JP7382361B2 - 導電性塗料並びにそれを用いたコンクリート構造物の電気防食方法及び陽極材の補修方法 - Google Patents
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Description
本発明でいう「コンクリート」には、硬化したコンクリートのみならず、硬化したセメント、モルタルも包含される。
本発明の導電性塗料は、少なくともチタン粉末、チタン粉末以外の導電性物質(以下、「非チタン導電性物質」とも言う。)及び樹脂を含有する。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド(例:ナイロン6、ナイロン46、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン6-12、ナイロン6-66)、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等;前記熱可塑性樹脂を主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル(不飽和ポリエステル)樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
これらの樹脂の中でも特にポリエステルウレタン樹脂は、前記の要求性能を高いレベルで満たし得ることから、本発明で好ましく用いられる。
前記被膜形成工程において、コンクリート表面1Sへの導電性塗料の塗布量は、導電性塗料の組成等に応じて適宜調整すればよく特に制限されないが、防食効果の向上、塗膜性能の耐久性等の観点から、固形分として、好ましくは0.2~0.5kg/m2、より好ましくは0.3~0.4kg/m2である。コンクリート表面への導電性塗料の塗布量が少なすぎると十分な防食効果が得られないおそれがあり、該塗布量が多すぎると、導電性被膜の耐久性が低下し、塗膜ひび割れなどが起こりやすくなるおそれがある。
導電性塗料をコンクリート表面1Sに塗布した後、その塗布部分を必要に応じ乾燥させることで、コンクリート表面1S上に陽極材としての導電性被膜3が形成される。導電性被膜3の厚みは、導電性塗料の塗布量と同様の観点から、好ましくは25~150μm、より好ましくは50~75μmである。
触媒含有液中の溶質の濃度は特に制限されず、電気的触媒をはじめとする溶質及び溶媒の種類等に応じて適宜調整し得るが、防食効果の向上、触媒含有液の保存性、塗布する際の作業性等の観点から、該触媒含有液の全質量に対して、好ましくは20~50質量%、より好ましくは25~35質量%である。
触媒含有液をコンクリート表面1S又は導電性被膜3に塗布した後、その塗布部分を、自然乾燥又は加熱乾燥等の強制乾燥により乾燥させてもよい。
前記触媒付与工程、前記被膜形成工程の順で実施した場合、コンクリート表面1S及びその近傍(コンクリート表層部、鉄筋2のかぶり部)に電気的触媒が存在するようになる。前記被膜形成工程、前記触媒付与工程の順で実施した場合、少なくとも導電性被膜3に電気的触媒が存在し、更に、例えば導電性被膜3が多孔質であるなどして透水性を有する場合は、導電性被膜3で被覆されたコンクリート表層部にも電気的触媒が存在し得る。
本発明の補修方法は、例えば、図1に示すコンクリート構造物1の陽極材である導電性被膜3の補修に使用することができる。すなわち、コンクリート構造物1の導電性被膜3が使用により消耗、劣化し、あるいは何らかの理由により損傷するなどして欠損した場合、その導電性被膜3の欠損部分に本発明の導電性塗料を塗布することで、導電性被膜3を補修することができる。前述したとおり、導電性被膜3は本発明の導電性塗料の塗布物であるから、導電性被膜3の欠損部分に該導電性塗料を塗布してこれを補修することは当然のことである。
本発明の補修方法は、本発明の導電性塗料の塗布物ではない陽極材、具体的には、チタンを含有する金属溶射被膜の欠損部分の補修に使用できる点で特徴付けられる。金属溶射被膜の欠損部分を補修する場合は、該金属溶射被膜の形成時と同様に金属溶射を利用するのが通常であるが、本発明の補修方法によれば、チタンを含有する金属溶射被膜の欠損部分に本発明の導電性塗料を刷毛法や噴霧法等の公知の塗布方法により塗布するだけでよく、大型の機材を必要とする金属溶射は不要である。したがって本発明の補修方法によれば、チタン溶射方式による電気防食構造の補修を簡易に行うことができる。
表1に示す組成の導電性塗料A~Hを調製し、それらの導電性を評価した。具体的には、絶縁性を有する樹脂製の板(縦35mm、横140mm、厚さ3mmの平面視長方形形状の板)の片面に、評価対象の導電性塗料を固形分として0.3g/m2塗布し、乾燥させて測定サンプルを得、該測定サンプルの電気抵抗値をテスターで測定した。その結果を表1に示す。なお、前記樹脂製の板自体の電気抵抗値は∞Ωである。
導電性が良好であった前記導電性塗料A、B及びHの何れかを用いて、鋼材を含むコンクリート構造物の該鋼材を防食対象とした電気防食方法を実施した。直径10mmの鉄筋(丸鋼)を内部に有する、縦300mm、横300mm、厚さ100mmの直方体形状のコンクリート構造物を試験体とした。この試験体は、水/セメント比(W/C)が55%、含有塩分量が15kg/m2であった。試験体における縦300mm、横300mmの一対のコンクリート表面のうちの一方の全域に、触媒含有液(硝酸コバルト6水和物の含有量30質量%の硝酸コバルト水溶液)及び/又は導電性塗料を塗布して導電性被膜を形成した後、直流電源装置の陽極と該導電性被膜とを接続するとともに、該直流電源装置の陰極と該試験体の鉄筋とを接続し、該直流電源装置から該鉄筋に電流密度10mA/m2で7日間通電して、該触媒含有液中の硝酸コバルトを酸化コバルトに変成させることにより、電気的触媒を活性化させる(活性化処理工程)。触媒含有液の塗布(触媒付与工程)及び導電性塗料の塗布(被膜形成工程)の双方を実施する場合は、触媒付与工程、被膜形成工程の順で実施した。表2に、各実施例及び比較例の電気防食方法を示す。
前記活性化処理工程の実施から2日経過後に、前記試験体について分極試験を実施した。具体的には、照合電極、飽和塩化銀電極、電位掃引装置、ポテンショスタット及び記録計を用いて、インスタントオフ電位(IRドロップを除いた電位)又は浴電圧を掃引速度20mV/minの条件で上昇させ、各インスタントオフ電位又は各浴電圧に対する電流値を測定した。
1S コンクリート表面
2 鉄筋(鋼材)
3 導電性被膜(陽極材)
4 リード線
5 直流電源装置
6 照合電極
Claims (4)
- 鋼材を含むコンクリート構造物の外部電源方式による電気防食において、該コンクリート構造物の表面に塗布されて陽極材として使用される導電性塗料であって、
チタン粉末、チタン粉末以外の導電性物質及び樹脂を含有し、該チタン粉末の含有量が該導電性塗料の全質量に対して5~25質量%であり、
前記チタン粉末は、金属チタンである、導電性塗料。 - 前記チタン粉末の平均粒径が5~150μmである、請求項1に記載の導電性塗料。
- 前記導電性物質は、銅、銀、ニッケル及び炭素系材料から選択される1種又は2種以上であり、前記樹脂はポリエステルウレタン樹脂である、請求項1又は2に記載の導電性塗料。
- 鋼材を含むコンクリート構造物の外部電源方式による電気防食方法であって、
前記コンクリート構造物のコンクリート表面に、請求項1~3の何れか1項に記載の導電性塗料を塗布して導電性被膜を形成する被膜形成工程と、
前記コンクリート構造物のコンクリート表面又は前記導電性被膜に、硝酸コバルトを含有する触媒含有液を付与する触媒付与工程と、
前記硝酸コバルトを活性化させ酸化コバルトに変える活性化処理工程とを有する、コンクリート構造物の電気防食方法。
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