JP4491139B2 - 電気防蝕用接続具及び使用方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、犠牲陽極を用いる鉄筋コンクリート中の鉄筋の電気防蝕に関するものであり、さらに詳述すれば、保護しようとする鉄筋に犠牲陽極を接続するための電気接続具に関するものであり、また陽極の設置方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
犠牲陽極は公知である。有効であるために、犠牲陽極は、保護しようとする鉄筋よりも負の電極電位を持っている金属で作られ、従って鉄筋よりも先に腐蝕されるものである。犠牲陽極はヨーロッパ特許第０７０７６６７号及び米国特許第５２９２４１１号に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
その目的を達成するためには、犠牲陽極は、保護しようとする鉄筋に電気的に接続されることが必要である。この目的のために、以前は金属の導体が用いられてきた。以前は、孔をあけ孔内にタッピングねじを挿入することによって線材のような金属導体が鉄筋に付設されてきた。それに代わる方法は、クリップ又はクランプを使用して、金属線を保護しようとする金属に固定することから成るものである。
【０００４】
これらの方法には、孔をあけてタッピングねじを使用するのに時間がかかり、またクリップやクランプが外れるという危険が常にある、という問題がある。
【０００５】
この発明は、鉄筋の周りに延性を持った長い接続具を巻回することにより、鉄筋に接続する接続具を使用して、これらの問題に対する解決を与えるものである。
【０００６】
【発明の概要】
この発明によると、鉄筋コンクリートにおける鉄筋の電気防蝕用組立品又は集合体が提供されるが、その組立品又は集合体は、（ｉ）鉄筋よりも負の電極電位を持った金属製の陽極と、それに電気的に接触していて、（ｉｉ）保護しようとする鉄筋の周りに巻回することのできる延性を持った金属製の長い電気接続具とからなることを特徴とするものである。
【０００７】
【この発明の効果】
この接続具は、タッピングねじを使用する以前の方法よりも短い時間で設置することができ、またクリップ又はクランプよりも確実である。
【０００８】
【発明の説明】
陽極は亜鉛であることが好ましいが、アルミニウム、カドミウム、又はマグネシウムであってもよい。これらの金属をいう場合には、その金属を含有する合金を含んでいる。
【０００９】
接続具と陽極との間の電気接触は、長い接続具の長さの一部の周りに鋳込まれた（鋳込むとは、溶融金属を凝固させて塊を形成することを意味している）塊状の陽極を与えることによって、与えられることが好ましい。その代わりに、電気接触は陽極の周りに長い接続具を巻回することにより、又は接続具を陽極にはんだ付けし、又は同様に付着させることによって与えられてもよい。
【００１０】
長い接続具は線材の形であることが好都合であるが、他の長い形のものも用いることができる。線材は鋼製であるのが好都合であり、軟鋼で作られているのが好ましい。
【００１１】
線材は、鉄筋を構成する鋼と同等に、又は鋼よりも腐蝕し難いものが好ましい。
【００１２】
接続具は、その長さの一部にわたって撚り合わされた複数の線材から成るものであってもよく、又、陽極は撚られた部分の周りに投入されてもよい。撚られるという用語は、折られる、又は曲げられる、又はクリンプされることを含める意味である。撚られた部分の目的は、鋳造される陽極との界面を形成する線材の表面積を増加させ、それによって電気接触を改良するためである。線材は両端の中間の一部（例えばその長さの中央近く）で撚り合わされ、その結果、線材の長さの一部が鋳込まれた陽極の両側に延びていてもよい。
【００１３】
特許出願ＷＯ９４／２９４９６（ヨーロッパ特許出願第０７０７６６７号）は、電気防蝕方法を記載しているが、そこでは電気防蝕を一定時間維持するために、高いｐＨの電解質を含んだ材料で陽極を包囲している。陽極の不動態化を避けるために、亜鉛陽極の場合には、ｐＨを少なくとも約１４にすることを奨めている。
