JP2022159928A - 防食システムおよび防食方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この種の建築の基礎梁の特徴として、いわゆるパイプラインとは異なり、地盤の表層部に配置されることが挙げられる。地盤の表層部は、掘削・購入土(クラッシャーラン等)での埋戻し等が行われる。そのため、地盤の表層部の性質は、安定しづらい。
また、建築の基礎梁の構造は、パイプラインのようにシンプルな構造ではない。例えば、建築の基礎梁の構造には、上部構造との取り合いがあったり、付帯物が多くあったりする。このように、建築の基礎梁の構造は、複雑である。
(1)基礎梁の土壌接地抵抗が想定よりも高くなる。この場合、基礎梁の対地電位が防食電位まで下がらず、防食電流も不足することが考えられる。
(2)基礎梁において予期しない導通が生じたり、基礎梁の土壌接地抵抗が想定よりも低くなったりする。これらの場合、基礎梁の対地電位が防食電位には到達するものの、電流が過大となる。そのため、陽極が早期に製品寿命(電気分解されて無くなる)を迎えてしまうことが考えられる。
(2-1)想定外の導通が発生している原因を調査し、原因となる障害物を取り除く。
(2-2)陽極1個当たりの電流量を低減させるため、陽極を基礎周辺の地中に追加設置する。
しかしながら上記(2-1)の場合、複雑な建築物では、導通の原因の特定が非常に困難である。また上記(2-2)の場合は、上記(1)の場合と同様の問題が生じる。
この防食システムでは、第1端子と第2端子との間に、電池または抵抗器が接続可能である。
したがって、(1)基礎梁の対地電位が防食電位まで下がらず、防食電流も不足する場合には、例えば作業者が、第1端子と第2端子との間に電池を接続する。すると、電位差が強制的に生じ、基礎梁に流れる防食電流の電流量が増加し、基礎梁の対地電位が下がる。なおこの場合、基礎梁周辺の分極も促進され、地中の酸素量が減って防食状態が安定する。基礎梁の防食に必要な電流は、例えば数十mA程度であり、電池としては、例えば乾電池の小容量の電池で対応可能である。
また、(2)防食電流が過大となっている場合には、例えば作業者が、第1端子と第2端子との間に抵抗器を接続する。これにより、防食電流が抑制され、防食電流の電流量および基礎梁の対地電位が適正化される。
ここで、上記(1)、(2)のいずれの場合であっても、例えば作業者が、第1端子と第2端子との間に電池または抵抗器を接続する。第1端子および第2端子は、いずれも接続箱に収容されている。そのため、建物の外周部の掘削などが不要となり、作業者が、電池や抵抗器を接続箱内で容易に設置することができる。
しかも、電池や抵抗器は、種類や個数、接続方法(直列、並列)を容易に調整可能である。そのため、使用者は、電池や抵抗器を適宜組み合わせることで、基礎梁の対地電位や防食電流の電流量などを、目標に対して容易に調整し易い。
第2工程で、(2)防食電流が前記閾値を超えない場合であって、対地電位が基礎梁の防食電位を超える場合には、例えば作業者がリード線に電池を設ける。すなわち、基礎梁の対地電位が防食電位まで下がらない場合には、例えば作業者がリード線に電池を設けることで、電位差が強制的に生じ、基礎梁に流れる防食電流の電流量が増加し、基礎梁の対地電位が下がる。
ここで、上記(1)、(2)のいずれの場合であっても、例えば作業者がリード線に電池または抵抗器を設ける。よって、作業者が、リード線のうち、作業がし易い位置を選択し、その位置に電池または抵抗器を設けることで、作業者が、電池や抵抗器を容易に設置することができる。
本実施形態に係る防食システム20は、鋼製の基礎梁10を電気防食する。防食システム20は、基礎梁10のコンクリート土壌マクロセル腐食(CSマクロセル腐食)を抑制する。
ここでは、防食システム20の説明にあたり、まず基礎梁10を説明する。
図1に示すような基礎梁10は、土壌に埋設されている。基礎梁10は、その一部のみが土壌に埋設されていてもよく、その全体が土壌に埋設されていてもよい。すなわち、基礎梁10の少なくとも一部が土壌に埋設されている。
次に、上記基礎梁10を電気防食する防食システム20を説明する。
