JP7231387B2 - 添接板の防食構造 - Google Patents

Description

本発明は、添接板の防食構造に関し、特に、鋼材の連結部に配置される添接板の防食構造に関する。

橋梁、水門、船舶、プラント等の鋼構造物において、大気に曝される暴露部の防食方法として塗装が一般的に用いられている。しかしながら、鋼材の連結部に配置される添接板の周辺は構造が複雑であり、塗膜が薄くなり易いうえに水分や汚れが溜まり易く、早期に腐食を生じ易い傾向にある。供用後３０年以上を経過した鋼構造物の性能低下は大きな課題であり、今後さらなる長寿命化、適切な維持管理及びライフサイクルコストの低減が求められている。

かかる添接板の防食方法として、例えば、特許文献１には、防水性、防食性及び耐候性に優れ且つ接合部のボルト・ナット配列間隔と等しい間隔でワッシャー径より若干大きめの穴があいた防食シートもしくはテープにより添接板を被い、内周面がボルト又はナット部外周面と嵌合し得る外被体と外被体の口部から外側に向けて形成した鍔部と鍔の下面に形成した発泡体と外被体内部天部に防錆コンパウンドを充填してなる防錆キャップによりボルト及びナット部外周面を被うことからなる防食構造が提案されている。

特開平５－２７２５２２号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された防食構造では、添接板と防錆キャップ（以下、防食キャップという）との接続部を被覆することができるものの、添接板と鋼材との境界部を被覆することができず、添接板の腐食を抑制することが困難である。

本発明は、上述の課題に鑑み創案された発明であり、添接板と防食キャップとの接続部及び添接板と鋼材との境界部の両方を被覆することができる、添接板の防食構造を提供することを目的とする。

本発明によれば、鋼材の連結部に配置され締結部材によって固定される添接板の防食構造であって、前記添接板の表面を覆う中心部と、前記添接板の側面及び前記添接板と前記鋼材との境界部を覆う拡張部と、前記中心部の前記締結部材が固定される箇所に形成された開口部と、を備える防食シートと、前記添接板の表面に露出した前記締結部材の露出部を覆う防食キャップと、を含み、前記防食シートは、金属箔と、該金属箔の両面に形成された樹脂層と、を備え、前記添接板及び前記鋼材の形状に沿って屈曲させることができ、その形状を保持することができるように構成されている、ことを特徴とする添接板の防食構造が提供される。

前記金属箔は、アルミニウム箔であってもよい。

前記拡張部は、前記添接板の側面に貼り付けられる第一拡張部と、前記添接板の側面に隣接する前記鋼材の表面に貼り付けられる第二拡張部と、を含んでいてもよい。

前記防食シートは、十字形状の外形を有していてもよい。

前記開口部は、前記露出部の径より大きく前記防食キャップの径よりも小さい径を有していてもよい。

上述した本発明に係る添接板の防食構造によれば、添接板の側面及び添接板と鋼材との境界部を覆う拡張部と、締結部材が固定される箇所に形成された開口部と、を備える防食シートを用いることにより、添接板の表面に貼り付けた防食シートの上に防食キャップを接着することができるとともに、防食シートの拡張部により、添接板の側面及び添接板と鋼材との境界部を覆うことができる。

したがって、本発明によれば、添接板と防食キャップとの接続部及び添接板と鋼材との境界部の両方を被覆することができ、複雑な形状の添接板の周辺を容易に防食することができる。

本発明の一実施形態に係る添接板の防食方法を示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係る防食構造の構成部品を示す図であり、（ａ）は防食シートの平面図、（ｂ）は防食キャップの側面図、である。 添接板の固定状態を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、である。 防食シートを貼り付けた状態を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、である。 防食キャップを取り付けた状態を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、である。 添接板の防食構造の変形例を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態について図１～図６を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の一実施形態に係る添接板の防食方法を示すフロー図である。図２は、本発明の一実施形態に係る防食構造の構成部品を示す図であり、（ａ）は防食シートの平面図、（ｂ）は防食キャップの側面図、である。図３は、添接板の固定状態を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、である。図４は、防食シートを貼り付けた状態を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、である。図５は、防食キャップを取り付けた状態を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、である。

本発明の一実施形態に係る添接板１の防食方法は、図１～図５（ｂ）に示したように、鋼材２の連結部に配置され締結部材３によって固定される添接板１の防食方法であって、添接板１の表面１１を覆う中心部４１と、添接板１の側面１２及び添接板１と鋼材２との境界部１３を覆う拡張部４２と、中心部４１の締結部材３が固定される箇所に形成された開口部４３と、備える防食シート４を用意する第一準備工程Ｓｔｅｐ１と、添接板１の表面１１に露出した締結部材３の露出部３１を覆う防食キャップ５を用意する第二準備工程Ｓｔｅｐ２と、添接板１を鋼材２に固定する固定工程Ｓｔｅｐ３と、防食シート４を貼り付ける箇所に接着剤を塗布する塗布工程Ｓｔｅｐ４と、添接板１の表面１１及び側面１２並びに境界部１３を覆うように防食シート４を折り曲げながら貼り付ける防食シート貼付工程Ｓｔｅｐ５と、締結部材３の露出部３１を覆うように防食キャップ５を取り付ける防食キャップ取付工程Ｓｔｅｐ６と、を備えている。