【００１４】
この特許に記載されている適当な材料は、陽極の周りに投入できてユニットを形成することのできるセメンテイテイアスモルタルである。セメンテイテイアスモルタルは容易に入手できるが、モルタルがセメンテイテイアスであることは必要でない。モルタルは、本来高いアルカリ含量を持ったセメントで調製されてもよく、又はあとでモルタルにアルカリ、例えば水酸化ナトリウム又は水酸化リチウムを加えてもよく、そのうちでは水酸化リチウムが好ましい。
【００１５】
この発明に係る陽極と接続具とからなる組立品は、多孔性材料、例えば陽極の周りに投入又は注入されたセメンテイテイアスモルタルを備えていてもよい。投入又は注入とは、液状又は半液状のモルタルから固体の塊を形成することを意味している。投入又は注入は成形型内で行うことが好ましい。多孔性材料はヨーロッパ特許出願第０７０７６６７号に記載されているような高いｐＨの電解質を含んだものであることが好ましく、すなわち、陽極が電気的に鉄筋に接続されている場合に、陽極の腐蝕を維持し且つ陽極上に不動態皮膜の生成を避けるに充分な高いｐＨの電解質溶液を含んでいるものが好ましい。セメンテイテイアスモルタルの場合には、電解質溶液は孔内の溶液である。
【００１６】
モルタルは、それを作るのに用いられる諸成分の乾燥重量を基準として、少なくとも１％の水酸化リチウムと当量のアルカリ含量を持つことが好ましい。水酸化ナトリウムの当量は、２重量％である。水酸化リチウムの量は、２％よりも大きく、又は４％の水酸化ナトリウムの当量よりも大きいのが好都合である。
【００１７】
水酸化リチウムは、リチウムイオンがコンクリート内のアルカリシリカ反応（又はアルカリ骨材反応）を防ぐので、好ましいアルカリである。しかし、アルカリの混合物、例えば水酸化リチウムと水酸化ナトリウムとの混合物を用いることができる。
【００１８】
また、陽極、多孔性材料例えばモルタル、及び投入又は注入は、ヨーロッパ特許出願第０７０７６６７号に記載された通りであってもよい。
【００１９】
この発明の別の一面によると、犠牲陽極を設置して鉄筋コンクリートの鉄筋を保護する方法が提供されるが、その方法は、（ａ）長い接続具と陽極との間を電気的に接続する工程と、（ｂ）鉄筋の周りに長い接続具を巻回して鉄筋と電気的に接触させる工程とをどのような順序でも行ってもよいことを特徴とするものである。
【００２０】
工程（ａ）は、長い接続具の長さの一部の周りに陽極を鋳造することを含むことができる。
【００２１】
さらに、工程（ｂ）の前又は後に、さらに工程（ｃ）を行ない、工程（ｃ）は、陽極が腐蝕を起こしたり、不動態皮膜が生成したりするのを避けるに充分な高いｐＨを持った電解質溶液含有の多孔性材料を陽極の周りに投入することを特徴とするものである。
【００２２】
陽性は亜鉛であることが好ましく、その場合には電解質溶液のｐＨが少なくとも約１４であることが望ましい。陽極がアルミニウムのような他の金属で作られているときには、ｐＨはより小さく、例えば少なくとも１３．３又は１３．５であってもよい。ｐＨはヒドロキシルイオン濃度を測定し、Ｓｏｒｅｎｓｅｎによる方程式
ｐＨ ＝ １４ ＋ ｌｏｇ（ＯＨ^- ）
を適用して決定することができる。
【００２３】
この発明は、新しい鉄筋コンクリート構造物を作るのに適用することができるが、その場合には、陽極の周りに投入されたモルタルのような高いｐＨの多孔性材料と、接続具とによって、この陽極組立品を鉄筋に接続する。
【００２４】
また、この発明は、現存するコンクリート構造物の保護にも適用できるが、その方法では、コンクリートに孔をあけ（ｉ）孔内に陽極を挿入し、（ｉｉ）鉄筋に接続具を接続し、（ｉｉｉ）陽極の周りに高いｐＨの材料を投入する。上記（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の工程はどのような順序で行ってもよい。
【００２５】