図1および図2に示すように、防食システム20は、犠牲陽極21と、照合電極22と、プローブ電極23と、接続箱24と、第1リード線25と、第2リード線26と、第3リード線27と、第4リード線28と、渡り線29と、を備えている。
プローブ電極23は、基礎梁10の模擬欠陥となる電極である。プローブ電極23は、基礎梁10と同一の鋼材14によって形成されている。プローブ電極23は、対地電位を測定するという観点では、基礎梁10の一部として機能する。
第4リード線28は、プローブ電極23に接続されている。第4リード線28は、プローブ電極23から第2接続箱24Bに延びている。第4リード線28の第4端子28aは、第2接続箱24B内に収容されている。なお本実施形態では、前述したように、対地電位を測定するという観点では、プローブ電極23が基礎梁10の一部として機能する。そのため、対地電位を測定するという観点では、第4リード線28は第1リード線25として機能し、かつ、第4端子28aは第1端子25aとして機能する。
第1集約端子24A1および第2集約端子24B1は、例えば、渡り線29に接続された状態で、絶縁材によって被覆されている。絶縁材は、第1集約端子24A1や第2集約端子24B1に、離脱可能に装着されている。第1集約端子24A1や第2集約端子24B1の結線を解除するときには、まず、第1集約端子24A1や第2集約端子24B1から絶縁材を離脱させ、その後、結線手段31による結線を解く。
上記防食システム20が形成する模擬的な電気回路を図3に示す。
この電気回路では、犠牲陽極21、基礎梁10、コンクリート基礎内の鋼材14をそれぞれ、電気抵抗として扱っている。犠牲陽極21の抵抗値Raは、犠牲陽極21の1つあたりの接地抵抗である。基礎梁10の抵抗値Rbは、土中の基礎梁10の接地抵抗である。コンクリート基礎内の鋼材14の抵抗値Rrは、前記鋼材14の接地抵抗である。
基礎梁10および前記鋼材14が並列に配置され、基礎梁10および前記鋼材14が第2の抵抗を構成している。第2の抵抗の抵抗値(接地抵抗)をR0とする。抵抗値R0は、鋼材14の総合接地抵抗であるともいえる。抵抗値R0は、(Rb×Rr)/(Rb+Rr)となる。
この電気回路では、第1の抵抗および第2の抵抗が直列に接続されている。その結果、回路全体での抵抗値Rは、以下(1)式で表される。
R=Ra/N+R0 … (1)
V=Ep-Em … (2)
以上から、この電気回路において、発生可能電流INは、以下の(3)式で表される。
IN=V/R=(Ep-Em)/(Ra/N+R0) … (3)
図4および図5に示すように、第2接続箱24B内において、第2集約端子24B1は、第1端子25a、第2端子26aおよび第4端子28aに分解可能である。第2集約端子24B1は、結線手段31による結線を解除することで、各端子に分解される。
ここで、第1端子25aと第2端子26aとの間に、電池34および抵抗器35のうちの少なくとも一方が接続可能であることは、第1端子25aと第2端子26aとの間に電池34のみを接続することも可能であり、かつ、第1端子25aと第2端子26aとの間に抵抗器35のみを接続することも可能であり、かつ、第1端子25aと第2端子26aとの間に電池34および抵抗器35の両方を同時に接続することも可能であることも意味する。すなわち、第1端子25aと第2端子26aとの間に、電池34および抵抗器35のうちの少なくとも一方が接続可能であることは、電池34および抵抗器35の一方のみが、第1端子25aと第2端子26aとの間に接続可能であり、他方が、第1端子25aと第2端子26aとの間に接続不能であること意味してはいない。
図9に示すように、第1端子25aと第2端子26aとの間に抵抗器35を接続した場合、図11に示すように、模式的な電気回路に電気抵抗が追加されることとなる。その結果、抵抗値Rが大きくなり、発生可能電流INが小さくなる。
次に、上記防食システム20を使用した防食方法の一例を説明する。この防食方法は、犠牲陽極21の寿命を容易に維持し、かつ、防食電流の不足を容易に防ぐための方法である。この防食方法は、防食システム20の管理方法(維持方法)であるともいえる。
