JP5094921B2 - 電気防食工法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋コンクリート構造物の塩害を防止するための電気防食工法に関し、詳しくは、外部直流電源を使用する導電性塗料方式の電気防食工法に関するものである。

沿岸部に建造された桟橋、鉄道橋、道路橋などの鉄筋コンクリート構造物や、海砂を使用した各種の鉄筋コンクリート構造物においては、塩分の浸入により内部の鉄筋が徐々に腐食して膨張し、その周囲のコンクリートが鉄筋の膨張により破壊するという塩害が多々発生している。

このような鉄筋コンクリート構造物の塩害の防止および補修の一つの手段として、鉄筋コンクリート構造物の表面に形成した導電性塗料層から内部の鉄筋に向けて微弱な直流電流を流し続けることにより、鉄筋の電位をマイナスに保持して鉄筋の腐食を防止するという、外部直流電源を使用した導電性塗料方式の電気防食工法が従来一般に知られている（例えば特許文献１参照）。

ここで、特許文献１には、外部直流電源のプラス極に接続される線状または帯状の不溶性電極（陽極材）を一次陽極として鉄筋コンクリート構造物に固定し、この一次陽極としての陽極材を導電性充填材を介して二次陽極としての導電性塗料層で被覆することが記載されている。

また、特許文献１には、一次陽極としての不溶性電極（陽極材）を鉄筋コンクリート構造物に固定する方法として、不溶性電極（陽極材）を収容する細溝を鉄筋コンクリート構造物の表面に形成し、かつ、不溶性電極（陽極材）を挟んで固定するためのバンド状固定具の挿入孔を細溝内に形成することが記載されている。

なお、鉄筋コンクリート構造物の電気防食における陽極の設置方法を開示する特許文献２には、鉄筋コンクリート構造物の表面に長溝を切削すると共に、帯状の陽極材を樹脂製の陽極材保持部材に装着し、この陽極材保持部材と共に帯状の陽極材を鉄筋コンクリート構造物の表面の長溝内に押し込むことで、陽極材を鉄筋コンクリート構造物に固定する方法が記載されている。

特許第３０５３６８８号公報 特開２００８−１６９４６２号公報

ところで、特許文献１あるいは特許文献２に記載されているような従来一般の電気防食工法においては、外部直流電源のプラス極に一次陽極として接続される不溶性電極などの陽極材を鉄筋コンクリート構造物に固定するに当たり、鉄筋コンクリート構造物の表面に少なくとも細溝を形成する必要があり、そのためのはつり作業に多大な手間が掛かるという問題がある。また、はつり作業に伴って粉塵や騒音が発生するため、その作業環境が劣悪化するという問題がある。

本発明は、このような従来技術の問題点に対応してなされたものであり、一次陽極としての陽極材を鉄筋コンクリート構造物に固定するに当たり、鉄筋コンクリート構造物へのはつり作業を一切不要とした電気防食工法を提供することを課題とする。

このような課題を解決するため、本発明に係る電気防食工法は、外部直流電源のプラス極に接続される線状または帯状の陽極材を一次陽極として鉄筋コンクリート構造物に固定し、この陽極材に導通する導電性塗料層を二次陽極として鉄筋コンクリート構造物の表面に形成し、この導電性塗料層から内部の鉄筋に向けて直流電流を流すことで鉄筋の腐食を防止する導電性塗料方式の電気防食工法であって、陽極材を固定するための複数の固定具を着脱自在に装着した目地状部材を鉄筋コンクリート構造物の表面側に仮り貼着する工程と、仮り貼着された目地状部材の両側の領域に導電性塗料層を形成する工程と、導電性塗料層の硬化後に鉄筋コンクリート構造物の表面側から目地状部材を撤去する工程と、目地状部材が撤去された後の導電性塗料層間の隙間に導電性充填材を充填する工程とを備えており、目地状部材の仮り貼着工程に先立って、目地状部材の内面側には、鉄筋コンクリート構造物に固定するための脚部および陽極材を保持するための保持部を有する複数の固定具をその脚部が左右に突出する状態で着脱自在に装着しておき、目地状部材の撤去工程の後、各固定具の保持部により陽極材を鉄筋コンクリート構造物の表面に沿って固定することを特徴とする。

本発明に係る電気防食工法では、目地状部材の内面側に着脱自在に装着された複数の固定具、すなわち、鉄筋コンクリート構造物の表面に固定するための脚部および陽極材を保持するための保持部を有する複数の固定具は、導電性塗料層の硬化により脚部が鉄筋コンクリート構造物の表面に固定され、目地状部材の撤去により保持部が導電性塗料層の間の隙間に露出する。そこで、各固定具の保持部により陽極材を鉄筋コンクリート構造物の表面に沿って固定する。