第一準備工程Ｓｔｅｐ１は、例えば、図２（ａ）に示した防食シート４を製作・加工する工程である。例えば、第一準備工程Ｓｔｅｐ１は、金属箔の両面に樹脂層を形成した矩形形状の防食シート（前躯体）を製作する製作工程Ｓｔｅｐ１１と、矩形形状の防食シート（前躯体）に拡張部４２及び開口部４３を形成する加工工程Ｓｔｅｐ１２と、を含んでいる。

製作工程Ｓｔｅｐ１１において、防食シート（前躯体）は、例えば、接着剤を塗布した矩形形状の金属箔を樹脂液に含浸させることによって製作される。具体的には、防食シート（前躯体）は、接着剤を塗布した金属箔を加熱処理した後、樹脂液（例えば、ポリ塩化ビニル樹脂）を蓄えた樹脂液槽に含浸させ、所定時間経過後、金属箔を樹脂液槽から取り出し、乾燥又は冷却することによって製作される。なお、所定の厚さの樹脂層を形成するために、金属箔を樹脂液に複数回含浸させるようにしてもよい。

防食シート（前躯体）は、基本的な構造として、二つの樹脂層の中間に金属箔が配置された構成を有している。金属箔の素材には、例えば、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン、銅等の金属又はこれらの合金が使用される。特に、金属箔としてアルミニウム箔を使用することにより、追従性及び柔軟性の付与に加え、軽量化及び耐腐食性の向上を図ることができる。

樹脂層の素材としては、例えば、ポリ塩化ビニルが好適であるが、これに限定されるものではない。ポリ塩化ビニルは、防食キャップ（防錆キャップ）として十分な実績があり、防食効果及び耐用年数の面で十分な機能を有し、比較的安価であり、加工も容易であることから、防食シートに適している。

このように、金属箔を樹脂層で挟持した構造の防食シートを使用することにより、添接板１及び鋼材２の形状に沿って屈曲させ易く形状を保持し易い（形状追従性に優れる）、水分・塩分・汚れ等の腐食因子を透過しにくい（環境遮断効果に優れる）、塗装と比較して素地調整の簡素化を図ることができる等の利点を得ることができる。

加工工程Ｓｔｅｐ１２は、例えば、中心部４１及び拡張部４２を有する十字形状の外形に防食シート（前躯体）を切り取る工程と、露出部３１の径より大きく防食キャップ５の径よりも小さい径を有する開口部４３を中心部４１に形成する工程と、を含んでいる。拡張部４２を含む幅広の部分を有する防食シート（前躯体）を製作することにより、防食シート（前躯体）の四つの角部を矩形に切り取ることによって、十字形状の防食シート４を容易に形成することができる。

防食シート４の中心部４１は、添接板１の表面と一致する形状を有している。すなわち、中心部４１の角部（隣接する拡張部４２の分岐点Ｐ～Ｓ）は添接板１の表面１１の角部に一致するように形成されている。拡張部４２は、添接板１の側面１２に貼り付けられる第一拡張部４２１と、添接板１の側面１２に隣接する鋼材２の表面に貼り付けられる第二拡張部４２２と、を含んでいる。なお、図２（ａ）における一点鎖線は、防食シート４の貼り付け時に折り曲げる屈曲予定線である。

本実施形態では、矩形形状の防食シート（前躯体）を製作した後、拡張部４２及び開口部４３を形成する場合について説明しているが、予め拡張部４２及び開口部４３を形成した金属箔を樹脂層に含浸することによって、加工工程を省略するようにしてもよい。

第二準備工程Ｓｔｅｐ２は、例えば、図２（ｂ）に示した防食キャップ５を用意する工程である。かかる防食キャップ５は、いわゆるボルト・ナットキャップ（防錆キャップ）であり、市販されているものを使用することができる。また、防食キャップ５は、防食シート４と同じ素材（例えば、ポリ塩化ビニル）であることが好ましい。なお、第一準備工程Ｓｔｅｐ１と第二準備工程Ｓｔｅｐ２とは順序を入れ替えてもよい。

防食キャップ５と防食シート４の樹脂層とを同じ素材にすることにより、ポリ塩化ビニルと相性のよい接着剤を用いることによって防食キャップ５と防食シート４との密着性を向上させることができる。なお、図２（ｂ）では、添接板１の固定に四つの締結部材３を使用していることから、四つの防食キャップ５を図示してある。

