JP2015232168A - コンクリート構造物の電気防食装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐食電池作用によるブロック部材中の水分の喪失に対応して常時、水分の補給を可能として、長年の使用においても電気の流通が遮断され、起電力が生じなくなってしまうことがなく、安価な材料を用いて工場で多量生産が可能なコンクリート構造物の防食装置を提供する。
【解決手段】コンクリート構造物に内装される鋼材よりもイオン化傾向の高い金属からなる陽極３を付設したイオン伝導性および電気的絶縁性を有するブロック部材４に吸湿剤を含有させて形成されるブロック構造物２における前記ブロック部材４の一部を前記コンクリート構造物に接触させた状態で固着することにより前記陽極３と前記コンクリート構造物に内装される鋼材との間に生じる電位差を利用して前記鋼材のイオン消失による前記鋼材の腐食を防ぐコンクリート構造物の電気防食装置１であって、前記ブロック構造物２における空中への露出部をガス透過性フィルム（シート）６で被覆した。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート構造物中の鉄筋、鉄骨などの各種鋼材の腐食を電気的な手段により防止する電気防食装置に関する。

コンクリート構造物中には強度を保つために鉄筋や鉄骨等の各種鋼材が内在されているが、コンクリートの中性化や塩分濃度の増加に伴って腐食し、コンクリート構造物の強度の低下を引き起こすことが知られており、特に塩素イオンを含む海水や海風が飛来するような臨海して建設されたもの、或いは海砂のような塩素イオンを含むような骨材を用いたものにあっては著しい。

そこで、従来、水和状態でイオン伝導性を有するコンクリートを介してコンクリート構造物に内装される鋼材よりもイオン化傾向の高い金属からなる電極などを配置してコンクリート中の鋼材に直流電流を流通させて鋼材を所定の電位に維持することにより防食を防ぐ電気防食手段が講じられている。

また、この電気防食手段として、コンクリート構造物に内装される鋼材よりもイオン化傾向の高い金属からなる陽極を付設したイオン伝導性を有するブロック部材により形成されてその少なくとも一部を前記コンクリート構造物に接触させた状態で固着することにより前記陽極と鋼材との間に生じる電位差を利用して前記鋼材のイオン消失による前記鋼材の腐食を防ぐ流電陽極方式の電気防食手段が旧くから知られている。

この流電陽極方式の電気防食手段は、直流電源装置を用いてその陽極をチタンなどによる薄膜金属などの耐久性電極に接続するとともにその陰極をコンクリート構造物内の鋼材に接続して防食電流を流す外部電源方式の電気防食手段に比べて外部電源の交換が不要であるばかりか配線や電源回路などに高価な塩害防止手段を施す必要がなく、また、保守も容易であるという利点を有している。

そして、前記流電陽極方式の電気防食手段として、電解質を陽極に接触させるとともにコンクリート構造物の表面にイオン伝導性を有する部材を充填した支持容器を取付け、陽極を電源のプラス極に接続し、鉄筋コンクリート内部の鉄筋をマイナス極にして電気的に接合し、それによって鉄筋コンクリートにおける鋼材を電気防食の手段が知られている。

また、近頃、前記電気防食手段として例えば特開２００３−２６８５７７号公報、特開２００５−１８７８２９号公報などに提示されているようにモルタル、ベントナイトなどのゲル状のイオン伝導性を有する部材で鉄筋コンクリート表面と陽極となる金属プレートとで形成された空間を充填する形式のものが提示されている。

ところが、前記特開２００３−２６８５７７号公報などに提示されている電気防食の手段は、各種の材料を現場に搬送して現場で施工する部分が多く、きわめて作業が煩雑で効率が悪いという問題があり、特に、施工するコンクリート構造物は例えば橋梁のように大型の構造物の場合には施工面積が大きく施工期間が長期にわたり、足場を作るのも困難で、天候などにも左右されるなど現場での作業が容易でないという問題もある。

特開２００３−２６８５７７号公報 特開２００５−１８７８２９号公報

本発明は、前記従来のコンクリート構造物における防食手段が有する問題点を解決するためになされたものであり、耐食電池作用によるブロック部材中の水分の喪失に対応して常時、水分の補給を可能として、長年の使用においても電気の流通が遮断され、起電力が生じなくなってしまうことがないばかりか安価な材料を用いて工場で多量生産が可能であり、現場作業も容易で人的ならびに物的にも経済的なコンクリート構造物の防食装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するためになされた本発明に係るコンクリート構造物の電気防食装置は、コンクリート構造物に内装される鋼材よりもイオン化傾向の高い金属からなる陽極を付設したイオン伝導性および電気的絶縁性を有するブロック部材に吸湿剤を含有させて形成されるブロック構造物における前記ブロック部材の一部を前記コンクリート構造物に接触させた状態で固着することにより前記陽極とコンクリート構造物に内装される鋼材との間に生じる電位差を利用して前記鋼材のイオン消失による前記鋼材の腐食を防ぐコンクリート構造物の電気防食装置であって、前記ブロック構造物における空中への露出部をガス透過性フィルム（シート）で被覆したことを特徴とする。

