JP3285817B2 - 重防食被覆鋼材の現地補修方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、港湾および漁港に
おける護岸・桟橋・防波堤・物揚げ場等の施設、および
干潮河川部の護岸など腐食環境が厳しい場所に打設され
ている鋼矢板、鋼管杭、鋼管矢板等に施された重防食被
覆の下端に生じた浮きや剥離等の損傷を補修する方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】海洋、港湾、河川等で使用される鋼材に
は腐食対策として、コンクリートライニング、セメント
硬化体＋保護カバー、ニッケル、チタンなどの耐食被
膜、耐海水鋼、および電気防食工法などが施されてき
た。有機ライニングを施した重防食被覆は比較的安価な
防食工法として最近増加傾向にある。この重防食被覆は
片面の略全面に設けられることもあるが、コスト等の関
係で水面の変動範囲を中心に設けられることもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この重防食
被覆を部分的に設けた場合、永い間設置されていると水
面下の下端部から剥離や浮きを生じてくるようになり、
その対策が必要になっているが、現在これに対する有効
な対策は見出されていない。

【０００４】本発明の目的は、重防食被覆が施された鋼
材の重防食被覆端部、特に下端部からの剥離や浮きを簡
便かつ確実に補修しうる手段を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意検討を行った結果、損傷の生じた端縁部
を抑え具で物理的に抑える手段が極めて有効であること
を見出して本発明を完成するに至った。

【０００６】すなわち、本発明は、重防食被覆鋼材の水
面下にある重防食被覆下端に生じた損傷を補修する方法
であって、重防食被覆の長手方向端部を抑える抑え部
と、重防食被覆の施されていない面へ固着させる固着部
よりなり、該抑え部の重防食被覆抑え面と固着部の鋼材
側面の間には段差が設けられている抑え具を用い、これ
を当該損傷部位に装着することを特徴とする重防食被覆
鋼材の補修方法に関するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の方法が適用される鋼材は
鋼矢板、鋼管杭、鋼管矢板等である。

【０００８】鋼矢板とは、港湾、河川、埋め立て地等の
護岸等に用いられるもので、ＪＩＳＡ ５５２８に規定
されるＵ型、Ｚ型、Ｉ型、およびこれらに準じる形状の
ものを用いることが出来る。その寸法については特に制
約はない。本発明において、重防食被覆は防食を施す必
要のある部分に対して行われる。例えば港湾の護岸用と
して用いられる場合には、主として海に面する側に被覆
が施されることが多い。重防食被覆を鋼矢板の両面に施
しうることはいうまでもない。

【０００９】本発明に用いる鋼材は、あらかじめ脱脂、
酸洗、ショットブラスト処理、グリットブラスト処理、
サンドブラスト処理等の公知の素地調整を施すことによ
り、鋼材表面の油分、スケール等を除去しておくことが
望ましい。素地調整のレベルは、例えばスウェーデン規
格(ＳＩＳ）でいえばＳａ２ １／２程度以上とすること
が好ましい。この素地調整が不十分であると、重防食被
覆の長期防食性が著しく損なわれる。更に、公知のクロ
メート処理等の化成処理を施すことが長期密着性、防食
性の観点から好ましい。

【００１０】化成処理を行った鋼材の表面にはプライマ
ーを塗布しておくことが好ましい。このプライマー層
は、エポキシ樹脂系あるいはウレタン樹脂系の有機樹脂
系プライマーであって、素地調整を施した鋼矢板表面と
変性ポリオレフィン層との密着性に優れたものが用いら
れる。プライマー層は、エアスプレー、エアレススプレ
ー、刷毛塗り等の公知の塗装方法で形成され、必要に応
じて塗装後加熱して完全な硬化被膜とすることも行われ
る。プライマー層の膜厚は１０〜２００μｍ程度、特に
２０〜１００μｍ程度が好ましい。１０μｍより薄い
と、防食層の鋼材との密着力が小さくなるため、防食層
が剥離するなどの問題があり、また２００μｍを越える
膜厚であると、プライマー層自体の残留応力が大きくな
り、シートの長期密着性に悪影響を及ぼす。

【００１１】重防食被覆は防食層としてポリオレフィ
ン、ウレタン、ラバーライニング等が被覆されたもので
あり、接着層としてポリオレフィンの場合には変性ポリ
オレフィンが一般に用いられる。