図面の図１を参照すると、各々が１６ＳＷＧ（標準線材ゲージ）の軟鋼製線材２本を、その長さの一部にわたり６のところで撚り合わせる。撚り合わされた部分６の長さは普通約３８から４２ｍｍである。腕２、４、８及び１０の形状の４個の線材部分は、撚り合わされた部分６から延びている。腕２、４、８及び１０の長さは、普通約１４８から１５２ｍｍであって、各腕の端には輪１２、１３、１４及び１５がある。各腕は鉄筋に巻回される。鉄筋の周りの１巻き又は２巻きが、満足な電気的接触をするのに充分であるのが普通である。輪の直径は約９から１１ｍｍであるのが普通である。輪の目的は、馬鈴薯等を入れる大袋を閉じるに使用するタイプの道具の使用を容易にするためである。適当な道具は、スタンレイ結締具として知られているバネで付勢するラチェット撚り合わせ具であって、ダイレクト、ワイヤ、タイズ、リミテッドから販売されている。この道具によって、鉄筋コンクリートにおける鉄筋（図示されていない）の周りに巻回された腕が、その後撚り合わされる。これは鉄筋の周りの線材を締める効果を持っている。
【００２６】
図２では、直径約４０ｍｍで厚み約７ｍｍの円筒状亜鉛塊を、撚り合わされた線材の周りに鋳造した。図中の円筒状塊２０の中心は、線材を示すために省略された。塊２０の上端及び下端は、クラックの誘発を避けるために丸められた。
【００２７】
図２に示した組立品は、最初に、その長さの中央部近くで線材を撚り合わせ、セラミック製の鋳型内に撚り合わせ部を入れて作られた。その後、溶融亜鉛を鋳型内に注入した。製品が凝固したのち、製品を鋳型から取り出した。線材の腕２、４、８及び１０は陽極の両側に延びており、所望ならば１個以上の補強材に陽極を接続することができる。
【００２８】
図３では、モルタル２４の塊が、図２に示された亜鉛の周りに注入されて、亜鉛の全周に１０ｍｍの厚みを形成した。
【００２９】
図３に示した組立品は、成形型の中心に亜鉛を位置させるために、予め真空成形されたプラスチック製成形型内に図２に示した組立品を入れて作られた。（セメント粉末の重量を基準として２重量％の追加水酸化リチウムを含む）ポートランドセメント粉末を水と混合して１４より大きいｐＨの孔生成溶液を含んだ高ｐＨのセメンテイテイアスモルタルを作り、これを成形型内に流し込んだ。これを４時間硬化させ、その後成形型から取り出して図３に示した製品を得た。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ２本の線材が撚り合わされたこの発明の一実施例の斜視図。
【図２】 図１より小さい縮尺図で、そこでは接続具たる線材の周りに陽極が鋳込まれている。
【図３】 図２と同じ縮尺で示した別の実施例の斜視図であって、そこでは陽極の周りに投入されたモルタルによって陽極が包囲されている。
【符号の説明】
６ 撚り合わせ部
２、４、８、１０ 腕
１２、１３、１４、１５ 輪
２０ 塊
２４ モルタル

Claims (5)

1. （ａ）複数本の延性を持った金属線材からなる長い接続具と犠牲陽極との間を電気的に接続する工程と、（ｂ）鉄筋の周りに長い接続具を巻回して、金属線材の長さの一部で金属線材を一体に撚り合わせて鉄筋を締めつけることにより、長い接続具と鉄筋との間を電気的に接触させる工程とを、何れかの順序で含んでいることを特徴とする、犠牲陽極を設置して鉄筋コンクリートの鉄筋を保護する方法。
2. 前記工程（ａ）が、鋳型内で溶融金属から犠牲陽極を鋳造し、長い接続具の長さの一部の周りに金属塊を作ることを含んでいる、請求項１に記載の方法。
3. 前記金属線材が両端の中間部分で一体に撚り合わされて、金属線材が犠牲陽極の両側へ延びていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 前記工程（ｂ）の前又は後に、さらに工程（ｃ）を行ない、工程（ｃ）は、前記陽極が腐蝕を起こし、不動態皮膜が生成するのを避けるのに充分な高いｐＨを持った電解質溶液含有の多孔性材料を陽極の周りに投入することを特徴とする、請求項１−３の何れか１つの項に記載の方法。
5. 鉄筋の周りの線材を締めるために、ラチェット撚り合わせ具を使用して柔軟な長い接続具の両端を捩じることを含む請求項１−４の何れか１つの項に記載の方法。

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