JP2018003254A - 防水防錆材の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄筋コンクリート構造物の防錆処理を長寿命化すること、また、短期間で施工することが可能な防水防錆材の施工方法を提供する。【解決手段】実施形態の防水防錆材の施工方法は、既設コンクリート３から劣化した部分６を除去するとともに鉄筋２の少なくとも一部を露出させるように既設コンクリート３に凹部５を形成し、犠牲陽極材１１を鉄筋２と結束ワイヤー１５で電気的に接続し、凹部５に断面修復材１２を充填し、既設コンクリート３の外表面３ａと断面修復材１２の外表面１２ａとの境目を覆うポリウレア塗膜１３を形成する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、防水防錆材の施工方法に関する。

経年劣化した鉄筋コンクリート構造物では、コンクリート表面から内部へ浸透する塩分やコンクリート内部に存在する塩化物イオンの作用により、鉄筋を腐食させてしまう塩害が問題となる。また、大気中の二酸化炭素が既設コンクリート内部に浸透して既設コンクリートのアルカリ性が失われ、鉄筋表面の耐食性が低下する既設コンクリートの中性化も問題となる。
塩害や中性化等が発生した場合、既設コンクリートから劣化した部分を除去し、代わりに断面修復材を充填する断面修復工法が知られている。

ところが、既設コンクリートと断面修復材とでは塩化物イオン量に差があるため、双方に接触している鉄筋表面において電位差が生じる結果、鉄筋にマクロセル腐食が発生してしまう。マクロセル腐食が発生すると、鉄筋コンクリート構造物を再補修しなければならなくなるため、マクロセル腐食を防止するべく露出させた鉄筋に犠牲陽極材を接触させて防食回路を形成する断面修復構造が提案されている（例えば、特許文献１）。

しかしながら、既設コンクリートと断面修復材との境目からクラック等により浸水すると、設置した犠牲陽極材が想定していた寿命よりも早期に活性を失ってしまい十分な効果を得られないことがあった。また、犠牲陽極材を埋没せずに例えばエポキシ樹脂等の有機材塗膜を施工した場合、コンクリート内部の水分を放出できずに鉄筋腐食を促進させてしまうおそれがあった。

特開２００７−１３８５５６号公報

この発明の目的は、鉄筋コンクリート構造物の防錆処理を長寿命化すること、また、短期間で施工することが可能な防水防錆材の施工方法を提供することにある。加えて、有機材塗料のみでは不可能だったコンクリート内部の鉄筋の腐食を抑制できる防水防錆材の施工方法を提供することにある。

実施形態の施工方法は、既設コンクリートから劣化した部分を除去するとともに鉄筋の少なくとも一部を露出させるように既設コンクリートに凹部を形成し、犠牲陽極材を鉄筋と結束ワイヤーで電気的に接続し、凹部に断面修復材を充填し、既設コンクリートの外表面と断面修復材の外表面との境目を覆うポリウレア塗膜を形成する。

この実施形態において、断面修復材は、凹部の周縁から突出した鍔部を有してもよい。断面修復材の外表面に凹凸を設け、凹凸を覆うようにポリウレア塗膜を形成してもよい。ポリウレア塗膜の外表面に耐熱性を有したガラス質のトップコートをさらに形成してもよいし、加水分解型の海洋生物付着防止塗料からなるトップコートをさらに形成してもよい。

実施形態の防水防錆材の施工方法によれば、高い密着力を有するポリウレア塗膜で既設コンクリートの外表面と断面修復材の外表面とを繋ぎ合わせるように被覆することができる。補修箇所からの浸水が確実に防止されるため、犠牲陽極材の活性状態を維持して防錆処理を長寿命化することができる。ポリウレア塗膜でコンクリート内部の含水率を安定化することができる。しかも、塗膜のポリウレア樹脂が短時間で硬化するため、短期間で施工することができる。断面修復材において、相互に補完する犠牲陽極材とポリウレア塗膜とを組み合わせることで、頑強な断面修復構造を提供することができる。