【００１２】変性ポリオレフィンは、ポリエチレン、ポ
リプロピレン等のポリオレフィン樹脂を、マレイン酸、
アクリル酸、メタアクリル酸等の不飽和カルボン酸また
はその無水物をグラフト反応等で変性したもので、ポリ
オレフィン単体に比較して、他の物質との接着性が著し
く改善された樹脂のことを指す。変性ポリオレフィンは
グラフトする官能基の種類や量により様々な熱的性質の
ものが知られているが、本発明で用いられる変性ポリオ
レフィンのビカット軟化点は、５０℃以上１２０℃以下
であることが好ましい。５０℃未満の軟化点であると、
重防食鋼矢板の気中部において、日照等による温度上昇
によりシートの密着性低下を来すので好ましくなく、ま
た１２０℃を越えると、鋼矢板の必要加熱温度が高くな
ることによるエネルギーコスト増大、貼着温度上昇に伴
う熱応力増大による長期密着性低下を来すので好ましく
ない。さらに、９０℃を越えるとシートの残留応力の増
大が問題になりやすい。従って、より好ましいビカット
軟化点は５０〜９０℃であり、さらに好ましくは５５〜
８０℃、特に好ましくは５５〜７０℃である。

【００１３】変性ポリオレフィンのその他の物性では、
メルトインデックスが０．２〜１０ｇ／１０分程度、好
ましくは０．５〜５ｇ／１０分程度、融点６０〜１３５
℃程度、好ましくは６０〜１００℃程度のものが適当で
ある。この変性ポリオレフィン層は防食ポリオレフィン
層の接着層として機能するものであり、層厚さは０．１
〜１．５ｍｍ程度、好ましくは０．２〜１ｍｍ程度が適
当である。

【００１４】防食ポリオレフィン層のポリオレフィン樹
脂は、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密
度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等の公知のポリオレフィン、およびエチレン−プ
ロピレンランダムまたはブロック共重合体等の公知のポ
リオレフィン共重合体である。

【００１５】特に好ましいものは、密度が０.９４０ｇ
／ｃｍ³以上のいわゆる高密度ポリエチレンである。耐
環境応力亀裂性や耐衝撃性、靱性を向上する目的でプロ
ピレン、ブテン−１、ヘキセン−１等のポリオレフィン
系成分を共重合成分としたエチレン共重合体を用いるこ
ともできる。密度の上限は問わないが市販品は通常０．
９７０ｇ／ｃｍ³程度が上限である。特に好ましい密度
は０.９４０〜０．９６０ｇ／ｃｍ³程度である。メルト
インデックスは０.３ｇ／１０分以下のものがよく、好
ましくは０.１〜０.３ｇ／１０分程度である。０．３ｇ
／１０分を越えると環境応力、亀裂性が低下するので好
ましくない。また、ビカット軟化点は１００〜１３０℃
程度、特に１１０〜１２５℃程度のものが好ましい。変
性ポリエチレン層との好ましい軟化点差は１０〜７０℃
程度である。

【００１６】また、ポリエチレンには電子線架橋、シラ
ン架橋、化学架橋等いくつかの架橋方法が知られてお
り、重防食鋼矢板にもこれら架橋ポリエチレンが一般に
用いられるが、本発明においては、これら架橋ポリエチ
レンは使用せず、非架橋のポリエチレンを使用すること
が好ましい。これは、冷却後の応力緩和効果を阻害しな
いためであり、一方、高密度ポリエチレンは十分な機械
的強度を有することから、架橋構造を取る必要がない。

【００１７】防食ポリオレフィン層には耐候性等の長期
特性を改善するため、カーボンブラックや着色顔料、酸
化防止剤等の各種添加物を加えることが好ましい。防食
ポリオレフィン層の厚さは１〜６ｍｍ程度、特に１〜４
ｍｍ程度の範囲であることが、長期密着性、長期防食
性、被覆層の機械的強度の保持の観点から好ましい。ち
なみに重防食鋼矢板の防食ポリオレフィンの規格は２．
０ｍｍ以上と定められており、一般的には防食ポリオレ
フィン層の厚さは２．０ｍｍ以上であることが多い。