第1工程では、例えば作業者が、犠牲陽極21が発生させる防食電流、および、基礎梁10の対地電位をそれぞれ測定する。作業者が防食電流を測定するときには、例えば、作業者は、図6に示すように、第1端子25aと第2端子26aとの間に電流計32を接続する。作業者が対地電位を測定するときには、例えば、作業者は、図7に示すように、第1端子25aと第3端子27aとの間に電位計33を接続する。なおこのとき、図7に示すように、第1端子25aと第4端子28aとは導通している。
使用者は、第1工程を実施した後、第2工程を実施する。
第2工程では、例えば使用者は、防食電流および対地電位それぞれの測定結果に基づいて、対処が必要と判定された場合に対処を実施した上で第1工程に戻る。
ここで、例えば作業者がリード線30に電池34または抵抗器35を設けるとき、作業者が、リード線30のうち、作業がし易い位置(例えば、本実施形態では、第2接続箱24Bの内部)を選択し、その位置に電池34または抵抗器35を設けることで、作業者が、電池34や抵抗器35を容易に設置することができる。
したがって、(1)基礎梁10の対地電位が防食電位まで下がらず、防食電流も不足する場合には、例えば作業者が、第1端子25aと第2端子26aとの間に電池34を接続する。すると、電位差が強制的に生じ、基礎梁10に流れる防食電流の電流量が増加し、基礎梁10の対地電位が下がる。なおこの場合、基礎梁10周辺の分極も促進され、地中の酸素量が減って防食状態が安定する。基礎梁10の防食に必要な電流は、例えば数十程度であり、電池34としては、例えば乾電池の小容量の電池34で対応可能である。
また、(2)防食電流が過大となっている場合には、例えば作業者が、第1端子25aと第2端子26aとの間に抵抗器35を接続する。これにより、防食電流が抑制され、防食電流の電流量および基礎梁10の対地電位が適正化される。
しかも、電池34や抵抗器35は、種類や個数、接続方法(直列、並列)を容易に調整可能である。そのため、使用者は、電池34や抵抗器35を適宜組み合わせることで、基礎梁10の対地電位や防食電流の電流量などを、目標に対して容易に調整し易い。
第1端子25aと第3端子27aとの間に電位計33が接続可能である。したがって、使用者が基礎梁10の対地電位を容易に測定することができる。
接続箱24が、ハンドホールまたは分電盤である。したがって、使用者が接続箱24内で容易に作業することができる。
20 防食システム
21 犠牲陽極
22 照合電極
24 接続箱
25 第1リード線
25a 第1端子
26 第2リード線
26a 第2端子
27 第3リード線
27a 第3端子
30 リード線
Claims (5)
- 土壌に埋設された鋼製の基礎梁を電気防食する防食システムであって、
犠牲陽極と、
前記基礎梁に接続された第1リード線と、
前記犠牲陽極に接続された第2リード線と、
前記第1リード線の端子である第1端子および前記第2リード線の端子である第2端子が収容されるとともに、内部で前記第1端子および前記第2端子が接続される接続箱と、を備え、
前記第1端子と前記第2端子との間に、電池および抵抗器のうちの少なくとも一方が接続可能である、防食システム。 - 前記第1端子と前記第2端子との間に電流計が接続可能である、請求項1に記載の防食システム。
- 照合電極と、
前記照合電極に接続された第3リード線と、を更に備え、
前記接続箱には、前記第3リード線の端子である第3端子が収容され、
前記第1端子と前記第3端子との間に電位計が接続可能である、請求項1または2に記載の防食システム。 - 前記接続箱は、ハンドホールまたは分電盤である、請求項1から3のいずれか1項に記載の防食システム。
- 土壌に埋設された鋼製の基礎梁を、前記基礎梁にリード線を介して接続される犠牲陽極を用いて電気防食する防食方法であって、
前記犠牲陽極が発生させる防食電流、および、前記基礎梁の対地電位をそれぞれ測定する第1工程と、
前記防食電流および前記対地電位それぞれの測定結果に基づいて、対処が必要と判定された場合に対処を実施した上で前記第1工程に戻る第2工程と、を含み、
前記第2工程では、
前記防食電流が所定の閾値を超えた場合には、前記リード線に抵抗器を設けた上で前記第1工程に戻り、
前記防食電流が前記閾値を超えない場合であって、前記対地電位が前記基礎梁の防食電位を超える場合には、前記リード線に電池を設けた上で前記第1工程に戻る、防食方法。
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