第１の実施形態の防水防錆材の施工方法により補修された鉄筋コンクリート構造物の補修箇所を示す断面図である。 第１の実施形態の防水防錆材の施工方法に含まれる工程の一部を説明する断面図であり、（ａ）は補修前の鉄筋コンクリート構造物を示す断面図、（ｂ）は鉄筋コンクリート構造物から劣化した部分を除去する工程を示す断面図、（ｃ）は露出した鉄筋に犠牲陽極材を設置する工程を示す断面図である。 第１の実施形態の防水防錆材の施工方法に含まれる工程の一部を説明する断面図であり、（ａ）は断面修復材を充填する工程を示す断面図、（ｂ）は断面修復材の外表面を養生板で覆う工程を示す断面図、（ｃ）はポリウレア樹脂を噴霧して塗膜を形成する工程を示す断面図である。 第２の実施形態の防水防錆材の施工方法により補修された鉄筋コンクリート構造物の補修箇所を示す断面図である。 第３の実施形態の防水防錆材の施工方法に含まれる工程の一部を説明する断面図であり、（ａ）は断面修復材を充填する工程を示す断面図、（ｂ）は断面修復材の外表面を養生板で覆う工程を示す断面図である。 第３の実施形態の防水防錆材の施工方法に含まれる工程の一部を説明する断面図であり、（ａ）は養生板を取り外す工程を示す断面図、（ｂ）は塗膜材料を噴霧して塗膜を形成する工程を示す断面図である。 第４の実施形態の防水防錆材の施工方法を説明する斜視図である。

［第１の実施形態］
以下に第１の実施形態の防水防錆材の施工方法について図１から図３を用いて説明する。
図１は、本実施形態の施工方法により補修された鉄筋コンクリート構造物１の補修箇所４を模式的に示す断面図である。鉄筋コンクリート構造物１は、鉄筋２と既設コンクリート３とを含む。鉄筋コンクリート構造物１として、例えば、橋梁、高速道路、ビル、マンション等が挙げられる。

鉄筋コンクリート構造物１の補修箇所４では、鉄筋２に犠牲陽極材１１が電気的に接続されている。補修箇所４において鉄筋コンクリート構造物１に形成された凹部５には、断面修復材１２が充填されている。断面修復材１２の外表面１２ａと既設コンクリート３の外表面３ａとに跨ってポリウレア塗膜１３が形成されている。犠牲陽極材１１、断面修復材１２及びポリウレア塗膜１３は、防水防錆材の一例である。

犠牲陽極材１１は、鉄筋２の材料である鉄よりもイオン化傾向が大きい金属からなるイオン溶出部１４と、イオン溶出部１４と鉄筋２とを電気的に接続する結束ワイヤー１５とを備えている。イオン溶出部１４の一例は、亜鉛やその合金の金属片である。図１に示す例では、イオン溶出部１４を断面修復材１２に埋め込んでいる。イオン溶出部１４を既設コンクリート３に埋め込んでもよい。

断面修復材１２は、例えば、セメント系モルタルである。添加物として、鉄筋コンクリート構造物１へ浸透拡散する防錆剤等が混合されていてもよい。
ポリウレア塗膜１３は、補修箇所４にイソシアネート成分とポリアミン成分とが二液衝突混合型の吹付装置２１（図３（ｃ）に示す）により塗膜材料１３ａとして吹き付けられ、塗膜材料１３ａが数秒から数十秒の短時間で硬化することにより形成されている。

ポリウレア塗膜１３は、断面修復材１２の外表面１２ａ及び既設コンクリート３の外表面３ａに密着しており、少なくとも、既設コンクリート３の外表面３ａと断面修復材１２の外表面１２ａとの境目４ａを完全に閉塞している。図１に示す例では、ポリウレア塗膜１３を断面修復材１２の外表面１２ａの全領域を覆うように形成している。なお、外表面１２ａの一部領域だけを覆うように形成することもできる。