本発明の電気防食工法においては、導電性塗料層の形成工程に先立って、目地状部材の両側の領域に下地層を形成し、下地層または導電性塗料層の硬化後に目地状部材を撤去するようにしてもよい。

本発明の電気防食工法において、陽極材を固定するために使用する固定具は、例えばチタン、ニオブクラッド銅、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのように、陽極材の酸化環境においても耐久性を有する材料で構成されているのが好ましい。この固定具の保持部は、線状または帯状の陽極材を保持できるループ部、フック部または孔部とすることができる。

また、本発明の電気防食工法において、複数の固定具を着脱自在に装着するために使用する目地状部材の内面には、鉄筋コンクリート構造物の表面側に仮り貼着するための粘着層が設けられ、かつ、各固定具を着脱自在に装着するための複数のスリット部が所定間隔で形成されているのが好ましい。

本発明に係る電気防食工法によれば、目地状部材の内面側に着脱自在に装着された複数の固定具は、導電性塗料層の硬化により脚部が鉄筋コンクリート構造物の表面に固定され、目地状部材の撤去により保持部が導電性塗料層の間の隙間に露出するため、各固定具の保持部により陽極材を鉄筋コンクリート構造物の表面に沿って固定することができる。

すなわち、本発明に係る電気防食工法によれば、一次陽極としての陽極材を鉄筋コンクリート構造物に固定するに当たり、多大な手間が掛かるはつり作業を一切不要として迅速に陽極材を固定することができ、粉塵や騒音の発生も防止して作業環境を大幅に改善することができきる。

本発明の一実施形態に係る電気防食工法が適用される鉄筋コンクリート構造物を模式的に示す斜視図である。 一実施形態に係る電気防食工法の各工程を示す部分断面図である。 一実施形態に係る電気防食工法に使用する固定具の斜視図である。 一実施形態に係る電気防食工法に使用する目地状部材の斜視図である。

以下、添付の図面を参照して本発明に係る電気防食工法の実施の形態を説明する。一実施形態の電気防食工法は、例えば図１に模式的に示した鉄筋コンクリート構造物１の内部の鉄筋１Ａが塩害により腐食して膨張し、その周囲のコンクリート１Ｂが膨張して破壊するのを未然に防止するための電気防食工法である。

この電気防食工法は、外部直流電源２のプラス極に接続される陽極材３から導電性充填材４、導電性塗料層５、下地モルタル層６、コンクリート１Ｂを経由することにより、外部直流電源２のマイナス極に接続される各鉄筋１Ａの表面に微弱な直流電流を流すことで各鉄筋１Ａの腐食を防止するようにした、いわゆる導電性塗料方式の電気防食工法であって、図２の（ａ）〜（ｇ）に示す各工程、すなわち、下地処理工程、目地状部材貼着工程、導電性塗料層形成工程、目地状部材撤去工程、陽極材固定工程、導電性充填材充填工程、表面保護層形成工程の各工程を備えている。

図２の（ａ）に示す下地処理工程では、サンドブラストなどにより清浄にした鉄筋コンクリート構造物１の表面に適宜の吸水防止剤を塗布し、その後、導電性塗料層５にアルカリ成分を供与するための下地モルタル層６を厚さ５ｍｍ程度に塗布する。なお、吸水防止剤としては、アクリルエマルション希釈水溶液などが使用できる。

図２の（ｂ）に示す目地状部材貼着工程では、図１に示した線状（または帯状）の陽極材３を固定するための複数の固定具７を着脱自在に装着した目地状部材８を鉄筋コンクリート構造物１の表面側に仮り貼着する。

ここで、目地状部材貼着工程で使用する固定具７は、陽極材３の酸化環境においても耐久性を有する所定長さの線材、例えばチタン線、ニオブクラッド銅線、ポリエチレン線材、ポリプロピレン線材などで構成されている。この固定具７は、図３の（ａ）に示すように、鉄筋コンクリート構造物１の表面に固定するための左右の脚部７Ａ，７Ａが両端部に形成され、その中央部には、線状の陽極材３を保持するための保持部７Ｂがループ状に折り曲げて形成されている。