【００１８】防食層として用いられるウレタンエラスト
マー層はイソシアネート化合物とポリオール化合物を原
料として形成されるものである。イソシアネート化合物
はイソシアネート基を２個以上有するものであり、トリ
レンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネ
ート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ヘキサ
メチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネー
ト、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソ
ホロンジイソシアネート、リジンイソシアネートメチル
エステルおよびこれらの変性誘導体等である。

【００１９】ポリオールとしては、ポリエーテルポリオ
ール、ポリエステルポリオール、ポリエステルアミドポ
リオール、アクリルポリオール、ヒマシ油変性ポリオー
ル、エポキシ変性ポリオール、ポリアルキレングリコー
ル、末端ＯＨポリブタジエンなどの２官能または３官能
ポリオールがある。

【００２０】また、硬化剤としての前記多価アミン化合
物としては、例えば、メチレンオルソクロロアニリン、
ジアミノジフェニルメタン、エチレンジアミン、ジエチ
レントリアミン、ヒドラジン、イソホロンジアミン、ト
リエチレンテトラミン等を挙げることができるが、これ
らに限定されるものではない。

【００２１】イソシアネート化合物とポリオールとの配
合比率はＮＣＯ／(ＯＨ＋ＮＨ₂）のモル比で０．８５〜
１．５程度が適当である。

【００２２】これらウレタンエラストマー層は、通常は
２液混合型のエアレススプレーにより塗装し、数回塗り
重ねることにより、所望の膜厚とする。ウレタンエラス
トマー層の膜厚は１〜２０ｍｍの範囲が適当であり、１
〜１０ｍｍ程度、特に１．５〜４ｍｍ程度が好ましい。
膜厚が１ｍｍ以下であるとウレタンエラストマー層の強
度が低下するために防食性能が低下する問題があり、膜
厚が２０ｍｍ以上であると、ウレタンエラストマー層の
残留応力が増大することによる剥離や割れ等の問題があ
る。

【００２３】ラバーライニング層は、ネオプレンゴム、
ブチルゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム等の合成
ゴム、天然ゴム、ウレタン系樹脂からなるゴム等が用い
られる。

【００２４】防食層には耐候性、その他の特性を向上さ
せるため、カーボンブラック、酸化チタン等の各種顔
料、酸化防止剤等の各種の添加成分を添加することがで
きる。添加量としては顔料は０．１〜４０重量％、好ま
しくは０．５〜１０重量％程度が適当であり、酸化防止
剤は０．１〜３重量％程度、好ましくは０．５〜２重量
％程度が適当である。

【００２５】これらの重防食被覆の総厚は２.０〜５.０
ｍｍ程度、通常２．０〜３．０ｍｍ程度である。

【００２６】重防食被覆範囲は特に制限されないが、通
常打設時において水面上２ｍないし３ｍから水面下１ｍ
ないし５ｍ程度までである（Ｌ.Ｗ.Ｌ）。

【００２７】本発明で使用される抑え具は重防食被覆の
長手方向端部を抑える抑え部と鋼材へ固着させる固着部
よりなる。

【００２８】抑え部が重防食被覆の端部を抑える縦幅
(長手方向の距離)は５０〜２００ｍｍ程度、好ましくは
１００〜１５０ｍｍ程度が適当である。抑え部が重防食
被覆の端部を抑える横幅は原則として損傷範囲を対象と
するが、将来も考えると重防食被覆の長手方向端部のほ
ぼ全長であることが好ましい。抑え部の形状は通常は板
状であるが、これに限定されるものではなく、要は重防
食被覆の端部を押止できる形状であればよく、格子状、
櫛歯状等隙間のある形状であってもよい。また、重防食
被覆側面は平面のほか点状、線状等に突出した突起やあ
るいは逆に凹所があってもよい。

【００２９】固着部は抑え部が重防食被覆の端部を押止
できるよう支持できればよく、縦幅は５０〜１５０ｍｍ
程度、溶接熱影響から守る観点で好ましくは１００〜１
５０ｍｍ程度が適当である。固着手段も長期間耐えうる
手段であればよく、溶接、ボルト止、鋲着等を利用する
ことができる。

【００３０】抑え部の重防食被覆抑え面と固着部の鋼材
側面の間には段差が設けられる。この段差は抑え面が重
防食被覆の外面をなるべく均一に抑えられるようにする
ものであり、重防食被覆厚と同じかそれよりやや狭くな
る程度が適当である。