図２及び図３は、本実施形態の防水防錆材の施工方法に含まれる工程を説明する図である。
図２（ａ）に示す補修前の鉄筋コンクリート構造物１には、例えば、海岸部で飛来する空気中の塩分や内陸部で散布される凍結防止剤の塩分が既設コンクリート３の外表面３ａに付着して、或いは、空気中の二酸化炭素による中性化が進行して、既設コンクリート３が劣化した部分６が形成されている。

まず、図２（ｂ）に示すように、鉄筋コンクリート構造物１から劣化した部分６を除去するとともに鉄筋２を露出させて、劣化した部分６よりも一回り大きな凹部５を鉄筋コンクリート構造物１に形成する。次いで、図２（ｃ）に示すように、凹部５から露出した鉄筋２に犠牲陽極材１１を設置する。具体的には、鉄筋２表面を研磨し、研磨面に犠牲陽極材１１の結束ワイヤー１５を巻きつけて、犠牲陽極材１１のイオン溶出部１４と鉄筋２とを結束ワイヤー１５で電気的に接続する。

犠牲陽極材１１を設置したのち、図３（ａ）に示すように、未硬化の断面修復材１２を充填して鉄筋コンクリート構造物１の凹部５を修復する。充填後、例えば、図３（ｂ）に示すように、断面修復材１２の外表面１２ａを養生板２２で押さえ、断面修復材１２が硬化するまで待つ。断面修復材１２が硬化したら、図３（ｃ）に示すように、補修箇所４にイソシアネート成分とポリアミン成分とを衝突混合させた塗膜材料１３ａを吹き付ける。

これにより、ポリウレア塗膜１３が既設コンクリート３の外表面３ａと断面修復材１２の外表面１２ａとに跨って形成され、断面修復材１２と既設コンクリート３との境目４ａが完全に閉塞される。換言すると、既設コンクリート３の外表面３ａと断面修復材１２の外表面１２ａとを繋ぎ合わせるようにポリウレア塗膜１３が形成される。

以上のように構成された本実施形態の防水防錆材の施工方法によれば、高い密着力を有するポリウレア塗膜１３によって既設コンクリート３の外表面３ａと断面修復材１２の外表面１２ａとの境目４ａが覆われる。これにより、境目４ａから補修箇所４内部への浸水が防止され、犠牲陽極材１１の活性状態を維持して防錆処理を長寿命化することができる。その結果、浸水をおそれずに種々の犠牲陽極材を採用できるようになる。

また、既設コンクリート３への大気中の二酸化炭素の侵入をポリウレア塗膜１３によって遮断できるため、既設コンクリート３の中性化の進行を抑制することができる。しかも、ポリウレア塗膜１３の塗膜材料１３ａが短時間で硬化するため、短期間で施工することができる。

また、既設コンクリート３の外表面３ａと断面修復材１２の外表面１２ａとを強靭なポリウレア塗膜１３で繋ぎ合わせているため、地震や凍害等の原因で発生する既設コンクリート３のひび割れや外表面３ａ，１２ａの剥落を防止してコンクリート構造物１の剛性を長期間維持することができる。加えて、既設コンクリート３に対する断面修復材１２の付着をポリウレア塗膜１３が補助できるため、従来よりも付着力が若干小さい断面修復材１２も含めて種々の断面修復材１２を採用できるようになる。

ところで、ポリウレア塗膜１３を形成すると、既設コンクリート３や断面修復材１２に含まれる少量の塩分、海砂、セメント、混和剤、練り混ぜ水等が補修箇所４内部に閉じ込められてしまうおそれがある。本実施形態の防水防錆材の施工方法によれば、補修箇所４内部に犠牲陽極材１１を設置しているため残留塩分で鉄筋２が腐食されることも防止できる。

