止剤などが頻繁に使用される地域などでは、コンクリート構造物の経時的な劣化によって形成された亀裂やコンクリート構造物内の間隙などを通って、水分に溶解した塩素成分がコンクリート構造物の内部にまで侵入してしまう場合がある。このような場合、侵入した塩素成分によって金属材の不動態被膜が破壊され、金属材が腐食（酸化）する虞がある。

この際、腐食した金属材の表面では、腐食した部分と腐食していない部分とで酸化反応（アノード反応）と還元反応（カソード反応）とが同時に進行する。これにより、金属材表面に生じたアノード部とカソード部との間に電位差が生じ、アノード部からカソード部へとコンクリート構造物中に腐食電流が流れることとなる。そして、この腐食電流が金属材の腐食を更に進行させる要因となる。

このような腐食の進行を防止する方法としては、チタンなどの素材を用いて形成された陽極材をコンクリート構造物に設置し、陽極材と金属材との間に電流（防食電流）を継続的に流すことによって、金属材表面の電位差を解消して腐食電流が発生するのを防止する電気防食法が知られている。

前記陽極材を既設のコンクリート構造物に設置する方法としては、コンクリート構造物の表面に削除部を形成し、かかる削除部内に陽極材を設置した後に、モルタル等の充填材を削除部内に充填して埋める方法が行なわれている。この場合、防食電流を継続的に流すためには前記陽極材と金属材とが接触しないように陽極材を設置する必要があるため、削除部の深さを、前記金属材が露出しないように設定する必要がある。
しかし、陽極材が前記金属材と接触しないように、正確に所定の深さの削除部を形成することは煩雑であり、特に、コンクリート構造物の前記陽極材を設置する表面付近においてわずかな作業スペースしかない場合、例えば、橋脚上に敷設された橋桁において隣接する橋桁との隙間に面する橋桁端部の表面に前記陽極材を設置するような場合には、その作業は非常に困難である。

一方、コンクリート構造物の表面に削除部を形成しないで陽極材を設置する方法として、例えば、特許文献１に記載のような方法が挙げられる。
特許文献１には、コンクリート構造物表面に、電気防食電極保持部材を取り付けて、該保持部材の内部に電極（陽極材）を収納すると共に、セメントモルタル等の充填材を充填することで、コンクリート構造物に陽極材を設置する方法が記載されている。
かかる方法では、削除部を形成する必要がないため、コンクリート構造物内部の金属材と陽極材とが接触する虞はない。
しかし、かかる特許文献１の方法は、コンクリート構造物表面に保持部材を取り付けるスペースが必要であり、前記橋桁間等のような狭い箇所においてはその作業が煩雑である。

特開２００２−２０８８６号公報

そこで、本発明は、上記のような従来の問題を鑑みて、場所を問わずにコンクリート構造物の表面を正確な深さの設定をすることなく簡単に削除して、電気防食用電極を金属材に接触させることなく容易に既設のコンクリート構造物に設置することができる電気防食用陽極材の設置方法を提供することを課題とする。

本発明の電気防食用陽極材の設置方法は、内部に金属材が設置されたコンクリート構造物の表面を削除して前記金属材の少なくとも一部が露出するような削除部を形成する削除部形成工程と、
前記削除部において前記金属材の位置を確認した後に、前記金属材が埋まるように前記削除部に硬化性の充填材を充填する充填工程と、
前記充填材が充填されている充填部に、電気防食用の陽極材を前記金属材と接触しないように設置する陽極材設置工程とを実施する。

本発明によれば、内部に金属材が設置されたコンクリート構造物の表面を削除して前記金属材の少なくとも一部が露出するような削除部を形成する削除部形成工程を実施することにより、正確な深さの設定をすることなくコンクリート構造物に陽極材を設置するための削除部を形成することができる。また、前記削除部において前記金属材の位置を確認した後に、前記金属材が埋まるように前記削除部に硬化性の充填材を充填する充填工程と、前記充填材の充填されている充填部に、電気防食用の陽極材を前記金属材と接触しないように設置する陽極材設置工程とを実施することにより、金属材と接触しないように陽極材を設置することが容易にできる。さらに、コンクリート構造物表面に保持部材等を用いることが不要であるため、場所を問わずに陽極材を設置できる。