防食キャップ５は、例えば、締結部材３の露出部３１を覆うキャップ部５１と、防食シート４の表面に接着される鍔部５２と、を備えている。この鍔部５２の径は、防食シート４の開口部４３の径よりも大きく形成されている。したがって、防食キャップ５は、添接板１の表面１１に防食シート４を貼り付けた後、防食キャップ５を露出部３１に取り付けることによって、鍔部５２は防食シート４の表面に接触することができるように形成されている。

固定工程Ｓｔｅｐ３は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示したように、鋼材２の連結部に添接板１を締結部材３で固定する工程である。締結部材３は、例えば、ボルト３ｂ、ワッシャー３ｗ及びナット３ｎである。鋼材２の連結部及び添接板１には、予めボルト孔が穿孔されている。鋼材２の連結部である突き合わせ部に添接板１を宛がった後、添接板１の反対側の面からボルト孔にボルト３ｂを挿通し、添接板１の表面１１側に突出したボルト３ｂの先端にワッシャー３ｗを挿入し、ナット３ｎを螺合させることによって、添接板１は鋼材２の連結部に固定される。

したがって、添接板１の表面１１には、ワッシャー３ｗ、ナット３ｎ及びボルト３ｂの先端が露出し、露出部３１を構成する。かかる露出部３１においては、ワッシャー３ｗが最も大きな径を有することから、防食シート４の開口部４３は、ワッシャー３ｗの径よりも僅かに大きな径に形成される。

塗布工程Ｓｔｅｐ４は、添接板１の表面１１及び側面１２並びに添接板１の側面１２に隣接する鋼材２の表面（防食シート４が貼付される範囲）に接着剤を塗布する工程である。接着剤には、例えば、ポリ塩化ビニルと相性のよいエポキシ樹脂を主成分とする一液又は二液混合タイプの接着剤が使用される。

接着剤には、要求される防食効果に応じて、亜硝酸化合物等の防錆剤、ヒドラジン系や非ヒドラジン系（亜硫酸塩、糖類系、天然植物系等）の脱酸素剤、亜鉛粉等の酸化膜を形成する金属粉、耐食性に優れたガラスフレークやリーフィングアルミニウム等の機能性顔料を混合するようにしてもよい。

防食シート貼付工程Ｓｔｅｐ５は、図２（ａ）に示した防食シート４を図３（ａ）及び図３（ｂ）に示した添接板１及び添接板１に隣接する鋼材２の表面に貼り付ける工程である。具体的には、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示したように、防食シート４の開口部４３を露出部３１に位置合わせしながら、添接板１の表面１１に防食シート４の中心部４１を貼り付け、拡張部４２（第一拡張部４２１）を折り曲げながら添接板１の側面１２に貼り付け、残りの拡張部４２（第二拡張部４２２）を折り曲げながら鋼材２の表面に貼り付ける。

なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）では、説明の便宜上、防食シート４を灰色に塗り潰して表示してある。また、防食シート４を予め折り曲げた後、添接板１の上から被せるようにして貼り付けるようにしてもよい。

本実施形態では、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示したように、図の左右方向の拡張部４２は、谷折りされて鋼材２の表面に貼り付けられる。それに対して、図の上下方向の拡張部４２は、添接板１の側面１２から鋼材２の側面を被覆しつつ鋼材２の裏面に折り曲げられるようにして鋼材２に貼り付けられる。

このように、防食シート４に拡張部４２を形成し、添接板１の側面１２に隣接する鋼材２の表面まで防食シート４を貼り付けることにより、添接板１と鋼材２との境界部１３を防食シート４で被覆することができ、防食効果を向上させることができる。

本実施形態では、鋼材２と添接板１との図の上下方向幅が同じ長さを有していることから、拡張部４２は山折りされて鋼材２の裏面まで貼り付けられる。このように拡張部４２を鋼材２の裏面まで折り回すことによって、防食シート４の剥離を抑制することができる。なお、拡張部４２の貼り付け方法は、添接板１の接続部の形状によって適宜変更することができる。

ここで、図６は、添接板の防食構造の変形例を示す正面図である。例えば、図６に示したように、鋼材２の連結部の一部に添接板１が固定される場合には、防食シート４の図の左右方向に位置する拡張部４２及び図の上下方向に位置する拡張部４２は、両方とも山折りされた後で谷折りされることによって、添接板１の側面１２及び添接板１に隣接する鋼材２の表面に貼り付けられる。なお、図６では、説明の便宜上、防食シート４及び防食キャップ５を灰色に塗り潰して表示してある。