本発明によれば、従来と同様に、耐食電池作用によりブロック部材中の水分が喪失するが、ブロック部材中に含有させた吸湿剤がガス透過性フィルム（シート）を透過して喪失分を空気中の水分から補給する形で水分の維持を図り、また、ブロック部材は空中に露出している部分がないので、気温の上昇や湿度の低減など環境雰囲気により水分の喪失が加速され、吸湿剤が流亡することがなく、その結果、電気の流通が遮断され、起電力が生じなくなってしまうということや、逆に多雨のような場合に吸湿剤のイオン濃度が減少することがなく、季節を通して或いは環境に作用されずに長年にわたって防食効果を発揮させることができる。

また、前記ブロック部材はイオン伝導性および電気的絶縁性を有するものであればよく、材質に制限はないが、コンクリートである場合には廉価に且つ容易に成形することができ、多量生産にも対応可能であり、特に、前記ブロック部材が透水性コンクリートである場合には内部に形成される多孔部に例えば塩化マグネシウム溶液などの吸湿剤溶液を十分量を充填し易い。

更に、前記ブロック構造物が前記コンクリートへ取り付けるためのケースに収納されている場合には例えば橋梁の底面などにも簡単に施工が可能であり、また、施工後の耐久性も向上し、保管や運搬時にも便利で損傷を防止することもできる。

更にまた、前記陽極と前記ブロック部材は部分的な隙間を形成して接続されていることにより陽極金属から生じる酸化物による陽極とブロック部材との接触不良が生じることを防止することができ、加えて、前記ブロック構造物とコンクリートとの接触部分にイオン伝導性を有する連結部材が介装されている場合にはブロック構造物と施工するコンクリートとが隙間なく接触することができ、電気的な導通を良好にするばかりかブロック構造物が空中に露出することを確実に防止することができる。

本発明によれば、施工が簡単であるばかりか廉価に工場で量産も可能であり、殊に、高温、低湿度或いは多雨などの環境変化についても十分に対応が可能であって設置箇所に拘わらずに長期にわたって防食効果を発揮させることができるものである。

本発明の好ましい実施の形態を示す一部を切截した斜視図。 図１に示した実施の形態の製造方法を示す説明図。 図１に示した実施の形態の製造方法を示す説明図。 図１に示した実施の形態の製造方法を示す説明図。 図１に示した実施の形態の製造方法を示す説明図。 図１に示した実施の形態についての施工状態を示す説明図。

以下、図面に示した本発明の実施の形態について、説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る電気防食装置１を示すものであり、ブロック構造物２は、後述のコンクリート構造物に内装される鋼材よりもイオン化傾向の高い金属、例えばアルミニウムなどからなる所定形状ならびに大きさの陽極３が、塩化マグネシウムなどの吸湿剤を含浸させた例えば透水性コンクリートや連続気孔の合成樹脂発泡体のように連続気孔の多孔質体からなるブロック部材４の底部に同じくアルミニウムなどの金属製で金網状の隙間部材５を介して設置されている。

また、前記ブロック部材４，陽極３および隙間部材５の積層物は前記ブロック部材４の表面に形成されたコンクリート構造物への装着部分４１を除いて空中への露出部がガス透過性フィルム（シート）６（液状物は透過させないが水蒸気のような微粒子の水分を含む水蒸気のようなガスは透過する性質を有するフィルム（またはシート））で被覆されている。

特に、本実施の形態では、ブロック構造物２をコンクリート構造物へ取り付けるための取付アンカの取付孔７１をフランジ７２に形成したケース７に収納されている。

次に、本実施の形態の製造方法について説明する。

本実施の形態を量産するには、はじめに図２に示すように、所定形状に裁断したガス透過性フィルム（シート）６を広げ、その上に例えば耐水性のエポキシ樹脂剤（図示せず）を底面に塗布した陽極３を所定位置に設置するとともに図３に示すようにその上にアルミニウムなどの金属製で金網状の隙間部材５を載せて更にその上にブロック部材４を順に積層してブロック構造物２を形成する。

そして、図４に示すようにブロック構造物２の全体をガス透過性フィルム（シート）６で包み、テープ６１などで仮止めして工場での製造を終了し、出荷或いは保管する。

そして、設置現場において、図５に示すように、前記図４で示した状態の製品を少なくとも側面の一部に開口部７４を形成したケース７に収容し、図１に示したようにケース７の開口部７３に露出しているガス透過性フィルム（シート）６の一部をはぎ取り開口させ、この開口部６３からブロック部材２に例えば所定量の固体状塩化マグネシウムからなる吸湿剤を振りかけた後、所定量の水を充填して前記ブロック部材４に塩化マグネシウム水溶液からなる吸湿剤を含浸させて水分吸着性を持たせる。