また、目地状部材貼着工程で使用する目地状部材８は、図４に示すように、例えば厚さ５ｍｍ、幅１０ｍｍ程度の肉厚の帯板状に形成された硬質スポンジ、発泡スチレン、クロロプレンゴム、木材からなる。この目地状部材８の内面には、鉄筋コンクリート構造物１の表面を覆う下地モルタル層６に貼着するための粘着層８Ａが両面テープの貼付けにより形成されると共に、各固定具７の保持部７Ｂを挟み込んで着脱自在に装着するための複数のスリット部８Ｂ，８Ｂが所定間隔で形成されている。

ここで、図２の（ｂ）に示した目地状部材貼着工程に先立って、目地状部材８の内面の各スリット部８Ｂ，８Ｂには、各固定具７の保持部７Ｂを挟み込んで着脱自在に装着し、各固定具７の脚部７Ａ，７Ａが目地状部材８の幅方向の左右に突出する状態としておく。そして、この状態で、目地状部材８の内面の粘着層８Ａにより、目地状部材８を鉄筋コンクリート構造物１の表面を覆う下地モルタル層６に仮り貼着する。

図２の（ｃ）に示す導電性塗料層形成工程では、鉄筋コンクリート構造物１の表面を覆う下地モルタル層６に仮り貼着された目地状部材８の両側の領域に導電性塗料層５，５を２次陽極として形成する。この導電性塗料層５，５は、例えば炭素繊維などの導電性短繊維を含んだアクリル樹脂系の一液性塗料をローラー施工または吹付け施工により塗布して形成する。

図２の（ｄ）に示す目地状部材撤去工程では、導電性塗料層５，５の硬化後に鉄筋コンクリート構造物１の表面を覆う下地モルタル層６から目地状部材８を撤去する。

図２の（ｅ）に示す陽極材固定工程では、目地状部材８が撤去された後の導電性塗料層５，５間の隙間に露出する各固定具７の保持部７Ｂに線状（または帯状）の陽極材３を挿通することで、外部直流電源２のプラス極に接続される線状（または帯状）の陽極材３を一次陽極として鉄筋コンクリート構造物１の表面に沿って固定する。なお、陽極材３としては、例えば直径１．５ｍｍの白金めっきチタン線を使用することができる。

図２の（ｆ）に示す導電性充填材充填工程では、目地状部材８が撤去された後の導電性塗料層５，５間の隙間に導電性充填材４を充填することで、一次陽極である陽極材３を二次陽極である導電性充填材４に導通させる。なお、導電性充填材４としては、カーボン系導電性パテなどが好適である。

図２の（ｇ）に示す表面保護層形成工程では、導電性塗料層５，５および導電性充填材４の表面を覆うように保護塗料を塗布して表面保護層９を形成する。保護塗料としては、水溶性アクリルエマルションが好適である。

前述したように、一実施形態の電気防食工法では、図２の（ｂ）に示した目地状部材貼着工程に先だって、予め、図４に示した目地状部材８の内面の各スリット部８Ｂ，８Ｂに、図３の（ａ）に示した固定具７の保持部７Ｂを挟み込み、その両側の脚部７Ａ，７Ａが目地状部材８の幅方向の左右に突出する状態としておく。

そして、このような準備の後、図２の（ｂ）に示した目地状部材貼着工程、図２の（ｃ）に示した導電性塗料層形成工程、図２の（ｄ）に示した目地状部材撤去工程を経ることにより、各固定具７の脚部７Ａ，７Ａが鉄筋コンクリート構造物１の表面を覆う下地モルタル層６に固定され、各固定具７のループ状の保持部７Ｂが導電性塗料層５，５の間の隙間に露出する。そこで、各固定７具のループ状の保持部７Ｂに線状の陽極材３を挿通することにより、鉄筋コンクリート構造物１の表面に沿って陽極材３を固定する。

このように、一実施形態の電気防食工法では、一次陽極としての陽極材３を鉄筋コンクリート構造物１に固定するに当たり、従来のように、陽極材３を埋設するための長溝をはつり作業によりコンクリート１Ｂの表面に形成する必要が全くない。従って、一実施形態の電気防食工法によれば、多大な手間が掛かるはつり作業を一切不要として迅速に陽極材３を固定することができ、粉塵や騒音の発生も防止して作業環境を大幅に改善することができる。

本発明に係る電気防食工法は、前述した一実施形態に限定されるものではない。例えば、図２の（ａ）に示した下地処理工程に先だって図２の（ｂ）に示した目地状部材貼着工程を施工し、その後、目地状部材８の両側の領域に下地モルタル層６および導電性塗料層５を順次施工してもよい。