本実施形態によれば、防食シート４の拡張部４２により、添接板１の側面１２及び添接板１と鋼材２との境界部１３を覆うことができ、従来の塗装による防食方法では、塗膜が薄くなり易かった添接板１のエッジ部や境界部１３を防食シート４で被覆することができ、防食効果を向上させることができる。

防食キャップ取付工程Ｓｔｅｐ６は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示したように、防食キャップ５を締結部材３の露出部３１に取り付ける工程である。具体的には、防食キャップ５の鍔部５２に接着剤を塗布し、キャップ部５１を露出部３１に被せることによって、鍔部５２を防食シート４の上に接着させる。かかる処理により、添接板１と締結部材３との接続部周辺を防食シート４及び防食キャップ５で被覆することができ、締結部材３周辺の防食効果を向上させることができる。

なお、図５（ａ）及び図５（ｂ）では、説明の便宜上、防食シート４及び防食キャップ５を灰色に塗り潰して表示してある。また、防食キャップ５が防食シート４と同じ素材（例えば、ポリ塩化ビニル）である場合には、ポリ塩化ビニルと相性のよい接着剤を用いることにより、防食キャップ５と防食シート４との密着性を向上させることができる。

上述した本実施形態に係る添接板１の防食方法によれば、添接板１の表面１１を覆う中心部４１と、添接板１の側面１２及び添接板１と鋼材２との境界部１３を覆う拡張部４２と、中心部４１の締結部材３が固定される箇所に形成された開口部４３と、備える防食シート４と、添接板１の表面１１に露出した締結部材３の露出部３１を覆う防食キャップ５と、を含む添接板１の防食構造が提供される。

上述した実施形態では、添接板１の表面１１及び側面１２の全面を防食シート４で覆う場合について説明しているが、添接板１の配置箇所によっては、施工作業が困難な場合もある。したがって、本実施形態に係る防食シート４は、添接板１の表面１１及び側面１２のうち少なくとも一部（例えば、四辺のうち少なくとも一辺）にのみ、添接板１の表面１１及び側面１２並びに境界部１３を覆う拡張部４２を有していればよい。

また、上述した実施形態において、鋼材２は、例えば、橋梁、水門、船舶、プラント等の鋼構造物に使用される鋼材であり、特に、大気に曝される暴露部に使用される鋼材に適している。

また、既設の添接板１に上述した実施形態に係る防食構造を適用する場合には、固定工程Ｓｔｅｐ３の後に、第一準備工程Ｓｔｅｐ１及び第二準備工程Ｓｔｅｐ２を行うことは当然である。また、既設の添接板１に上述した防食方法を適用する場合には、防食シート４及び防食キャップ５を配置する箇所を予めブラスト（研磨）するようにしてもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

１ 添接板
２ 鋼材
３ 締結部材
３ｂ ボルト
３ｎ ナット
３ｗ ワッシャー
４ 防食シート
５ 防食キャップ
１１ 表面
１２ 側面
１３ 境界部
３１ 露出部
４１ 中心部
４２ 拡張部
４３ 開口部
５１ キャップ部
５２ 鍔部
４２１ 第一拡張部
４２２ 第二拡張部
Ｓｔｅｐ１ 第一準備工程
Ｓｔｅｐ１１ 製作工程
Ｓｔｅｐ１２ 加工工程
Ｓｔｅｐ２ 第二準備工程
Ｓｔｅｐ３ 固定工程
Ｓｔｅｐ４ 塗布工程
Ｓｔｅｐ５ 防食シート貼付工程
Ｓｔｅｐ６ 防食キャップ取付工程

Claims (5)

1. 鋼材の連結部に配置され締結部材によって固定される添接板の防食構造であって、
   前記添接板の表面を覆う中心部と、前記添接板の側面及び前記添接板と前記鋼材との境界部を覆う拡張部と、前記中心部の前記締結部材が固定される箇所に形成された開口部と、を備える防食シートと、
   前記添接板の表面に露出した前記締結部材の露出部を覆う防食キャップと、を含み、
   前記防食シートは、金属箔と、該金属箔の両面に形成された樹脂層と、を備え、前記添接板及び前記鋼材の形状に沿って屈曲させることができ、その形状を保持することができるように構成されている、
   ことを特徴とする添接板の防食構造。
2. 前記金属箔は、アルミニウム箔である、請求項１に記載の添接板の防食構造。
3. 前記拡張部は、前記添接板の側面に貼り付けられる第一拡張部と、前記添接板の側面に隣接する前記鋼材の表面に貼り付けられる第二拡張部と、を含む請求項１に記載の添接板の防食構造。
4. 前記防食シートは、十字形状の外形を有する、請求項１に記載の添接板の防食構造。
5. 前記開口部は、前記露出部の径より大きく前記防食キャップの径よりも小さい径を有している、請求項１に記載の添接板の防食構造。
   

Images