【００３１】抑え部と固着部は連結されて一体となって
いる。一方、縦幅方向に分割され複数、例えば２〜４個
程度であってもよい。

【００３２】肉厚は３〜９ｍｍ、特に６〜９ｍ程度が好
ましい。全体は均一厚でもよいが、抑え部は先端に向か
うに従って肉薄にすることができ、固着部も端部を斜め
に削取しておくことが好ましい。

【００３３】この抑え具の材料は鋼、プラスチック、ウ
レタン等が使用される。

【００３４】本発明の抑え具が装着されると重防食被覆
は柔軟性を有しているのでその押圧力によって抑え具が
装着された重防食被覆端縁部を止水させることができ
る。

【００３５】本発明の抑え具と鋼材の間に止水材を介在
させることができる。止水材にはゴム等の弾性体、ある
いはモルタルやシーラントのような流動可能な材料のい
ずれを用いることができる。止水材は抑え具を装着した
状態で止水の不充分なところに配置する。これは抑え部
の抑え面、固着部の鋼材当接面のいずれか一方あるいは
両方に配置することを含む。

【００３６】本発明の抑え具は打設された鋼材の水面下
における重防食被覆端部に装着されるものであるが、水
面上の重防食被覆の上端に装着することも有効であり、
従って、両端に設けてもよい。

【００３７】本発明の方法により重防食被覆の下端部を
補修するに当たっては、まず潜水夫等によって下端部の
点検を行う。この点検は肉眼観察、ハンマーによる打音
調査、ヘラを差し込んで確認等で行うことができる。予
防も含めて予め定めた範囲の重防食被覆鋼材に抑え具を
装着するときはこの点検は行わなくともよい。

【００３８】次いで、重防食被覆鋼材の抑え具装着部位
の清掃を行う。この清掃はブラシ、タガネ、サンダー等
で行えばよい。その際、浮きや剥離の生じた部位の重防
食被覆は除去してもしなくてもよい。

【００３９】抑え具の装着はその固着手段に従って行
う。すなわち、固着手段が溶接の手段には抑え具を抑え
つけておいて水中溶接すればよい。抑えつける手段は単
に手で抑えるだけでもよいが、ボルトやネジで仮止めし
ておく方法もある。ボルト止する場合には、鋼材の抑え
具のボルト止用穴の対応位置にスタッドボルトの基端を
水中溶接してこのボルトに抑え具のボルト止用穴を嵌挿
しナットで締付けていけばよい。

【００４０】抑え具の装着の際には、抑え具と鋼材の間
の水を排除することが好ましく、そのため装着部にはシ
リコンシーラント、アスファルト、モルタル等を設置し
ておいて、抑え具の装着によりこれらの充填物で内部空
間を満たすようにするのがよい。

【００４１】装着後は、仮止用の穴を設けた場合にはそ
れをふさぐ等の仕上処理をして装着を終了する。

【００４２】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００４３】図１(イ)は本発明の一実施例である抑え具
１を鋼矢板２の重防食被覆３の端部に宛がった状態の斜
視図である。

【００４４】この鋼矢板はＵ型鋼矢板（有効幅５００ｍ
ｍ、高さ２２５ｍｍ、厚さ２４．３ｍｍ、長さ６ｍ)の
凸面に全クロム付着量が５００ｍｇ／ｍ²のクロメート
被膜を形成し、その上に膜厚４０μｍのエポキシ系プラ
イマーを塗設し、さらに重防食被覆として、厚さ２．０
ｍｍの防食ポリエチレン層を全長４．０ｍにわたって設
けたものである。変性ポリエチレンは無水マレイン酸変
性ポリエチレンであり、ビカット軟化点は７０℃、融点
８０℃、ＭＩ３．０ｇ／１０分、密度０．９０ｇ／ｃｍ
³であった。防食ポリオレフィンはビカット軟化点１１
０℃、融点１２５℃のポリエチレンにカーボンブラック
２重量％配合したものを用いた。

【００４５】抑え具１は鋼板製で縦幅２００ｍｍ、抑え
部４と固着部５の段差７ｍｍのものを用いた。抑え具下
端部を溶接（すみ肉溶接）し、充填材には５ｍ／ｍ厚の
ゴム板を入れた。