本発明の一態様として、前記充填工程の前であって且つ前記削除部形成工程の後に、前記コンクリート構造物に型枠を設置して、前記型枠と前記削除部の内面とで囲まれた空間を形成する型枠設置工程を実施してもよい。

前記型枠設置工程を実施することにより、前記充填材を流出させることなく、前記金属材が埋まるように前記削除部に充填することが容易にできる。

本発明の一態様として、前記コンクリート構造物の表面が、橋桁端部表面であってもよい。

前記コンクリート構造物の表面が、橋桁端部表面である場合でも、本発明の電気防食用陽極材の設置方法によれば、容易に陽極材を設置することができる。

本発明の他の一態様として、前記充填材は弾性材料を含んでいてもよい。

前記充填材が弾性材料を含む場合には、充填材が硬化した後にも弾性を有するため、充填箇所におけるひびわれ等の発生を抑制できる。

本発明の他の一態様として、前記陽極材に補強材が取り付けられていてもよい。

前記陽極材に補強材が取り付けられている場合には、前記陽極材設置工程において充填材に陽極材を挿入する際に、陽極材を変形させることなく容易に挿入することができる。

本発明によれば、コンクリート構造物の表面を正確な深さの設定をすることなく簡単に削除して、電気防食用電極を金属材に接触させることなく容易に既設のコンクリート構造物に設置することができる。

（ａ）（ｂ）は本実施形態のコンクリート構造物を示す概略正面図。 （ａ）〜（ｅ）は本発明の一実施形態の電気防食用陽極材の設置方法の概略を示す一部断面図。 本実施形態の陽極材の概略を示す一部断面図。

以下、本発明に係る電気防食用陽極材の設置方法の一実施形態について図１及び図２を示して説明する。
本実施形態の電気防食用陽極材の設置方法は、
内部に金属材が設置されたコンクリート構造物の表面を削除して前記金属材の少なくとも一部が露出するような削除部を形成する削除部形成工程と、
前記削除部において前記金属材の位置を確認した後に、前記金属材が埋まるように前記削除部に硬化性の充填材を充填する充填工程と、
前記充填材が充填されている充填部に、電気防食用の陽極材を前記金属材と接触しないように設置する陽極材設置工程とを実施する方法である。

本実施形態で電気防食用陽極を設置するコンクリート構造物は、内部に金属材が埋め込まれているコンクリート構造物であれば特に限定されることはない。
特に、図１（ａ）に示すような、橋脚２の上に平行に複数配置された橋桁において、隣接する橋桁１，１’の間に位置する橋桁１’の端面1’ａや、図１（ｂ）に示すような、橋体の橋脚２’の上面と、橋桁１''との間に位置する橋桁１''の端面１''ａ等のように狭い空間に面しているコンクリート構造物の表面に、電気防食用陽極材を設置する場合等に、本実施形態の電気防食用陽極材の設置方法を採用することが適している。
本実施形態では、図１（ａ）（ｂ）に示すような橋桁端面、すなわち、コンクリート構造物の側面の表面に陽極材を設置する場合について説明する。

〔削除部形成工程〕
まず、図２（ａ）に示すように、前記コンクリート構造物１の表面に前記金属材３の少なくとも一部が露出するような削除部４を形成する削除部形成工程を実施する。
前記削除部４は、前記金属材３の少なくとも一部が露出して、その位置が確認できる程度の深さであればよく、特に深さの設定をすることなく、前記金属材３が露出するまでコンクリート構造物の表面を削除することで容易に形成することができる。
また、前記削除部４の大きさは設置する陽極材の長さに応じて設定することができる。
前記削除部は、コンクリート構造物１表面を、コンクリートカッターや掘削機械等を用いて形成することができる。