ここで、陽極材３を固定するために使用する固定具７は、図３の（ａ）に示すものに限らず、図３の（ｂ）〜（ｄ）に示すようなものに変更することができる。図３の（ｂ）に示す固定具７は、相互に対向する向きで湾曲する左右一対のフック部７Ｃ，７Ｃが陽極材３の保持部として左右の脚部７Ａ，７Ａの間に固着されたものであり、フック部７Ｃ，７Ｃの先端部の間には、陽極材３を径方向に受け入れるように弾性的に開く開口部が形成されている。

図３の（ｃ）に示す固定具７は、相互に対向する向きで湾曲する左右一対のフック部７Ｄ，７Ｄが陽極材３の保持部として左右の脚部７Ａ，７Ａの間に固着されたものであり、フック部７Ｄ，７Ｄで形成される孔内に陽極材３が挿通可能となっている。

図３の（ｄ）に示す固定具１０は、ポリエチレンやポリプロピレンなどの合成樹脂の成形品からなり、左右の脚部１０Ａ，１０Ａの間には、陽極材３の挿通孔１０Ｂを有する長方形の保持板部１０Ｃが一体に成形されている。

さらに、図３の（ａ）〜（ｃ）に示した固定具７を着脱自在に装着する目地状部材８は、図４に示したようなスリット８Ｂが全く無いものや、あるいは固定具７の保持部７Ｂ，７Ｃ，７Ｄを収容する凹部（図示省略）が形成されたものとしてもよい。この場合、固定具７は、その左右の脚部７Ａ，７Ａが粘着層８Ａに貼着されることで目地状部材８に着脱自在に装着される。なお、図３の（ｄ）に示した固定具１０を着脱自在に装着する目地状部材８も、スリット８Ｂが全く無いものや、あるいは固定具１０の保持板部１０Ｃ収容する凹部（図示省略）が形成されたものとしてもよい。

１ ：鉄筋コンクリート構造物
１Ａ：鉄筋
１Ｂ：コンクリート
２ ：外部直流電源
３ ：陽極材
４ ：導電性充填材
５ ：導電性塗料層
６ ：下地モルタル層
７ ：固定具
７Ａ：脚部
７Ｂ：保持部
８ ：目地状部材
８Ａ：粘着層
８Ｂ：スリット部
９ ：表面保護層

Claims (5)

1. 外部直流電源のプラス極に接続される線状または帯状の陽極材を一次陽極として鉄筋コンクリート構造物に固定し、この陽極材に導通する導電性塗料層を二次陽極として鉄筋コンクリート構造物の表面に形成し、この導電性塗料層から内部の鉄筋に向けて直流電流を流すことで鉄筋の腐食を防止する導電性塗料方式の電気防食工法であって、
   前記一次陽極材を固定するための複数の固定具を着脱自在に装着した目地状部材を鉄筋コンクリート構造物の表面側に仮り貼着する工程と、仮り貼着された目地状部材の両側の領域に導電性塗料層を形成する工程と、導電性塗料層の硬化後に鉄筋コンクリート構造物の表面側から目地状部材を撤去する工程と、目地状部材が撤去された後の導電性塗料層間の隙間に導電性充填材を充填する工程とを備えており、
   前記目地状部材の仮り貼着工程に先立って、目地状部材の内面側には、鉄筋コンクリート構造物に固定するための脚部および前記陽極材を保持するための保持部を有する前記複数の固定具をその脚部が左右に突出する状態で着脱自在に装着しておき、
   前記目地状部材の撤去工程の後、前記各固定具の保持部により前記一次陽極材を鉄筋コンクリート構造物の表面に沿って固定することを特徴とする電気防食工法。
2. 前記導電性塗料層の形成工程に先立って、前記目地状部材の両側の領域に下地層を形成し、下地層または導電性塗料層の硬化後に目地状部材を撤去することを特徴とする請求項１に記載の電気防食工法。
3. 前記一次陽極材を固定するための固定具は、陽極材の酸化環境において耐久性を有する材料からなることを特徴とする請求項１または２に記載の電気防食工法。
4. 前記一次陽極材を固定するための固定具の保持部は、ループ部、フック部または孔部の何れかであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１の請求項に記載の電気防食工法。
5. 前記目地状部材の内面には、鉄筋コンクリート構造物の表面側に仮り貼着するための粘着層が設けられ、かつ、前記各固定具を着脱自在に装着するための複数のスリット部が所定間隔で形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１の請求項に記載の電気防食工法。