【００４６】固着部５を図１(ロ)に示すように固着部５
を全周にわたって略等間隔にスポット溶接した。６はそ
のスポット溶接部を示す。

【００４７】こうして複数の鋼矢板２が打設連結されて
いる重防食被覆３の下端部を抑えるように抑え具１を装
着した状態の斜視図を図２に示す。

【００４８】図３はスポット溶接の代わりに抑え具１の
固着部５端部を溶接した状態の斜視図である。７は溶接
部である。

【００４９】図４は抑え具１の抑え部４の鋼矢板側面に
止水材８を介在させた例の断面図である。この抑え具１
は段差を７ｍｍとし、止水材には厚さ５ｍｍのゴム板を
用いた。

【００５０】図５は抑え具１の抑え部４を幅広にして鋼
矢板側面に加えて重防食被覆３の端部先の空間にも止水
材９を設けて重防食被覆３端部の止水のより完全をはか
っている。

【００５１】図６は抑え具１を鋼矢板のウエブ部１０用
とフランジ部１１用に３分割した例の斜視図である。止
水材８，９は重防食被覆３の先端全部を覆うように設け
られている。

【００５２】図７は３分割した抑え具１をいずれもスタ
ッドボルト１２で固着した例の斜視図である。スタッド
ボルト１２は図８に断面図を示すようにボルト１２の基
端部を鋼矢板２に溶接し、抑え具１をナット１３で締付
固定している。

【００５３】図９は止水材８を省略して止水材９のみに
止水を依存した例を示す断面図である。

【００５４】図１０は本発明の抑え具１を鋼管矢板２に
適用した例の斜視図である。

【００５５】図１１，１２はいずれも抑え具１を鋼管板
２に適用した例の斜視図である。図１１は抑え具１の基
端全周を溶接７した例であり、抑え具１と重防食被覆３
との隙間には止水剤を注入してもよい。図１２は抑え具
をスタッドボルト１２で固定した例である。

【００５６】

【発明の効果】本発明により、重防食下端部を保護し、
端部からの剥離進行を防止する。下端部のめくれを防ぐ
ことにより貝などの生物の侵入を防ぎ、剥離進行を防止
する。また、下端部剥離部が波浪の影響により剥離進行
するのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 (イ)は本発明の抑え具を鋼矢板の重防食被覆
端部に装着する状態を示す斜視図であり、(ロ)はそのス
ポット溶接部位を示す斜視図である。

【図２】 打設連結されている鋼矢板の重防食被覆下端
部に抑え具を装着した状態を示す斜視図である。

【図３】 抑え具の端部を溶接して固着した例を示す斜
視図である。

【図４】 抑え具の抑え面と鋼矢板の間に止水材を介在
させた状態を示す断面図である。

【図５】 止水材を重防食被覆端部の先にも設けた例の
断面図である。

【図６】 抑え具１を３分割した例の斜視図である。

【図７】 ３分割して抑え具をスタッドボルトで固着し
た例の斜視図である。

【図８】 図７の抑え具周辺の断面図である。

【図９】 図８において止水材の１つを省略した例の断
面図である。

【図１０】 抑え具を鋼管矢板に適用した例の斜視図で
ある。

【図１１】 抑え具を鋼管板に適用した例の斜視図であ
る。

【図１２】 抑え具を鋼管板に適用した例の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 抑え具 ２ 鋼材（鋼矢板） ３ 重防食被覆 ４ 抑え部 ５ 固着部 ６ スポット溶接部 ７ 溶接部 ８，９ 止水材 １０ ウエブ部 １１ フランジ部 １２ スタッドボルト １３ ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮田 志郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 斉藤 義郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 清水 一夫 東京都大田区南蒲田１丁目21番12号 日 本防蝕工業株式会社内 (72)発明者 鈴木 正志 東京都大田区南蒲田１丁目21番12号 日 本防蝕工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−131731（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−53834（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−87028（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−272269（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−176861（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−144042（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 31/06 E02D 5/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重防食被覆鋼材の水面下にある重防食被
   覆下端に生じた損傷を補修する方法であって、重防食被
   覆の長手方向端部を抑える抑え部と、重防食被覆の施さ
   れていない面へ固着させる固着部よりなり、該抑え部の
   重防食被覆抑え面と固着部の鋼材側面の間には段差が設
   けられている抑え具を用い、これを当該損傷部位に装着
   することを特徴とする重防食被覆鋼材の補修方法
2. 【請求項２】 鋼材と抑え具の間に止水材を介在させた
   ことを特徴とする請求項１記載の現地補修方法