次に、第２及び第３の実施形態の防水防錆材の施工方法について説明する。なお、第１の実施形態の構成と同一又は類似の機能を有する構成は、同一の符号を付して対応する第１の実施形態の記載を参酌することとし、ここでの説明を省略する。また、下記に説明する以外の構成は、第１の実施形態と同一である。

［第２の実施形態］
第２の実施形態の防水防錆材の施工方法につき、図４を参照して説明する。第２の実施形態では、断面修復材１２が鍔部１６を有する点が第１の実施形態と異なる。
劣化した部分６を除去して凹部５を形成したのち、凹部５の周縁５ａの外側の既設コンクリート３を外表面３ａに沿って浅く削り取って段差部７を形成する。凹部５に未硬化の断面修復材１２を充填する際、この段差部７にも断面修復材１２を充填して鍔部１６を形成する。これにより、既設コンクリート３の外表面３ａに沿うように形成され凹部５の周縁５ａから突出した鍔部１６が、断面修復材１２に追加される。

第２の実施形態では、図４に示すように、断面修復材１２の周縁１２ｂが鉄筋２から離れた位置に形成される。断面修復材１２の接合面１２ｃをコンクリート構造体１の外部に露出させる境目４ａが、凹部５から離間する方向に移動するため、補修箇所４内部を塩分や水分からより確実に保護することができる。しかも、補修箇所４が大きくなってもポリウレア塗膜１３で補修箇所４を覆い隠すことができる。そのため、鉄筋コンクリート構造物１の美観を保つことができる。

［第３の実施形態］
第３の実施形態の防水防錆材の施工方法につき、図５及び図６を参照して説明する。第３の実施形態では、断面修復材１２の外表面１２ａに凹凸が設けられている点が第１の実施形態と異なる。
凹凸が設けられた外表面１２ａを形成するには、図３（ｂ）に示す未硬化の断面修復材１２を養生する工程において、図５（ａ）に示すように、表面が凹凸の養生板２２を用意する。図５（ｂ）に示すように、断面修復材１２の外表面１２ａを養生板２２で軽く押して養生板２２の凹凸を転写する。これにより、図６（ａ）に示すように、断面修復材１２が硬化した際に、外表面１２ａに凹凸が形成される。図６（ｂ）に示すように、凹凸の外表面１２ａに塗膜材料１３ａを吹き付け、ポリウレア塗膜１３を形成する。

断面修復材１２の外表面１２ａに凹凸が設けられているので、外表面１２ａとポリウレア塗膜１３との接触面積が増え、ポリウレア塗膜１３を断面修復材１２とより確実に密着させることができる。ポリウレア塗膜１３を外表面１２ａの全領域に形成すれば、凹凸になった外表面１２ａがポリウレア塗膜１３で覆い隠されるので、鉄筋コンクリート構造物１の美観を保つことができる。

［第４の実施形態］
第４の実施形態の防水防錆材の施工方法につき、図７を参照して説明する。第４の実施形態では、鉄筋コンクリート構造物１の所定の一角を占めており、断面修復材１２の外表面１２ａの全領域を含む既設コンクリート３（壁面）の全領域Ｗに対して、ポリウレア塗膜１３を広範囲に形成する点が第１の実施形態と異なる。

図７に示す例では、鉄筋コンクリート構造物１の所定の一角を占める壁面の全領域Ｗは、柱１０の第１乃至第４の側面１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄである。
第４の実施形態によれば、ポリウレア塗膜１３が鉄筋コンクリート構造物１の躯体形状を保持するため、地震等に対して頑強な鉄筋コンクリート構造物１を得ることができる。

［第５の実施形態］
第５の実施形態の防水防錆材の施工方法では、ポリウレア塗膜１３の外表面に耐熱性を有したガラス質のトップコートをさらに形成する点が第１の実施形態と異なる。
ガラス質のトップコートを形成するには、図３（ｃ）に示す工程の後、常温で硬化する液体ガラス塗料をポリウレア塗膜１３の外表面に塗付すればよい。液体ガラス塗料として、例えば常温で空気中の水分と反応し二酸化珪素の網目骨格を形成するシリコン樹脂系塗料が挙げられる。