次いで、図６に示すように、例えば前記ケース７の開口部７３に嵌装可能な板状を呈する所定形状で所定厚さを有する例えばＰＶＡスポンジなどの基材に石膏またはセメント溶液などのイオン伝導性を有する含浸剤を浸して乾固後にも全体としてイオン伝導性を持たせた連結部材８を介装して前記ケース７を例えば橋梁などの鋼材１１を内装したコンクリート構造物１０の底面１０２にケース７に形成した取付孔７１部分に挿通させたコンクリート用の取付ボルト９で取り付ける。

このように本実施の形態は、図４に示した状態のブロック構造物２を工場で量産して保管ならび取付現場に運ぶことにより生産性ならびに保管性にも優れており、特に、ブロック構造物はセメント材により形成されるので安価に提供することができ、また、全体が直方体に形成可能で生産性にも優れているばかりか保管ならびに運搬にも便利であり、特に、この時点でブロック構造物２は液状物を含んでいないので取り扱いがきわめて容易であり、全体がガス透過性のフィルム（シート）６により包まれているのでケース７の側面に形成した開口部７４に露出したガス透過性のフィルム（シート）６を介して空気中の水蒸気が透過してブロック部材４の吸湿剤に吸湿されるのでブロック部材４の水分が減少する心配もない。

また、本実施の形態に示したブロック構造物２は、ブロック部材４と陽極３とが直接、接触しておらず、例えばアルミニウム製の金網のような隙間部材５を介して接触させていることから、防食時の電池作用により陽極３の表面に金属酸化物などが析出したとしても周囲のブロック部材４が破壊されたりする心配がない。勿論、陽極と同じ材質であり、導電製を有しているので接触部を介して陽極３とブロック部材４とを通電させることができ、特に、本実施の形態ではブロック部材４は吸湿剤溶液が浸されているとともに全体がガス透過性フィルム（シート）６で被覆されているので隙間には吸湿剤溶液が充填されることになり、隙間部材５により隙間があっても陽極３とブロック部材４との間の電気的な接続が失われる心配がない。

更に、本実施の形態では、ブロック構造物２がケース７に収容されているので取付工事が容易であるばかりかブロック構造物２が保護されるので施工時や取り付け後に外部からの接触や振動などにより損傷することもなく耐久性に優れている。

更にまた、ケース７に収容したブロック構造物２と施工するコンクリート構造物との導電性が損なわれる心配もない。尚、前記連結部材８が固化したときに振動などにより破損することも考えられるが、例えば前記ケース７のフランジ７２に沿って例えばゴムなどの弾性材などにより形成されたパッキン（図示せず）を介装するとよい。

尚、本実施の形態では、ブロック部材４として透水性コンクリートを用いたが、例えばセメントや吸湿剤を含浸させた例えば連続気孔の合成樹脂発泡体のように連続気孔の多孔質体にイオン伝導性を与えたものなど他の材料を用いても実施することができることはいうまでもない。

１ 電器防食装置、２ ブロック構造物、３ 陽極、４ ブロック部材、５ 隙間部材 ６ ガス透過性フィルム（シート）、７ ケース、８ 連結部材、９ 取付けボルト、１０ コンクリート構造物、１１ 鋼材、４１ 装着部分、６１ テープ、６３ 開口部、７１ 取付孔、７２ フランジ、７３ 開口部、７４ 開口部

Claims (6)

1. コンクリート構造物に内装される鋼材よりもイオン化傾向の高い金属からなる陽極を付設したイオン伝導性および電気的絶縁性を有するブロック部材に吸湿剤を含有させて形成されるブロック構造物における前記ブロック部材の一部を前記コンクリート構造物に接触させた状態で固着することにより前記陽極とコンクリート構造物に内装される鋼材との間に生じる電位差を利用して前記鋼材のイオン消失による前記鋼材の腐食を防ぐコンクリート構造物の電気防食装置であって、前記ブロック構造物における空中への露出部をガス透過性フィルム（シート）で被覆したことを特徴とするコンクリート構造物の電気防食装置。
2. 前記ブロック部材がコンクリートであることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物の電気防食装置。
3. 前記ブロック部材が透水性コンクリートであることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物の電気防食装置。
4. 前記ブロック構造物が前記コンクリート構造物へ取り付けるためのケースに収納されていることを特徴とする請求項１，２または３に記載のコンクリート構造物の電気防食装置。
5. 前記陽極と前記ブロック部材は部分的な隙間を形成して配置されていることを特徴とする請求項１，２，３または４に記載のコンクリート構造物の電気防食装置。
6. 前記ブロック構造物におけるブロック部材とコンクリート構造物との接触部分にイオン伝導性を有する連結部材が介装されていることを特徴とする請求項１，２，３，４または５に記載のコンクリート構造物の電気防食装置。

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