〔型枠設置工程〕
本実施形態においては、必要に応じて、前記充填工程の前であって、且つ前記削除部形成工程の後に、前記コンクリート構造物に型枠を設置して、前記型枠と前記削除部の内面とで囲まれた空間を形成する型枠設置工程を実施してもよい。

前記型枠５は、木製、樹脂製等の板材や、柔軟性のあるシート材等からなる型枠であって、後述する充填材を充填する際に外部に充填材が流出しないようにできる型枠であればどのようなものであってもよい。
前記型枠５は、前記型枠５と前記削除部４の内面とで囲まれた空間を形成するものである。例えば、図２（ｂ）に示すように、前記金属材３から離間した位置において配置される部材５ａを備えており、かかる部材５ａと前記金属材３との間に陽極材が設置できるような空間が形成できる型枠であることが好ましい。前記部材５ａは、前記コンクリート構造物１の表面よりも外側に配置されていてもよく、コンクリート構造物１の表面よりも内側（削除部内）に配置されていてもよい。

前記型枠５は、前記削除部４の内面と該型枠５とで囲まれた空間に後述する充填材を充填した場合に該充填材が流出しないように構成されている。
具体的には、例えば、図２（ｂ）に示すように、前記コンクリート構造物１の表面と対向する位置に前記部材５ａを設置し、コンクリート構造物１の下面の延長線に当たる位置に別の部材５ｂを設置し、さらに必要に応じてコンクリート構造物１の側面と平行な位置に別の部材（図示せず）を設置することで、一方向、この場合にはコンクリート構造物１の上方に開口を残して、その他の部分は前記型枠５および削除部４の内面によって囲まれて充填材が流出しないような空間を形成することができる。
尚、前記型枠５の設置方法は、特に限定されるものではなく、例えば、予め所定の形状を有する型枠を間隙などから所定位置に挿入してもよく、あるいは別々の板材をそれぞれ所定位置に設置することで型枠を形成して設置してもよい。
前記板材を設置する場合には、例えば高さや幅を調節するためのスペーサなどを用いて前記板材を固定しつつ適宜空間のサイズを調整してもよい。

〔充填工程〕
次に、図２（ｃ）に示すように前記削除部４において前記金属材３の設置位置を確認した後に、前記金属材３が埋まるように前記削除部４に硬化性の充填材を充填する充填工程を実施する。

硬化性の充填材としては、充填時にはある程度流動性を有し、陽極材の挿入後には、硬化する充填材であれば特に限定することなく用いられるが、セメントモルタルなどの水硬性材料を用いることがコンクリート構造物との付着性が良好であるため、好ましく使用できる。
前記セメントモルタルとしては、セメント系無収縮モルタルが好ましく、例えば、「フィルコン−Ｒ」（住友大阪セメント社製）などが例示できる。

本実施形態の前記充填材は弾性材料を含むものを使用することが特に好ましい。
前記弾性材料を含むことで、前記充填材は硬化後にも弾力性を有する。
前記充填材が弾力性を有することによるメリットは以下のようなものである。
例えば、前記充填材を充填する位置が、図１に示すような橋梁の橋桁と橋桁との間隙や、橋脚と橋桁との間隙である場合に、かかる間隙の両側に位置する橋桁あるいは橋脚が橋の上の通行等によって振動して間隙の幅が変化することがある。この場合、弾性のある充填材が充填されることで、橋桁あるいは橋脚が振動して間隙の幅が変化しても、充填材が間隙の幅の変化に追従することができ、充填材にひび割れ等の損傷が生じにくくなり、充填材部分の強度低下が抑制できる。

前記弾性材料としては、前記充填材に混合することで充填材の弾力性を向上させることができる材料であれば、特に限定されるものではないが、例えば、弾力係数が１５ｋＮ／ｍｍ²以下の弾性材料等が好ましい。
前記弾性材料としては、例えば、ウレタンゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＣＲ、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、ＦＰＭ等の合成ゴム、天然ゴム、アクリル系エマルジョン等、及びこれらの２種以上の混合物等が挙げられる。
前記弾性材料の形状は、粒子状等の形状であることが混合性の観点からみて好ましい。
前記弾性材料の混合量は、例えば、セメントモルタル１００重量部に対して、０．１重量部〜１０．０重量部程度であることが好ましい。