第５の実施形態によれば、ポリウレア塗膜１３の外表面がガラス質のトップコートで覆われるため、ポリウレア塗膜１３を熱から保護することができる。補修箇所４において既設コンクリート３がポリウレア塗膜１３に加えさらにガラス質のトップコートで覆われるため、既設コンクリート３への大気中の二酸化炭素や塩分の侵入をより確実に遮断できる。

［第６の実施形態］
第６の実施形態の防水防錆材の施工方法では、ポリウレア塗膜１３の外表面に加水分解型の海洋生物付着防止塗料からなるトップコートをさらに形成する点が第１の実施形態と異なる。加水分解型の海洋生物付着防止塗料としては、例えば珪素ポリマー系船底塗料が挙げられる。

第６の実施形態によれば、水路、貯水槽、橋梁等のコンクリート構造物１の補修箇所４において、ポリウレア塗膜１３の外表面に貝・藻類等の海洋生物が付着することを防止できる。貝・藻類等によってポリウレア塗膜１３が傷つけられることを防ぎ、補修箇所４の性能及び美観を長期間維持することができる。ところで、水路や貯水槽等には通常は２ラインの導水路が設置される。貝・藻類等が付着すると、導水路を封鎖して貝・藻類等を除去しなければならない。補修中の導水路を封鎖している間も水を流すため、予備として第２の導水路が必要になる。しかるに、第６の実施形態によれば、導水路に貝・藻類等が付着することを防止して１ラインの導水路でも十分な流量を確保できる。そのため、貝・藻類等の除去にこれまで必要だった予備の設備や封鎖の手間を省くことが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、防水防錆材の施工方法は、既設コンクリートや断面修復材の表面にプライマー処理する工程をさらに備えてもよい。ポリウレア塗膜の表面に美観に優れたトップコートを塗り重ねてもよい。塗膜材料を手塗りしてもよい。

１…鉄筋コンクリート構造物、２…鉄筋、３…既設コンクリート、３ａ…既設コンクリートの外表面、５…凹部、５ａ…凹部の周縁、６…劣化した部分、１１，１２，１３…防水防錆材、１１…犠牲陽極材、１２…断面修復材、１２ａ…断面修復材の外表面、１３…ポリウレア塗膜、１５…結束ワイヤー、１６…鍔部。

Claims (6)

1. 鉄筋及び既設コンクリートを備える鉄筋コンクリート構造物に対する防水防錆材の施工方法であって、
   既設コンクリートから劣化した部分を除去するとともに鉄筋の少なくとも一部を露出させるように該既設コンクリートに凹部を形成し、
   犠牲陽極材を前記鉄筋と電気的に接続し、
   前記凹部に断面修復材を充填し、
   前記既設コンクリートの外表面と前記断面修復材の外表面との境目を覆うポリウレア塗膜を形成する
   ことを特徴とする防水防錆材の施工方法。
2. 前記断面修復材は、前記凹部の周縁から突出した鍔部を有することを特徴とする請求項１に記載の防水防錆材の施工方法。
3. 前記断面修復材の外表面に凹凸を設け、該凹凸を覆うように前記ポリウレア塗膜を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の防水防錆材の施工方法。
4. 前記断面修復材を含んだ前記既設コンクリートの外表面すべてを覆うように前記ポリウレア塗膜を形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の防水防錆材の施工方法。
5. 前記ポリウレア塗膜の外表面に耐熱性を有したガラス質のトップコートをさらに形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の防水防錆材の施工方法。
6. 前記ポリウレア塗膜の外表面に加水分解型の海洋生物付着防止塗料からなるトップコートをさらに形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の防水防錆材の施工方法。

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