前記充填材を、前記空間に充填する方法としては、充填材を混合した容器等から直接前記削除部の開口から注ぎ込む方法や、あるいはモルタル注入用の注入器を使用する方法等、公知の充填方法を採用することができる。

〔陽極材設置工程〕
次に、前記充填材の充填されている充填部６に、電気防食用の陽極材を前記金属材３と接触しないように設置する陽極材設置工程を実施する。
本実施形態で用いる電気防食用陽極材としては、例えば、帯状、点状、線状に形成されたものを用いることができるが、挿入しやすさなどの観点から線状の陽極材が好ましい。線状の陽極材の中でも、メッシュ状のものを用いることが好ましい。
また、前記陽極材を形成する材質としては、特に限定されるものではなく、チタン、
白金等の一般的な電気防食用陽極材として使用される材質の中から適宜採用することができる。

本実施形態の陽極材が、前記チタンメッシュ等のように比較的曲がりやすい形状のものである場合には、補強材が取り付けられていてもよい。
前記補強材の材質は、前記陽極材が変形することを防止できるような強度を有するものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、金属製、樹脂製、木製等が挙げられる。中でも、高強度である観点から金属製であることが好ましく、特に、チタンなど、陽極材と同じ材質の金属棒や金属板等が好ましい。
前記陽極材と前記補強材とを取り付ける方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、図３に示すように、陽極材７を、底部を備えた筒状体に形成し、前記筒状体の内部に形成された空間内に棒状等の前記補強材８を挿入することなどが挙げられる。
前記補強材８を前記陽極材７に取り付けることで、充填材６に挿入時に前記陽極材７が変形して、前記金属材３と接触することを防止できる。

前記陽極材７を、前記充填材が完全に硬化する前に該充填材が充填された充填部６の内部に挿入する。この時、前記削除部形成工程において金属材３の位置を確認しておくため、該金属材３と接触しない位置に前記陽極材７を挿入することが容易にできる。
前記陽極材７を挿入した後、前記充填材を硬化させることで、陽極材を固定した状態でコンクリート構造物１に設置することができる。

前記型枠５は前記充填材が硬化した後に除去してもよく、そのまま設置しておいてもよい。

尚、前記実施形態では、橋桁の端面等のコンクリート構造物の側面の表面に陽極材を設置する方法について説明したが、コンクリート構造物の表面としては側面の表面以外の、例えば、上面であってもよい。この場合でも、例えば、上方に別の構造物が存在して作業しにくい位置等に本発明の電気防食用陽極の設置方法を採用することで、容易に且つ金属材と接触させることなく陽極材を設置することができる。

その他、本実施形態にかかる電気防食用陽極材の設置方法について、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は前記説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１：コンクリート構造物、３：金属材、４：削除部、５：型枠、６：充填部、７：電気防食用陽極材（陽極材）。

Claims (5)

1. 内部に金属材が設置されたコンクリート構造物の表面を削除して前記金属材の少なくとも一部が露出するような削除部を形成する削除部形成工程と、
   前記削除部において前記金属材の位置を確認した後に、前記金属材が埋まるように前記削除部に硬化性の充填材を充填する充填工程と、
   前記充填材が充填されている充填部に、電気防食用の陽極材を前記金属材と接触しないように設置する陽極材設置工程とを実施する電気防食用陽極材の設置方法。
2. 前記充填工程の前であって且つ前記削除部形成工程の後に、前記コンクリート構造物に型枠を設置して、前記型枠と前記削除部の内面とで囲まれた空間を形成する型枠設置工程を実施する請求項１に記載の電気防食用陽極材の設置方法。
3. 前記コンクリート構造物の表面が、橋桁端部表面である請求項１または２に記載の電気防食用陽極材の設置方法。
4. 前記充填材は弾性材料を含む請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気防食用陽極材の設置方法。
5. 前記陽極材に補強材が取り付けられている請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気防食用陽極材の設置方法。

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